MOTOR DC baru

7/21/2019 MOTOR DC baru

1/73

MOTOR DC

===========a. Pengertian Motor DCMotor listrik adalah suatu alat atau perangkat yangberfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energimekanik. keguanaan dari energi mekanik itu sendiribanyak sekali, seperti untuk memutar impeller pompa, fan,menggerakkan kompressor, mengangkat bahan, dan lain

lain. penggunaan motor listrik tidak hanya di bidangindustri saja, tetapi banyak juga digunakan dalamperangkat ruma tangga, seperti kipas angin, mi!er,pompa, bor listrik, dan masih banyak lainnnya. tetapi yanglebih "ital, penggunaan motor listrik yaitu di bidanginsdustri. kenapa# karena diperkirakan bah$a motormotor atau mesin yang ada di industri menggunakan

sekitar %& ' beban listrik total. oleh karena itu, motorlistrik juga sering disebut sebagaikuda kerjanyaindustri.seperti yang telah dijelaskan tadi bah$a motor DCmengubah tenaga listrik menjadi energi mekanik. olehkarena itu, motor ini membutuhkan suplai berupategangan listrik agar bisa bekerja. bagian bagian darimotor DC itu sendiri ada dua yaitu stator dan rotor.(. stator adalah bagian yang todak berputar. di bagianinilah, kumparan medan terjadi.). rotor adalah bagian yang berputar dan sering disebutsebagai kumparan jangkar.

jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam medanmagnet, maka akan timbul tegangan yang berubahubah


2/73

arah pada setiap setengah putaran, sehinggamenghasilkan tegangan bolakbalik.b. Prinsip dan Cara kerja Motor DC

berikut ini saya kan menjelaskan se*ara singkatmekanisme keja untuk seluruh jenis motor pada umumnya+(. arus listrik dalam medan magnet akan memberikangaya.). jika ka$at yang memba$a arus dibengkokkan menjadisebuah laingkaran atau loop, maka kedua sisi loop yaitupada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan

gaya pada arha yang berla$anan.. pasangan gaya menghasilkan tenaga putar atau seringdisebut sebagai torsi yang nantinya berguna untukmemutar kumparan.-. motormotor memilikia beberapa loop pada dinamonyauntuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragamdan medan magnetnya dihsilkan oleh susunan

elektromagnetik yang diesbut kumparan medan.

dalam mempelajari sebuah motor DC, tidak akan mungkinlepas dari beban motor. beban dalam hal ini menga*ukepada keluaran tenaga putar atau torsi yang sesuaidengan ke*epatan yang diperlukan. beban motor, se*araumum dapat dikategorikan sebagai berikut +(. beban dengan energi konstan yaitu beban denganpermintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalikdengan ke*epatan. misalnya pada peralatanperalatanyang ada di dalam mesin.). beban torsi konstan yaitu beban dimana permintaankeluaran energinya ber"ariasi dengan ke*epatan


3/73

operasinya tapi torsinya tidak ber"ariasai. *ontohnya yaitupada pompa displa*ement konstan, *or"eyors, rotarykilns, dan lainnya.

. beban dengan "ariabel torsi yaitu beban dengan torsiyang ber"ariasi dengan ke*epatan operasi. *ontohnyayaitu pompa sentrifugal dan fan.*. Prinsip rah Putaran Motoruntuk menentukan arah putaran motor digunakan kaidah/lamming tangan kiri. kututbkutub magnet akanmenghasilkan medan magnet dengan arah kutub utara kekutub selatan. jika medan magnet memotong sebuah

ka$at penghantar yang dialiri arus searah dengan empatjari, mka akan timbul gerka yang searah dengan ibu jari.gaya yang timbul inilah yang diesbut sebagao gaya0orent1. gaya ini sering disimbolkan dengan simbol /.berikut ini prinsip dari bagaimana gaya tersebut bisaterjadi + arus listrik akan mengalir dalam sebuahpenghantar atau konduktor. lalu, timbullah medan magnet

yang disebabkan oleh aliran arus listrik tadi. aliran listrikyang berada di dalam pengaruh medan listrik akanmenghasilkan gerakan. besarnya gaya yang dihsilkandipengaruhi oleh aliran listrik tadi. semakin besar aruslistriknya, maka gaya yang dihasilkan pada penghantartersebut akan semakin besar juga.d. jenisjenis motor DCmotor DC sebenarnya bisa kita bagi menjadi dua jenis.kedua jenis tersebut adalah +(. motor DC dengan sikat karbon yang berfungsi sebagaipangubah arus pada kumparan seemikian rupa sehinggaarah tenaga putaran rotor akan selalu sama.


4/73

). Motor DC tanpa sikat. motor ini menggunakan semikonduktor untuk merubah maupun untuk membalik arahputaran motor. kelebihan dari motor ini yaitu tingkat

kebisingannya rendah seperti pada steppertapi.e. kelebihankelebihan motor DC(. sebagai pengendali ke*epatan yang tidakmempengaruhi kualitas psokan daya. kita hanya *ukupmengatur tegangan dinamo dan arus medan. denganmeningkatkan tegangan dinamo maka k*epatan motornyaakan meningkat. sedangkan dengan menurunkan arusmedan maka akan meningkatkan ke*epatam motor.

). tidak memiliki kerugian daya reaktif dan tidakmenimbulkan harmonisa pada sistem tenaga listrik yangmensuplainya.. memiliki akurasi kontrol yang tinggi sehingga motor inisering digunakan untuk aplikasi ser"o seperti padapengendali pemintal benang atau pengendali posisiantena penerima satelit.

-. memiliki torsi yang tinggi2. mudah di kontrol3. sederhana.f. gaya gerak listrik 4ele**tromoti"e for*e5gaya gerak listrik sering disebut sebagai 6M/. dalam halini saya akan membahas tentang ggl induksi. ggl induksiadalah gaya gerak listrik yang ditimbulkan oleh angkerdinamo yang mela$an tegangan yang diberikankepadanya. teori dasarnya adalah jika sebuah konduktorlistrik memotong garis medan magnet maka akan timbulggl pada konduktor.6M/ induksi terjadi pada motor listrik, generator sertarangkaian listrik dengan arah berla$anan terhadap gaya


5/73

yang menimbulkannnya. timbulnya 6M/ dipengaruhi olehfaktrofaktor sebagai berikut +(. jumlah lilitan konduktor.

). ke*epatan konduktor memotong garis fluks magnet.. sudut perpotongan fluks magnet dengan konduktor.-. kekuatan garis fluks magnet.berikut ini saya tampilkan gambar prinsip mengenai 6M/ +

g. 7e*epatan pada rmatureseperti yang telah dijelaskan tadi, ke*epatan merupakanfungsi dari tegangan armature dan besarnya fluks.Persamaan umumnya bisa kita lihat sebagai berikut +

dari persaam diatas, kita dapat melihat bah$a apabilafluks tetap dijaga konstan, maka ke*epatannya akanbergantung pada besarnya "oltage armatur. motor akanbergerak semakin *epat jika "oltage armaturenya semakinbesar. ke*epatan motor dapat di"ariasikan dari nol sampai

maksimum dalam dua arah. Metode speed *ontrol sepertiini disebut sebagai sistem 8ard0eonard. 9istem 8ard0eonard lebih dari sekedar *ara menerapkan suatu"ariabel d* ke armature dari motor d*. :al tersebut dapatmemaksa motor untuk mengembangakan torsi danke*epatana yang dibutuhkan beban. *ara lain untuk


6/73

mengontrol ke*epatan dari motor d* adalah menempatkanrheostat yang diserikan dengan armature. rus dalamrheostat akan menghasilkan drop jika dikurangi dari fi!ed

sour*e "oltage 6s, sehingga menghasilkan tegangansuplai yang lebih ke*il dari armature. Metode inimemungkinkan kita untuk mengurangi ke*epatan diba$ah nominalnya. ;ni hanya direkomendasikan padamotor ke*il saja. :al ini dikarenakan banyak daya danpasa yang terbuang dalam rheostat.h. 9hunt motor under loadMotor shunt berhubungan dengan perimbangan saat

sebuah motor d* berjalan tanpa beban.


7/73

seluruhnya. /ield seri ini terdiri dari beberapa putaranka$at yang mempunyai penampang *ukup besaruntuk memba$a arus. 9eperti yang telah disebutkan

sebelumnya, $alaupun jenis motorini serupa dengan motor shunt, tetapi properti antarakedua jenis motor sangat berbeda.Dalam motor shunt, fluks per pole adalah konstan padasemua muatan karena field shuntdihungkan dengan ke rangakaian. amun, dalam motorseri, fluks per pole tergantungdari arus armature dan beban. 9aat arusnya besar, maka

fluksnya juga semakin besar.Dan berlaku untuk sebaliknya, jika arusnya ke*il, makafluksnya juga ke*il.Prinsip dasar dari motor seri ini tetap sama dengan motorshunt $alaupun mempunyaikonstruksi yang berbeda. Pada motor yang mempunyaihubungan seri jumlah arus yang

mele$ati angker dinamo sama besar dengan arus yangmele$ati kumparan.


