Perbandingan Pengereman Motor DC Penguatan Seri Dengan Metode Dinamik Dan Plugging

(1)

TUGAS AKHIR

PERBANDINGAN PENGEREMAN

MOTOR DC PENGUATAN SERI DENGAN

METODE DINAMIK DAN PLUGGING

( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU )

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan

sarjana (S-1) pada Departemen Teknik Elektro

Oleh

RIKO EULER SITINJAK 030402011

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(2)

PERBANDINGAN PENGEREMAN

MOTOR DC PENGUATAN SERI DENGAN

METODE DINAMIK DAN PLUGGING

( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU )

Oleh:

RIKO EULER SITINJAK 030402011

Disetujui oleh Pembimbing,

Ir. SUMANTRI ZULKARNAEN NIP :130 365 321

Diketahui oleh :

Ketua Departemen Teknik Elektro FT USU,

Ir. NASRUL ABDI, MT NIP : 131 459 555

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN

(3)

ABSTRAK

Motor adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis.

Pada motor arus searah (motor DC) energi listrik arus searah diubah menjadi energi

mekanis. Konstruksi motor DC sangat mirip dengan generator DC. Kenyataannya

mesin yang bekerja baik sebagai generator akan bekerja baik pula sebagai motor.

Pada prinsipnya motor sangat membutuhkan proses penghentian putaran

yang cepat, proses penghentian putaran ini disebut juga dengan pengereman. Ada

beberapa macam metode yang digunakan dalam pengereman. Diantaranya

pengereman dinamik dan pengereman plugging.

Pengereman dinamik adalah pengereman motor listrik yang dilakukan dengan

melepaskan jangkar sebuah motor yang berputar dari sumber tegangan dan

memasangkan tahanan pada terminal jangkar, sedangkan pengereman plugging

adalah pengereman motor yang dilakukan dengan membalik polaritas motor. Tulisan

ini akan membandingkan antara pengereman dinamik dengan pengereman plugging

(4)

KATA PENGANTAR

Pujian dan ucapan syukur kepada Tuhan atas segala kasih-Nya yang menjagai

penulis setiap saat selama perkuliahan, dalam pelaksanaan penelitian tugas akhir ini,

dan saat penyusunan laporan tugas akhir.

Tugas akhir ini merupakan bagian dari kurikulum yang harus diselesaikan

untuk memenuhi persyaratan menyelesaikan pendidikan Sarjana Strata Satu di

Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara, penulis

beri judu l :

PERBANDINGAN PENGEREMAN MOTOR DC PENGUATAN SERI DENGAN METODE DINAMIK DAN PLUGGING

( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU )

Selama masa perkuliahan sampai menyelesaikan tugas akhir ini, penulis

banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk itu, dengan

setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnya

kepada :

1. Bapak Ir. Sumantri Zulkarnaen, sebagai dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas

segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas

Akhir ini.

2. Bapak Prof. Ir. Rachman Siregar ,selaku dosen wali yang membantu dan

memberikan motivasi selama mengikuti perkuliahan di USU.

3. Bapak Ir. Nasrul Abdi, MT selaku Ketua Departemen Teknik Elektro

(5)

4. Bapak Ir.Mustafrind Lubis, selaku Kepala Laboratorium Konversi Energi

Listrik Fakultas Teknik USU.

5. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh

Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU.

6. Keluargaku yang kukasihi : bapak, mama, abang-abangku : Parlindungan,

Fredy, Leonard, dan adikku Erlius atas doa dan kasih sayangnya.

7. Teman-teman mahasiswa angkatan ’03 Teknik Elektro USU, Henri, Horas,

Ennopati, Dodi, dan teman-teman yang lain yang tidak dapat penulis

sebutkan satu persatu.

8. Teman anggota Kelompok Kecil ”Theophophilus” , Paniel, Hans, Tedi, Teta,

Eone, dan juga B”Samuel atas semangat dan bimbingannya.

9. Serta semua abang-abang senior dan adik-adik junior yang telah mau barbagi

ilmu dan pengalaman kepada penulis.

10.Teman-teman se-pelayanan NHKBP Parsaoran dan NPDR Bromo Ujung

atas segala kebersamaannya selama ini yang memberikan banyak kesan dan

pelajaran yang berguna.

