402 Mesin Listrik
Sebuah motor listrik adalah suatu me- sin yang mengubah energi masukan
listrik menjadi energi keluaran mekanik, jadi pada dasarnva sebuah mesin arus
searah bisa difungsikan sebagai motor atau ge-nerator.
Bila suatu penghantar yang dialiri arus ditempatkan dalam suatu medan
magnet, maka akan timbul daya yang besarnya F = B . I . L Nw. Arah gaya F
dapat ditentukan berdasarkan hukum tangan kiri Flemming.
Gaya yang terjadi pada motor arus searah tergantung pada besarnya arus
yang melewati jangkar dan fluks magnit dari medan magnit penguat.
Bila belitan jangkar telah berputar, maka dalam belitan itu akan timbul
suatu tegangan yang arahnya berlawa- nan dengan tegangan yang disuplai
dari luar, dan ini disebut Ggl lawan. Besarnya Ggl Lawan yang dibangkit-
kan :
E
A P
x N
Z 60
. .
I
Volt ...............1 V = E + Ia . Ra Volt .................2
Ia
Ra E
V
Ampere …………3
Gambar 5.89 Prinsip Kerja Motor Arus Searah
5.5 Motor Arus Searah
5.5.1 Prinsip Dasar
5.5.2 Persamaan Tegangan dan Daya
Garis-garis gaya magnit
Di unduh dari : Bukupaket.com
Mesin Listrik 403
Bila persamaan 2 dikalikan dengan la, maka :
V. la = E . Ia + la
2
Ra …………….... 4 V.la = Daya yang disuplai ke jangkar
motor. Ia
2
Ra = Rugi Tembaga dlm jangkar E.la
= Daya yang digunakan jangkar motor yang mengakibatkan
berputarnya jangkar. E.la tidak semuanya ada pada poros,
karena sebagian digunakan untuk mengatasi kerugian mekanis atau
kerugian gesekan dari motor. Daya Mekanis Pm
Pm = E la = V.Ia – Ia
2
. Ra Differentialkan kedua sisi dengan Ia,
maka :
dIa dPm
= V – 2Ia . Ra Daya mekanik yang dibangkitkan akan
maksimum bila
dIa dPm
sama dengan nol. lama dengan nol_
V – 2 . la . Ra = 0 la . Ra =
2 V
E = V – Ia . Ra =
2 V
Jadi la harus cukup besar supaya E setengah dari V, tetapi ini sulit untuk
dicapai karena la akan terlampau besar yang menyebabkan panas, efisiensi
akan dibawah 50.
Torsi adalah putaran suatu gaya pada sebuah poros, dan diukur dengan hasil
perkalian gaya dengan jari-jari lingkaran dimana gaya tersebut terjadibekerja.
Torsi T = F . r N-m Gaya yang bekerja pada satu putaran
penuh akan menimbulkan energi sebesar : F . 2
S . n Joule. Daya yang dibangkitkan :
Pm = T . Z Watt
= F.r x 2 S . n jouledetik
Ta adalah torsi vang dibangkitkan oleh jangkar motor yang berputar dengan
kecepatan per detik n, maka daya yang dibangkitkan adalah :
= Ta x 2 .
S .n Watt . Pm = E . Ia Watt
Tax2 S . n = E . Ia Watt
Tax2 S . n =
A P
x N
Z 60
. .
I
x la Ta =
A Ia
x P
Z . .
. 2
1 I S
Nm
= 0,159
I
. Z x
A Ia
Nm Tidak seluruh torsi yang dihasilkan
pada jangkar bisa dimanfaatkan oleh beban yang dihubungkan pada poros,
karena sebagian akan hilang karena rugi-rugi besi dan gesekan pada motor.
Torsi yang yang bisa dimanfaatkan ini disehut Torsi Poros T
sh
Tsh = Torsi Jangkar Ta - Torsi yang hilang karena rugi besi dan gesekan
Tf
Tsh =
n gesekan
dan besi
Rugi Ia
Eb .
. 2
. S
=
n x
HP .
. 2
746 S
Nm
5.5.3 Torsi
5.5.3.1 Torsi Jangkar
5.5.3.2 Torsi Poros
Di unduh dari : Bukupaket.com
404 Mesin Listrik
Rugi-rugi daya yang terjadi pada sebuah motor arus searah dapat dibagi
kedalam :
x Rugi- rugi tembaga atau listrik. x Rugi-rugi besi atau magnet.
x Rugi-rugi mekanis.
Rugi-rugi tembaga atau listrik
x Daya yang hilang dalam panas lilitan medan dan rangkaian jangkar
x Rugi tembaga dari lilitan dibagi atas: 9 Rugi tembaga jangkar
Ia
2
. Ra Watt 9 Rugi tembaga medan terdiri
dari: Ish
2
.Rsh Watt Motor Shunt
Motor Kompon Is
2
.Rs Watt Motor Seri
Motor Kompon
Rugi-rugi Besi atau Magnet
- Rugi histerisis
P
h
= K.B
max
X f . V Watt K = Steinmetz hysterisis coefficient
B
max
= Kerapatan fluks maksimum
»¼ º
«¬ ª
2
m Wb
f = Frekuensi dlm Hertz V = Volume inti m
3
nilai x = antara 1,6 sd 2
- Arus Pusar Eddy Current Pe = Ke.B
max 2
. f
2
. V . t
2
Watt Ke = Konstanta arus pusar
t = Ketebalan dari inti magnit m
Rugi Mekanis
Rugi mekanis yang terjadi pada motor disebabkan oleh adanya ge-
sekan dan angin, seperti pada bagian poros motor.
Efisiensi
Efisiensi adalah prosentase perban- dingan daya keluar dan daya masuk
yang terjadi pada motor.
K =
Masuk Daya
Keluar Daya
x 100 K =
rugi Masuk
Daya Keluar
Daya 6
x 100
Seperti pada generator arus searah berdasarkan sumber arus kemagnetan
untuk kutub magnit, maka dapat dibe- dakan atas :
x Motor arus searah dengan peguat terpisah, bila arus untuk lilitan
kutub magnet berasal dari sumber arus searah yang terletak di luar
motor.
x Motor arus searah dengan penguat sendiri, bila arus untuk
lilitan kutub magnet berasal dari motor itu sendiri.
Sedangkan berdasarkan hubungan lili- tan penguat magnit terhadap lilitan
jangkar untuk motor dengan pennguat sendiri dapat dikelompokkan atas :
x Motor Shunt x Motor Seri
Panjang x Motor Kompon
Pendek
5.5.4 Rugi-rugi Daya dan Efisiensi