8/73

?. Motor C=========motor * adalah sebuah motor lisatrik yang digerakkanoleh alternating *urrent atau arus bolak balik 4C5.umumnya, motor C terdiri dari dua komponen utamayaitu stator dan rotor. seperti yang telah dijelaskansebelumnya pada motor DC, stator adalah bagian yang

diam dan letaknya berada di luar. stator mempunyai *oilyang di aliri oleh arus listrik bolak balik dan nantinya akanmenghasilkan medan magnet yang berputar. bagian yangkedua yaitu rotor. rotor adalah bagian yang berputar danletaknya berada di dalam 4di sebelah dalam stator5. rotorbisa bergerak karena adanya torsi yang bekerja padaporos dimana torsi tersebut dihasilkan oleh medan magnet

yang berputar.jenisjenis motor C(. pengklasifikasian berdasarkan jenis motornya 4rotor5ada dua jenis, yaitu motor induksi dan syn*hronousmotor.a. motor induksisaya disini hanya akan membahas sedikit aja tentangmotor induksi.penjelasan akan diberikan lebih lanjut dalampembahasan motor induksi se*ara khusus setelah motor

C.motor induksi adalah motor yang bergerak lebih lambatdaripada supply fre@uensinya. medan magnet yang ada


9/73

didalam rotor dihasilkan karena adanya arus yangterinduksi.b. syn*hronous motor

berbeda dengan motor induksi yang mengandalkan arusinduksi sebagai pemutar rotor, syn*hronous motor dapatberputar ketika ke*epatannya sesusai dengan supplyfre@uensinya. medan magnet yang ada di rotor dihasilkanoleh arus yang dialirkan melalui slip ring atau oleh olahmagnet yang permanent.). pengklasifikasian dari segi hubungan putaran danfrekuensi fluks magnet stator. ada dua jenis +

a. motor sinkron 4motor serempak5disebut sebagai motor sinkron karena putaran motorsama dengan putaran fluks magnet stator. motor tidakdapat berputara sendiri meski lilitan stator telahdihubungkan dengan tegangan luar.b. motor asinkron 4motor tak serempak5disebut sebagai motor asinkron karena putaran rotor tidak

sama dengan putaran fluks magnet statornya. perbedaanke*epatan inilah yang nantinya kita sebut sebagai slip.. pengklasifikasian berdasarkan jumlah fasa teganganyang digunakan. ada dua jenis juga, yaitu motor satu fasadan motor tiga fasa.a. motor satu fasadisebut sebagai demikian karena tegangan yangdimasukkan ke dalam stator untuk menghasilkan tenagamekanik hanya satu fasa. selain itu, pada umumnya motorsatu fasa ini juga mempunyai lilitan dua fasa. maksudnyaadalah, di dalam statornya terdapat dua jenis lilitan yaitulilitan pokok dan lilitan bantu. *ontoh motor satu fasa yaitu


10/73

motor kutub bayangan, motor repulse, motor seri danmotor kapasitor.b. motor tiga fasa

seperti namanya, motor ini membutuhkan tiga fasategangan untuk menghasilkan tenaga mekanik. *ontohnyayaitu motor induksi tiga fasa.Antuk pembahasan selanjutnya, saya hanya akan fokuspada motor C tiga fasa saja, mulai dari konstuksinya,*ara kerja, dan lainlain.a. 7onstuksi Motor C9e*ara umum, motor C terdiri dari stator, rotor, dan

penutup. 9tator dan rotor merupakan rangkaian listrikyang akan menghasilkan elektromagnet. 9tator adalahbagian yang diam dan se*ara umum bagian ini terdiri darikumparan stator dan inti. 7umparan stator merupakankumpulan lilitan ka$at penghantar yang terisolasi dandimasukkan ke dalam inti stator.antinya, lilita stator akandihunungkan se*ara langsung dengan sumber tegangan.

9etiap lilitan yang mengitari inti besi akan menghasilkanfluks magnet. ;nilah yang menjadi prinsip kerja dari motor

C. Peristi$a seperti di atas biasa disebut sebagai proseselektromagnet.?agian kedua yaitu rotor. Rotor adalah bagian yangberputar. Tipe rotor ada dua, yaitu sangkar tupai 4s@uirrel*age motor5 dan lilitan 4$ound motor5. amun, yangumum di masyarakat yaitu jenis sangkar tupai. Rotorterdiri dari tumpukan lempengan besi tipis yang dilaminasidan batang konduktor yang mengitarinya. Tumpukan besiyang dilaminasi disatukan membentuk inti rotor. ?atangkonduktor dimasukkan ke dalam slot dan inti rotor. Antukbatang konduktor, biasanya memakain aluminium. :al ini


11/73

mungkin didasarkan karena lauminium memiliki dayahantar listrik yang *ukup baik dan harganya juga tidakterlalu mahal jika di bandingkan logamlogam konduktor

lainnya. rus yang mengalir melalui konduktor akanmembentuk elektromagnet. 9e*ara mekanik dan elektrikbatangbatang konduktor dismabungkan ke ujung *in*in.?agian motor C yang selanjutnya yaitu en*losure ataupenutup. Penutup teridir dari suatu rangka dan ujungbra*kets 4bearing5. 9tator ditempatkan di dalam rangkasedangkan rotor diletakkan di sisi dalam stator. ntarakeuda bagian tersebut dipisahkan oleh rongga udara

sehingga tidak ada kontak fisik se*ara langsung anatarkedua bagian tersebut. 9alah satu fungdi dari penutupyaitu melindungi dari bahaya listrik. 9elain itu, jugamelindungi bagian motor yang bertegangan maupunberputar dari efek yang membahayakna lingkunganselama motor beroperasi.?erikut ini *ontoh gambar dari komponen motor C +

b. Prinsip kerja motor CPerputaran motor pada mesin arus bolak balik ditimbulkan oleh adanya medan putar atau dengan kata lain adanyafluks yang berputar yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan Putar ini terjadi apabila kumparan statordihubungkan dalam fasa banyak, umunya fasa.

*. 7e*epatan 9inkron


12/73

7e*epatan putar medan magnet dikenal sebagaike*epatan sinkron 4s5. 7e*epatan sinkron sama dengan()& frekuensi di bagi jumlah kutub 4P5. 7e*epatan sinkron

akan menge*il jika jumlah kutub meningkat.s = ()& Bf Pmengenai putaran rotor, akan dijelaskan sebagai berikut (. pabila sumber tegangan fasa dipasang padakumparan stator, akan timbul medan putar di sekitar statordengan ke*epatan s= ()&Bf p.). Medan putar stator tersebut akan memotong batangkonduktor pada rotor.

. kibatnya pada batang konduktor dari rotor akan timbul>>l induksi.-. 7arena batang konduktor merupakan rangkaian yangtertutup makan >>0 akan menghasilkan arus.2. danya arus akan menimbulkan gaya pada rotor.3. ?ila kopel mula yang dihsilkan oleh gaya pada rotor*ukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan

berputar searah dengan medan putar stator.E. 9eperti telah dijelaskan, >>0 induksi timbul karenaterpotongnya batang konduktor oleh medan putar stator.

rtinya agar >>0 induksi timbul, diperlukan adanyaperbedaan relatif antara ke*epatan medan putar statordengan ke*epatan berputar rotor.%. Perbedaan antara ke*epatan medan putar 4s5 denganke*epatan rotor 4r5 disebut sebagai slip. 9e*aramatematika, slip dinyatakan sebagai +s = 4sr5 r B(&&'.F. ?ila ke*epatan rotor sama dengan ke*epatan medanputar, maka tidak akan timbul >>0 induksi dan arus listrik


13/73

tidak akan mengalir pada batang konduktor. 7arena tidakada arus listrik maka tidak akan dihasilkan momen kopel.d. 9lip

9eperti yang telah dijelaskan sebelumnya, untukmenghasilkan >>0 induksi dibutuhkan adanya slip. :al inidikarenakan apabila gerakan relatif keduanya sama, makatidak ada garis fluks yang akan memotong kumparanrotor. slip dibutuhkan untuk menghasilkan torsi. ilai sliptergantung pada besar beban. Peningkatan beban akanmenyebabkan rotor bergerak emlambat ataumeningkatkan slip. 9edangkan penurunan beban akan

menyebabkan ke*epatan rotor meningkatkan slip.s 4'5= 4sr5 r B(&&'e. lain lain +Dalam pembahasan sekarang saya akan men*obamenjelaskan se*ar singkat tentang $ound rotor dan motorsinkron. Pembahasan sebelumnya sebenarnya hanyamembahas motor C yang asinkron yaitu motor yang bisa

bergerak karena adanya perbedaan ke*epatan antaramedan magnet dengan ke*epatan rotornya.Motor sinkron yaitu motor yang dapat berputar ketikake*epatannya sesua dengan frekuensi dari sumbertegangannya. Dikarenakan ke*epatannya sama, makamotor ini bukan merupakan jenis motor induksi. 9alah satutipe dari motor sinkron dikonstruksikan dengan seperti

jenis motor s@uirrel *age. Pada batang rotor, ditambahkanlilitan kumparan. lilitan a$at dihubungkan dengan sebuahpo$er supply eksternal DC oleh slip ring dan sikat. Padasaat mulai dijalankan, sumber C dikenakan ke stator.Pada saat a$al, motor sinkron bekerja seperti s@uirrel*age motor. Tegangan DC disambungkan pada kumparan


14/73

rotor setelah motor men*apai ke*epatan maksimal.Proses ini menghasilkan sebuah medan magnetikkonstan yang kuat pada pada rotor yan terkun*i dengan

medan magnet putar. Putaran rotor kan berada padake*epatan yang sama dengan ke*epatan sinkron. Dalammotor ini tidak ada slip.

