Umum Prinsip kerja Motor Arus Searah

5

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

II.1 Umum

Motor arus searah adalah mesin yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Berdasarkan fisiknya motor arus searah secara umum terdiri atas bagian yang diam stator dan bagian yang berputar rotor. Motor arus searah bekerja berdasarkan prinsip interaksi antara dua fluksi magnetik. Dimana kumparan medan akan menghasilkan fluksi magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan dan kumparan jangkar akan menghasilkan fluksi magnet yang melingkar. Interaksi antara kedua fluksi magnet ini menimbulkan suatu gaya sehingga akan menimbulkan momen puntir atau torsi.

II.2 Konstruksi Motor Arus Searah

Gambar 2.1 di bawah ini merupakan konstruksi motor arus searah. Gambar 2.1 Konstruksi motor arus searah bagian stator 6 Gambar 2.2 Konstruksi motor arus searah bagian rotor Keterangan dari gambar tersebut adalah :

1. Rangka atau gandar

Rangka motor arus searah adalah tempat meletakkan sebagian besar komponen mesin dan melindungi bagian mesin.. 2. Kutub Medan Kutub medan terdiri atas inti kutub dan sepatu kutub. Sepatu kutub yang berdekatan dengan celah udara dibuat lebih besar dari badan inti.

3. Sikat

Sikat adalah jembatan bagi aliran arus ke lilitan jangkar. Dimana permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik.

4. Kumparan Medan

Kumparan medan adalah susunan konduktor yang dibelitkan pada inti kutub. Rangkaian medan yang berfungsi untuk menghasilkan fluksi utama dibentuk dari kumparan pada setiap kutub.

5. Jangkar

Inti jangkar untuk tempat melilitkan kumparan jangkar tempat terbentuknya ggl induksi. 7

6. Kumparan Jangkar

Kumparan jangkar pada motor arus searah berfungsi untuk tempat timbulnya torque. Pada motor DC penguatan kompon panjang kumparan medan serinya diserikan terhadap kumparan jangkar, sedangkan pada motor DC penguatan kompon pendek kumparan medan serinya diparalel terhadap kumparan jangkar.

7. Komutator

Komutator merupakan suatu jembatan mekanik yang membuat arus dari sumber mengalir pada kumparan Jangkar. Komutator terdiri dari sejumlah segmen tembaga yang berbentuk lempengan-lempengan yang dirakit ke dalam silinder yang terpasang pada poros. Di mana tiap-tiap lempengan atau segmen-segmen komutator terisolasi dengan baik antara satu sama lainnya.

8. Celah Udara

Celah udara merupakan ruang atau celah antara permukaan jangkar dengan permukaan sepatu kutub yang menyebabkan jangkar tidak bergesekan dengan sepatu kutub.

II.3 Prinsip kerja Motor Arus Searah

Prinsip dasar di atas diterapkan pada motor DC. Prinsip kerja sebuah motor arus searah dapat dijelaskan dengan gambar 2.3 berikut: Gambar 2.3 Prinsip kerja motor arus searah 8 Berdasarkan gambar di atas kedua kutub stator dibelitkan dengan konduktor- konduktor sehingga membentuk kumparan yang dinamakan kumparan stator atau kumparan medan. Kumparan medan tersebut dihubungkan dengan suatu sumber tegangan arus searah, maka pada kumparan medan itu akan mengalir arus medan I f . Kumparan medan yang dialiri arus ini akan menimbulkan fluksi utama yang dinamakan fluksi stator. Fluksi ini merupakan medan magnet yang arahnya dari kutub utara menuju kutub selatan hal ini dapat dilihat dengan adanya garis– garis fluksi. Apabila pada kumparan jangkar mengalir arus yakni arus jangkar, berdasarkan hukum Lorentz kita ketahui bahwa apabila sebuah konduktor yang dialiri arus ditempatkan pada sebuah medan magnet maka pada konduktor tersebut akan timbul gaya, maka demikian pula halnya pada kumparan jangkar. Besarnya gaya ini bergantung dari besarnya arus yang mengalir pada kumparan jangkar I, kerapatan fluksi B dari kedua kutub dan panjang konduktor jangkar l. Semakin besar fluksi yang terimbas pada kumparan jangkar maka besar arus yang mengalir pada kumparan jangkar juga semakin besar, dengan demikian gaya yang terjadi pada konduktor juga semakin besar. Jika arus jangkar I tegak lurus dengan arah induksi magnetik B maka besar gaya yang dihasilkan oleh arus yang mengalir pada konduktor jangkar yang ditempatkan dalam suatu medan magnet adalah : F = B . I . l Newton………………………2.1 Dimana : I = Arus yang mengalir pada konduktor jangkar Ampere B = Kerapatan fluksi Weberm 2 l = Panjang konduktor jangkar m 9 Maka, besar gaya keseluruhan yang ditimbulkan oleh jumlah total konduktor jangkar z adalah : l I B z F .. . . = Newton ………………………....2.2 Dimana : z = jumlah total konduktor jangkar Gaya yang terjadi pada kumparan jangkar di atas akan menghasilkan torsi yang besarnya adalah : r F T a . = Newton-meter…………………2.3 Maka, 2 . . . . d l I B z T a = Newton- meter…………2.4 Dimana: r = jari –jari rotor d = diameter rotor Apabila torsi start lebih besar dari pada torsi beban maka kumparan jangkar akan berputar.

II.4 Reaksi Jangkar