modul motor

Upload: wenwen-teoh

Post on 04-Jun-2018

270 views

Category:

Documents


1 download

TRANSCRIPT

  • 8/13/2019 Modul Motor

    1/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    1

    TAJUK 4 MOTOR ARUS TERUS (AT)

    Sinopsis

    Dalam tajuk ini pelajar akan mempelajari beberapa isi pelajaran yang berkaitan dengan

    mesin elektrik iaitu motor arus terus. Antara perkara yang berkaitan itu ialah berkenaan

    dengan jenis-jenis dan simbol motor arus terus, bahagian-bahagian utama motor arus

    terus, kendalian dan kegunaannya.

    Hasil Pembelajaran:

    Di akhir bab ini anda seharusnya dapat

    1. Menjelaskan kandungan ilmu yang berkaitan dengan motor AT

    2. Menjelaskan kandungan ilmu yang berkaitan dengan jenis-jenis motor

    3. Menggunakan kemahiran berfikir aras tinggi dalam prinsip asas motor AT

    4. Menggunakan kemahiran berfikir aras tinggi dalam litar asas motor AT

    Kerangka Konsep

    Jenis-jenis motor Motor AT

    Bahagian utama motor AT dan fungsinya

    Prinsip kendalian motor AT

    Asas Teknologi

    Komputer dan

    Rangkaian

    Litar Asas dan pengunaan motor AT

  • 8/13/2019 Modul Motor

    2/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    2

    Pencuci Vaccum

    Motor Elektrik

    MAKLUMAT

    Motor DC yang bersaiz kecil. Cuba lihat saiz motor

    tersebut dibandingkan dengan mata pensil.

    1 Kuasa Kuda (HP) = 746 Watt

    1.1 Pengenalan

    Motor elektrik ialah mesin yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanik.

    Motor ini mengunakan bekalan elektrik sebagai sumber dan menghasilkan tenaga

    mekanik dalam bentuk daya kilas dan putaran. Motor elektrik telah digunakan secara

    meluas dalam kehidupan manusia moden pada hari ini. Antara

    kegunaan yang biasa dilihat seperti pengisar, kipas angin .

    penyaman udara dan sebagainya. Malah pada hari ini motor

    elektrik telah digunakan sebagai kenderaan pengangkutan

    manusia.

    Unit kuasa motor elektrik ialah Watt (W) dan juga kuasa kuda (HP)

    1.2 Jenis dan simbol motor

    Mesin Elektrik terbahagi kepada dua jenis iaitu motor arus terus

    (AT) dan motor arus ulang-alik(AU). Binaan motor AT hampir

    menyamai penjana AT. Oleh itu tugasnya boleh ditukar ganti

    dengan mudah. Jenis mesin elektrik

    memperolehi namanya berdasarkan kepada

    jenis bekalan kuasa yang digunakan. Motor AT berkendali

    menggunakan bekalan kuasa AT sebagai punca bekalan. Motor

    AU pula berkendali menggunakan bekalan kuasa AU. Motor AU

    Keretapi Laju

  • 8/13/2019 Modul Motor

    3/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    3

    pula terbahagi kepada iaitu motor AU fasa tunggal (240V) dan motor AU fasa tiga

    (415V). biasanya motor AU fasa tunggal digunakan di rumah-rumah kediaman dan

    motor AU fasa tiga digunakan di indusri.

    1.3 Motor AT

    Binaan asas motor AT terbahagi kepada dua bahagian iaitu pemegun dan pemutar.

    I. Pemegun

    Pemegun ialah bahagian yang mengandungi belitan medan yang

    menghasilkan fluks medan magnet. Biasanya pemegun dipasang pada

    rangka atau kuk motor dan merupakan bahagian motor yang tidak bergerak.

    II. Pemutar

    Pemutar ialah bahagian motor yang berputar dalam motor elektrik. Pemutar

    berada di tengah-tengah motor iaitu ditempat pemasangan aci.

