laporan mesin dc

8/18/2019 Laporan Mesin Dc

1/32

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Perkembangan ilmu pengetahuan dan teknologi yang semakin modern pada saat

sekarang ini, kemudian berbagai perusahaan membutuhkan tenaga kerja yang sangat ahli

dan terampil dalam bekerja terutama di bidang permesinan. Dengan adanya teknologi

yang serba canggih pada saat ini juga sangat membantu dan mempermudah manusia

dalam melakukan setiap pekerjaannya termasuk mengoperasikan motor DC.

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada

kumparan medan untuk diubah dari energi listrik menjadi energi mekanik. Kumparan

medan pada motor DC disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar

disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah menggunakan arus langsung dari

sumber dayanya.

Pada umumnya setiap mahasiswa jurusan teknik mesin harus dapat memahami

dan menguasai prinsipprinsip dasar dalam mempergunakan atau memakai motor DC.Dengan melakukan sebuah praktikum motor DC diharapkan mahasiswa jurusan teknik

mesin akan mengetahui proses, mengetahui alatalat yang digunakan pada saat praktikum

motor DC, memperoleh skill dan sikap yang pro!esional serta mengetahui !aktor!aktor

keamanan pada proses menggunakan motor DC.

Dengan mengetahui prinsipprinsip dasar menggunakan motor DC, diharapkan

agar setiap mahasiswa jurusan teknik mesin mempunyai keahlian dan keterampilan

sehingga mampu ber!ikir kreati! dan dinamis dalam memecahkan berbagai persoalan

yang dihadapi di dunia kerja secara e!ekti! dan e!isien.

1


2/32

2

1.2 Maksud dan Tujuan

". Mahasiswa dapat menjelaskan motor arus searah atau motor DC.

#. Mahasiswa dapat mengetahui jenisjenis motor arus searah dan kegunaannya di

berbagai industri.$. Mahasiswa dapat mengetahui bagaimana prinsip kerja dari motor listrik arus

searah yang menghasilkan perputaran torsi dari jangkar sebuah motor listrik

arus searah.

%. Mahasiswa dapat mengetahui alatalat bantu yang digunakan dalam praktikum

motor arus searah.

&. Mahasiswa mampu menerapkan K$ dalam pengoperasian motor arus searah.

1.3 Sisteatika Penulisan

Dalam laporan praktikum motor DC atau arus searah ini terdapat sistematika penulisan

sebagai berikut '

* Pendahuluan

ab ini terdiri dari latar belakang, maksud dan tujuan, serta sistematika penulisan.

** +eori Dasar

ab ini terdiri dari teoriteori dasar yang mengenai motor arus searah.

*** urnal Praktikum

ab ini terdiri dari maksud dan tujuan, alat dan bahan, langkah kerja, tabel

pengamatan, gra!ik hasil pengamatan dan kesimpulan.

*- Pembahasan oal

ab ini terdiri dari soalsoal yang berkaitan dengan motor arus searah beserta

jawabannya.

- Penutup

ab ini berisikan tentang kesimpulankesimpulan yang dapat ditarik dari praktikum

yang telah dilaksanakan.

BAB II

TE!"I DASA"


3/32

3

2.1 Pengertian M#t#r D$

Motor DC adalah motor listrik yang memerlukan suplai tegangan arus searah pada

kumparan medan untuk diubah dari energi listrik menjadi energi mekanik. Kumparan

medan pada motor DC disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor arus searah menggunakan arus langsung dari

sumber dayanya.

Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk

diubah menjadi energi mekanik. ika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada

medan magnet, maka akan timbul tegangan (//0) yang berubahubah arah pada setiap

setengah putaran sehingga merupakan tegangan bolakbalik. Prinsip kerja dari arus searah

adalah membalik panas tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positi! dengan

menggunakan komutator dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan

jangkar yang berputar dalam medan magnet. entuk motor paling sederhana memiliki

kumparan satu lilitan yang bias berputar bebas di antara kutubkutub magnet permanen.

%a&ar 2.1 Motor DC

Catu tegangan dc dari baterai menuju ke lilitan melalui sikat yang menyentuh

komutator, dua segmen yang terhubung dengan dua ujung lilitan. Kumparan satu lilitan

pada gambar di atas disebut angker dinamo. ngker dinamo adalah sebutan untuk

komponen yang berputar di antara medan magnet.