*ontoh motor sinkron

?erbeda dengan pembahasan sebelumnya, saya akansedikit membahas tentang motor belitan 4$ound rotor5.Perbedaan utama antara motor jenis kandang tupaidengan motor ini yaitu terletak pada konduktornya.


15/73

C. Motor ;nduksi=============;. pengertian umum +motor induksi merupakan salah satu motor arus bolak

balik. arus yang timbul dalam motor ini bukan berasallangsung dari arus sumber, tetapi akibat dari adanyaperbedaan antara putaran rotor dengan medan putar yangdihasilkan oleh arus rotor. dengan sebab inilah, motorterserbut disebut sebagai motor induksi. untukmemperke*il *akupan materi, disini saya hanya akanmembahas tentang motor induksi tiga fasa.

;;. ?agianbagian Motor ;nduksise*ara umum, motor induksi terdiri dari rotor dan stator.stator adalah bagian yang diam sedangakan rotor adalahbagian yang berputar. diantara keduanya, terdapat *elahke*il udara yang jaraknya sangat ke*il dan *elah ininantinya sangat berpengaruh terhadap prosespengiduksian.

. 9tatorkomponen satator adalah bagian terluar dari motor yangmerupakan bagian yang diam dan mengalirkan arus tigafasa. arus tiga fasa ini merupakan arus yang berasal darisumber. se*ara umum, bagianbagian stator yaitu +a. rangka


16/73

b. ;nti stator*. 7umparan gulungand. pelat penutup

berikut ini merupakan *ontoh gambar stator+

tiap kumparan tersebar dalam alur yang disebut belitanphasa dimana untuk motor tiga phasa, maka masingmasing belitan akan terpisah sebesar ()& derajat. ka$at

kumparan yang digunakan terbuat dari tembaga yangdilapisi dengan isolasi tipis. kemudian tumpukan inti danbelitan stator diletakkan dalam *angkang silindris. berikutini *ontoh lempengan laminsi inti, lempengenan inti yangtelah disatukan, belitan stsator yang telah diletakkan pada*angkang luar untuk motor induksi.?. RotorRotor adalah salah satui komponen motor induksi selainstator, dimana bagian ini merupakan bagian yangbergerak. fungsi rotor adalah menguabah gaya dari statormenjadi energi mekanik. terdapat dua tipe rotor dalammotor induksi, yang ternyata tipe rotor tersebut juga


17/73

menjadi dasar dalam pengelompokan motor induksi.kedua jenis tipe tersebebut adalah +a. sangkar tupai 4s@uirrel *age motor5

b. rotor belitan 4$oundrotor5tetapi $laupun jenisnya berbeda, se*ara umumkomponenkomponen yang ada di dalam rotornya tetapsama. beikur ini komponenkomponen yang ada +a. inti besi rotorb. kumparan atau batang penghantar*. *in*ind. poros 4shaft5

untuk selanjutnya saya akan membahas kedua jenis rotoryang sekaligus menjadi pembeda jenis motor yang telahdisebutkan tadi.(. motor induksi tiga fasa sangkar tupai 4s@uirrel *agemotor5mengenai gambaran umum dari motor induksi tiga fasasangkar ini, kita dapat membahasnya sebagia berikut.

a. terdiri dari batang penghantar tebal yang diletakkanpada petakpetak slot paralel.b. kedua ujungnya dihubungsingkat dengan *in*in.penampang motor sangkar tupai memiliki konstruksi yangsederhana. inti stator pada motor sangkar tupai tiga fasaterbuat dari lapisanlapisan pelat baja beralur yangdidukung dalam rangka stator yang terbuat dari besi tuangatau pelat baja yang dipabrikasi. lilitalilitan kumparanstator diletakkan dalam alur stator yang terpisah ()&derajat listrik. lilitan fasa ini dapat tersambung dalamhubungan delta ataupun bintang. batang rotor dan *in*inujung motor sangkar tupai yang lebih ke*il adalah *orantembaga atau aluminium dalam satu lempeng pada inti


18/73


19/73

bertanggung ja$ab terhadap pemanasan rotor. selamapengasutan, penambahan tahanan eksternal padarangkaian rotor belitan menghasilkan torsi pengasutan

yang lebih besar dengan arus pengasutan yang lebih ke*ildibanding dengan rotor sangkar.berikut ini *ontoh gamabat motor induksi tiga fasa rotorbelitan +

;;;. Prinsip Medan Putarperputaran motor pada mesin arus bolak balik ditimbulkan

oleh adanya medan putar atau dengan kata lain adanyafluks yang berputar yang dihasilkan dalam kumparanstatornya. Medan Putar ini terjadi apabila kumparan statordihubungkan dalam fasa banyak, umunya fasa.Misalkan kumparan aa, bb, ** dihubungkan tiga fasa.?eda fasa masinmasing yaitu ()& derajat dan dialiri arussinusoidal. Antuk lebih jelasnya, lihat gambar berikut ini +

pada point (, fluks resultan mempunyai arah sama

dengan arah fluks yang dihasilkan oleh kumparan aa.9edangkan pada point ), fluks resultannya searah denganfluks yang dihasilkan oleh kumparan *, dan saat point ,fluks resultan mempunyai arah yang sama dengan fluksyang dihasilkan oleh kumparan ?.


20/73

MOTOR LISTRIK DC

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar belakang

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energy listrik menjadi energy mekanik ( gerak).

Motor arus searah (motor DC) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor DC telah

membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi, atau terkadang tersebut AC shunt

motor. Motor DC telah memunculkan silicon controller rectiier yang digunakan untuk

memasiitasi control kecepatan pada motor. Mesin listrik dapat berungsi sebagai motor listrik

apabila didalam motor listrik tersebut terjadi proses kon!ersi energy listrik menjadi energy

mekanik. motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energy listrik

menjadi energy mekanik. "nergy mekanik ini digunakan untuk misalnya memutar impeller

pompa, an atau blower, menggerakkan kompresor dan mengankat bahan. Motor listrik

digunakan juga dirumah ( mi#er, bor listrik, an angin) dan di industry.Motor listrik terkadag disebut Ikuda kerjaJnya industry sebab diperkirakan bah$a motormotor menggunakan

sekitar E&' beban listrik total di industry. 9edangkan untuk untuk motor DC itu sendiri memerlukan suplai teganganyang searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energy mekanik. Pada motor DCkumparan medan disebut startor 4bagian yang berputar 5. Motor DC sering dimanfaatkan sebagai penggerak pintubergeser otomatis dan dalam rangkaian robot sederhana. Motor DC memiliki yang sangat banyak dalam kehidupanseharihari dan dalam kehidupan dunia industry. Motor DC memudahkan pekerjaan sehingga proses industry dapatberjalan efisien. 9emakin banyak industry yang berkembang maka akan semakin banyak mesin yang digunakan.9emakin banyak mesin yang digunakan, maka semakin banyak penggunaan motor DC. Oleh karena itu sangatpenting untuk mengetahui dan mengerti pengertian motor DC, prinsip kerja, jenisjenis motor DC, aplikasi danperhitungan motor DC.

$. %umusan masalah

$erdasarkan latar belakang yang telah disebutkan diatas maka secara umum permasalahan yang

akan dibahas dalam makalah ini adalah &

') Apakah yang dimaksud dengan motor DC

) Apa prinsip dan cara kerja dari motor DC

*) Apa jenis+jenis dari motor DC

) Apa aplikasi dari penggunaan motor DC

-) $agaimana contoh perhitungan dari motor DC

C. ujuanujuan dari penulisn makalah ini adalah &

') Mengetahui apa yang dimaksud dengan motor DC.

) Mengetahui prinsip daaan cara kerja motor listrik DC

*) Mengetahui jenis+jenis motor listrik DC

) Mengetahui aplikasi dari motor listrik DC

-) Mengetahui rumus dan contoh cara perhitungan motor listrik DC.


21/73

BAB IIPEMBAHASAN

A. Pengertian Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi

energi mekanik. "nergi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, an

atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di

rumah (mi#er, bor listrik, an angin) dan di industri. Motor listrik kadangkala disebut /kuda

kerja0 nya industri sebab diperkirakan bahwa motor+motor menggunakan sekitar 123 beban

listrik total di industri.

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubahmenjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak

berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). 4ika terjadi putaran pada

kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (556) yang berubah+

ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak+balik. 7rinsip kerja

dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positi

dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan

jangkar yang berputar dalam medan magnet. $entuk motor paling sederhana memiliki kumparan

satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub+kutub magnet permanen.

