T
a
=
a .
2 z
. p
π
.
m
φ
. I
a
....................................... 2-8
Oleh karena,
a .
2 z
. p
π
bernilai konstan, maka diperoleh : T
a
= k .
m
φ
. I
a
................................................... 2-9
Dimana : k =
a .
2 z
. p
π
= konstanta
II.4 Reaksi Jangkar
Reaksi jangkar merupakan pengaruh medan magnet yang disebabkan oleh mengalirnya arus pada jangkar, dimana jangkar tersebut berada di dalam medan
magnet. Reaksi jangkar menyebabkan terjadinya 2 hal, yaitu : 1.
Demagnetisasi atau penurunan kerapatan fluksi medan utama. 2.
Magnetisasi silang . Apabila kumparan medan dialiri oleh arus tetapi kumparan jangkar tidak
dialiri oleh arus, maka dengan mengabaikan pengaruh celah udara, jalur fluksi ideal untuk kutub utama dari motor arus searah dua kutub, berasal dari kutub utara menuju
kutub selatan seperti pada Gambar 2.4 berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
U S
O
M
Bidang Netral Magnetis
Sikat
φ
Gambar 2.4 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan Dari Gambar 2.4 dapat dijelaskan bahwa :
Fluksi didistribusikan simetris terhadap bidang netral magnetis.
Sikat ditempatkan bertepatan dengan bidang netral magnetis.
Bidang netral magnetis didefenisikan sebagai bidang di dalam motor dimana konduktor bergerak sejajar dengan garis gaya magnet, sehingga gaya gerak listrik
induksi konduktor pada bidang tersebut adalah nol. Seperti yang terlihat dari Gambar 2.4, sikat selalu ditempatkan disepanjang bidang netral magnetis, oleh karena itu
bidang netral magnetis juga disebut sebagai sumbu komutasi karena pembalikan arah arus jangkar berada pada bidang tersebut. Vektor OF
M
mewakili besar dan arah dari fluksi medan utama, dimana vektor ini tegak lurus terhadap bidang netral magnetis.
Sewaktu hanya konduktor jangkar saja yang dialiri oleh arus listrik sementara kumparan medan tidak dieksitasi, maka disekeliling konduktor jangkar timbul ggm
atau fluksi. Gambaran arah garis gaya magnet ditunjukkan pada Gambar 2.5 berikut ini :
Universitas Sumatera Utara
U S
Bidang Netral Magnetis O
F
A
Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar Penentuan arah dari garis gaya magnet yang diakibatkan oleh arus jangkar
ditentukan dengan aturan putaran sekrup cork-screw rule. Besar dan arah garis gaya magnet tersebut diwakili oleh vektor OF
A
yang sejajar dengan bidang netral magnetis. Pada prakteknya, sewaktu mesin beroperasi maka konduktor jangkar dan
konduktor medan sama- sama dialiri oleh arus listrik, distribusi fluksi resultan diperoleh dari menggabungkan kedua fluksi tersebut. Oleh karenanya distribusi
fluksi medan utama yang melalui jangkar tidak lagi simetris tetapi sudah mengalami pembelokan saat mendekati konduktor yang dialiri arus tersebut . Hal tersebut
dikarenakan pengaruh fluksi jangkar yang dapat dilihat dari Gambar 2.6 berikut ini:
U S
M A
O
β
φ
Bidang netral magnetis lama
Bidang netral magnetis baru
φ φ
r
ω
Gambar 2.6 Hasil kombinasi antara fluksi medan dan fluksi jangkar Fluksi yang dihasilkan oleh gaya gerak magnet ggm jangkar menentang
fluksi medan utama pada setengah bagian dari salah satu kutubnya dan memperkuat
Universitas Sumatera Utara
fluksi medan utama pada setengah bagian yang lain. Hal ini jelas akan menyebabkan penurunan kerapatan fluksi pada setengah bagian dari salah satu kutubnya dan terjadi
kenaikan pada setengah bagian yang lain di kutub yang sama. Efek dari intensitas medan magnet atau lintasan fluksi pada jangkar yang memotong lintasan fluksi
medan utama ini disebut sebagai reaksi jangkar magnetisasi- silang cross- magnetization.
Magnetisasi- silang ini juga menyebabkan pergeseran bidang netral. Pada Gambar 2.6 terlihat bahwa vektor OF merupakan resultan vektor OF
A
dan OF
M,
serta posisi bidang netral magnetis yang baru, dimana selalu tegak lurus terhadap vektor
OF. Bidang netral magnetis motor yang baru bergeser sejauh β karena posisi bidang
netral magnetis ini selalu tegak lurus terhadap vektor OF. Dengan pergeseran bidang netral ini maka sikat juga akan bergeser sejauh pergeseran bidang netral magnetis.
Hal ini dapat menimbulkan bunga api di segmen komutator dekat sikat. Kebanyakan mesin listrik bekerja pada kerapatan fluksi yang dekat dengan
titik jenuhnya, sehingga dapat menimbulkan kejenuhan magnetik. Apabila kejenuhan magnetik ini terjadi, maka efek penguatan fluksi resultan lebih kecil bila
dibandingkan dengan efek pelemahan fluksi resultan atau dengan kata lain pertambahan kerapatan fluksi resultan pada salah satu bagian kutub lebih sedikit bila
dibandingkan dengan pengurangan kerapatan fluksi pada bagian yang lainnya. Sehingga fluksi resultan akan berkurang dari harga tanpa bebannya. Hal nilah yang
disebut sebagai efek demagnetisasi reaksi jangkar dan perlu dicatat bahwa demagnetisasi timbul hanya karena adanya saturasi magnetik.
Universitas Sumatera Utara
II.5. Jenis-jenis Motor Arus Searah
