motor dc

B. MOTOR DC

Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.

Cara menghubungkan maupun  bentuk motor listrik DC sama dengan generator DC. Motor listrik adalah alat/mesin yang dapat merubah daya listrik menjadi daya mekanik. Apabila pada penghantar yang dialiri listrik dan terletak di antara dua buah kutub magnit (kutub utara dan selatan). Maka pada penghantar tersebut akan terjadi gaya yang menggerakkan penghantar tersebut. Arah gerakan penghantar berdsarkan kaidah tangan kiri yang berbunyi sebagai berikut.

Bila tangan kiri diarahkan sdemikian rupa, hingga garis-garis medan dari medan magnet luar jatuh tegak lurus di atas telapak tangan dan jari-jari menunjuk ke arah gerakan (akibat). Dari perbandingan arah dapat ditemukan arah perputaran rotor dalam motor listrik.

Gambar 5

Gambar 6

Suatu kumparan yang terletak dalam medan magnet seperti pada gambar 6 yang arah arus dari kedua sisinya berlawanan sehingga arah gerak terhadap putarannya pun berbeda yang selanjutnya akan menghasilkan gaya gerak putar/kopel. Makin besar arusnya makin besar kopelnya, juga jika gaya magnetnya makin kuat maka kopelnya makin berat. Kesimpulannya kopel akan tergantung dari arus dan gaya magnetnya.

Kalau dalam gambar kumparan yang terletak di antara kutub magnet sedang berputar maka pada kumparan tersebut akan timbul suatu tegangan yang berlawanan arah dengan tegangan dari luar yang disebut Gaya Gerak Listrik (GGL) lawan. Besar kecilnya GGL lawan tergantung dari tahanan jangkar/angker. Agar arus dapa mengalir degan besar maka tahanan jangkar/angker dibuat sekecil mungkin. Sebab arus yang mengalir pada angker akan dirubah menjadi gaya putar. Kalau angker sudah berputar dalam angker akan terjadi GGL lawan. GGL lawan yang mula-mulanya kecil akan mengurangi pengaruh tegangan dari luar sehingga arus akan berkurang jika angker mulai berkurang. Jika putaran samapai pada maksimum berarti GGL lawan cukup besar sehingga arus angker sudah sangat berkurang. Sedangkan pada saat itu kopel mencapai keseimbangan dengan beban yang diputarkan.

Besarnya ggl lawan (Ea)  sepertihalnya pada generator DC, yakni :

                  Ea = (P/A). (n/60) . Z . Ǿ  volt.  …………………………………………. (19)

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidakmempengaruhi kualitas pasokan daya.

Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan 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. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya. Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

1.      Konstruksi Motor DC

Konstruksi Motor dan Generator DC adalah sama, yang berbeda hanya fungsinya saja. Pada dasarnya konstruksi sebuah motor DC terdiri dari 3 bagian yaitu Stator, bagian Rotor, dan bagian lain yang diperlukan untuk mengambil/mengeluarkan arus.

a)      Stator

Stator adalah bagian yang tinggal tetap (tidak bergerak) yang terdiri dari rumah dengan kutub magnet yang dibuat dari pelat-pelat yang dipejalkan dengan gulungan penguat magnet berikut tutup rumah.

b)      Rotor

Bagian rotor adalah bagian yang begerak yang terdiri dari silinder yang dibuat dengan pelat-pelat yang dipejalkan yang diberi saluran sebagai tempat kumparan yang biasa disebut angker/jangkar. Pada angker terpasang kolektor/komutator yang terdiri dari sigmen-sigmen yang berhubungan dengan gulungan angker.

c)      Bagian Lain-lain

Yang dimaksud bagian lain-lain adalah bagian yang diperlukan untuk mengambil/mengeluarkan arus dari yang bergerak yang disebut brostel/sikat.

2. jenis motor DC Berdasarkan sumber arus penguat magnetnyadibedakan menjadi dua, yaitu:

a. Motor arus searah penguat terpisah, (jika arus penguat magnet diperoleh dari sumber arus searah di luar motor   tersebut).

Pada motor penguat terpisah, kumparan medan dihubungkan dengan sumber sendiri dan terpisah dengan tegangan angker.

b. Motor arus searah dengan penguat sendiri, (jika arus penguat magnet diperoleh dari motor itu sendiri).

Berdasarkan hubungan lilitan penguat magnet terhadap lilitan jangkar, motor arus searah dibedakan menjadi:

·         Motor Shunt

Motor shunt mempunyai kecapatan hampir konstan. Pada tegangan jepit konstan, motor ini mempunyai putaran yang hampir konstan walaupun terjadi perubahan beban

Pada motor penguat shunt, kumparan medan dihubungkan paralel dengan angker.

·         Motor seri

merupakan motor arus searah yang mempunyai putaran kecapatan yang tidak konstan, jika beban tinggi maka putaran akan lambat.

·         Motor Kompon

Motor kompon ini mempunyai sifat seperti motor seri dan shunt, tergantung lilitan mana yang kuat (kumparan seri atau shunt).

Pada motor kompon mempunyai dua buah kumparan medan dihubungkan seri dan paralel dengan angker. Bila motor seri diberi penguat shunt tambahan seperti gambar diatas disebut motor kompon shunt panjang.

Motor kompon mempunyai dua buah kumparan medan dihubungkan seri dan paralel dengan angker. Bila motor shunt diberi tambahan penguat seri seperti gambar  diatas disebut motor kompon shunt pendek.

Sebagai simulasi (karena alat yang dibuat miniatur) maka disini dipilih motor yang memiliki daya tidak terlalu tinggi, yaitu menggunakan motor arus searah. Sedangkan motor yang dipakai dalam proyek akhir ini adalah jenis motor arus searah dengan penguat sendiri karena motor tersebut mempunyai magnet permanen pada statornya dan memperoleh sumber arus  searah dari motor itu sendiri.  Untuk membalik arah putaran motor arus searah, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :

1.  Membalik arah arus angkernya, sedangkan katup magnet tetap.

2.  Membalik katup magnetnya, sedangkan arah arus angkernya tetap.

Jika kedua-duanya dibalik (katup magnet dan arah arus angker), maka putaran motor akan tetap (tidak dapat membalik). Cara yang lazim dipakai atau dilakukan dalam membalik putaran motor arus searah ialah dengan cara membalik arah arus angkernya sedangkan membalik arah arus pada penguat magnetnya jarang dilakukan.