4/32

4

2.2 'enis('enis M#t#r D$

#..#." Motor DC umber Daya +erpisah atau Separately Excited

ika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC

sumber daya terpisah.

%a&ar 2.2 Motor DC umber Daya +erpisah atau Separately Excited

#.#.# Motor DC umber Daya endiri atau Self Excited ' Motor Shunt

Pada motor shunt , gulungan medan (medan shunt ) disambungkan secara

pararel dengan gulungan kumparan motor DC seperti diperlihatkan dalam gambar

dibawah ini. 1leh karena itu, total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus

medan dan arus kumparan motor DC.


5/32

5

%a&ar 2.3 Karakteristik Motor DC Shunt

erikut tentang kecepatan motor shunt '

". Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga

tor2ue tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat gambar diatas dan oleh

karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah,

seperti peralatan mesin.

#. Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam

susunan seri dengan kumparan motor DC (kecepatan berkurang) atau dengan

memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

#.#.$ Motor DC Daya endiri atau Motor eri

Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt ) dihubungkan secara seri

dengan gulungan kumparan motor DC () seperti ditunjukkan dalam gambar

dibawah. 1leh karena itu, arus medan sama dengan arus kumparan motor DC.

erikut tentang kecepatan motor seri.

". Kecepatan dibatasi pada &333 4PM.

#. 5arus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan

mempercepat tanpa terkendali.


6/32

6

Motormotor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torque

penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist seperti pada

gambar berikut.

%a&ar 2.) Karakteristik Motor DC eri

#.#.% Motor DC Kompon atau /abungan

Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor

kompon, gulungan medan (medan shunt ) dihubungkan secara paralel dan seri dengan

gulungan kumparan motor DC seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah.

ehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan

yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan

yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat

ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan %3&36 menjadikan motor ini cocok

untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar ("#6)

tidak cocok.


7/32

7

Pengereman secara elektrik dapat dilaksanakan dengan dua cara yaitu secara'

". Dinamis.

#. Plugging

". Pengereman secara Dinamis

Pengereman yang dilakukan dengan melepaskan jangkar yang berputar

dari sumber tegangan dan memasangkan tahanan pada terminal jangkar. 1leh

karena itu kita dapat berbicara tentang waktu mekanis + konstan dalam banyak

cara yang sama kita berbicara tentang konstanta waktu listrik sebuah kapasitor

yang dibuang ke dalam sebuah resistor. Pada dasarnya, + adalah waktu yang

diperlukan untuk kecepatan motor jatuh ke $7,8 persen dari nilai awalnya.

9amun, jauh lebih mudah untuk menggambar kur:a kecepatan waktu dengan

mende!inisikan konstanta waktu baru + yang merupakan waktu untuk kecepatan

dapat berkurang menjadi &3 persen dari nilai aslinya. da hubungan matematis

langsung antara kon:ensional konstanta waktu + dan setengah konstanta waktu

+.

Kita dapat membuktikan bahwa waktu mekanis ini konstan diberikan

oleh di mana + o ; waktu untuk kecepatan motor jatuh ke satu setengah dari

nilai sebelumnya


8/32

8

#. Pengereman secara Plugging

Kita bisa menghentikan motor bahkan lebih cepat dengan

menggunakan metode yang disebut plugging. *ni terdiri dari tibatiba

membalikkan arus angker dengan membalik terminal sumber..

Di bawah kondisi motor normal, angker arus " diberikan oleh '

* " ; ( E s E o) IR

dimana R o adalah resistansi armature. ika kita tibatiba membalik terminal

sumber tegangan netto yang bekerja pada sirkuit angker menjadi E o A E s).

Bang disebut counter ggl E o dari angker tidak lagi bertentangan dengan apaapa

tetapi sebenarnya menambah tegangan suplai E s. ersih ini tegangan akan

menghasilkan arus balik yang sangat besar, mungkin &3 kali lebih besar daripada

beban penuh arus armature.