Gabar !. Motor D.C Se"er#ana

Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh komutator, duasegmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan pada gambar di atas

disebut angker dinamo. Angker dinamo adalah sebutan untuk komponen yang berputar di antara

medan magnet

B. Kon$tr%k$i Motor Li$trik Ar%$ Seara#

5ambar melukiskan konstruksi bagian yang terpenting dari sebuah motor

listrik arus searah kutup dua dan kutub empat.


22/73

8ecara umum konstruksi motor listrik arus searah dapat dibagi menjadi dua &

a. 8tator (bagian yang diam)

b. %otor (bagian yang berputar)

9ntuk bagian yang diam (stator) dalam motor listrik arus searah terdiri atas badan (body),inti

kutub magnet dan sikat+sikat. 8edangkan untuk bagian rotornya adalah komutator,jangkar dan

lilitan jangkar.

C. Bagian&bagian Motor "an '%ng$in(a

a. Ba"an Motor li$trik

:ungsi utama dari badan motor adalah sebagai bagian tempat untuk

mengalirnya luks magnet yang dihasilkan kutub+kutub magnet, karena itu badan motor dibuat

dari bahan erromagnetik. Disamping itu badan motor ini berungsi untuk meletakkan alat+alat

tertentu dan melindungi bagian+bagian motor lainnya.

7ada badan motor terdapat papan nama (name plat) yang bertuliskan spesiikasi umum

atau data teknik dari motor. 7apan nama tersebut untuk mengetahui beberapa hal pokok yang

perlu diketahui dari motor tersebut. 8elain papan nama badan motor juga terdapat kotak hubungyang merupakan tempatujung+ujung penguat magnet dan lilitan jangkar.

9jung+ujung lilitan jangkar ini tidak langsung dari lilitan jangkar tetapi merupakan ujung

kawat penghubung lilitan jangkar yang melalui komutator dansikat+sikat. Dengan adanya kotak

hubung akan memudahkan dalam pergantiansusunan lilitan penguat magnet dan memudahkan

pemeriksaan kerusakan yangmungkin terjadi pada lilitan jangkar maupun lilitan penguat tanpa

membongkarmesin.

9ntuk mengetahui ujung+ujung lilitan tersebut, setiap pabrik;negara

mempunyai normalisasi huru tertentu, yang mana hal tersebut dapat dinyatakan dalam tabel di

bawah ini &

b. ;nti kutub magnet dan lilitan penguat magnet

9ebagaimana diketahui bah$a fluks magnet yang terdapat pada motor arus searah dihasilkan oleh kutub

kutub magnet buatan yang dibuat prinsip elektromagnetis. 0ilitan penguat magnet berfungsi untuk mengalirkan arus

listrik sebagai terjadinya proses elektromagnetis.

c. 8ikat+sikat

:ungsi utama dari sikat+sikat adalah untuk jembatan bagi aliran arus dari lilitan jangkar

dengan sumber tegangan. Disamping itu sikat+sikat memegang peranan penting untuk terjadinya

komutasi. Agar gesekan antara komutator+komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya

komutator, maka bahan sikat lebih lunak dari komutator. $iasanya dibuat dari bahan arang

(coal).

d. Komutator

Komutator yang digunakan dalam motor arus searah pada prinsipnya mempunyai dua

bagian yaitu &


23/73


24/73


25/73

Motor dengan penguat sendiri dapat dibagi menjadi &

'. Motor 8eri, motor penguat sendiri di mana lilitan penguat magnetnya dihubungan seri dengan

lilitan jangkar.

Persamaan arus +

; = ;a = ;sPersamaan tegangan +

L = 6a ;a.Ra ;s.Rs )Ee

Dimana +

;s + rus penguat seri yang besarnya sama dengan arus sumber

Rs + Tahanan lilitan penguat seri

)5 Motor shunt, motor penguat sendiri di mana lilitan penguat

magnetnya dihubungkan paralel dengan lilitan jangkar atau

dihubungkan langsung

dengan sumber tegangan dari luar.

Persamaan arus +

I = Ia + Ish

V / Rsh

7ersamaan tegangan &

V = Ea + Ia.Ra + 27 e

V = Ish . Rsh

dimana &

%sh & ahanan penguat shunt


26/73

) Motor kompon panjang, motor penguat sendiri yang mempunyai dua buah lilitan penguat seri

dan shunt, dimana lilitan penguat seri dihubung seri dengan lilitan jangkar.

7ersamaan arus &

I = Is + Ish

Is = Ia

Rsh / V

Ish

7ersamaan tegangan &

V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs

Vsh = V

E. Karakteri$tik Motor Li$trik Ar%$ Seara# ,DC-

7ada motor listrik arus searah dikenal * macam karakteristik yaitu &a. Karakteristik a @ ( @ tetap

b. Karateristik n @ ( @tetap

c. Karakteristik n @ (a) untuk > @ tetap

9ntuk membahas tentang karakteristik a @ (


27/73

8esuai dengan persamaan+persamaan pada motor shunt, maka akan didapat

bahwa karakteristik a @ (


28/73


29/73


30/73

O%t+%r Da(a Me$in DC

)euaran daya yang diberi!an "eh m"t"r D* da%at dituis!an daam %erumusan matemati!a

sebagai beri!ut

Po%t2 To%t . 3

dengan,

7out@ Daya

out@ orsi

wm@ kecepatan sudut

Kecepatan sudut dari motor dapat dideinisikan melalui rumus berikut

3 2 n45+#i678

dengan,

nm@ jumlah putaran yang dilakukanrotor

Dalam penilaian kerja motor DC, biasa digunakan istilah eisensi yang dideinisikan sebagai

berikut

e99 2 Po%t6Pin4 !88:

Motor DC yang bagus, bekerja pada range eisiensi B-3+-3.

Dalam aplikasi motor DC dalam kehidupan sehari+hari dan dalam dunia industri

diperlukan perhitungan untuk mengetahui arus, tegangan, ggl, gaya medan magnet dan masih

banyak perhitungan lainnya. $erikut ini adalah contoh+contoh perhitungan pada motor DC dalam

bentuk soal+soal dan penyelesaiannya &

'. 8ebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 2,B . Di bawah pengaruh medan

magnet terdapat 22 kawat penghantar dengan arus '2A. 4ika panjang penghantar seluruhnya

'-2 mm, tentukan gaya yang ada pada armature.Diketahui & $ @ 2,B

< @ '2A

@ '-2 mm @ 2,'-- m

E @ 22

4awab &

: @ $.s;m). '2 A. 2,'- m.22

@ B2 (Fs;m) @ B2 .

. entukan nilai torsi motor dan kecepatan saat &

a. Es@ 22 > danE"@ *B2 >b. Es@ *-2 > danE"@ *B2 >

4awab&

a. Arus armature adalah &

I @ (Es E");R@ (22+*B2);2.2' @ 222 A

Daya ke motor armature adalah &

, = E".I = *B2 # 222 @ 1G2kF

Kecepatan motor adalah &


31/73

n = (*B2 > ; -22 >) # *22 r;min @ B r;min

orsi motor adalah &

- = .--,/n

@ (.-- # 1G2 222);B

@ 1.B k.m

b. KarenaE" = *B2 >, kecepatan motor masih B r;min. Arus armature adalah &

I = (EsE");% @ (*-2+*B2);2.2'

@ +*222A

Arusnya negati dan mengalir berbalik, akibatnya torsi motor juga berbalik. Daya dikembalikan

ke generator dan hambatan '2 mH &

, = E".I = *B2 # *222 @ ''2kF

$raking torIue yang dikembangkan oleh motor &

- = .## ,/n

= (.-- J ' '2 222);B @ 1.B k.m

Kecepatan dari motor dan dihubungkan ke beban mekanis akan cepat jatuh dibawah pengaruhelectromechanical braking torIue.

*. 4angkar sebuah motor DC tegangan *2 !olt dengan tahanan 2.*' ohm dan mengambil arus

B A ketika dioperasikan pada beban normal.

a. itunglah 556 lawan ("a) dan daya yang timbul pada jangkar.

b. 4ika tahanan jangkar 2.'1 ohm, keadaan yang lain sama. $erapa 556 lawan ("a) dan daya

yang timbul pada jangkar. 7enurunan tegangan pada sikat+sikat sebesar !olt untuk soal a dan b.

Diketahui &

> @ *2 > < @ B A

%a @ 2.*' ohm %b @ 2.'1 ohm

4awab&a. "a @ > L


32/73

'. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah

menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak

berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar).

. 4enis+jenis motor DC yaitu motor DC penguat terpisah dan motor DC penguat sendiri yang

masih terbagi lagi menjadi motor DC shunt, seri dan kompon.

*. Aplikasi darri motor DC yaitu pada motor penggerak wi%erpada kendaraan bermotor.Mulai darikipas angin, motor wiper, pemutar CD, robot sederhana, dan mainan mobil+mobilan anak+anak.

B. Saran

Motor DC merupakan suatu rangkaian motor listrik yang rumit karena terbagi dalam berbagai

jenis maka dari itu kami sebagai penulis makalah motor DC ini menyarankan agar memperdalam

materi tentang motor DC ini lebih lanjut supaya lebih menguasai dan memahami materi tentang

motor DC.

