mesin arus searah

Modul 3

Dasar Konversi Energi Listrik

Motor Arus Searah

3.1 Definisi Motor Arus Searah

Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah tenaga listrik arus

searah menjadi tenaga listrik arus searah menjadi tenaga gerak, tenaga gerak tersebut

berupa putaran dari pada rotor.

Motor arus searah pada jaman dahulu (sebelum di kenal menghasilkan tenaga

mekanik berupa kecepatan atau berputaran.

3.2 kegunaan motor arus searah searah

Dalam kehidupan sehari – hari di gunakan pada

Motor stator mobil

Tape recorder

Pada mainan anak – anak.

Dalam bidang industry dan pabrik, digunakan pada

Traksi.

Elevator.

Conveyer.

Tram listrik

Untuk menggerakan mesin – mesin produksi di pabrik.

3.3 Prinsip Kerja Motor Arus Searah.

Berdasarkan bahwa apabila suatu penghantar yang membawa arus listrik di letakkan

di dalam suatu medan magnet, maka akan timbul gaya mekanik, yang besarnya adalah:

newton

Gaya menimbulkan torsi yang akan menghasilkan rotasi mekanik sehingga motor akan

berputar.

Jadi motor arus searah menerima sumber arus searah dari jala – jala kemudian di rubah

menajdi energy mekanik berupa perputaran yag nantinya di pakai oleh peralatan yang lain.

Ringkasan prinsip kerja dari motor membutuhkan:

PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 1

1. Adanya garis – garis gaya medan magnet (fluks) antara kutub yang berada pada

stator.

2. Penghantar yang dialiri arus di tempatkan pada jangkar yang berada dalam medan

magnet.

3. Pada penghantar timbul gaya yang menghasilkan torsi.

3.4 Konstruksi Motor Arus Searah

Bagian yang terpenting dari motor DC adalah:

Bagian yang diam (stator):

Badan (body) motor

Magnit

Sikat – sikat

Kerangka generator

Kutub – kutub utama beserta belitannya

Bantalan – bantalan poros.

Bagian yang berputar (rotor)

Rotor jangkar dan lilitannya

Poros jangkar (armature)

Kumparan jangkar

Inti jangkar

3.5 Jenis Motor Arus Searah.

Jenis motor arus searah sama dengan jenis generator DC sebenarnya suatu mesin

arus searah dapat di pakai sebagai generator dan dapat pula dipakai sebagai motor.

Dengan membalikkan generator DC, dimana sekarang tegangan Vc menjadi sumber

dan tegangan jangkar Eg merupakan GGL lawan. Generator DC ini akan berlaku sebagai

motor DC oleh karena itu hubungan antara tegangan Vt dan Ea dapat ditulis sebagai berikut:

1. Motor Berpenguatan Bebas.

Pada jangkar motor timbul EMF (GGL) lawan sebesar Eg yang melawan tegangan

masuk (Vt).

Rangkaian ekivalen motor Dc berpenguatan bebas seperti gambar di bawah ini:


Dari gambar rangkaian ekivalen tersebut maka persamaan yang menyatakan hubungan

tegangan , arus, daya dan tahanana dapat di tuliskan sebagai berikut:

Keterangan persamaan di atas:

= Tegangan terminal dalam Volt

= EMF (GGL) lawan dalam volt

= Arus dari jala – jala dalam amper

= Arus jangkar dalam amper

= Arus medan dalam amper

= Tegangan pengauat dalam volt

= Tahanan medan dalam ohm

= Tahanan jangkar dalam ohm

= tahanan pengatur arus medan dalam ohm

= Rugi tegangan dalam sikat.

2. Motor Arus Searah Berpenguatan Sendiri


Terbagi kedalam:

Motor DC shunt

Motor DC seri

Motor Dc kompon ( campuran)

Motor DC kompon pendek

Motor DC kompon panjang

a. Motor DC shunt

Rangkaian ekivalen motor DC shunt seperti pada ganbar di bawah ini:

Dari rangkaian ekivalen motor DC shunt tersebut, persamaan yang menyatakan

hubungan antara tegangan, arus, daya dan tahanan adalah :

Dengan :

= Tegangan terminal dalam Volt

= EMF (GGL) lawan dalam volt


= Arus medan shunt dalam amper

= Arus jala – jala dalam amper

= Daya input dalam watt.