11.Temanku Nelly yang banyak membantu dan memberikan motivasi dalam

menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

12.Kepada semua pihak yang banyak memberi masukan kepada penulis yang

(6)

Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari

kesempurnaan sehingga penulis sangat mengharapkan saran dan kritik yang

membangun dari pembaca dalam penyempurnaan laporan ini. Akhir kata, semoga

tulisan ini bermanfaat dan memberikan inspirasi bagi pengembangan selanjutnya.

Medan, Februari 2008 Penulis

(7)

DAFTAR ISI

Abstrak...……….…... i

Kata Pengantar ...………...…ii

Daftar Isi ……….……….. v

Bab I Pendahuluan ……….…………... 1

1.1.Latar Belakang ……….. 1

1.2.Tujuan Penulisan ……….. 2

1.3.Batasan Masalah ……….….. 3

1.4.Metode Penulisan ………... 3

1.5.Sistematika Penulisan ……….…... 4

Bab II Motor Arus Searah………. 5

2.1. Umum ………... 5

2.2. Konstruksi Motor Arus Searah ………... 6

2.3. Prinsip Kerja Motor Arus Searah ………... 10

2.4. Reaksi Jangkar ………..…... 18

2.5. Membalik Arah Putaran Motor Arus Searah ………. 22

2.6. Jenis-Jenis Motor Arus Searah ………... 24

2.6.1. Motor Arus Searah Penguatan Bebas ……….24

2.6.2. Motor Arus Searah Penguatan Sendiri ………..…………..25

2.6.2.1. Motor Arus Searah Penguatan Seri ……… ……..26

(8)

2.6.2.3. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang…... ……..28

2.6.2.4. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek….... ……..29

Bab III Jenis-Jenis Pengereman Motor Arus Searah………... 32

3.1. Umum ………... ……..32

3.2. Pengereman Dinamik………. ……..34

3.3. Pengereman Regeneratif ………... ……..37

3.4. Pengereman Plugging ……….38

Bab IV Perbandingan Pengereman Motor DC Penguatan Seri Dengan Metode Dinamik Dan Plugging Besar Tahanan Pengereman Plugging………... 43

4.1. Umum ...43

4.2. Peralatan Pengujian……… 44

4.3. Spesifikasi Peralatan ……….……… 44

4.4. Rangkaian Pengereman Dinamik Motor DC Penguatan Seri ….. ……..45

4.5. Prosedur Pengujian Pengereman Dinamik ……...46

4.6. Data Hasil Pengujian ………….…………..………...46

4.7. Analisa Data ……….. 47

4.8. Grafik Pengereman Dinamik………...48

4.9. Rangkaian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri………… 50

4.10. Prosedur Pengujian ………. 51

4.10.1. Pengereman Plugging Dengan Membalik Arus Medan…... 51

(9)

4.11. Data Hasil Pengujian………...52

4.12. Analisa Data ………...53

4.13. Grafik Pengereman Plugging ………...55

4.14. Perbandingan Pengujian Pengereman Dinamik Dan Plugging Motor

DC Seri………... 59

4.15. Grafik ……….. 59

Bab V Kesimpulan ……….………...62 Daftar Pustaka

(10)

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Motor adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis.

Pada motor arus searah energi listrik yang diubah adalah energi arus searah yang

berasal dari sumber tegangan listrik arus searah. Di mana sumber tegangan ini

dihubungkan pada rangkaian medan dan rangkaian jangkar dari motor tersebut.

Akhir-akhir ini mungkin banyak orang beranggapan bahwa tidak perlu lagi

mempelajari motor arus searah karena penggunaannya pada industri-industri sudah

sangat kurang. Namun akhirnya beberapa tahun terakhir ini motor arus searah

mengalami perkembangan khususnya dalam pemakaiannya sebagai motor

penggerak.

Penggunaan motor arus searah dapat kita jumpai pada alat pengangkut di

suatu pertambangan, dalam sarana transportasi yaitu pada kereta api listrik dan juga

pada mobil yang disuplai oleh baterai. Pemilihan motor arus searah dibandingkan

motor sinkron ataupun motor induksi karena mudah dalam pengaturan putaran baik

untuk beban yang bervariasi dan juga sistem mesin DC sering kali dipergunakan

pada pemakaian yang memerlukan rentang kecepatan motor yang lebar ataupun

pengaturan yang teliti pada keluaran motornya.

