Kebanyakan mesin listrik bekerja pada kerapatan fluksi yang dekat dengan titik jenuhnya, sehingga dapat menimbulkan kejenuhan magnetik. Pengaruh kejenuhan
magnetik terhadap fluksi medan utama dapat dijelaskan dengan Gambar 2.8 berikut ini :
Gambar 2.8 Kurva pemagnetan saat terjadi reaksi jangkar
Pada Gambar 2.8 dapat dilihat bahwa garis gaya magnet ggm resultan adalah F
k
– F
j
dimana F
k
adalah ggm medan utama tanpa dipengaruhi reaksi jangkar dan F
j
adalah ggm pada jangkar. Untuk F
j
positif dan F
j
negatif dimisalkan dengan adanya pertambahan dan atau pengurangan ggm yang terjadi pada kutub medan sebesar F
k
. Untuk lokasi di permukaan kutub dimana ggm rotor menambahkan ggm kutub,
terjadi sedikit penambahan kerapatan fluks ∆Ф
n.
Tetapi pada lokasi permukaan kutub dimana ggm rotor mengeliminir ggm kutub, terdapat penurunan kerapatan fluksi
∆Ф
t
yang lebih besar : ∆Ф
n
∆Ф
t
, sehingga penjumlahan rata-rata kerapatan fluks yang terjadi adalah kerapatan fluks kutub yang semakin berkurang. Hal ini disebut juga efek
demagnetisasi reaksi jangkar yang timbul karena adanya saturasi magnetik. Pelemahan fluks ini menimbulkan efek yang sangat serius pada motor arus
searah, dimana pelemahan fluks akan menyebabkan motor arus searah semakin cepat hingga tak terkendali.
2.5 Mengatasi Reaksi Jangkar
Sebagaimana telah diketahui bahwa reaksi jangkar dapat menimbulkan pengaruh yang sangat buruk pada motor arus searah. Terutama terhadap performansi motor arus
Universitas Sumatera Utara
searah tersebut. Hal ini jelas tidak diinginkan. Oleh sebab itu, harus dilakukan tindakan yang sesuai terhadap motor arus searah agar pengaruh reaksi jangkar tersebut dapat
dikurangi. Ada tiga cara yang dapat dilakukan untuk mengurangi reaksi jangkar yang
terjadi pada motor arus searah, yaitu: 1.
Pergeseran sikat brush shifting 2.
Kutub-kutub komutasi comutating polesinterpoles 3.
Belitan kompensasi compensating windings
2.5.1 Pergeseran Sikat Brush Shifting
Ide dasarnya adalah dengan memindahkan sikat seirama dengan perpindahan bidang netral untuk menghindari percikan bunga api yang timbul. Namun dalam
penerapannya hal ini cukup sulit karena jarak perpindahan bidang netralnya sangat ditentukan oleh besarnya beban yang dipikul, maka jarak perpindahan bidang netralnya
pun berpindah, sehingga sikat juga harus diubah setiap saat, seirama dengan perubahan jarak perpindahan bidang netral. Selain itu pergeseran sikat akan memperburuk
melemahnya fluks akibat reaksi jangkar mesin, selain dengan metode ini mesin arus searah tidak dimungkinkan untuk bekerja sebagai generator akan menimbulkan
percikan api yang lebih besar, dan sangat tidak ekonomis terutama untuk mesin-mesin berukuran kecil.
Adapun efek diperburuknya fluks akibat reaksi jangkar dapat dilihat pada Gambar 2.9. Pada Gambar 2.9a diperlihatkan kondisi ketika bidang netral mesin
bergeser dan sikat mesin masih tetap pada posisi semula. Ggm resultan yang terbentuk dapat dilihat pada Gambar 2.9c. Sedangkan pada Gambar 2.9b terlihat bidang netral
mesin yang bergeser disertai dengan bergesernya sikat mesin. Akibat pergeseran
Universitas Sumatera Utara
tersebut, ggm resultannya melemah sedemikian rupa. Hal tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.9d.
U S
Bidang Netral Lama
Bidang Netral Baru
Sikat Arah Rotasi
Motor
U S
Bidang Netral Lama
Bidang Netral Baru
Sikat Arah Rotasi
Motor
a b
F
Kutub
F
Rotor
F
Resultan
F
Resultan
F
Rotor
F
Kutub
c d
Gambar 2.9 Pelemahan ggm akibat pergeseran bidang netral 2.5.2 Penambahan Kutub Bantu Interpole
Ide dasar penambahan kutub bantu interpole yaitu jika tegangan pada kawat- kawat yang sedang melakukan proses komutasi penyearahan dibuat nol, maka tidak
akan terdapat percikan bunga api pada sikat-sikat motor arus searah tersebut. Untuk itu, kutub-kutub kecil yang disebut kutub komutasi ditempatkan di tengah-tengah di antara
kutub-kutub utama seperti pada Gambar 2.10. Interpole ini dihubungkan seri terhadap kumparan rotor. Sehingga dengan adanya fluks dari interpole ini akan dapat mencegah
Universitas Sumatera Utara
atau mengurangi adanya tegangan yang muncul pada kawat-kawat yang sedang melakukan proses komutasi.
Ketika beban yang dipikul motor meningkat dan arus jangkar juga meningkat, besarnya perubahan atau pergeseran bidang netral meningkat pula. Hal tersebut akan
menyebabkan timbulnya tegangan pada konduktor-konduktor yang sedang melakukan komutasi. Pada saat itu fluks interpole juga meningkat, menghasilkan tegangan pada
konduktor-konduktor tersebut dan berlawanan dengan tegangan yang timbul akibat pergeseran bidang netral.
Gambar 2.10 Motor arus searah yang dilengkapi dengan kutub bantu 2.5.3 Belitan Kompensasi Compensating Windings
Belitan kompensasi ini dihubungkan seri terhadap kumparan rotor, belitan ini
bertujuan untuk mengurangi penyimpangan yang timbul akibat reaksi jangkar. Fluks yang ditimbulkan oleh reaksi jangkar diimbangi oleh fluks yang ditimbulkan oleh
belitan kompensasi yang besarnya sama dan berlawanan. Ketika beban berubah, maka reaksi jangkar yang berubah akan selalu diimbangi oleh fluks belitan kompensasi,
sehingga bidang netralnya tidak bergeser. Teknik ini memiliki kelemahan yaitu harganya mahal, dan juga masih
memerlukan interpole untuk mengatasi tegangan yang tidak dapat diatasi oleh belitan
Universitas Sumatera Utara
kompensasi. Oleh sebab itu teknik ini digunakan untuk motor-motor yang bekerja ekstra berat, dimana pelemahan fluks akan menjadi masalah yang serius.
2.6 Jenis – Jenis Motor Arus Searah