    Pemegun

    Pemutar

    MM

    Motor AT Motor AU

    SIMBOL MOTOR ELEKTRIK

  • 8/13/2019 Modul Motor

    4/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    4

    Namakan bahagian bahagian motor DC yang bergerak dan

    tidak bergerak apabila bekalan elektrik dibekalkan kepada

    motor tersebut?

    1.4 Bahagian Utama Motor AT

    Bahagian utama motor AT terdiri daripada angker, penukartertib ,kutub medan dan

    berus karbon.

    i) Angker

    Angker ialah bahagian motor yang berputar dan merupakan bahagian yang

    menerima tenaga elektrik. Angker terdiri daripada beberapa bahagian iaitu teras

    angker,belitan angker,dan lubang alur.

    ii) Teras angker:

    Teras angker berfungsi sebagai elektromagnet untuk mengahsilkan medan magnet

    yang akan bersaling tindak dengan magnet pemegun untuk menghasilkan daya

    putaran aci.

    iii) Belitan angker

    Belitan angker berfungsi untuk mengalirkan arus supaya teras angker menjadi

    elektromagnet.

    iv) Lubang alur

    Gambar Keratan Motor DC

  • 8/13/2019 Modul Motor

    5/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    5

    Penukartertib

    Gelung Angker & penukartertib

    Lubang alur berfungsi sebagai laluan untuk belitan angker dan memisahkan angker

    kepada beberapa ruas.

    v) Penukartertib

    Penukartertib ialah komponen berbentuk silinder yang terdapat di dalam pemutar.

    Komponen ini merupakan susunan ruas palang logam yang

    bertebat antara satu sama lain. Bilangan ruas bergantung kepada

    bilangan belitan angker. Penghujung setiap belitan angker akan

    dipaterikan pada palang logam tersebut. Pengaliran arus ke

    belitan angker adalah melalui penukartertib dengan

    menggunakan berus karbon. Penukartertib dipasang

    pada aci berhampiran dengan angker dan turut berputar

    bersama-sama angker. Penukartertib berfungsi untuk

    menghubungkan pengaliran arus dari bekalan kepada

    belitan angker melalui berus karbon.

    http://www.google.com.my/imgres?imgurl=http://images.gasgoo.com/MiMwMDRfMDA0IzI2MDcwMTEwMA--/auto-part-commutator-for-dc-motor.jpg&imgrefurl=http://www.brighthub.com/engineering/electrical/articles/64577.aspx&usg=__LUVkckptuy1kVlvmIrHUU0ZX5H8=&h=297&w=400&sz=19&hl=en&start=17&zoom=1&itbs=1&tbnid=H_lVc27lZ7RC2M:&tbnh=92&tbnw=124&prev=/images?q=motor+dc+rotor+core&hl=en&gbv=2&tbs=isch:1http://www.google.com.my/imgres?imgurl=http://images.gasgoo.com/MiMwMDRfMDA0IzI2MDcwMTEwMA--/auto-part-commutator-for-dc-motor.jpg&imgrefurl=http://www.brighthub.com/engineering/electrical/articles/64577.aspx&usg=__LUVkckptuy1kVlvmIrHUU0ZX5H8=&h=297&w=400&sz=19&hl=en&start=17&zoom=1&itbs=1&tbnid=H_lVc27lZ7RC2M:&tbnh=92&tbnw=124&prev=/images?q=motor+dc+rotor+core&hl=en&gbv=2&tbs=isch:1http://www.google.com.my/imgres?imgurl=http://images.gasgoo.com/MiMwMDRfMDA0IzI2MDcwMTEwMA--/auto-part-commutator-for-dc-motor.jpg&imgrefurl=http://www.brighthub.com/engineering/electrical/articles/64577.aspx&usg=__LUVkckptuy1kVlvmIrHUU0ZX5H8=&h=297&w=400&sz=19&hl=en&start=17&zoom=1&itbs=1&tbnid=H_lVc27lZ7RC2M:&tbnh=92&tbnw=124&prev=/images?q=motor+dc+rotor+core&hl=en&gbv=2&tbs=isch:1
  • 8/13/2019 Modul Motor