Pengereman merupakan masalah yang sangat penting dalam motor listrik,

(11)

daya telah diputuskan. Motor yang terus berputar akan mengakibatkan terjadinya

bahaya.

Dalam memperlambat ataupun menghentikan motor yang sedang berjalan

sangat diperlukan sistem pengereman. Jika hanya menggunakan pengereman

mekanis saja, tidak bisa menghentikan motor tersebut karena ketika terjadi

pengereman mekanis maka akan mengalir arus yang sangat besar pada jangkar, hal

ini dapat menimbulkan panas. Oleh sebab itulah sangat diperlukan pengereman

secara elektrik. Metode pengereman tersebut adalah pengereman dinamik dan

plugging.

1.2. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan utama penulisan Tugas Akhir ini adalah :

1. Untuk mempelajari pengereman dinamik dari motor arus searah

2. Untuk mempelajari pengereman plugging dari motor arus searah

3. Untuk mengetahui pengaruh tahanan terhadap waktu pengereman.

Manfaatnya adalah agar dapat membandingkan pengereman dinamis

dengan pengereman plugging.

1.3. Batasan Masalah

Untuk mendapatkan hasil pembahasan yang maksimal, maka penulis perlu

membatasi masalah yang akan dibahas. Adapun batasan masalah dalam Tugas Akhir

ini adalah :

(12)

2. Motor dianggap berputar dengan kecepatan konstan ataupun dalam

keadaan steady state saat dilakukan pengereman .

3. Pada penelitian ini tidak membahas tentang rugi-rugi pada motor arus

searah penguatan seri

4. Pada penelitian ini tidak membahas tentang beban yang dipakai pada

motor arus searah penguatan seri

1.4. Metode Penulisan

Metode yang digunakan dalam penulisan tugas akhir ini adalah:

1. Studi literatur

Penulis melakukan penulisan berdasarkan studi kepustakaan dan

kajian dari buku-buku teks pendukung yang dapat menunjang penulisan tugas

akhir ini.

2. Studi bimbingan

Penulis melakukan diskusi dan konsultasi dengan dosen pembimbing

dan staf pengajar pada Departemen Teknik Elektro FT-USU lainnya

mengenai masalah-masalah yang timbul selama penulisan tugas akhir ini

berlangsung.

3. Percobaan

Melakukan percobaan di Laboraturium Konversi Energi Elektrik

Departemen Teknik Elektro FT-USU untuk mendapatkan data-data yang

(13)

1.5. Sistematika Penulisan ABSTRAK

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang

masalah, tujuan penulisan, batasan masalah, manfaat penulisan, metode dan

sistematika penulisan.

BAB II MOTOR ARUS SEARAH (MOTOR DC)

Bab ini menjelaskan tentang motor arus searah secara umum, prinsip

kerja motor arus searah, dan jenis-jenis motor arus searah.

BAB III JENIS –JENIS PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS

SEARAH

Bab ini menjelaskan tentang jenis pengereman yang ada pada motor

arus searah dari pengereman dinamik sampai pengereman plugging.

BAB IV PERBANDINGAN PENGEREMAN PADA MOTOR DC

PENGUATAN SERI DENGAN METODE DINAMIK DAN PLUGGING

Bab ini membahas umum, spesifikasi peralatan, percobaan-percobaan

dengan metode pengereman dinamik dan plugging, pengukuran, serta data

dan analisa.

BAB V PENUTUP

Bab ini berisi kesimpulan-kesimpulan yang didapat dari awal

penelitian sampai selesainya penelitian, serta berisikan saran-saran untuk

(14)

BAB II

MOTOR ARUS SEARAH

2.1. Umum

Motor arus searah (motor DC) adalah mesin yang mengubah energi listrik arus

searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Pada prinsip pengoperasiannya,

motor arus searah sangat identik dengan generator arus searah. Kenyataannya mesin

yang bekerja sebagai generator arus searah akan dapat bekerja sebagai motor arus

searah. Oleh sebab itu, sebuah mesin arus searah dapat digunakan baik sebagai motor

arus searah maupun generator arus searah.

Berdasarkan fisiknya motor arus searah secara umum terdiri atas bagian yang

diam dan bagian yang berputar. Pada bagian yang diam (stator) merupakan tempat

diletakkannya kumparan medan yang berfungsi untuk menghasilkan fluksi magnet

sedangkan pada bagian yang berputar (rotor) ditempati oleh rangkaian jangkar

seperti kumparan jangkar, komutator dan sikat.