Motor DCadalah jenis motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau

motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan tidak langsungdire*t

unidire*tional. Motor &Cdigunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan tor@ue yangtinggi atau per*epatan yang tetap untuk kisaran ke*epatan yang luas.

Motor DC

Komponen Utama Motor DC

>ambar diatas memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama +

1. Kutub medan magnet

9e*ara sederhada digambarkan bah$a interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada

motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan kumparan motor DC yang menggerakan

bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan+ kutub utara

dan kutub selatan. >aris magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutubkutub dari utara ke

selatan. Antuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.

6lektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

2. Kumparan motor DC

?ila arus masuk menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. kumparan

motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Antuk

kasus motor DC yang ke*il, kumparan motor DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh


33/73


34/73

'arakteristik Motor &C (hunt

?erikut tentang ke*epatan motor shunt 46.T.6., (FFE5+

7e*epatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban 4hingga tor@ue tertentu setelah

ke*epatannya berkurang, lihat >ambar diatas dan oleh karena itu *o*ok untuk penggunaan

komersial dengan beban a$al yang rendah, seperti peralatan mesin.

7e*epatan dapat dikendalikan dengan *ara memasang tahanan dalam susunan seri dengan

kumparan motor DC 4ke*epatan berkurang5 atau dengan memasang tahanan pada arus medan

4ke*epatan bertambah5.

3. Motor DC da%a #endiri) motor #eri

Dalam motor seri, gulungan medan 4medan shunt5 dihubungkan se*ara seri dengan gulungan kumparan

motor DC 45 seperti ditunjukkan dalam gambar diba$ah. Oleh karena itu, arus medan sama dengan

arus kumparan motor DC. ?erikut tentang ke*epatan motor seri 4Rod$ell ;nternational Corporation, (FFE0.M. Photoni*s 0td, )&&)5 +

7e*epatan dibatasi pada 2&&& RPM

:arus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan memper*epat

tanpa terkendali.

Motormotor seri *o*ok untuk penggunaan yang memerlukan tor@ue penyalaan a$al yang tinggi, seperti

derek dan alat pengangkat hoist seperti pada gambar berikut.


35/73


36/73

menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga

padaperalatan listrik rumah tangga(seperti: mixer, bor listrik,kipas angin).

Motor listrikkadangkala disebut kuda kerja nya industri, sebab diperkirakan bahwa

motor-motor menggunakan sekitar !" beban listrik total di industri.

#ekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrikse$ara umum sama (%ambar &), yaitu:

' rus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

' ika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran*loop, maka kedua

sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang

berlawanan.

' +asangan gaya menghasilkan tenaga putar* torsi untuk memutar kumparan.

' #otor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran

yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang

disebut kumparan medan.

alam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan

beban motor. eban menga$u kepada keluaran tenaga putar*torsi sesuai dengan ke$epatan

yang diperlukan. eban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:

' -eban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya berariasi

dengan ke$epatan operasinya, namun torsi nya tidak berariasi. /ontoh beban dengan torsi

konstan adalah $oneyors, rotary kilns, dan pompa displa$ement konstan.

' -eban dengan torsi ariabel, adalah beban dengan torsi yang berariasi dengan ke$epatan

operasi. /ontoh beban dengan torsi ariabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi

berariasi sebagai kwadrat ke$epatan).

' -eban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan

berbanding terbalik dengan ke$epatan. /ontoh untuk beban dengan daya konstan adalah

peralatan-peralatan mesin.

%ambar &. +rinsip asar 0erja #otor 1istrik.

JENIS MOTOR LISTRIK

agian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DCdan motor AC.

#otor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme


37/73

operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.

%ambar 2. 0lasifikasi #otor 1istrik.

! Motor DC"Arus Searah

#otor /*arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak

langsung*dire$t-unidire$tional. #otor / digunakan pada penggunaan khusus dimana

diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau per$epatan yang tetap untuk kisaran ke$epatan

yang luas.

%ambar 3 memperlihatkan sebuah motor / yang memiliki tiga komponen utama:

' 0utub medan. 4e$ara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan

menyebabkan perputaran pada motor /. #otor / memiliki kutub medan yang stasioner

dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. #otor /

sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. %aris magnetik energi

membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. 5ntuk motor yang

lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. 6lektromagnet

menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

' ,inamo. ila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet.

inamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban.

5ntuk kasus motor / yang ke$il, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh

kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. ika hal ini terjadi,

arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.

' 0ommutator. 0omponen ini terutama ditemukan dalam motor /. 0egunaannya adalah

untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. 0ommutator juga membantu dalam

transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

%ambar 3. #otor /.

0euntungan utama motor DCadalah ke$epatannya mudah dikendalikan dan tidakmempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DCini dapat dikendalikan dengan mengatur:

' 7egangan dinamo8 meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan ke$epatan.

' rus medan8 menurunkan arus medan akan meningkatkan ke$epatan.

Motor DCtersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi


38/73

untuk beberapa penggunaan berke$epatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang,

seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan

arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. uga, motor tersebut dibatasi

hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko per$ikan api

pada sikatnya. Motor DCjuga relatif mahal dibanding motor AC.

9ubungan antara ke$epatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan

berikut:

%aya elektromagnetik: 6 0;+# (putaran per menit)

7 torsi ele$tromagnetik

=a arus dinamo

0 konstanta persamaan

Jenis#Jenis Motor DC"Arus Searah

a. #otor ,/ sumber daya terpisah* 4eparately 6x$ited, ika arus medan dipasok dari

sumber terpisah maka disebut motor / sumber daya terpisah*separately ex$ited.

b. #otor ,/ sumber daya sendiri* 4elf 6x$ited: motor shunt. +ada motor shunt, gulungan

medan (medan shunt) disambungkan se$ara paralel dengan gulungan dinamo () seperti

diperlihatkan dalam gambar ?. @leh karena itu total arus dalam jalur merupakan

penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

%ambar ?. 0arakteristik #otor / 4hunt.

erikut tentang ke$epatan motor shunt (6.7.6., &AA):

' 0e$epatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu

setelah ke$epatannya berkurang, lihat %ambar ?) dan oleh karena itu $o$ok untuk


39/73

penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.

' 0e$epatan dapat dikendalikan dengan $ara memasang tahanan dalam susunan seri dengan

dinamo (ke$epatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (ke$epatan

bertambah).

$. #otor ,/ daya sendiri: motor seri. alam motor seri, gulungan medan (medan shunt)

dihubungkan se$ara seri dengan gulungan dinamo () seperti ditunjukkan dalam gambar B.

@leh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.

erikut tentang ke$epatan motor seri (>odwell =nternational /orporation, &AAC 1.#.

+hotoni$s 1td, 2!!2):

' 0e$epatan dibatasi pada B!!! >+#.

' 9arus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan

memper$epat tanpa terkendali.

#otor-motor seri $o$ok untuk penggunaan yang memerlukan torDue penyalaan awal yang

tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist (lihat %ambar B).

%ambar B. 0arakteristik #otor / 4eri.

d. #otor ,/ 0ompon*%abungan.

#otor 0ompon / merupakan gabungan motor seri dan shunt. +ada motor kompon, gulungan

medan (medan shunt) dihubungkan se$ara paralel dan seri dengan gulungan dinamo ()

seperti yang ditunjukkan dalam gambar E. 4ehingga, motor kompon memiliki torDue

penyalaan awal yang bagus dan ke$epatan yang stabil. #akin tinggi persentase

penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan se$ara seri), makin

tinggi pula torDue penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini. /ontoh, penggabungan

?!-B!" menjadikan motor ini $o$ok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan

motor kompon yang standar (&2") tidak $o$ok (my6le$tri$al, 2!!B).

%ambar E. 0arakteristik #otor / 0ompon.

$! Motor AC"Arus %olak#%alik

Motor AC"arus &olak#&alikmenggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya se$ara

teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik ACmemiliki dua buah bagian dasar

listrik: FstatorF dan FrotorF seperti ditunjukkan dalam %ambar .


40/73

Statormerupakan komponen listrik statis. Rotormerupakan komponen listrik berputar

untuk memutar as motor. 0euntungan utama motor / terhadap motor / adalah bahwa

ke$epatan motor / lebih sulit dikendalikan. 5ntuk mengatasi kerugian ini, motor / dapat

dilengkapi dengan penggerak frekwensi ariabel untuk meningkatkan kendali ke$epatansekaligus menurunkan dayanya. #otor induksi merupakan motor yang paling populer di

industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. #otor induksi / $ukup

murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor /) dan juga memberikan

rasio daya terhadap berat yang $ukup tinggi (sekitar dua kali motor /).

Jenis#Jenis Motor AC"Arus %olak#%alik

a. #otor sinkron. #otor sinkron adalah motor / yang bekerja pada ke$epatan tetap pada

sistim frekwensi tertentu. #otor ini memerlukan arus searah (/) untuk pembangkitan

daya dan memiliki torDue awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron $o$ok untuk

penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan

generator motor. #otor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga

sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor sinkronadalah (%ambar ):

' >otor. +erbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor

mesin sinkron berjalan pada ke$epatan yang sama dengan perputaran medan magnet. 9al ini

memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. >otor memiliki magnet

permanen atau arus /-ex$ited, yang dipaksa untuk mengun$i pada posisi tertentu bila

dihadapkan dengan medan magnet lainnya.

