51 Gambar 2.27 Lengkung B=fH Gandar rotor
Tegangan magnet yang dibutuhkan untuk mengalirkan arus-gaya-magnet melalui gandar rotor adalah :
F
GR
=
p h
h D
GR g
2 2
− −
π . H
GR
[AB] Arus-gaya-magnet yang mengalir melalui penggal ini adalah :
Φ
GS
= 2
Φ [Wb]
2.5.4 Tegangan Magnet Gandar Stator
Seperti halnya cara penentuan tegangan magnet dalam gandar rotor, maka untuk menentukan tegangan magnet dalam gandar stator juga harus menetapkan
terlebih dahulu nilai induksi yang diperlukan dan bahan hantaran magnet yang digunakan. Dengan cara demikian diperoleh harga H
GS
untuk induksi B
GS
yang mengalir dalam gandar stator, sebagaimana halnya gandar rotor. Tegangan
magnet yang diperlukan untuk mengalirkan arus gaya magnet melalui gandar stator besarnya :
F
GS
= p
h l
D
GS i
2 2
2 +
+ +
δ π
. H
GS
[AB] Arus-gaya-magnet yang mengalir lewat gandar stator adalah :
Atmaja Novianto Sembiring : Studi Penggunaan Ferrofluid Untuk Meningkatkan Efisiensi Motor Arus Searah, 2008 USU Repository © 2008
52 Φ
GS
= 2
Φ [Wb]
2.5.5 Tegangan Magnet Inti Kutub
Cara menentukan tegangan magnet dalam inti kutub mesin arus searah sama dengan penentuan tegangan manet pada penggal-penggal lintasan lainnya.
Namun dalam hal ini harus memperhatikan adanya medan bocor kutub Φ
σ
. Gambar 2.28 memperlihatkan irisan-irisan inti kutub mesin arus searah
yang sejajar bidang melalui sumbu kutub dan tegak lurus poros Gambar 2.28a, dan bidang melalui poros dan sebuah sumbu kutub Gambar 2.28b. Kumparan
penguatan dilukiskan dengan garis putus-putus terbagi rata dan menempel pada inti kutub dalam ketinggian l
p
terlihat tidak mengambil ruang sama sekali.
Gambar 2.28.a irisan-irisan inti kutub yang sejajar bidang melalui sumbu kutub dan
tegak lurus poros Gambar 2.28.b irisan-irisan inti
kutub yang sejajar bidang melalui poros dan sebuah sumbu kutub
Karena sebuah kutub dari setiap pasang, memerlukan gaya-gerak- magnet ggm sebesar :
Atmaja Novianto Sembiring : Studi Penggunaan Ferrofluid Untuk Meningkatkan Efisiensi Motor Arus Searah, 2008 USU Repository © 2008
53 F
p
= 2
F [AB]
Maka, beban garis-lurus linear kumparan penguatan mesin besarnya : A
p
=
p
l 1
. 2
F [Abm]
dan bernilai tetap sepanjang tinggi inti kutub. Selanjutnya, bila semua hantaran magnet bertindak sebagai bidang-bidang
ekipotensial terhadap medan magnet, karena permeabilitas bahan feromagnet diambil mendekati takberhingga, maka perjalanan tabung-tabung gaya magnet
bocor menggunakan STM sebagaimana dikemukakan sebelumnya dapat dilihat
pada Gambar 2.28.
Medan bocor sejajar bidang melalui sumbu kutub dan poros adalah :
Φ
σ1
= µ
. n
σ1
. F
[Wb] Sementara medan bocor sejajar bidang melalui sumbu kutub dan poros adalah :
Φ
σ1
= µ
. n
σ2
. F
[Wb] Dengan n
σ1
an n
σ2
menyatakan jumlah elemen STM yang keluar dari masing- masing sisi inti kutub, baik yang tegak lurus terhadap poros ataupun yng sejajar
poros. Jadi, arus-gaya-magnet medan bocor seluruhnya adalah :
Φ
σ
= Φ
σ1
+ Φ
σ2
[Wb] Bila arus-gaya-magnet guna efektif pada kerja tanpa beban adalah
Φ , maka
arus-gaya-magnet yang bergerak melalui inti kutub adalah :
Φ
i
= Φ
+ Φ
σ
[Wb] Atau dapat ditulis :
Atmaja Novianto Sembiring : Studi Penggunaan Ferrofluid Untuk Meningkatkan Efisiensi Motor Arus Searah, 2008 USU Repository © 2008
54
Φ
i
= k
σ
Φ
[Wb] Dengan k
σ
= Φ
+ Φ
σ
Φ menyatakan koefisien bocor inti kutub yang harganya
ditentukan oleh : a. bangun permukaan sepatu dan inti kutub, b kedudukan masing-masing kutub satu terhadap lainnya, dan c tata letak bahan pelengkap
bahan tambahan bangunan mesin listrik termasuk kumparan penguatan dan lain sebagainya yang letaknya berdekatan dengan inti kutub dan bersifat magnet.
Singkatnya, koefisien bocor inti kutub ini ditentukan oleh susunan geometri ruang disekitar inti dan sifat bahan yang mengitari inti tersebut, khususnya bahan yang
bersifat magnet. Bila diberikan penampang inti kutub S
i,
nilai induksi yang melalui penampang adalah :
B
i
=
i i
S Φ
[T] Nilai induksi ada inti biasanya diambil berkisar antara 1,5 hingga 1,75 tesla.
2.5.6 Tegangan Magnet Mesin
