End Test Mdc Lt 2d 2 Ferri Witanto

PROSEDUR MUTU No. PM 7.5.29/L1

FORM SOAL UJIANRevisi 2

Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2

UJIAN AKHIR SEMESTER GASAL TAHUN AKADEMIK 2013/2014POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

JURUSAN TEKNIK ELEKTROPROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK

Mata Kuliah : Mesin DC Waktu : 90 menit Kode Mata Kuliah : ................. Sifat : Buka laptop Kelas : TL 2D Pengampu : Djodi Antono, BTech.,Meng Hari/Tanggal : Januari 2015

Soal I (80%)

1. Jelaskan perbedaan motor DC brushless dengan motor DC brush!

2. Mengapa motor DC brushless yang ada dipasaran berdaya kecil?

3. Jelaskan mengapa kereta api traksi menggunakan motor DC?

4. Mengapa generator DC memerlukan excitasi dan apa akibatnya jika tidak diberi excitasi?

5. Terangkan cara-cara mengatur kecepatan motor DC shunt?

6. Apa yang disebut reaksi jangkar motor DC?, Bagaimana cara mengatasinya?

7. Mengapa motor DC seri harus selau diberi beban?

8. Apa fungsi komutator pada motor DC? Terangkan juga cara kerja sikat arang berikut

komutator pada mesin DC.

Soal II (20%)

Suatu motor Dc kompon panjang dengan daya input 230 kW, teg.terminal 400 V, mempunyai tahanan medan shunt : 70 Ohm, tah.jangkar termasuk tah.sikat : 0,45 Ohm, tahanan Medan seri : 0,015 ohm, dan resistansi yang diparalel dengan medan seri sebesar 0,035 ohm. Hitung a. arus jangkar b. EMF yang dibangkitkan c. daya yang dibangkitkan

Selamat bekerja

Soal ini telah dikalibrasi/divalidasi oleh : Koord. Tim Teaching/KBK Ketua Program Studi

……………………………… ……………………………



Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2

Soal I

1. Perbedaan Motor DC Brush dan Brushless

Motor DC Brush

• Brush DC memakai sikat karbon sebagai penyalur arus ke kumparan motor.

• Brush DC memakai kumparan sebagai bagian bergerak.

• Brush DC memakai kumparan sebagai komutator secara mekanik.

Motor DC Brushless

• Brushless sama sekali tidak memakai sikat karbon

• Brushless kumparannya merupakan bagian yang tidak begerak.

• Brushless memakai kumparan sebagai komutator elektric.

2. Karena Motor DC brushlees yang ada pada pasaran berdaya kecil karena penggunaan motor DC

brushlees ini digunakan pada alat-alat yang berdaya kecil sebagai contoh fan pada personal computer

atau pada alat-alat yang kecil lainnya. Karena sumber yang dibutuhkan juga tidak terlalu besar. Bila

dimanfaatkan untuk yang relatif besar akan tidak efektif.

3. Karena mudah pengaturannya. Cara klasik pengaturan KRL motor dc adalah dengan membatasi

tegangan yang masuk ke motor dc dengan menggunakan rheostat sehingga kecepatan motor dc dapat

diatur. Efisiensi yang rendah akibat rheostat dan berkembangnya teknologi saklar statis (thyristor)

mengakibatkan cara ini sudah tidak lagi dipakai. Sekarang ini untuk mengatur tegangan dc pada KRL

motor dc digunakan konverter dc-dc atau sering disebut chopper dc . Dengan konverter dc-dc

pengaturan tegangan lebih mudah dan efisiensi lebih baik. Penggunaan konverter dc-dc dimulai pada

KRL generasi tahun 1970. Pada motor dc, komutator, sikat dan cincin belah merupakan sesuatu yang

harus ada, sayangnya banyak kejadian ground fault yang terjadi ketika komutator kontak dengan sikat

pada kecepatan putar yang tinggi. Hal ini termasuk salah satu yang mendasari penggunaan motor dc

pada KRL.


……………………………… ……………………………



Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2

4. Generator DC memerlukan eksitasi karena sistem pasokan listrik DC sebagai penguat pada generator

listrik atau sebagai pembangkit medan magnet, sehingga dari penguatan tersebut suatu generator

dapat menghasilkan energi listrik dengan besar tegangan keluaran generator bergantung pada

besarnya arus eksitasinya. Apabila tidak diberi eksitasi maka aliran daya reaktif akan terbalik dari

sistem menuju generator yang akan menyebabkan panas belebih pada stator.

5. Cara-cara mengatur kecepatan motor DC

Cara 1 : Variabel resistor yaitu suatu cara mengatur kecepatan motor DC dengan mengatur

tegangan yang masuk dengan teknik pembagi dengan menaikkan nilai resistor ataupun menurunkan

nilai resistor. Dengan demikian arus yang adapun akan berubah-ubah sesuai keinginan yang akan

mempengaruhi kecepatan putar.

