Prinsip Dasar Persamaan Tegangan dan Daya Torsi

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 Ÿ Ia 2 . Ra Watt 9 Rugi tembaga medan terdiri dari: Ish 2 .Rsh Watt Ÿ Motor Shunt Motor Kompon Is 2 .Rs Watt Ÿ 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