    6/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    6

    Medan Magnet Kekal

    Gelung Medan

    vi) Kutub medan

    Kutub medan ialah untuk menghasilkan medan magnet kekal

    dalam motor AT. Motor AT bersaiz kecil menggunakan magnet

    kekal sebagai kutub medan. Motor AT bersaiz

    besar menggunakan elektromagnet sebagai

    kutub medan. Belitan untuk menghasilkan

    kekuatan medan magnet pada kutub medan dinamai belitan

    medan.

    vii) Berus karbon

    Berus karbon berbentuk bongkah karbon kecil yang

    bertindak sebagai media penyambung litar elektrik yang

    berputar dengan bahagian yang pegun.Berus karbon

    seperti yang ditunjukkan dalam gambar foto 5.8,digunakan

    untuk membawa arus masuk ke belitan angker atau keluardari belitan angker.

    Berus Karbon

    http://www.google.com.my/imgres?imgurl=http://www.hooked-on-rc-airplanes.com/images/motor-stator.jpg&imgrefurl=http://www.brighthub.com/engineering/electrical/articles/64577.aspx&usg=__FvQVXH4vMe635q4q09QBL4N1MHI=&h=315&w=350&sz=15&hl=en&start=51&zoom=1&itbs=1&tbnid=BmNWRvNNJwiFYM:&tbnh=108&tbnw=120&prev=/images?q=motor+dc+stator+core&start=36&hl=en&sa=N&gbv=2&ndsp=18&tbs=isch:1http://www.google.com.my/imgres?imgurl=http://www.hooked-on-rc-airplanes.com/images/motor-stator.jpg&imgrefurl=http://www.brighthub.com/engineering/electrical/articles/64577.aspx&usg=__FvQVXH4vMe635q4q09QBL4N1MHI=&h=315&w=350&sz=15&hl=en&start=51&zoom=1&itbs=1&tbnid=BmNWRvNNJwiFYM:&tbnh=108&tbnw=120&prev=/images?q=motor+dc+stator+core&start=36&hl=en&sa=N&gbv=2&ndsp=18&tbs=isch:1http://www.google.com.my/imgres?imgurl=http://www.hooked-on-rc-airplanes.com/images/motor-stator.jpg&imgrefurl=http://www.brighthub.com/engineering/electrical/articles/64577.aspx&usg=__FvQVXH4vMe635q4q09QBL4N1MHI=&h=315&w=350&sz=15&hl=en&start=51&zoom=1&itbs=1&tbnid=BmNWRvNNJwiFYM:&tbnh=108&tbnw=120&prev=/images?q=motor+dc+stator+core&start=36&hl=en&sa=N&gbv=2&ndsp=18&tbs=isch:1
  • 8/13/2019 Modul Motor

    7/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    7

    1.5 Prinsip Kendalian Motor AT

    Lazimnya.putaran yang berlaku pada motor AT diperoleh melalui saling tindak medan

    magnet iaitu antara medan magnet kekal dari kutub medan di pemegun dengan medan

    magnet angker. Saling tindak kedua-dua medan ini menghasilkan daya kilas yang akanmenyebabkan pemutar berputar.

    i) Penghasilan Daya Kilas

    Kekuatan daya kilas yang terhasil bergantung kepada kekuatan medan magnet

    di angker dan kutub medan. Penghasilan daya kilas dalam motor AT ditunjukkan

    seperti dalam rajah 1. Rajah 1(a) menunjukkan fluks magnet yang wujud antara

    dua kutub medan. Rajah 1(b) pula menunjukkan arah arus pada pengalir di

    angker melalui penukartertib. Rajah 1(c)menunjukkan fluks magnet yang wujud

    pada pengaliran di angker dan fluks dari kutub medan yang bersaling tindak.

  • 8/13/2019 Modul Motor

    8/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    8

    Rajah 1(a):Medan Magnet pada stator Rajah 1(b): Arus dibekalkan pada rotor

    Rajah 1(c): Daya Kilas terhasil pada Rotor

    Apabila dua medan magnet saling tindak, daya kilas

    akan wujud pada pengalir. Arah daya dapat

    ditentukan dengan Petua Tangan Kiri Fleming.

