PEMODELAN MESIN DC

TEORI OPERASI

Coil 1 disebut kumparan medan menghasilkan ᶲf yang ditimbulkan oleh arus if. Coil 2 disebut kumparan jangkar yang menghasilkan ᶲa yang ditimbulkan oleh arus ia . dengan gambar diatas kedua fluksi saling tegak lurus. Diasumsikan rotor berputar 180° B1,B2,B3 berada di kutub selatan dan dialiri arus negatif maka torsi akan memutar rotor berlawanan arah jarum jam. Begitu pula sebaliknya. Polaritas harus dipertahankan seperti gambar diatas dengan cara memasang komutator pada poros rotor dan di tambahi sikat sebagai konduktor pengalir arus dari power supply.

MEDAN EKSITASI

Medan eksitasi yaitu susunan antara kumparan jangkar dan kumparan medan.

1. Mesin DC penguat TerpisahDengan penguat terpisah maka fluksi dan tori mesin dc dapat diatur secara sendiri sendiri dan tepat.

Dengan penguatan terpisah ini kita dapat mengatur torsi kecepatan mesin dc dengan mudah sehingga mengatur kecepatan mesin dc beroperasi juga mudah dengan mengubah ubah besar arus penguatan. Keistimewaan operasi ini adalah regulasi tegangan bisa nol.

2. Mesin Dc Penguat-Shunt

Maksudnya adalah kumparan medan yang dihubungkan secara paralel dengan kumparan jangkar. Pada mesin dc penguat shunt baik digunakan untuk tegangan masukan yang konstan

Pada gambar diatas ketika torsi naik, arus jangkar naik sehingga tegangan jangkar turun. Pada waktu yang sama induksi emf turun dengan ditandai kecepatan motor yang rendah saat arus medan konstan. Drop kecepatan ketika mesin tanpa beban relatif kecil oleh karena itu mesin dc shunt cocok digunakan.

3. Mesin Dc Penguat-seri

Dengan torsi yang sejajar dengan arus jangkar dan pada kenyataan arus jangkar turun dengan kenaikan kecepatan. Grafik torsi dengan karakteristik kecepatan menyerupai bentuk hyperbola.

Catatan pada kecepatan = 0 dan pada putaran rendah, torsi besar tetapi agak terbatasi oleh kesejajaran hukum arus karena kejenuhan jalan fluksi akibat arus tinggi.

Drive motor dc sering digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kecepatan yang dapat diatur, regulasi kecepatan yang baik, start yang sering, braking, dan reversing. Contoh aplikasinya seperti mesin penggiling, penggiling kertas, lift, traction, dll.

Motor dc yang sering digunakan adalah : Motor dc penguat terpisah Motor dc penguat shunt Motor dc penguat seri Motor dc penguat compound.

Persamaan hubungan kecepatan torsi steady state Persamaan dasar pada motor dc adalah

Persamaan rangkain ekivalen motor dc ditunjukkan pada fig 2.2

Dimana Ra pada motor dc penguat terpisah dan shunt Ra = Resistansi kumparan jangkar , sedangkan pada penguat seri dan compound Ra = resistansi jangkar motor + resistansi kumparan serinya. Karakteristik dasar kecepatan torsi motor dc ditunjukkan pada gambar 2.3

-Motor dc penguat terpisah dan motor dc shunt memiliki karakteristik garis lurus, putaran mesin ditentukan dari nilai tegangan jangkar dan medan eksitasi. Kecepatan turun seiring bertambahnya torsi, regulasi kecepatan berdasarkan persamaan 2.10. Pada torsi beban tinggi, magnet mengalami saturasi dan dan hubungan kecepatan torsi merupakan garis lurus

-Motor dc seri memiliki karakteristik sedemikian rupa. Pertambahan torsi diikuti dengan bertambahnya arus jangkar yang akan menyebabkan bertambahnya fluksi. Dengan bertambahnya fluksi yang diakibatkan bertambahnya torsi, kecepatan harus jatuh untuk mengimbangi antara tegangan induksi dan tegangan supply.

-Motor dc compound memiliki karakteristik gabungan dari motor dc seri dan motor dc shunt. Dimana putaran motor tergantung pada kuat medan shunt, dan putaran drop in tergantung kuat medan seri. Motor ini digunakan pada aplikasi yang memiliki droping putaran seperti motor dc seri, dan disisi lain kecepatan tanpa beban yang dibatasi untuk keamanan.

Metode Pengontrolan kecepatan Hubungan kecepatan torsi yang didapat dari pengoprasian motor sesuai rating disebut karakteristik natural. Hal ini dapat diubah dengan cara 1 pengontrolan tegangan jangkar 2 pengontrolan fluksi medan 3 pengontrolan resistansi jangkar

Pengotrolan tegangan jangkar Apabila tegangan jangkar pada motor dc penguat terpisah atau motor dc penguat seri keadaan steady state dikurangi, maka arus jangkar dan torsi motor akan berkurang. Hal ini akan menyebabkan torsi beban lebih besar daripada torsi motor yang akan menyebabkan turunnya kecepatan untuk mencapai torsi beban dan torsi motor yang seimbang. Begitu juga sebaliknya, apabila arus jangkar akan dinaikkan, maka arus jangkar akan naik dan torsi motor akan naik pula. Pengatura tegangan dapat diperoleh melalui semiconductor converter, rectifier atau chopper.

Pengontrolan medan Apabila pada motor dc penguat terpisah atau motor dc penguat seri pada saat steady state medannya dilemahkan, emf terinduksinya akan berkurang, karena rendahnya resistansi jangkar, arus akan bertambah lebih besar daripada penurunan fluksi medan, sehingga torsi motor akan naik. Dengan bertambahnya torsi motor, makan motor akan melakukan percepatan supaya emf kembali naik. Begitu juga sebaliknya.

Pengontrolan kombinasi tegangan jangkar dan fluksi medan. Pada drive yang memerlukan range kecepatan yang lebar, makan digunakan kombinasi pengontrolan tegangan jangkar, dan medan. Kontrol tegangan jangkar memiliki kelebihan untuk menahan torsi maksimal di segala kecepatan, sedangkan pengontrolan medan digunakan untuk memperoleh kecepatan yang tidak bisa diperoleh pengontrolan tegangan jangkar.

Pengontrolan resistansi jangkar Pengontrolan memilikin kekurangan efisiensi yang rendah. Pengontrolan ini jarang digunakan, kecuali digunakan untuk mendapatkan kecepatan yang memerlukan waktu singkat.

Pengontrolan diatas dimanfaatkan pada motor dc untuk :

1 starting2 braking3 operasi multiquadran4 mengurangi losses pada motor