' 4tator. 4tator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi

yang dipasok.

#otor ini berputar pada ke'epatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut

(+arekh, 2!!3):


41/73

%ambar . #otor 4inkron.

b. #otor induksi. #otor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada

berbagai peralatan industri. +opularitasnya karena ran$angannya yang sederhana, murahdan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya /.

Komponen Motor induksimemiliki dua komponen listrik utama (%ambar G):

' >otor. #otor induksi menggunakan dua jenis rotor:

- >otor kandang tupaiterdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-

petak slots paralel. atang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya

dengan alat $in$in hubungan pendek.

- 1ingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. ibuat

melingkar sebanyak kutub stator. 7iga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung

yang lainnya dihubungkan ke $in$in ke$il yang dipasang pada batang as dengan sikat yang

menempel padanya.

' Stator. 4tator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga

fase. %ulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. %ulungan diberi spasi

geometri sebesar &2! derajat .

Klasi(ikasi motor induksi

#otor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (+arekh, 2!!3):

' #otor induksi satu fase. #otor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan

pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat

untuk menghidupkan motornya. 4ejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling

umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin $u$i dan

pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai ? 9p.

' #otor induksi tiga fase. #edan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase

yang seimbang. #otor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki

kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun A!" memiliki rotor kandang tupai)C danpenyalaan sendiri. iperkirakan bahwa sekitar !" motor di industri menggunakan jenis ini,

sebagai $ontoh, pompa, kompresor, belt $oneyor, jaringan listrik , dan grinder. 7ersedia

dalam ukuran &*3 hingga ratusan 9p.

%ambar G. #otor =nduksi.


42/73

Ke'epatan motor induksi

Motor induksibekerja sebagai berikut, 1istrik dipasok ke stator yang akan

menghasilkan medan magnet. #edan magnetini bergerak dengan ke$epatan sinkrondisekitar rotor. rus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk

melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Halaupun begitu,

didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada ke$epatan sinkronnamun pada

ke$epatan dasar yang lebih rendah. 7erjadinya perbedaan antara dua ke$epatan tersebut

disebabkan adanya slip*geseran yang meningkat dengan meningkatnya beban. 4lip hanya

terjadi pada motor induksi. 5ntuk menghindari slip dapat dipasang sebuah $in$in geser* slip

ring, dan motor tersebut dinamakan motor $in$in geser*slip ring motor.

+ersamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip*geseran(+arekh,

2!!3):

" 4lip (


43/73

%enerator / dan %enerator /

A! +ENERATOR DC%enerator / merupakan sebuah perangkat #otor listrik yang mengubah

energi mekanis menjadi energi listrik. %enerator / menghasilkan arus / * arus searah. %enerator

/ dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguateksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator / yaitu:

&. %enerator penguat terpisah

2. %enerator shunt

3. %enerator kompon

! Konstruksi +enerator DC

+ada umumnya generator / dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan ?-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi,

penyearah, bearing dan rumah generator atau $asis, serta bagian rotor.

%enerator / terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin / yang diam, dan bagian

rotor, yaitu bagian mesin / yang berputar. agian stator terdiri dari: rangka motor,

belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. 4edangkan bagian rotor terdiri dari:

komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.

agian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan se$ara rutin adalah sikat arang yang

akan memendek dan harus diganti se$ara periodi$ * berkala. 0omutator harus dibersihkandari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi $elah-$elah

komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

$! ,rinsip ker-a +enerator DC

+embangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua $ara:

' dengan menggunakan $in$in-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.

' dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan /.

ika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan

magnet oleh lilitan kawat pada rotor. 9al ini akan menimbulkan tegangan induksi. 7egangan

induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti %ambar 2 (a) dan ($). +ada

posisi ini terjadi perpotongan medan magnet se$ara maksimum oleh penghantar. 4edangkan

posisi jangkar pada %ambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. 9al ini karena

tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor.
http://k3titl-smknesaba.blogspot.com/2010/03/generator-dc-dan-generator-ac.htmlhttp://k3titl-smknesaba.blogspot.com/2010/03/generator-dc-dan-generator-ac.html


44/73

aerah medan ini disebut daerah netral.

ika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua $in$in (disebut juga

dengan $in$in seret), seperti ditunjukkan %ambar 3.(&), maka dihasilkan listrik / (arus

bolak-balik) berbentuk sinusoidal. ila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator

satu $in$in %ambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik / dengan duagelombang positip.

' >otor dari generator / akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. 4ebuah

komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan /.

' esarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator /, sebanding dengan

banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).

.! Jangkar +enerator DC

angkar adalah tempat lilitan pada rotor yang berbentuk silinder beralur. elitan tersebut

merupakan tempat terbentuknya tegangan induksi. +ada umumnya jangkar terbuat dari

bahan yang kuat mempunyai sifat feromagnetik dengan permiabilitas yang $ukup besar.

+ermiabilitas yang besar diperlukan agar lilitan jangkar terletak pada derah yang induksi

magnetnya besar, sehingga tegangan induksi yang ditimbulkan juga besar. elitan jangkar

terdiri dari beberapa kumparan yang dipasang di dalam alur jangkar. 7iap-tiap kumparan

terdiri dari lilitan kawat atau lilitan batang.

/! Reaksi Jangkar

Iluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari sebuah generator saat tanpa

beban disebut Iluks #edan 5tama (%ambar B). Iluks ini memotong lilitan jangkar sehingga

timbul tegangan induksi.

ila generator dibebani maka pada penghantar jangkar timbul arus jangkar. rus jangkar ini

menyebabkan timbulnya fluks pada penghantar jangkar tersebut dan biasa disebut I=uks

#edan angkar (%ambar E).

#un$ulnya medan jangkar akan memperlemah medan utama yang terletak disebelah kirikutub utara, dan akan memperkuat medan utama yang terletak di sebelah kanan kutub

utara. +engaruh adanya interaksi antara medan utama dan medan jangkar ini disebut reaksi

jangkar. >eaksi jangkar ini mengakibatkan medan utama tidak tegak lurus pada garis netral

n, tetapi bergeser sebesar sudut J. engan kata lain, garis netral akan bergeser.

+ergeseran garis netral akan melemahkan tegangan nominal generator.


45/73


46/73

ini bekerja dengan $atu daya / dari luar yang dimasukkan melalui belitan I&-I2.

+enguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang konstan

dari terminal rotor &-2. 0arakteristik tegangan K relatif konstan dan tegangan akan

menurun sedikit ketika arus beban = dinaikkan mendekati harga nominalnya.

Karakteristik +enerator ,enguat Terpisah

%ambar A menunjukkan:

a. karakteristik generator penguat terpisah saat eksitasi penuh (=e &!!") dan saat eksitasi

setengah penuh (=e B!"). =e adalah arus eksitasi, = adalah arus beban.7egangan output

generator akan sedikit turun jika arus beban semakin besar.

b. 0erugian tegangan akibat reaksi jangkar.

$. +erurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar, selanjutnya

mengakibatkan turunnya pasokan arus penguat ke medan magnet, sehingga tegangan induksi

menjadi ke$il.

2. +enerator Shunt

+ada generator shunt, penguat eksitasi 6&-62 terhubung paralel dengan rotor (&-2).

7egangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet

stator. >otor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan

memperkuat medan magnet stator, sampai di$apai tegangan nominalnya. +engaturan arus

eksitasi yang melewati belitan shunt 6&-62 diatur oleh tahanan geser. #akin besar arus

eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal

meningkat sampai men$apai tegangan nominalnya. iagram rangkaian generator shunt dapat

dilihat pada %ambar &!.

ika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan

ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor

terhubung-singkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh

generator tersebut.

Karakteristik ker-a +enerator

%enerator shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada %ambar &&. 7egangan

output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama, dibandingkan dengan

tegangan output pada generator penguat terpisah.


47/73


48/73

maka generator / yang digunakan tidak dengan penguatan sendiri tetapi dengan +ilot

6x$itersebagai penguatan atau menggunakanmagnet permanent(magnet tetap).

lternatif lainnya untuk penguatan eksitasiadalah menggunakan iode silikon dan

7hyristor.

da dua tipe sistem penguatan 4olid state, yaitu:

' 4istem statis yang menggunakan iode atau 7hyristor statis, dan arus dialirkan ke rotor

melalui 4lipring.

' rushless 4ystem, pada sistem ini penyearah dipasangkan diporos yang berputar dengan

rotor, sehingga tidak dibutuhkan sikat arang dan slip-ring.

%entuk Rotor

5ntuk medan rotor yang digunakan tergantung pada ke$epatan mesin, mesin dengan

ke$epatan tinggi seperti turbo generator mempunyai bentuk silinder gambar 3a, sedangkan

mesin dengan ke$epatan rendah seperti 9ydroele$tri$ atau %enerator 1istrik iesel

mempunyai rotor kutub menonjol gambar 3b.