rus ini akan memulai suatu busur sekitar komutator, menghancurkan

segmen, kuas, dan mendukung, bahkan sebelum baris pemutus sirkuit bisa

terbuka. ntuk mencegah suatu hal yang tidak diinginkan, kita harus membatasiarus balik dengan memperkenalkan sebuah resistor R dalam seri dengan

rangkaian pembalikan. eperti dalam pengereman dinamis, resistor dirancang

untuk membatasi pengereman awal arus I # sampai sekitar dua kali arus beban

penuh. Dengan memasukkan rangkaian, torsi reverse dikembangkan bahkan

ketika angker telah datang berhenti. kibatnya, pada kecepatan nol, E o = 3, tapi

# ; E s ! R" yaitu sekitar satu setengah nilai awalnya. egitu motor berhenti, kita

harus segera membuka sirkuit angker, selain itu akan mulai berjalan secara

terbalik. irkuit gangguan biasanya dikontrol oleh sebuah kecepatan otomatis

perangkat terpasang pada poros motor. 0ekuk memungkinkan kita untuk

membandingkan pengereman plugging dan dinamis untuk pengereman awal

yang sama saat ini. Perhatikan bahwa memasukkan motor benarbenar berhenti

setelah selang waktu # # o. Di sisi lain, jika pengereman dinamis digunakan,

kecepatan masih #& persen dari nilai aslinya pada saat ini. Meskipun demikian,

kesederhanaan komparati! pengereman dinamis menjadikan lebih populer di

sebagian besar aplikasi.


9/32

9

%a&ar 2.*

Karakteristik Motor DC Kompon atau /abungan

2.3 +#,#nen(+#,#nen M#t#r D$

#.$." ikat dan Komutator

Komutator merupakan suatu kon:erter mekanik yang membuat arus dari

sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan berputar. ikatsikat

karbon membuat sebuah kotak slip dengan komutator. Komponen ini terutama

ditemukan dalam motor DC yang digunakan untuk membalikkan arah arus listrikdalam dinamo, komutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan

sumber daya.


10/32

10

%a&ar 2.- ikat dan Komutator

#.$.# tator

Merupakan bagian yang tetap (stasioner). tator ini menghasilkan medan

magnet baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektromagnet ataupun magnet

permanen). tator dapat berupa lingkaran satu poligonal dibuat dari besi laminasi

atau cast iron.

dapun keuntungan dari medan magnet permanen adalah'

". +idak dibutuhkan suplai listrik.

#. +idak ada rugirugi.

$. Kemungkinan bisa mempunyai ukuran frame yang lebih kecil.

dapun kekurangan dari magnet permanen adalah'

". Kekuatan dari medan selalu konstan.

%a&ar 2. tator

#.$.$ Interpole

ebuah interpole atau komutating biasanya diletakan diantara dua kutub

medan.


11/32

11

Komponen ini terdiri atass lilitan yang mem!asilitasi proses komutasi. tator juga

mempunyai compestating winding yang ber!ungsi untuk menetralkan reaksi pada

jangkar (armature).

%a&ar 2./ Interpole

#.$.% umlah Kutub

Kecepatan yang sama dapat dicapai dengan jumlah kutub yang berbeda

secara ekonomi # kutub (# sikat) atau empat kutub empat sikat digunakan di motor

ukuran kecil dan menengah dan jumlah kutub yang lebih untuk motor besar.

%a&ar 2.0 Kutub


12/32

12

#.$.& $ir %a&

$ir ga& stator dan rotor dapat menyebabkan untuk bisa berputar sebuah

mesin gab juga ber!ungsi sebagai pendingin udara pada system tersebut.

%a&ar 2.1 $ir %a&

2.) Prinsi, +erja M#t#r D$

ika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar

konduktor. rah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

%a&ar 2.11 Medan magnet ke arus konduktor


13/32

13

turan genggaman tangan kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis

!luks di sekitar konduktor. /enggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol

mengarah pada arah aliran arus, maka jarijari anda akan menunjukkan arah garis

!luks. /ambar dibawah ini menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar

konduktor berubah arah karena bentuk .

%a&ar 2.12 Medan magnet ke arus konduktor

Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir

pada konduktor tersebut.

Pada motor listrik konduktor berbentuk disebut angker dynamo.


14/32

14

%a&ar 2.13 Medan magnet mengelilingi konduktor dan diantara kutub

ika konduktor berbentuk (angker dinamo) diletakkan di antara kutub utara

dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan

magnet kutub.

%a&ar 2.1) 4eaksi garis fluks

0ingkaran bertanda dan merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan

(looped conductor ). rus mengalir masuk melalui ujung dan keluar melalui ujung .

