27
Daya input V I
L
Watt Daya mekanis
yang dibangkitkan di
dalam jangkar Ea Ia Watt
Daya output motor
T
sh ω Watt
Rugi-rugi tembaga
Rugi-rugi besi dan
mekanis
Energi Listrik Energi
mekanis
Gambar 2.6 a Diagram Aliran Daya pada Motor Arus Searah
Dengan demikian selalu ada selisih antara daya masukan dan daya keluaran motor. Ini merupakan rugi-rugi daya yang terjadi di dalam motor. Dalam persamaan
sinyatakan dengan : ∑ Rugi-Rugi = Daya Masukan – Daya Keluaran
Akhirnya, rugi-rugi di dalam motor DC didefenisikan sebagai selisih daya antara daya masukan yang diterima motor dengan daya keluaran yang dapat
dihasilkannya dimana selisih daya tersebut berubah menjadi bentuk energi yang lain yang tidak dapat digunakan bahkan dapat merugikan bagi motor itu sendiri.
2.6.1 Rugi-Rugi Tembaga Copper Loss
Rugi-rugi tembaga adalah rugi-rugi daya yang terjadi di dalam kumparan medan dan kumpran jangkar motor. Karena kawat tembaga kedua kumparan tersebut
memiliki nilai resistansi R
f
dan R
a
, maka jika mengalir arus searah sebesar I
f
dan I
a
akan menyebabkan kerugian daya yang dihitung dengan persamaan : P
a
= I
a 2
R
a
2.17 P
f
= I
f 2
R
f
2.18
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
28
Dimana : P
a
= rugi tembaga kumparan jangkar P
f
= rugi tembaga kumparan medan I
a
= arus jangkar I
f
= arus medan R
a
= resistansi jangkar R
f
= resistansi medan
2.6.2 Rugi-Rugi Inti Core or Iron Losses
Rugi-rugi ini terjadi di dalam jangkar motor DC yang disebabkan oleh perputaran jangkar di dalam medan magnet kutub-kutubnya. Ada dua jenis rugi-
rugi inti yaitu : 1. Rugi Hysteresis
Rugi hysteresis terjadi di dalam jangkar mesin DC karena setiap bagian jangkar dipengaruhi oleh pembalikan medan magnetic sebagaimana bagian tersebut lewat
di bawah kutub-kutub yang berurut.
Gambar 2.6b Perputaran Jangkar di dalam Motor Dua Kutub
Gambar 2.6b menunjukkan jangkar yang berputar di dalam motor dua kutub. Dengan menganggap ab sebagai potongan kecil dari jangkar. Ketika potongan ab
berada di bawah kutub N, garis-garis magnetik lewat dari a ke b. Setengah
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
29
perputaran selanjutnya, dari potongan besi yang sama berada di bawah kutub S dan garis-garis magnetik lewat dari b ke a sehingga sifat magnet di dalam besi dibalik.
Untuk dapat membalik molekul-molekul magnet secara terus menerus di dalam inti jangkar, sejumlah daya diserap sehingga menyebabkan pemanasan pada inti
jangkar. Daya yang diserap dan berubah menjadi panas sebagai rugi-rugi di dalam inti jangkar dan disebut sebagai rugi hysteresis. Untuk menentukan besarnya rugi
hysteresis di dalam inti jangkardigunakan persamaan Steinmentzyaitu : P
h
= B
max 1,6
f υ Watt 2.19
Dimana : P
h
= rugi hysteresis B
max
= rapat fluks maksimum di dalam jangkar f = frekuensi pembalikan magnetik
=
n P 120
dimana n dalam rpm dan P=jumlah kutub υ = volume jangkar m
3
= koefisien hysteresis Steinmentz 2. Rugi Arus Pusar
Sebagai tambahan terhadap tegangan yang diinduksikan di dalam konduktor jangkar, ada juga tegangan yang diinduksikan di dalam init jangkar. Tegangan ini
menghasilkan arus yang bersikulasi di dalam inti jangkar seperti yang ditunjukkan dalam Gambar 2.15. Ini disebut sebagai arus pusar eddy current dan daya yang
hilang karena alirannya disebut dengan rugi arus pusar. Rugi arus pusar berlaku sebagai panas yang dapat menaikkan temperatur motor
dan menurunkan efisiensinya. Jika suatu inti besi padat digunakan sebagai inti jangkar, resistansi terhadap arus pusar ini akan menjadi kecil karena lebarnya luas
penampang inti. Akibatnya, nilai arus pusar dan juga rugi arus pusarnya akan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
30
menjadi besar. Besarnya nilai arus pusar dapat dikurangi dengan membuat resistansi inti sebesar mungkin secara praktisnya.
1 2
Gambar 2.6 c1 Arus pusar di dalam jangkar yang padat c2 Arus pusar
di dalam inti jangkar yang dilaminasi
2.6.3 Rugi-Rugi Mekanis Mechanical Losses