%entuk Stator

4tator dari #esin 4inkron terbuat dari bahan ferromagnetik , seperti telah dibahas di sini,

yang berbentuk laminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus pusar. engan inti ferromagnetik

yang bagus berarti permebilitas dan resistiitas dari bahan tinggi.

%ambar ? memperlihatkan alur stator tempat kumparan jangkar. elitan jangkar (stator)

yang umum digunakan oleh mesin sinkron tiga fasa, ada dua tipe yaitu :

a. elitan satu lapis (4ingle 1ayer Hinding).

b. elitan berlapis ganda (ouble 1ayer Hinding).

%entuk Stator Satu Lapis

%ambar B memperlihatkan belitan satu lapis, karena hanya ada satu sisi lilitan didalammasing-masing alur. ila kumparan tiga fasa dimulai pada 4a, 4b, dan 4$ dan berakhir di Ia,

Ib, dan I$ bisa disatukan dalam dua $ara, yaitu hubungan bintang dan segitiga. ntar

kumparan fasa dipisahkan sebesar &2! derajat listrik atau E! derajat mekanik, satu siklus

%%1 penuh akan dihasilkan bila rotor dengan ? kutub berputar &G! derajat mekanis. 4atu

siklus %%1 penuh menunjukkan 3E! derajat listrik, adapun hubungan antara sudut rotor


49/73


50/73

banyak digunakan. +ada masing-masing alur ada dua sisi lilitan dan masing-masing lilitan

memiliki lebih dari satu putaran. agian dari lilitan yang tidak terletak kedalam alur

biasanya disebut Hinding @erhang, sehingga tidak ada tegangan dalam winding

oerhang.

3aktor Distri&usi

4eperti telah dijelaskan diatas bahwa sebuah kumparan terdiri dari sejumlah lilitan yang

ditempatkan dalam alur se$ara terpisah. 4ehingga, %%1l pada terminal menjadi lebih ke$il

bila dibandingkan dengan kumparan yang telah dipusatkan. 4uatu faktor yang harus

dikalikan dengan %%1 dari sebuah kumparan distribusi untuk menghasilkan total %%1 yang

dibangkitkan disebut faktor distribusi 0d untuk kumparan. Iaktor ini selalu lebih ke$il dari

satu (0d N onblurFtry Oparent.desele$tlogger=mage%ra$efully()CP $at$h(e) OPF

hrefFhttp:**2.bp.blogspot.$om*LjDIx0Qw6bG*4fghEkkA@f=*&s*?KDEtgLy

E9G*s&E!!-h*B.pngFR

dimana m menyatakan jumlah fasa.

+erhatikan gambar G, disini diperlihatkan %%1 yang dinduksikan dalam alur 2 akan tertinggal

(lagging) dari %%1 yang dibangkitkan dalam alur & sebesar S &B derajat listrik, demikian

pula %%1 yang dinduksikan dalam alur 3 akan tertinggal 2S derajat, dan seterusnya. 4emua

%%1 ini ditunjukkan masing-masing oleh phasor 6&, 62, 63 dan 6?. 7otal %%1 stator per

fasa 6 adalah jumlah dari seluruh ektor.

6 6& T 62 T 63 T 6?

7otal %%1l stator 6 lebih ke$il dibandingkan jumlah aljabar dari %%1 lilitan oleh faktor.

0d adalah faktor distribusi, dan bisa dinyatakan dengan persamaan:

0euntungan dari kumparan distribusi, adalah memperbaiki bentuk gelombang tegangan yang

dibangkitkan, seperti terlihat pada gambar A.

3aktor Kisar

%ambar &!, memperlihatkan bentuk kisar dari sebuah kumparan, bila sisi lilitan diletakkan

dalam alur & dan disebut kisar penuh, sedangkan bila diletakkan dalam alur & dan E disebut

kisar pendek, karena ini sama dengan B*E kisar kutub.


51/73


52/73


53/73

fungsi dari ke$epatan rotor, dan diformulasikan dengan:

5ntuk generator sinkron tiga fasa, harus ada tiga belitan yang masing-masing terpisah

sebesar &2! derajat listrik dalam ruang sekitar keliling $elah udara seperti diperlihatkan

pada kumparan a 8 aX, b 8 bX dan $ 8 $X pada gambar 2. #asing-masing lilitan akanmenghasilkan gelombang Iluksi sinus satu dengan lainnya berbeda &2! derajat listrik. alam

keadaan seimbang besarnya fluksi sesaat :

; ;m. 4in Yt

; ;m. 4in ( Yt 8 &2!M )

;/ ;m. 4in ( Yt 8 2?!M )

esarnya fluks resultan adalah jumlah ektor ketiga fluks tersebut adalah:

;7 ; T; T ;/, yang merupakan fungsi tempat (;) dan waktu (t), maka besar- besarnya

fluks total adalah:

;7 ;m.4in Yt T ;m.4in(Yt 8 &2!M) T ;m. 4in(Yt8 2?!M). /os (V 8 2?!M)

engan memakai transformasi trigonometri dari :

4in J . /os Z [.4in (J T Z) T [ 4in (J T Z ),

maka dari persamaan diatas diperoleh :

;7 [.;m. 4in (Yt TV )T [.;m. 4in (Yt 8 V) T [.;m. 4in ( Yt T V 8 2?!M )T [.;m. 4in (Yt 8 V)

T[.;m. 4in (Yt T V 8 ?G!M)

ari persamaan diatas, bila diuraikan maka suku kesatu, ketiga, dan kelima

akan silang menghilangkan. engan demikian dari persamaan akan didapat

fluksi total sebesar, ;7 \ ;m. 4in ( Yt - ; ) Heber .

adi medan resultan merupakan medan putar dengan modulus 3*2 ; dengan

sudut putar sebesar Y. #aka besarnya tegangan masing-masing fasa adalah :

6 maks m. ]. Y r Kolt

dimana :


54/73

m 0erapatan Iluks maksimum kumparan medan rotor (7esla)

] +anjang masing-masing lilitan dalam medan magnetik (Heber)

Y 0e$epatan sudut dari rotor (rad*s)

r >adius dari jangkar (meter)

+enerator Tanpa %e&an

pabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada ke$epatan

sinkron dan rotor diberi arus medan (=f), maka pada kumparan jangkar stator akan

diinduksikan tegangan tanpa beban (6o), yaitu sebesar:

6o ?,?? .0d. 0p. f. Vm. 7 Kolt

alam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak

terdapat pengaruh reaksi jangkar. Iluks hanya dihasilkan oleh arus medan (=f). ila

besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi

(jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. 0ondisi generator tanpa beban bisa

digambarkan rangkaian ekuialennya seperti diperlihatkan pada gambar 3b.

+enerator %er&e&an

ila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan terminal K akan

berubah-ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada:

' >esistansi jangkar >a

' >eaktansi bo$or jangkar ^l

' >eaksi angkar ^a

a. >esistansi angkar

>esistansi jangkar*fasa >a menyebabkan terjadinya kerugian tegang*fasa (tegangan

jatuh*fasa) dan =.>a yang sefasa dengan arus jangkar.

b. >eaktansi -o$or angkar

4aat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak

mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Iluks o$or.

$. >eaksi angkar


55/73


56/73

=.>a T j (=.^a T =.^1)

= O>a T j (^s T ^1)P

= O>a T j (^s)P

=.Us

Menentukan Resistansi dan Reaktansi

5ntuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus

dilakukan per$obaan (test). da tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu:

' 7est 7anpa beban ( eban esistansi angkar.

Test Tanpa %e&an

7est 7anpa eban dilakukan pada ke$epatan 4inkron dengan rangkaian jangkar terbuka

(tanpa beban) seperti diperlihatkan pada %ambar E. +er$obaan dilakukan dengan $ara

mengatur arus medan (=f) dari nol sampai rating tegangan output terminal ter$apai.

Test )u&ung Singkat

5ntuk melakukan test ini terminal generator dihubung singkat, dan dengan mpermeter

diletakkan diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut (%ambar ). rus

medan dinaikkan se$ara bertahap sampai diperoleh arus jangkar maksimum. 4elama proses

test arus =f dan arus hubung singkat =hs di$atat.

ari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kura karakteristikseperti diperlihatkan pada gambar G.

=mpedansi 4inkron di$ari berdasarkan hasil test, adalah:

, =f konstatn


57/73

Test Resistansi Jangkar

engan rangkaian medan terbuka, resistansi / diukur antara dua terminal output sehingga

dua fasa terhubung se$ara seri, %ambar A. >esistansi per fasa adalah setengahnya dari

yang diukur.alam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai

resistansi / efektif , eff > . Iaktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran

penghantar jangkar, dan konstruksi kumparan. a telah diketahui, nilai ^s bisa ditentukan berdasarkan persamaan:

ANIMASI +ENERATOR DC"AC

nimasi kali ini mengenai prinsip kerja generator, baik itu generator / ataupun generator

/. +rinsip kerja untuk generator / pada dasarnya tidak berbeda dengan motor /, hanya

saja pada generator untuk lilitan rotornya akan menghasilkan energi listrik, sementara pada

motor lilitan rotornya mendapatkan suplai energi listrik, seperti telah dibahas tersebut

diatas untuk lebih jelasnya lihatlah animasi bibawah ini(4ilahkan 0lik disini)

#elalui animasi ini anda dapat memahami prinsip kerja generator / dan grafik fungsi dari

tegangan / terhadap waktu.