Medan konduktor yang searah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan

menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak

ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor yang berlawanan arah


15/32

15

jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di

atas konduktor.

Konduktor akan berusaha untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang

kuat tersebut. /ayagaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum

jam.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum '

". rus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

#. ika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran > loop, maka

kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan gaya pada

arah yang berlawanan.

$. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar > torque untuk memutar kumparan.

%. Motormotor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga

putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan

elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan

menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah

tertentu. Kon:ersi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupunsebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet disini

selain ber!ungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat

berlangsungnya proses perubahan energi, daerah tersebut dapat dilihat pada gambar di

bawah ini.


16/32

16

%a&ar 2.1* Prinsip kerja motor DC

gar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna,

maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan

reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi olehmedan maka menimbulkan perputaran pada motor.

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud

dengan beban motor. eban dalam hal ini mengacu kepada keluaran tenaga putar >

torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. eban umumnya dapat

dikategorikan ke dalam tiga kelompok '

". eban torque konstan

dalah beban dimana permintaan keluaran energinya ber:ariasi dengan

kecepatan operasinya namun torque'nya tidak ber:ariasi. Contoh beban dengan

torque konstan adalah corveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

#. eban dengan :ariabel torque


17/32

17

dalah beban dengan torque yang ber:ariasi dengan kecepatn operasi. Contoh

beban dengan :ariabel torque adalah pompa sentri!ugal dan fan (torque ber:ariasi

sebagai kuadrat kecepatan). Peralatan energi listrik yaitu motor listrik.

$. eban dengan energi konstan

dalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik

dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan

peralatan mesin.

2.* Prinsi, Ara Putaran M#t#r

ntuk menentukan arah putaran motor digunakan kaedah flamming tangan kiri.

Kutubkutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub utara ke

kutub selatan. ika medan magnet memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus

searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. /aya ini disebut gaya

(orent) , yang besarnya sama dengan prinsip motor yaitu aliran arus di dalam penghantar

yang berada di dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. esarnya

gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui penghantar bertambah

besar.

Contoh '

ebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 3,8 +. Di bawah

pengaruh medan magnet terdapat %33 kawat penghantar dengan arus "3. ika panjang

penghantar seluruhnya "&3 mm, tentukan gaya yang ada pada armature.

awab '

; .*.E.F ; 3,8 (-s>m#). "3. 3,"& m.%33

; %83 (-s.>m)

; %83 (?s>m) ; %83 9.

Keterangan ' ; /aya yang bekerja (9)

; Kerapatan medan magnet (-s>m#)

* ; Kuat arus listrik ()

E ; Panjang penghantar (m)

F ; umlah kawat penghantar

Electromotive *orce (GM) > /aya /erak 0istrik


18/32

18

GM induksi biasanya disebut GM +ounter . GM kembali artinya adalah GM

tersebut ditimbulkan oleh angker dinamo yang yang melawan tegangan yang diberikan

padanya.

+eori dasarnya adalah jika sebuah konduktor listrik memotong garis medan

magnet maka timbul ggl pada konduktor.

%a&ar 2.1- GM kembali

GM induksi terjadi pada motor listrik, generator serta rangkaian listrik dengan arah

berlawanan terhadap gaya yang menimbulkannya.

5. Gmil 0enF mencatat pada tahun "8$% bahwa Harus induksi selalu berlawanan arah

dengan gerakan atau perubahan yang menyebabkannyaI. 5al ini disebut sebagai 5ukum

0enF.

+imbulnya GM tergantung pada'

". Kekuatan garis !luks magnet.

#. umlah lilitan konduktor.

$. udut perpotongan !luks magnet dengan konduktor

%. Kecepatan konduktor memotong garis !luks magnet. +idak ada arus induksi yang

terjadi jika angker dinamo diam.

2.- Mengatur +ee,atan Pada Armateur

ika !luks J tetap dijaga konstan, dan kecepatannya berubah berdasarkan

armature voltage ( Es). Dengan naiknya atau turunnya E s, kecepatan motor akan naik atau

turun sesuai dengan perbandingannya.