  • 8/13/2019 Modul Motor

    9/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    9

    Petua Tangan Kiri Fleming

    Kendalian motor AT adalah seperti yang dalam digambarkan dalam Rajah 2.

    Merujuk kepada rajah 2(a) semasa gelung mendatar (pada 0 darjah), arus dalam

    gelung mengalir dalam arah pqrs.Daya kilas

    untuk memutarkan gelung akan wujud

    mengikut arah lawan jam sehingga mencapai kedudukan 90 darjah seperti yang

    ditunjukkan dalam rajah 2(b). Pada kedudukan 90 darjah (Rajah 2(b)) arus tidak

    lagi mengalir dalam gelung, maka tiada lagi daya kilas yang wujud pada gelung

    di angker.

    Walau bagaimanapun, disebabkan oleh momentum dalam angker semasa

    berputar,gelung terus berputar melepasi kedudukan 90 darjah. Apabila gelung

    mula berputar dari,kedudukan 90 darjah ke 180 darjah,arus dalam gelung akan

    mengalir semula pada arah srpqseperti yang ditunjukkan dalam rajah 2(c). Arah

    arus ini menyebabkan wujud semula daya kilas dalam arah yang sama seperti

    dalam rajah 2(a) .Proses ini akan berterusan sehingga sumber tenaga elektrik

    diputuskan.

    Biasanya, angker mempunyai lebih daripada satu belitan. Tambahan belitan

    meningkatkan daya kilas pada pusingan motor. Selain itu, angker juga

    mempunyai lebih daripada satu gelung. Tambahan gelung akan menghasilkanputaran yang lebih lancar.

    Apabila angker berputar dalam medan magnet voltan teraruh akan wujud dalam

    arah yang bertentangan dengan arah voltan bekalan seperti yang dinyatakan

    Rajah 2 : Proses Putaran angker

  • 8/13/2019 Modul Motor

    10/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    10

    dalam Hukum Faraday dan Hukum Lenz.Voltan teraruh ini dinamai daya gerak

    elektrik balikan.

    ii) Daya Gerak Elektrik (dge) Balikan

    Apabila angker berputar,belitan angker akan memotong fluks kutub medan dan

    menghasilkan daya gerak elektrik atau voltan teraruh dalam angker, Voltan ini

    mempunyai ciri menentang arah voltan bekalan dan dinamai daya gerak elektrik

    (dge)balikan. Dge balikan berkadar terus dengan kelajuan angker dan kekuatan

    fluks kutub medan. Dge balikan menentukan kekuatan arus sebenar yang

    mengalir ke belitan angker.

    1.6 Litar Asas Motor AT

    Motor AT dikelaskan kepada tiga jenis iaitu motor siri,motor pirau dan motor majmuk.

    Pengelasan ini dibuat mengikut cara penyambungan antara belitan angker dengan

    punca bekalan.

    i. Motor AT Siri

    Bagi motor AT siri belitan medan dan belitan angker disambung bersiri dengan

    punca bekalan seperti yang ditunjukkan dalam rajah 3. Arus dalam belitan

    medan akan mengalir dalam belitan angker. Ketika voltan bekalan mula

    dibekalkan, tidak terdapat dge balikan di angker. Ini membolehkan arus

    permulaan yang tinggi mengalir pada belitan medan dan belitan angker.

    Soalan

    1. Terangkan kendalian motor AT.

    2. Terangkan maksud Daya Gerak Elektrik Balikan

  • 8/13/2019 Modul Motor

    11/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    11

    Rajah 3 : Litar Motor AT Siri

    Keadaan ini menghasilkan daya kilas permulaan yang tinggi . Oleh berbeban

    pada permulaan kerja seperti kren, tali sawat dan mesin CNC.

    ii. Motor AT Pirau

    Motor AT pirau menggunakan sambungan selari bagi menyambung antara

    belitan angker dengan punca bekalan seperti yang ditunjukkan dalam rajah 4.