4emoga bermanfaat,

Materi >enerator C dan >enerator DC

+enerator ,C

?erdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor C 4lternating Current, rus ?olakbalik5terdiri dari ) jenis, yaitu+

(. Motor listrik C arus bolakbalik ( fasa

). Motor listrik C arus bolakbalik fasa

Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor listrik C ( fasa, yang terdiri dari+

Q Motor 7apasitor

Q Motor 9haded Pole
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/09/animasi-generator-dc-dan-generator-ac.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2009/09/animasi-generator-dc-dan-generator-ac.html


58/73

Q Motor Ani"ersal

9ebelumnya akan lebih baik jika anda memba*a artikel mengenai motor listrik di sini

-rin#ip er/a Motor ,C Satu 0a#a

Motor C satu fasa berbeda *ara kerjanya dengan motor C tiga fasa, dimana pada motor C tiga fasa

untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar

terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. 9edangkan pada motor satu fasa memiliki

dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama 4belitan A(A)5 dan belitan fasa bantu 4belitan ()5, lihat

gambar(.

>ambar (. Prinsip Medan Magnet Atama dan Medan magnet ?antu Motor 9atu fasa

?elitan utama menggunakan penampang ka$at tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih

ke*il. 9edangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang ke*il dan jumlah belitannya lebihbanyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.

>rafik arus belitan bantu ;bantu dan arus belitan utama ;utama berbeda fasa sebesar S, hal ini

disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini

menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan "ektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet

utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar S dengan medan magnet bantu.

>ambar ). grafik >elombang arus medan bantu dan arus medan utama
http://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/motor-listrik.htmlhttp://dunia-listrik.blogspot.com/2008/12/motor-listrik.html


59/73

>ambar . Medan magnet pada 9tator Motor satu fasa

?elitan bantu () pertama dialiri arus ;bantu menghasilkan fluks magnet tegak lurus, beberapa saat

kemudian belitan utama A(A) dialiri arus utama ;utama. yang bernilai positip. :asilnya adalah medan

magnet yang bergeser sebesar -2K dengan arah berla$anan jarum jam. 7ejadian ini berlangsung terus

sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar pada belitan

statornya.

Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batangbatang ka$at yang

ujungujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut rotor

sangkar.

>ambar -. Rotor sangkar

?elitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan tegangan induksi, interaksi antara

medan putar stator dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada rotor.

Motor Kapa#itor


60/73

Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor pompa air,

motor mesin *u*i, motor lemari es, motor air *onditioning. 7onstruksinya sederhana dengan daya ke*il

dan bekerja dengan tegangan suplai P0 ))& L, oleh karena itu menjadikan motor kapasitor ini banyak

dipakai pada peralatan rumah tangga.

>ambar 2. Motor kapasitor

?elitan stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal A(A), dan belitan bantu dengan notasi

terminal () ambar 3. Penga$atan motor kapasitor dengan pembalik putaran.

Motor kapasitor dengan daya diatas ( 78 di lengkapi dengan dua buah kondensator dan satu buah

saklar sentrifugal. ?elitan utama A(A) dihubungkan dengan jalajala 0( dan etral . ?elitan bantu (

) disambungkan seri dengan kondensator kerja C?, dan sebuah kondensator starting C diseri dengan

kontak normally *lose 4C5 dari saklar sentrifugal, lihat gambar E.


61/73

$alnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan dari jalajala 0( dan etral. 7emudian

dua buah kondensator C? dan C, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai berputar,

dan ketika putaran mendekati E&' putaran nominalnya, saklar sentrifugal akan membuka dan kontak

normally *lose memutuskan kondensator bantu C.

>ambar E. Penga$atan dengan Dua 7apasitor

/ungsi dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CC?, adalah untuk meningkatkan nilai torsi

a$al untuk mengangkat beban. 9etelah putaran motor men*apai E&' putaran, saklar sentrifugal terputus

sehingga hanya kondensator kerja C? saja yang tetap bekerja. ambar %. 7arakteristik Torsi Motor kapasitor

MotorShaded -ole

Motor shaded pole atau motor phasa terbelah termasuk motor satu phasa daya ke*il, dan banyak

digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin, blender. 7onstruksinya

sangat sederhana, pada kedua ujung stator ada dua ka$at yang terpasang dan dihubung singkatkan

fungsinya sebagai pembelah phasa.

?elitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti belitan transfor mator. Rotornya berbentuk

sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah bearing.


62/73

>ambar F. motor shaded pole, Motor fasa terbelah.

;risan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan

stator dan dua ka$at shaded pole. ?agian rotor sangkar ditempatkan di tengahtengah stator, lihatgambar (&.

>ambar (&. Penampang motor shaded pole.

Torsi putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh ka$at shaded pole. 7onstruksi yang

sederhana, daya yang ke*il, handal, mudah dioperasikan, bebas pera$atan dan *ukup di suplai dengan

Tegangan C ))& L, jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga ke*il.

Motor Unier#al

Motor Ani"ersal termasuk motor satu phasa dengan menggunakan belitan stator dan belitan rotor. Motor

uni"ersal dipakai pada mesin jahit, motor bor tangan. Pera$atan rutin dilakukan dengan mengganti sikat

arang yang memendek atau pegas sikat arang yang lembek. 7ontruksinya yang sederhana, handal,

mudah dioperasikan, daya yang ke*il, torsinya yang *ukup besar motor uni"ersal dipakai untuk peralatan

rumah tangga.


63/73


64/73


65/73

>ambar ). Pembangkitan Tegangan ;nduksi.

ambar ) 4a5 dan 4*5. Pada posisi ini terjadi perpotongan medan

magnet se*ara maksimum oleh penghantar. 9edangkan posisi jangkar pada >ambar ).4b5, akan

menghasilkan tegangan induksi nol. :al ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan

penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.

>ambar . Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui *in*inseret dan komutator.

ambar .4(5, maka dihasilkan listrik C 4arus bolakbalik5 berbentuk

sinusoidal. ?ila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu *in*in >ambar .4)5 dengan dua

belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.

Q Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolakbalik. 9ebuah komutator berfungsi

sebagai penyearah tegangan C.

Q ?esarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran

dan besarnya arus eksitasi 4arus penguat medan5.

3. "angar +enerator DC


66/73

besar, sehingga tegangan induksi yang ditimbulkan juga besar. ?elitan jangkar terdiri dari beberapa

kumparan yang dipasang di dalam alur jangkar. Tiaptiap kumparan terdiri dari lilitan ka$at atau lilitan

batang.

>ambar -. enerator DC.

*. ea#i "angar

/luks magnet yang ditimbulkan oleh kutubkutub utama dari sebuah generator saat tanpa beban disebut

/luks Medan Atama 4>ambar 25. /luks ini memotong lilitan jangkar sehingga timbul tegangan induksi.

>ambar 2. Medan 6ksitasi >enerator DC

?ila generator dibebani maka pada penghantar jangkar timbul arus jangkar. rus jangkar ini

menyebabkan timbulnya fluks pada penghantar jangkar tersebut dan biasa disebut /;uks Medan ambar 35.


67/73


68/73


69/73

>ambar F. 7arakteristik >enerator Penguat Terpisah

>ambar F menunjukkan+

a. karakteristik generator penguat terpisah saat eksitasi penuh 4;e (&&'5 dan saat eksitasi setengah

penuh 4;e 2&'5. ;e adalah arus eksitasi, ; adalah arus beban.Tegangan output generator akan sedikit

turun jika arus beban semakin besar.

b. 7erugian tegangan akibat reaksi jangkar.

*. Perurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar, selanjutnya mengakibatkan turunnya

pasokan arus penguat ke medan magnet, sehingga tegangan induksi menjadi ke*il.

Q +enerator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi 6(6) terhubung paralel dengan rotor 4()5. Tegangan a$al

generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet

stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat

medan magnet stator, sampai di*apai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang mele$ati

belitan shunt 6(6) diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan

penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai men*apai tegangan

nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada >ambar (&.


70/73


71/73

9ebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah dan generator shunt tentu

kurang baik, karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan output yang konstan, namun hal

ini dapat diperbaiki pada generator kompon.

Q +enerator Kompon

>enerator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. 9atu penguat

eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator

kompon ditunjukkan pada >ambar (). Pengatur medan magnet 4D(D)5 terletak di depan belitan shunt.

>ambar (). Diagram Rangkaian >enerator 7ompon

Karateri#ti +enerator Kompon


72/73

>ambar (. 7arakteristik >enerator 7ompon

>ambar ( menunjukkan karakteristik generator kompon. Tegangan output generator terlihat konstan

dengan pertambahan arus beban, baik pada arus eksitasi penuh maupun eksitasi 2&'. :al ini

disebabkan oleh adanya penguatan lilitan seri, yang *enderung naik tegangannya jika arus beban

bertambah besar.


73/73

MOTOR DC baru

Documents

Transcript of MOTOR DC baru