Motor arus searah bekerja berdasarkan prinsip interaksi antara dua fluksi

magnetik. Di mana 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.

Penggunaan motor arus searah akhir-akhir ini mengalami perkembangan,

khususnya dalam pemakaiannya sebagai motor penggerak. Motor arus searah

(15)

bervariasi yang membutuhkan respon dinamis dalam keadaan steady-state. Motor

arus searah mempunyai pengaturan yang sangat mudah dilakukan dalam berbagai

kecepatan dan beban yang bervariasi. Itu sebabnya motor arus searah digunakan pada

berbagai aplikasi tersebut. Pengaturan kecepatan pada motor arus searah dapat

dilakukan dengan memperbesar atau memperkecil arus yang mengalir pada jangkar

menggunakan sebuah tahanan.

2.2. Konstruksi Motor Arus Searah

Gambar di bawah ini merupakan konstruksi motor arus searah.

Gambar 2.1 Konstruksi motor arus searah bagian stator

(16)

Keterangan dari gambar tersebut adalah :

1. Rangka atau gandar

Rangka motor arus searah adalah tempat meletakkan sebagian besar komponen

mesin dan melindungi bagian mesin. Untuk itu rangka harus dirancang memiliki

kekuatan mekanis yang tinggi untuk mendukung komponen-komponen mesin

tersebut.

Rangka juga berfungsi sebagai tempat mengalirkan fluksi magnet yang

dihasilkan oleh kutub-kutub medan. Rangka dibuat dengan menggunakan bahan

ferromagnetik yang memiliki permeabilitas tinggi. Rangka biasanya terbuat dari baja

tuang (cast steel) atau baja lembaran (rolled steel) yang berfungsi sebagai penopang

mekanis dan juga sebagai bagian dari rangkaian magnet.

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. Adapun fungsi dari

sepatu kutub adalah :

a. Sebagai pendukung secara mekanis untuk kumparan medan

b. Menghasilkan distribusi fluksi yang lebih baik yang tersebar di seluruh

jangkar dengan menggunakan permukaan yang melengkung

Inti kutub terbuat dari lembaran–lembaran besi tuang atau baja tuang yang terisolasi

satu sama lain. Kutub medan (inti kutub dan sepatu kutub) direkatkan bersama-sama

kemudian dibaut pada rangka.

Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga

(17)

tertentu. Kumparan penguat magnet berfungsi untuk mengalirkan arus listrik untuk

terjadinya proses elektromagnetik.

3. Sikat

Sikat adalah jembatan bagi aliran arus ke lilitan jangkar. Dimana permukaan

sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Sikat

memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Sikat-sikat terbuat dari bahan

karbon dengan tingkat kekerasan yang bermacam-macam dan dalam beberapa hal

dibuat dari campuran karbon dan logam tembaga. Sikat harus lebih lunak daripada

segmen-segmen komutator supaya gesekan yang terjadi antara segmen-segmen

komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator.

4. Kumparan Medan

Kumparan medan adalah susunan konduktor yang dibelitkan pada inti kutub.

Dimana konduktor tersebut terbuat dari kawat tembaga yang berbentuk bulat ataupun

persegi. Rangkaian medan yang berfungsi untuk menghasilkan fluksi utama dibentuk

dari kumparan pada setiap kutub. Pada aplikasinya rangkaian medan dapat

dihubungkan dengan kumparan jangkar baik seri maupun paralel dan juga

dihubungkan tersendiri langsung kepada sumber tegangan sesuai dengan jenis

penguatan pada motor

5. Jangkar

Inti jangkar yang umumnya digunakan dalam motor arus searah adalah

berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan

(18)

ferromagnetik. Bahan yang digunakan untuk jangkar ini merupakan sejenis

campuran baja silikon.

6. Kumparan Jangkar

Kumparan jangkar pada motor arus searah merupakan tempat dibangkitkannya

ggl induksi. Pada motor DC penguatan kompon panjang kumparan medan serinya

diserikan terhadap kumparan jangkar, sedangkan pada motor DC penguatan kompon

pendek kumparan medan serinya diparalel terhadap kumparan jangkar. Jenis-jenis

konstruksi kumparan jangkar pada rotor ada tiga macam yaitu:

1. Kumparan jerat (lap winding)

2. Kumparan gelombang (wave winding) 3. Kumparan zig – zag (frog-leg winding)

7. Komutator

Untuk memperoleh tegangan searah diperlukan alat penyearah yang disebut

komutator dan sikat. Komutator terdiri dari sejumlah segmen tembaga yang

berbentuk lempengan-lempengan yang dirakit ke dalam silinder yang terpasang pada

poros. Di mana tiap-tiap lempengan atau segmen-segmen komutator terisolasi

dengan baik antara satu sama lainnya. Bahan isolasi yang digunakan pada komutator

adalah mika.