19/32

19

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa Es dapat di:ariasikan dengan

menghubungkan motor armature M ke excited varia&le voltage dc generator / yang

berbeda. *ield excitation dari motor tetap dijaga tetap kosntan, tetapi generator Ix bisa

di:ariasikan dari nol sampai maksimum dan bahkan sebaliknya. 1leh sebab itu generator

output voltage Es bisa di:ariasikan dari nol sampai maksimum, baik dalam polaritas

positi! maupun negati!. 1leh karena itu, kecepatan motor dapat di:ariasikan dari nol

sampai maksimum dalam dua arah. Metode speed control ini, dikenal sebagai sistem

?ard0eonard, ditemukan di pabrik baja ( steel mills), lift bertingkat, pertambangan, dan

pabrik kertas.

Dalam instalasi modern, generator sering digantikan dengan high power

electronic converter yang mengubah ac power dari listrik ke dc. ?ard0eonard sistem

lebih dari sekadar cara sederhana dengan menerapkan suatu :ariabel dc ke armature dari

motor dc. 5al tersebut benarbenar dapat memaksa motor utnuk mengembangkan torsi

dan kecepatan yang dibutuhkan oleh beban.

Contohnya, misalkan Es disesuaikan dengan sedikit lebih tinggi daripada Eo dari motor.

rus akan mengalir dengan arah sesuai dengan gambar di atas, dan motor

mengembangkan torsi yang positi!. $rmature dari motor menyerap power karena I mengalir ke terminal positi!.

ekarang, misalkan kita mengurangi Es dengan mengurangi excitation J/.

egera setelah Es menjadi kurang dari Eo, arus I berbalik. 5asilnya, torsi motor berbalik

dan armature dari motor menghantarkan daya ke generator /. kibatnya, motor dc

mendadak menjadi generator dan generator / mendadak menjadi motor. Maka, dengan

mengurangi Es, motor tibatiba dipaksa untuk memperlambat.

aat generator menerima daya listrik, generator beroperasi sebagai motor

mengendalikan motor ac sendiri sebagai asynchrounous generator. 5asilnya, ac power

memberikan kembali ke rangkaian yang biasanya memberikan motor ac. Kenyataannya

daya bisa diperoleh kembali, cara ini membuat ?ard0eonard sistem menjadi sangat

e!isien.


20/32

20

Kecepatan dari motor dan dihubungkan ke beban mekanis akan cepat jatuh

dibawah pengaruh electromechanical &raking torque.

Cara lain untuk mengontrol kecepatan dari motor dc adalah menempatkan rheostat yang

diserikan dengan armature. rus dalam rheostat menghasilkan voltage drop jika

dikurangi dari fixed source voltage Es, menghasilkan tegangan suplai yang lebih kecil

dari armature. Metode ini memungkinkan kita untuk mengurangi kecepatan dibawah

kecepatan nominalnya. *ni hanya direkomendasikan untuk motor kecil karena banyak

daya dan pasa yang terbuang dalam rheostat , dan e!isiensi keseluruhannya rendah. Di

samping itu, pengaturan kecepatan lemah, bahkan untuk rheostat yg diatur fixed .

kibatnya, IR drop sedangkan rheostat meningkat sebagaimana arus armature

meningkat. 5al ini menghasilkan penurunan kecepatan yang

besar dengan naiknya beban mekanis.

2. Mengatur +ee,atan Dengan Field

erdasarkan persamaan di atas kita juga dapat mem:ariasikan kecepatan motor dc

dengan mem:ariasikan field !luks J. +egangan armature Es tetap dijaga konstan agar

numerator pada persamaan di atas juga konstan. 1leh sebab itu, kecepatan motor

sekarang berubah perbandingannnya ke !luks J jika kita menaikkan !luksnya, kecepatanakan jatuh dan sebaliknya.

Metode dari speed control ini seringkali digunakan saat motor harus dijalankan

diatas kecepatan rataratanya disebut &ase speed . ntuk mengatur !luks (dan

kecepatannya), kita menghubungkan rheostat Rf secara seri dengan field nya.

ntuk mengerti metode speed control , awalnya berjalan pada kecepatan konstan.

+ounter em! Eo sedikit lebih rendah dari tegangan suplai armature Es, karena penurunan

IR armature. ika tibatiba hambatan dari rheostat ditingkatkan, baik exciting current Ix

dan !luks J akan berkurang. 5al ini segera mengurangi em! Eo, menyebabkan arus

armature I melonjak ke nilai yang lebih tinggi. rus berubah secara dramatis karena

nilainya tergantung pada perbedaam yang sangat kecil antara Es dan Eo.

