vii
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 di bawah ini merupakan konstruksi motor arus searah.
Gambar 2.1 Konstruksi motor arus searah bagian stator
Gambar 2.2 Konstruksi motor arus searah bagian rotor
Universitas Sumatera Utara
viii 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.
6. Kumparan Jangkar
Kumparan jangkar pada motor arus searah merupakan tempat dibangkitkannya ggl induksi.
7. Komutator
Universitas Sumatera Utara
ix Untuk memperoleh tegangan searah diperlukan alat penyearah yang disebut
komutator dan sikat.
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
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, 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
Universitas Sumatera Utara
x 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 arus yang mengalir
pada kumparan jangkar juga 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
Maka, besar gaya keseluruhan yang ditimbulkan oleh jumlah total konduktor jangkar z adalah :
l I
B z
F ..
. .
Newton ………………………2.2 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
Apabila torsi start lebih besar dari pada torsi beban maka jangkar akan berputar.
Universitas Sumatera Utara
xi
II.4 Reaksi Jangkar