Agar dihasilkan tegangan arus searah yang konstan, maka komutator yang

digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar.

8. Celah Udara

Celah udara merupakan ruang atau celah antara permukaan jangkar dengan

(19)

kutub. Fungsi dari celah udara adalah sebagai tempat mengalirnya fluksi yang

dihasilkan oleh kutub-kutub medan.

2.3. Prinsip Kerja Motor Arus Searah

(a) (b)

(c)

Gambar 2.3 Pengaruh penempatan konduktor pengalir arus dalam medan magnet

Setiap konduktor yang dialiri arus mempunyai medan magnet disekelilingnya.

Kuat medan magnet yang timbul tergantung pada besarnya arus yang mengalir dalam

konduktor.

H = l

I N×

(20)

Di mana :

H = Kuat medan magnet (Lilitan ampere/meter)

N = Banyak kumparan (Lilitan)

I = Arus yang mengalir pada penghantar (Ampere)

l = Panjang dari penghantar (meter)

Pada gambar 2.3(a) menunjukkan sebuah medan magnet seragam yang

dihasilkan oleh kutub-kutub magnet utara dan selatan yang arahnya dari kutub utara

menuju kutub selatan.. Sedangkan gambar 2.3(b) menggambarkan sebuah konduktor

yang dialiri arus searah dan menghasilkan medan magnet (garis-garis gaya fluksi)

disekelilingnya.

Jika konduktor yang dialiri arus tersebut ditempatkan di dalam medan magnet

seragam, maka interaksi kedua medan akan menimbulkan medan yang tidak seragam

seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.3 (c). Sehingga kerapatan fluksi akan

bertambah besar di atas sebelah kanan konduktor (dekat kutub selatan) dan di bawah

sebelah kiri konduktor (dekat kutub utara) sedangkan kerapatan fluksi menjadi

berkurang di atas sebelah kiri konduktor dan di bawah sebelah kanan konduktor.

Kerapatan fluksi yang tidak seragam ini menyebabkan konduktor di sebelah kiri akan

mengalami gaya ke atas, sedangkan konduktor di sebelah kanan akan mengalami

gaya ke bawah. Kedua gaya tersebut akan menghasilkan torsi yang akan memutar

jangkar dengan arah putaran searah dengan putaran jarum jam.

Prinsip dasar di atas diterapkan pada motor DC. Prinsip kerja sebuah motor

(21)

Gambar 2.4 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 (If). 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 Lorenzt kita

ketahui bahwa apabila 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

(22)

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 ... 2.2

di mana :

I = Arus yang mengalir pada konduktor jangkar (Ampere)

B = Kerapatan fluksi (Weber/m2)

l = Panjang konduktor jangkar (m)

Maka, besar gaya keseluruhan yang ditimbulkan oleh jumlah total konduktor jangkar

z adalah :

F =z.B.I..l Newton ... 2.3 Gaya yang terjadi pada kumparan jangkar di atas akan menghasilkan torsi yang

besarnya adalah :

Ta = F.r Newton-meter ... 2.4 Maka, T_a = z.B.I.l.d/2 Newton- meter ... 2.5

Apabila torsi start lebih besar dari pada torsi beban maka jangkar akan

berputar.

Banyaknya garis fluksi yang menembus konduktor jangkar adalah :

φ =B.A

    =

P l d B. π. .

(23)

Dengan mensubtitusikan persamaan 2.5 dan Ia = a.I ke persamaan 2.6

sehingga diperoleh :

2 / . . . . .

. ld

a I l d P z

Ta = πφ  a

_a I_a a z P

T . .