Meskipun field'nya lemah, motor mengembangkan torsi yang lebih besar dari

sebelumnya. *tu akan mempercepat sampai Eo hampir sama dengan Es.


21/32

21

ntuk lebih jelasnya, untuk mengembangkan Eo yang sama dengan !luks yang

lebih lemah, motor harus berputar lebih cepat. 1leh karena itu kita dapat meningkatkan

kecepatan motor di atas nilai nominal dengan memperkenalkan hambatan di dalam seri

dengan field . ntuk shunt wound motors, metode dari speed control memungkinkan high

speed >&ase speed rasio setinggi $ ' ". Range &roader speed cenderung menghasilkan

ketidakstabilan dan miskin pergantian.

Di bawah kondisikondisi abnormal tertentu, !luks mungkin akan drop ke nilai

rendah yang berbahaya. ebagai contoh, jika arus exciting dari motor shunt sengaja

diputus, satusatunya !luks yang tersisa adalah remanent magnetism (residual

magnetism) di kutub. luks ini terlalu kecil bagi motor untuk berputar pada kecepatan

tinggi yang berbahaya untuk menginduksi yang diharuskan. Perangkat keamanan

diperkenalkan untuk mencegah kondisi seperti pelarian.

2./ Shunt M#t#r Under Load

Mempertimbangkan sebuah motor dc berjalan tanpa beban. ika beban mekanis

tibatiba diterapkan pada poros, arus yang kecil tanpa beban tidak menghasilkan torsi

untuk membawa beban dan motor mulai perlahan turun. *ni menyebabkan cem!

berkurang, menghasilkan arus yang lebih tinggi dan torsi lebih tinggi. aat torsi

dikembangkan oleh motor adalah sama dengan torsi yang dikenakan beban mekanik,

kemudian, kecepatan akan tetap konstan. ntuk menyimpulkan, dengan meningkatnya

beban mekanis, arus armature akan naik dan kecepatan akan turun. Kecepatan motor

shunt akan tetap relati! konstan dari tidak ada beban ke beban penuh. Pada motor yang

kecil, itu hanya turun sebesar "3"& persen saat beban penuh ditambahkan. Pada mesin

yang besar, dropnya bahkan berkurang, sebagian ke hambatan armature yang paling

rendah. Dengan menyesuaikan field rheostat , kecepatan harus dijaga agar benarbenar

konstan sesuai dengan perubahan beban.

2.0 Series M#t#r

Motor seri identik dalam kosntruksi untuk motor shunt kecuali untuk field . *ield

dihubungkan secara seri dengan armature. 1leh karena itu, membawa arus armature

seluruhnya. *ield seri ini terdiri dari beberapa putaran kawat yang mempunyai

penampang cukup besar untuk membawa arus. Meskipun konstruksi serupa, properti dari


22/32

22

motor seri benarbenar berbeda dari motor shunt > dalam motor shunt , !luks J per pole

adalah konstan pada semua muatan karena field shunt dihubungkan ke rangkaian. +etapi

motor seri, !luks per pole tergantung dari arus armature dan beban. aat arusnya besar,

!luksnya besar dan sebaliknya.

Meskipun berbeda, prinsip dasarnya dan perhitungannya tetap sama. Pada motor

yang mempunyai hubungan seri jumlah arus yang melewati angker dinamo sama besar

dengan yang melewati kumparan. ika beban naik motor berputar makin pelan. ika

kecepatan motor berkurang maka medan magnet yang terpotong juga makin kecil,

sehingga terjadi penurunan GM kembali dan peningkatan arus catu daya pada kumparan

dan angker dinamo selama ada beban. rus lebih ini mengakibatkan peningkatan torsi

yang sangat besar.

+atatan ,

Contoh keadaan adalah pada motor starter yang mengalami poling (angker dynamo

menyentuh kutub karena kurang lurus atau ring yang aus). rus yang tinggi akan

mengalir melalui kumparan dan anker dinamo karena kecepatan angker dynamo menurun

dan menyebabkan turunnya GM kembali.

%a&ar 2.1 Motor dengan kumparan seri

GM kembali mencapai maksimum jika kecepatan angker dinamo maksimum.

rus yang disedot dari catu daya menurun saat motor makin cepat karena GM kembali

yang terjadi melawan arus catu daya.