Cara 2 : Basis transistor yaitu suatu cara mengatur kecepatan motor DC dengan mengatur

tegangan yang masuk pada motor dengan variasi transistor

Cara 3 : Teknik pulse width modulation (pmw) yaitu cara mengatur kecepatan motor DC

dengan cara mengatur prosentase lebar pulsa high terhadap periode dari suatu sinyal persegi dalam

bentuk tegangan periodik yang diberikan ke motor. Semakin besar perbandingan sinyal high dengan

periode sinyal maka akan semakin cepat motor tersebut berputar.

6. Terjadinya gaya torsi pada jangkar disebabkan oleh hasil interaksi dua garis medan magnet. Kutub

magnet menghasilkan garis medan magnet dari utara-selatan melewati jangkar. Interaksi kedua

magnet berasal dari stator dengan magnet yang dihasilkan jangkar mengakibarkan jangkar

mendapatkan gaya torsi putar berlawanan arah jarus jam. Karena medan utama dan medan jangkar

terjadi bersama sama hal ini akan menyebabkan perubahan arah medan utama dan akan

mempengaruhi berpindahnya garis netral yang mengakibatkan kecenderungan timbul bunga api pada

saat komutasi. Untuk itu biasanya pada motor DC dilengkapi dengan kutub bantu yang terlihat seperti

gambar dibawah ini.


……………………………… ……………………………



Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2

Gambar kutub bantu (interpole) pada motor DC

Kutub bantu ini terletak tepat pada pertengahan antara kutub utara dan kutub selatan dan

berada pada garis tengah teoritis. Lilitan penguat kutub ini dihubungkan seri dengan lilitan

jangkar, hal ini disebabkan medan lintang tergantung pada arus jangkarnya.

Untuk mengatasi reaksi jangkar pada mesin – mesin yang besar dilengkapi dengan lilitan

kompensasi. Lilitan kompensasi itu dipasang pada alur – alur yang dibuat pada sepatu kutub dari

kutub utama. Lilitan ini sepertijuga halnya dengan lilitan kutub bantu dihubungkan seri dengan

lilitan jangkar. Arah arusnya berlawanan dengan arah arus kawat jangkar yang berada

dibawahnya.

7. Motor DC daya sendiri atau motor seri harus selalu dalam kondisi diberikan beban, karena saat tidak

berbeban dan arus eksitasinya kecil yang terjadi putaran motor akan sangat tinggi sehingga motor

akan”terbang”, dan sangat berbahaya.


……………………………… ……………………………



Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2

8. Komutator atau cincin belah (splitring) berfungsi untuk membalik arah arus pada setengah siklus

negative dari arus bolak-balik. Kontak-kontak listrikpada rotating ring disebut "sikat“.

Pada sketsa gambar di bawah, sisi coil a terletak pada pole N dan membawa arus positip sebab hal ini

terhubung ke segment shaded commutator yang bergantian disupplay dari sikat atas. Sisi a

memancarkan kerapatan fluk langsung dari kiri (N) ke kanan (S) dan akan menghasilkan gerakan

kebawah. Tenaga/gerakan ini akan tetap selama sisi coil berada pada pole N. Kebalikannya sisi b

mempunyai arus negatip tetapi juga terletak pada kerapatan fluk langsung dari kanan kekiri.

Sehingga akan menghasilkan gerakan ke atas. Dengan demikian torsi pada rotor berlawanan jarum

jam arahnya.

Ketika motor bergerak pada posisi gambar kanan, arus kedua sisi akan berbalik, sebab sisi b

sekarang menyuplai arus positip melalui unshadedcommutatorsegment. Arah gaya pada masing-

masing sisi koil terbalik, denagn kata lain arah toesi akan berbalik. Pada periode yang singkat ketika

coil diluar pengaruh fluk dan comutasi tak terhubung, torsinya nol.


……………………………… ……………………………



Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2

Soal II

P = 230 kW , Vt = 400 V, Rsh = 70 Ω , Ra = 0,45Ω Rs = 0,015 Ω dan R yang diparalel medan seri

0,035 Ω

I = P/Vt = 230.000/400 = 575 A

Ish = Vt/Rsh = 400/70 = 5,7143 A

Rs total = (0,015 x 0,035) / (0.015 + 0.035) = 0,0105 Ω

a. Ia = I - Ish = 575 - 5,7143 = 569,2857 A

b. Ea = Vt - Ia(Ra +Rs total)

= 400 - 569,2857(0,45 + 0,0105)

= 400 - 262,156

= 137,844 V

c. P = Eb x Ia

= 137,844 x 569,2857

= 78472,618 W

FERRI WITANTO

LT-2D/06


……………………………… ……………………………1. Lintang Faja

Motor DC

brushlees yang



Tanggal 1 Juli 2010

Halaman 1/2


……………………………… ……………………………

End Test Mdc Lt 2d 2 Ferri Witanto

Documents

Transcript of End Test Mdc Lt 2d 2 Ferri Witanto