1

Mesin Arus SearahPertemuan 10

2

Suatu mesin listrik, generator atau motor, akan berfungsi bila memiliki :– kumparan medan yang berfungsi menghasilkan medan magnet– kumparan jangkar yang berfungsi mengibaskan ggl pada

konduktor-konduktor yang terletak pada alur-alur jangkara, dan– celah udara yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam

medan magnet.

Motor DCPada mesin arus searah kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu merupakan stator dan kumparan jangkar merupakan rotor. Bila kumparan jangkar berputar dalam medan magnet membangkitkan tegangan (ggl) yang berubah-ubah arah setiap setengah putaran sehingga merupakan tegangan bolak-balik e(t) = Emaks sin t yang dapat diperlihatkan seperti pada Ga . Untuk memperoleh tegangan searah diperlukan alat penyearah yang disebut komutator dan sikat.

3

• Rumus DasarBerdasarkan teori elektromagnetik dapat diturunkan tiga rumus dasar untuk mesin arus searah yaitu tegangan induksi, kecepatan dan kopel elektromagnetik.

Ea menyatakan tegangan ggl, C menyatakan konstanta, p menyatakan jumlah kutub, a menyatakan jalur paralel konduktor jangkar dan Z menyatakan jumlah konduktor jangkar

CnEa 60

Zx

a

pC Di mana

Tegangan Induksi

4

Kecepatan

Pengaturan kecepatan dapat dilakukan dengan mengubah Ea dan .

CE

n a

Kopel Elektromagnetik

Pengaturan kecepatan dapat dilakukan dengan mengubah Ea dan .

T= CIa

5

• Generator DC

Tegangan dc yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan Rf yang menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator. Jika generator dihubungkan dengan beban dan Ra adalah tahanan generator.

Generator Berpenguatan Bebas

+ VfBeban

Rf Ea

Vt = If Rf

Ea = Ia Ra+ Vt

6

• Generator Berpenguatan sendiri

Generator searah seri

Beban

Rf

EaVt

Vt = Ia Ra

Ea = Ia( Ra + Rf) + Vt

7

Generator shunt

BebanRfEa Vt

Vt = If Rf

Ea = Ia Ra+ Vt

Generator kompon panjang

Rf2Beban

Rf1

Ea

Ia = If1 = IL + If2

Ea = Vt + Ia (Ra+ Rt1)

8

Generator kompon pendek

Rf2 Beban

Rf1

Ea

Ia = If1+ If2 = IL + If2

Ea = Vt + If Rf1 + IaRa

9

• Pengaturan kecepatanPengaturan kecepatan merupakan fungsi dari peubah , Ra atau Vt. Pengaturan kecepatan dengan mengatur medan shunt ()Fluks dalam kumparan medan dapat diatur dengan mengatur arus medan If. Perubahan fluks menyebabkan terjadi perubahan putaran rotor. Perubahan If dapat diatur dengan mengatur besar tahanan variabel yang dipasang secara seri dengan kumparan medan. Motor yang diatur dengan cara memberikan tahanan seri terhadap kumparan medan disebut motor shunt atau motor kompon.

10

IfEa

IfEa

Pengaturan kecepatan dengan mengatur medan shunt

Pengaturan kecepatan dengan mengatur tahanan Ra

11

Pengaturan kecepatan dengan mengatur tegangan

MG

12

Pengereman

Ada tiga jenis pengereman motor atau penghentian motor , yaitu pengereman dinamik, pengereman regeneratif dan pengereman mendadak.

Pengereman Dinamik

Pada pengereman dinamik, penghentian motor dapat terjadi jika tegangan terminal Vt dihilangkan dan diganti dengan tahanan R1 Setelah dihubungkan dengan R1 terjadi pengaliran energi ke R1 yang menyebabkan kecepatan motor menjadi turun.

13

• Pengereman dinamikRf

Ea

• Pengereman Regeneratif

Pada pengereman regeneratif , energi yang tersimpan pada putaran dikembalikan kepada sistem jala-jala. Cara ini biasa dipakai pada kereta api listrik.Ketika kereta api berjalan menurun, kecepatan motor laju sekali, karena Ea >Vt, yang mengakibatkan daya dikembalikan kepada sistem jala-jala untuk keperluan lain. Pada saat daya dikembalikan ke jala-jala, kecepatan menurun dan proses pengereman berlangsung seperti pada pengereman dinamik.

14

• Pengereman Mendadak

Pengereman mendadak adalah pengereman suatu motor dalam waktu yang sangat singkat dan tiba-tiba, yaitu dengan cara membalik polaritas motor. Tahanan R2 disisipkan antara titik X dan Y.

R2

Ea

x y