= Tahanan jangkar dalam ohm

= Rugi tegangan dalam sikat

Contoh soal

Suatu mesin arus searah shunt 220 volt mempunyai tahanan jangkar sebesar 0,5

ohm. Jika pada waktu beban penuh arus jangkar sebesar 20 amper, hitung EMF (GGL)

lawan jangkar jika mesin bekerja sebagai :

a. Generator

b. Motor

Penyelesaian

a. Jika mesin bekerja sebagai generator shunt seperti gambar di bawah ini:

Di ketahui :

= 220 volt

= 20 Amper

= 0,5 Ohm

b. Jika mesin bekerja sebagai motor shunt lihat gambar


3. Motor DC seri

Rangkaian ekivalen motor DC seri lihat gambar di bawah ini:

Persamaan yang menyatakan hubungan antara arus, tegangan, daya dan tehanan

adalah berdasarkan rangkaian ekivalen diatas

Keterangan persamaan :

= Tegangan terminal motor dalam Volt

= EMF (GGL) lawan dari jangkar dalam volt




= Arus dari jala – jala dalam amper

= Tahanan kumparan jangkar dalam ohm

= Tahanan kumparan seri dalam ohm

= Rugi tegangan pada sikat

Contoh soal

Suatu motor arus searah seri 50 kw, 250 volt, tahanan jangkar 0,1 ohm dan tahanan

medan seri 0,15 ohm, rugi tegangan total pada sikat 2 volt.

Hitung EMF (GGL) lawan?

Penyelesaian :

Berdasarkan rangakian ekivalen motor DC seri di ketahui :

= 50 kw = 50000 watt

= 250 Volt

= 0,1 Ohm

= 0,15 ohm

= 2 volt

4. Motor DC kompon

Terbagi :



Motor DC kompon panjang


Rangkaian ekivalen motor DC kompon pendek

Berdasarkan rangkaian ekivalen dapat di buat persamaan yang menyatakan hubungan arus,

tegangan, daya dan tahanan sebagai berikut:

Dengan :





= Tahanan kuparan jangkar dalam ohm


= Tahanan Kumparan medan shunt dalam ohm



dalam watt.

Contoh soal

Suatu motor DC kompon pendek dengan daya input 34,5 kw, tegangan terminal

230 volt, tahanan kumparan medan shunt, medan seri, dan jangkar, masing – masing

sebesar 92 ohm, 0,015 ohm, 0,03 ohm

Hitung:

a. Arus jangkar

b. EMF (GGL) lawan yang di bangkitkan oleh jangkar

c. Daya output yang di bangkitkan oleh jangkar

Penyelesaian

Di ketahui :

= 230 volt

= 92 ohm

= 0,015 ohm

= 0,03 ohm

= 34,5 kw = 34,500 watt

a. Arus jangkar

b. EMF (GGL) lawan yang di bangkitkan

c. Daya output yang di bangkitkan oleh jangkar


5. Motor Arus Searah Kompon Panjang

Rangkaian ekivalen motor DC kompon panjang seperti gambar di bawah :

Dari gambar rangkaian ekivalen tersebut persamaan yang menyatakan hubungan

arus, tegangan, daya dan tahanan akan mengikuti persamaan sebagai berikut:

Keterangan : parameter persamaan diatas sama dengan motor DC kompon DC





= Tahanan kuparan jangkar dalam ohm


= Tahanan Kumparan medan shunt dalam ohm


Contoh soal


Suatu motor DC kompon panjang dengan daya input 300 kw, tegangan terminal 600

volt, mempunyai tahanan medan shunt 75 ohm, tahanan jangkar termasuk tahanan sikat

0,41 ohm, tahanan medan seri 0,012 ohm, dan resistansi yang di parallel dengan medan

seri sebesar 0,036 ohm, hitung:

a. Arus jangkar

b. EMF(GGL) lawan yang di bangkitkan oleh jangkar

c. Daya yang di bangkitkan oleh jangkar

Penyelesaian

Di ketahui :

= 300 kw = 300.000 w

= 600 Volt

= 0,41 ohm

= 0,012 ohm

Tahanan yang di parallel dengan = 0,036 ohm

Tahanan seri ( ) = tahanan 0,036 ohm

a. Arus jangkar

Jatuh tegangan pada medan seri

Jatuh tegangan pada jangkar dan sikat

b.


mesin arus searah

Documents