. . 2

. _φ

= Newton-meter ... 2.7 Atau, T_a =k.φ.I_a Newton-meter ... 2.8 Dimana :

Ta = torsi (Newton-meter) φ = fluksi setiap kutub (weber)

I = arus jangkar (ampere)

a z P k . . 2 . π

= = konstanta P = jumlah kutub

z = jumlah total konduktor jangkar

a = jalur paralel konduktor jangkar

Pada satu kali putaran gaya F akan menghasilkan kerja sebesar F.2π.r Joule sehingga daya mekanik (Pm) yang dibangkitkan oleh jangkar untuk n rpm sebesar:

Pm = F . 2π . r .

60 n

Watt ... 2.9

Pm = (F . r) . 2π . 60

Daya yang dibangkitkan oleh jangkar motor yang berubah jadi daya mekanik

(24)

Ea . Ia = Ta . 2π .

60 n

Sehingga, Ta =

60 n . 2

I Ea. a

Newton – meter

Ta = ω

a . aI E

Newton – meter ... 2.10

di mana,

Ta = torsi (Newton-meter)

Ea = gaya gerak listrik induksi (volt)

Ia = arus jangkar (ampere) ω = kecepatan sudut (rad/detik)

Bila kumparan jangkar dari motor berputar dalam medan magnet dan

memotong fluksi utama maka sesuai dengan hukum induksi elektromagnetis maka

pada kumparan jangkar akan timbul gaya gerak listrik (ggl) induksi rotasi yang

arahnya sesuai dengan kaidah tangan kanan, di mana arahnya berlawanan dengan

tegangan yang diberikan ke jangkar atau tegangan terminal. Karena arahnya

melawan maka ggl induksi ini disebut ggl lawan, yang besarnya :

e = N

dt dφ

volt ... 2.11

dengan, φ = φmsinωt

e = N

(

)

dt t sin d φm ω

e = N .ω. φmcosωt volt

(25)

emaks = ω. φm volt

Harga rata – ratanya adalah :

er = π

. emaks volt

er = π

. ω. φmvolt ... 2.12

Pada satu putaran jangkar berkutub 2, ggl melalui satu periode. Jika jangkar itu

mengadakan n rpm, maka bagi satu periode lamanya t, adalah :

f t = 1

n n t 60 60 1 =

= detik

Sedangkan untuk jangkar berkutub P, maka :

2 . 60 p n

t = detik ... 2.13 Dalam satu periode dilalui sudut yang besarnya 2π radial, sehingga :

t π ω = 2 Jika, Ea = er =

π 2

. ω. φmvolt

Maka, Ea = π 2 . t π 2

. φm volt

Ea = 4 . t

. φm volt

Ea = 4 . 60

2 .P n

(26)

Jangkar memuat N belitan yang terdiri a cabang paralel (cabang jangkar)

sehingga tiap cabang jangkar akan mempunyai a N

buah belitan yang tersambung

seri, sehingga:

Ea = 4.

a N . 60 2 .P n

.φm volt

Jika jumlah batang penghantar z, maka N = 2 z

Maka, Ea = 4.

a 2 z . 60 2 .P n

.φm volt

Ea = a z P . 60 .

. n . φm volt... 2.14

Oleh karena a z P 60 .

bernilai konstan, maka diperoleh :

Ea = ka .n .φmvolt ... 2.15

Dimana :

n = Kecepatan putaran (rpm)

Ea = Gaya gerak listrik induksi (volt) φ = Fluksi setiap kutub (Weber)

a z P ka 60 .

(27)

2.4 Reaksi Jangkar

Reaksi jangkar merupakan pengaruh medan magnet yang disebabkan oleh

mengalirnya arus pada jangkar, di mana 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 2.5 berikut ini :

Gambar 2.5 Fluksi yang dihasilkan oleh kumparan medan

Dari gambar 2.5 dapat dijelaskan bahwa :

 Fluksi didistribusikan simetris terhadap bidang netral magnetis.

 Sikat ditempatkan bertepatan dengan bidang netral magnetis.