    Sambungan selari menyebabkan arus pada belitan medan sentiasa malar. Arus

    pada belitan angker pula bergantung kepada dge balikan. Motor AT pirau lebih

    sesuai digunakan apabila kelajuan malar diperlukan dan tidak memerlukan daya

    kilas permulaan yang tinggi. Oleh itu, motor ini sesuai untuk mengendalikan

    sistem yang memerlukan kelajuan malar seperti pekakas mesin.penggilap dan

    penyambur.

  • 8/13/2019 Modul Motor

    12/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    12

    iii. Motor AT Majmuk

    Motor AT majmuk mempunyai dua belitan medan. Satu daripadanya di sambung

    secara siri dengan belitan angker dan punca bekalan manakala belitan yang satu

    lagi disambung secara selari dengan punca bekalan. Cara penyambung

    keseluruhan litar ditunjukkan dalam rajah 5.

    Motor AT majmuk menggabungkan ciri motor AT siri dengan motor AT pirau.

    Bilangan belitan medan sambungan siri adalah kurang daripada bilangan belitan

    medan sambungan pirau. Motor AT majmuk mempunyai daya kilas permulaanyang baik dan member kelajuan malar. Motor jenis ini biasanya digunakan untuk

    beban lampau berat seperti mesin pemotong dan pengisar.

    Rajah 4 : Litar Motor AT Pirau

  • 8/13/2019 Modul Motor

    13/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    13

    Soalan

    1. Nyatakan kelebihan antara motor siri, pirau dan motor

    majmuk.

    2. Nyatakan faktor-faktor yang boleh meningkatkan kelajuan

    motor DC.

    1.7 Menukar Arah Putaran Angker Motor AT

    Arah putaran motor AT dapat ditukar dengan dua cara sama ada dengan

    menyongsangkan sambungan belitan angker atau menyongsangkan sambungan

    belitan medan. Jadual 1 menunjukkan kaedah menukarkan arah putaran angker motor

    AT.

    Dengan merujuk kepada motor AT pirau, bagi menyongsangkan belitan angker

    sambungan A1 dan A2 hendaklah disongsangkan cara penyambungannya ke punca

    bekalan.A1 disambung ke punca negatif dan A2 ke punca positif bekalan dengan

    merujuk kepada litar asal. Kesan daya pada pemutar boleh diperhatikan pada gambar

    rajah fluks dalam jadual 1. Bagi menyongsangkan belitan medan,sambungkan F1 ke

    punca negatif dan F2 ke punca positif bekalan dengan merujuk kepada litar asal.

    Dengan menyongsangkan sambungan satu daripada belitan medan atau belitan

    angker, saling tindak antara medan magnet pemegun dan pemutar akan mengubah

    arah daya kilas pada pengalir di angker.Ini akan mengubah arah putaran motor seperti

    yang ditunjukkan pada gambar rajah fluks dalam Jadual 1.

  • 8/13/2019 Modul Motor

    14/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    14

    1.8 Penggunaan Motor AT

    Motor AT banyak digunakan dalam peralatan elektrik mudah alih. Contoh peralatan

    yang menggunakan motor AT ialah pemutar pita, alat permainan bermotor, penghidup

    kenderaan, kipas radiator kereta, motosikal elektrik

    dan penyejuk unit CPU komputer.

    Jadual 1

  • 8/13/2019 Modul Motor

    15/15

    3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

    15

    Rujukan :

    1. David A. Bell (1996);(edisi keempat) , Asas Litar Elektrik.

    2. Abd Samad (1988);(edisi Kedua), Pemasangan dan Penyelenggaraan Elektrik)

    3. Abd Samad ; Nazi ) (1995);(Teknologi Elektrik Untuk Sekolah Menengah

    Vokasional, Tingkatan 4 & 5)

    4. Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik; Tingkatan 4 &5 (2003)

    Kipas Penyejuk Komputer Basikal elektrik

    Soalan

    1. Nyatakan fungsi penukartertib.

    2. Nyatakan dua cara bagaimanakan arah putaran

    pada motor DC dapat disongsangkan