23/32

23

GM kembali tidak bisa sama besar dengan arus GM yang diberikan pada motor

dc sehingga akan mengalir searah dengan GM yang diberikan. Karena ada dua GM

yang saling berlawanan GM kembali menghapuskan GM. Bang diberikan, maka arus

yang mengalir pada angker dinamo menjadi jauh lebih kecil jika ada GM kembali.

Karena GM kembali melawan tegangan yang diberikan maka resistansi angker

dynamo akan tetap kecil sementara arus angker dinamo dibatasi pada nilai yang aman.

2.1 Pengerean "egenerati4

agan rangkaian di bawah ini menjelaskan mengenai rangkaian pemenggal yang

bekerja sebagai pengerem regenerati!. -o adalah gaya gerak listrik yang dibangkitkan

oleh mesin arus searah, sedangkan -t adalah tegangan sumber bagi motor sekaligus

merupakan baterai yang diisi. Ra dan (a masingmasing hambatan dan induktansi

jangkar.

%a&ar 2.1/ agan Pengereman 4egenerati!

Prinsip kerja rangkaian ini sebagai berikut '

Ketika saklar pemenggal dihidupkan, maka arus mengalir dari jangkar,

melewati scalar dan kembali ke jangkar. Ketika skalar pemenggal dimatikan, maka

energi yang tersimpan pada induktor jangkar akan mengalir melewati dioda, baterai

dengan tegangan -t dan kembali ke jangkar. nalogi rangkaian sistem pengereman


24/32

24

regenerati! dari gambar di atas dapat dibagi menjadi dua mode. Mode " ketika saklar on

dan mode ke# ketika saklar off seperti ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

%a&ar 2.10 4angkaian ekui:alen untuk a) saklar on b) saklar off

dengan '

-o ; gaya gerak listrik

(a ; induktansi jangkar

Ra ; resistansi jangkar

-t ; tegangan baterLa

i ; kuat arus jangkar ketika pemenggal on (arus tidak melewati baterai)

i/ ; kuat arus jangkar ketika pemenggal o!! ( arus melewati baterai)

edangkan /ambar di bawah ini menunjukkan arus jangkar yang kontinyu dan yang

tidak kontinyu.


25/32

25

%a&ar 2.2 rus jangkar a). Kontinu b). rus terputus

dengan'

Io ; kuat arus jangkar saat pemenggal mulai on.

I/o ; kuat arus jangkar saat pemenggal mulai off .

ton ; lama waktu pemenggal on.

toff ; lama waktu pemenggal off .

td ; lama waktu dimana i/ tidak nol.

#p ; perioda pemenggal, #p ; ton A off .

2.11 "eaksi 'angkar

+erjadinya gaya torsi pada jangkar disebabkan oleh hasil interaksi dua garis

medan magnet. Kutub magnet menghasilkan garis medan magnet dari utara ke selatan

melewati jangkar. *nteraksi kedua magnet berasal dari stator dengan magnet yang

dihasilkan jangkar mengakibarkan jangkar mendapatkan gaya torsi putar berlawanan arah

jarum jam. Karena medan utama dan medan jangkar terjadi bersama sama hal ini akan

menyebabkan perubahan arah medan utama dan akan mempengaruhi berpindahnya garis

netral yang mengakibatkan kecenderungan timbul bunga api pada saat komutasi. ntuk


26/32

26

itu biasanya pada motor DC dilengkapi dengan kutub bantu yang terlihat seperti gambar

dibawah ini'

%a&ar 2.21 kutub bantu (interpole) pada motor DC

Kutub bantu ini terletak tepat pada pertengahan antara kutub utara dan kutub

selatan dan berada pada garis tengah teoritis. 0ilitan penguat kutub ini dihubungkan seri

dengan lilitan jangkar, hal ini disebabkan medan lintang tergantung pada arus jangkarnya.ntuk mengatasi reaksi jangkar pada mesinmesin yang besar dilengkapi dengan lilitan

kompensasi. 0ilitan kompensasi itu dipasang pada aluralur yang dibuat pada sepatu

kutub dari kutub utama. 0ilitan ini seperti juga halnya dengan lilitan kutub bantu

dihubungkan seri dengan lilitan jangkar. rah arusnya berlawanan dengan arah arus

kawat jangkar yang berada dibawahnya.

BAB III

'U"NAL P"A+TI+UM

3.1 Maksud dan Tujuan

". Mahasiswa dapat mengenal motor DC.

