Suparman

Karakteristik Motor listrik

Perhatikan grafik dibawah ini : Tentukan persamaan T = f(n) untuk motor DC dengan penguatan : a) Bebas / terpisah b) Penguatan Seri Buat Gambar karakteristiknya dengan menggunakan Matlab atau Excel Solution : Penggunaan Motor DC untuk aplikasi, maka perlu untuk para enginer memahami karakteristik kurva. Setiap motor DC mempunyai spesifikasi kurva tor/kecepatan dan kurva daya. Hubungan antara Torsi dan kecepatan sangat penting dalam pemilihan jenis motor khususnya motor DC untuk aplikasi tertentu. Pada tugas kali ini hanya membahas pada penguatan : Penguatan bebas / terpisah (Separately Excited) Penguatan seri ( Seri Self Excited)

Gambar penguatan terpisah pada Motor DC

Penguatan bebas / terpisah (Separately Excited)

a. penguatan bebas . terpisah

b. penguatan seriei

Torsi

Ƞ kecepatan

Torsi sebagai fungsi kecepatan

Suparman

Sesuai dengan namanya, motor DC ini mempunyai penguat medan magnet yang disuplai terpisah dengan suplai untuk kumparan jangkar. Dari persamaan torsi motor DC kita tahu bahwa T = K .ϕ.Ia. Jadi di sini torsi bisa divariasikan dengan mengatur fluks ϕ penguat medan magnet dan terbebas dari arus kumparan jangka Ia. Dengan terpisahnya suplai untuk penguat medan magnet, maka motor jenis ini dapat diatur kecepatan putarnya. Pada kenyataannya terdapat dua hal yang berpengaruh untuk motor ini yaitu tegangan dan fluks medan magnet.

jika 2 persamaan diatas disubtitusikan menjadi :

Persamaan torsi pada jangkar bias dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut :

= Sehingga dari persamaan diatas didapat Arus jangkar

Jika persamaan diatas disubtitusikan maka didapat :

(

)

Sehingga didapatkan torsi sebesar :

Diman :

K = Konstan coil jangkar

Ia = Arus Jangkar

Φ = Fluk

T = Torsi

ωm = kecepatan putar motor

VT = tegangan terminal motor

Ra = Resistansi Jangkar

Eb = Total tegangan induksi pada jangkar

Suparman

karakteristik torsi-kecepatan Motor DC dengan penguatan terpisah (Separately Excited) Pada gambar diatas kurva karakteristik motor DC, torsi berbanding terbalik dengan kecepatan motor. Dengan kata lain ada trade off antara berapa banyak torsi motor yang diberikan dan seberapa cepat perputaran pada poros output. Karakteristik motor DC penguatan trepisah ini sering digambarkan sebagai dua titik perpotongan. Kondisi stall torsi, adalah kondisi suatu titik pada gambar diatas dimana torsi memiliki nilai maximum

tetapi poros output tidak berputar Kecapatan tanpa beban adalah kecepatan output maximum motor ( bila tidak ada torsi yang

diterapkan pada output poros)

Beban motor menentukan titik operasi akhir pada kurva torsi. Seperti yang diilustrasikan pada gambar dibawah ini dimana ketika motor terhubung untuk menggerakkan beban, interaksi torsi yang diminta oleh beban dn torsi yang dihasilkan oleh motor menentukan titik operasi tersebut.

Interaksi Motor DC dan Beban Mekanik Starting torsi motor harus lebih besar dari torsi permintaan beban. Perbedaan kedua torsi ini memaksa motor untuk berputar. Ketika motor mulai berputar dan menghasilkan kecepatan, sehingga terjadi penurunan torsi, Mengapa? Karena motor mendekati nilai titik operasi yang stabil saat dua torsi ( torsi motor dan torsi beban) berada pada posisi seimbang antara satu dengan yang lainnya.

Stall

Torque

Normal operating

range

𝑇𝑑𝑒𝑣

𝜔𝑚Torsi sebagai fungsi

kecepatan

No-Load speed

= 𝑉𝑇

𝐾

Suparman

Penguatan seri ( Seri Self Excited)

Karakteristik Motor DC seri dapat dianalisa dengan banyak cara. Salah satunya yaitu pada motor DC gulungan medan di seri dengan jangkar. Sehinga torsi yang terjadi pada rotor bias di rumuskan sbb :

= Dengan asumsi bahwa flux berbanding lurus dengan arus medan (tidak ada kejenuhan magnetic).

Karena pada motor DC seri, maka

Kf adalah konstan yang tergantung pada jumlah putaran medan , geomatri magnet dan karakteristik arus edy. Oleh karena itu torsi yang terjadi di rotor dapat dinyatakn sbb :

( )

Gambar Rangkaian Equivalen Motor DC Seri

-

0.05

0.10

0.15

0.20

0.25

0.30

0.35

0 5 10 12.5 15 17.5 20 25 30 35 40

Torsi-kecepatan

Torsi-kecepatan

Suparman

Dengan menerapkan KVL untuk rangkain equivalen ( mengabaikan Lf dalam kondisi steady state)

Tegangan induksi bias dinyatakan sbb :

( )

…………………………………………………..(10) Dengan mensubtitusikan persamaan diatas maka akan didapatkan rumusan sbb :

Torsi yang terjadi

Dari persamaan ini, jika tegangan terminal VT dipertahankan konstan, kecepatan hampir berbanding terbalik dengan kuadrat dari torsi (seperti pada gambar kurva dibawah ini). Sebuah torsi tinggi diperoleh pada kecepatan rendah dan torsi rendah diperoleh pada kecepatan tinggi.

` Gambar karakteristik torsi-kecepatan Motor DC seri

Suparman

Sekian & Terima Kasih

-

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0 5 10 12.5 15 17.5 20 25 30 35 40

Torsi-kecepatan

Torsi-kecepatan