#. Mahasiswa dapat mengetahui cara kerja motor DC.

$. Mahasiswa mengetahui komponen motor DC dan !ungsinya..

%. Mahasiswa dapat menggunakan motor DC.


27/32

27

3.2 Alat dan Baan

". +achometer.

#. Motor DC.$. Motor speed control .

%. Kabel.

3.3 Langka +erja

". Menghubungkan speed control motor dc ke sumber listrik.

#. tur kecepatan motor dc.

$. Menghitung kecepatan motor dengan menggunakan dc motor speed .

%. uatlah hasil pengukuran.

3.) Ta&el Pengaatan

Pengamatan *

Karakteristik -4pm (tanpa beban)

+egangan (-) 9aik Kecepatan (4pm)

& -olt ""%,@

#3 -olt "%,"

$3 -olt $3&,#

%3 -olt ,&

&3 -olt &$&,8

+egangan (-) +urun Kecepatan (4pm)

&3 -olt 8$,7%3 -olt 78",$

$3 -olt %@,#

#3 -olt %7,$

& -olt "8,$

3.* %ra4ik Hasil Pengaatan

-


28/32

28

5

4pm

/ambarkan gra!ik perubahan - 4pm . 5itunglah nilai K motor N

B; O . A b

Karena b ; 3

B ; O .

- ; O 4pm

3.- +esi,ulan

1. emakin besar tegangannya maka semakin besar pula 4PMnya.

2. emakin rendah tegangannya maka semakin rendah pula 4PMnya.

BAB I6

PEMBAHASAN S!AL

).1 Pertan7aan

". uatlah skema dari motor DC yang sederhana dan tulis namanama bagiannya N

#. agaimana prinsip kerja dari motor DC Q$. elaskan mekanisme kerja dari seluruh jenis motor secara umum N

%. elaskan cara mengukur kecepatan putaran motor menggunakan tachometer N


29/32

29

).2 'a8a&an

". agianbagian dari motor DC.


30/32

30

#. Prinsip kerja dari motor DC yaitu '

ika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di sekitar

konduktor. rah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.

(http'>>blogs.itb.ac.id>el##%%k3""##""3alpinarie!>#3"$>3&>3#>motordc#>)

turan genggaman tangan kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis

!luks di sekitar konduktor. /enggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol

mengarah pada arah aliran arus, maka jarijari anda akan menunjukkan arah garis

!luks.

http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211077alpinarief/2013/05/02/motor-dc-2/http://blogs.itb.ac.id/el2244k0112211077alpinarief/2013/05/02/motor-dc-2/


31/32

31

+atatan ,

Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada

konduktor tersebut.

$. Mekanisme kerja dari seluruh jenis motor secara umum yaitu'

". rus listrik yang mengalir dalam medan magnet akan memberikan gaya.

#. ika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran > loop,

maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet akan mendapatkan

gaya pada arah yang berlawanan.

$. Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar > torque untuk memutar kumparan.%. Motormotor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga

putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan

elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

&. Kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang

melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu.

%. Cara mengukur kecepatan putaran motor menggunakan tachometer

a. 9yalakan motor yang akan diukur putarannya.

b. 9yalakan tachometer untuk mengukurnya, kemudian dekatkan dan

arahkan tachometer sampai in!ramerahnya bertepatan dengan diporos

motor yang akan di ukur.


32/32

32

c. 0ihat pada tachometer angka yang muncul.

d. Catat setiap percobaan.

BAB 6

PENUTUP

*.1 +esi,ulan

Dari hasil praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa motor DC

adalah salah satu motor listrik yang arusnya searah dalam mengubah energi

elektromagnetis ke energi mekanik. Gnergi mekanik ini digunakan untuk memutar

impeller pompa, &lower , menggerakan kompresor, dan mengangkat bahan.

Praktikum yang telah dilaksanakan pada akhirnya memperoleh data pengamatan

kecepatan putaran motor beserta tegangannya. emakin besar tegangannya maka semakin

besar juga 4PMnya dan semakin kecil tegangannya maka semakin kecil juga 4PMnya.

Dalam pengoperasiannya, layaknya motor listrik lainnya operator disarankan

untuk menjaga kesehatan dan keselamatan kerja terutama bagi para pemula agar tetap

selalu berada dalam pengawasan pembimbingnya.

laporan mesin dc

Documents