Bidang netral magnetis didefinisikan sebagai bidang di dalam motor di mana

konduktor bergerak sejajar dengan garis gaya magnet sehingga gaya gerak listrik

U

S

O _M

Bidang Netral Magnetis

Sikat

(28)

induksi konduktor pada bidang tersebut adalah nol. Seperti yang terlihat dari gambar

2.5 sikat selalu ditempatkan di sepanjang bidang netral magnetis. Oleh karena itu,

bidang netral magnetis juga disebut sebagai sumbu komutasi karena pembalikan arah

arus jangkar berada pada bidang tersebut. Vektor OFM mewakili besar dan arah dari

fluksi medan utama, di mana 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 2.6 berikut

ini :

Gambar 2.6 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 OFA 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 karena itu distribusi fluksi

medan utama yang melalui jangkar tidak lagi simetris tetapi sudah mengalami

U

S

Bidang Netral Magnetis

(29)

pembelokan saat mendekati konduktor yang dialiri arus tersebut. Hal tersebut

dikarenakan pengaruh fluksi jangkar yang dapat dilihat dari gambar 2.7 berikut ini:

U

S

β Bidang netral magnetis lama

Bidang netral magnetis baru

Gambar 2.7 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 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 2.7 terlihat bahwa vektor OFr merupakan resultan vektor OFA dan OFM,

serta posisi bidang netral magnetis yang baru, di mana selalu tegak lurus terhadap

(30)

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. Pengaruh kejenuhan

magnetik terhadap fluksi medan utama dapat dijelaskan dengan bantuan gambar 2.8

sebagai berikut:

Gambar 2.8 Kurva pemagnetan saat terjadi reaksi jangkar

Misalkan fluks sebesar Ox adalah fluksi dihasilkan medan utama tanpa

dipengaruh reaksi jangkar. Misalkan pula dengan adanya reaksi jangkar

pertambahan-pengurangan kuat medan magnet (ggm) yang terjadi pada kutub medan

sebesar B ampere-lilitan. Pada lokasi di permukaan kutub di mana gaya gerak

magnet (ggm) rotor menambahkan ggm kutub terjadi penambahan kerapatan fluks

O gg

z x y

(31)

sebesar xy. Sedangkan pada lokasi permukaan kutub di mana ggm rotor

mengeliminir ggm kutub terjadi penurunan kerapatan fluksi sebesar xz, di mana

harga xz lebih besar dari pada xy. Oleh karena itu, penjumlahan rata-rata kerapatan

fluks yang terjadi adalah kerapatan fluks kutub yang semakin berkurang. Hal inilah

yang disebut sebagai efek demagnetisasi reaksi jangkar dan perlu dicatat bahwa

demagnetisasi timbul hanya karena adanya saturasi magnetik.

2.5. Membalik Arah Putaran Motor Arus Searah

Dari persamaan T_a =k.φ.I_a jika I negatif maka _a T negatif, demikian juga _a halnya jika φ negatif maka T negatif. Sehingga untuk membalik arah putaran motor _a DC dapat dilakukan dengan 2 cara :

1. membalik arah arus jangkar, arah arus penguat tetap

2. membalik arah arus penguat, arah arus jangkar tetap

membalik arah putaran motor DC dapat dijelaskan dengan bantuan gambar berikut:

U

S

Gaya (F)

Gaya (F) rotasi

U

S

Gaya (F)

Gaya (F) rotasi

(32)

U

S

Gaya (F)

Gaya (F) rotasi

( c )

Gambar 2.9 Prinsip membalik arah putaran motor arus searah

Apabila pada kumparan jangkar mengalir arus yakni arus jangkar, maka dari

hukum Lorenzt kita ketahui bahwa apabila sebuah konduktor yang dialiri arus

ditempatkan pada sebuah medan magnet maka pada konduktor tersebut akan timbul

gaya, maka demikian pula halnya pada kumparan jangkar. Pada gambar 2.9 ( a )

terlihat dua gaya, kedua gaya tersebut akan menghasilkan torsi yang akan memutar

jangkar dengan arah putaran searah dengan putaran jarum jam. Pada gambar 2.9 ( b )

ditunjukkan arah arus jangkar dibalik sedangkan kutub-kutub tetap, sesuai dengan

kaidah tangan kiri maka arah putaran berubah menjadi berlawanan arah dengan

putaran semula. Jika kutub dirubah, arah arus jangkar tetap ditunjukkan pada gambar

2.9 ( c ), sesuai dengan kaidah tangan kiri maka putaran sekarang juga akan berubah.

Apabila arah arus jangkar dan kutub-kutub magnet keduanya diubah arah putaran

(33)

2.6. Jenis-jenis Motor Arus Searah

Jenis-jenis motor arus searah dapat dibedakan berdasarkan jenis

penguatannya, yaitu hubungan rangkaian kumparan medan dengan kumparan

jangkar.

Sehingga motor arus searah dibedakan menjadi :

1. Motor arus searah penguatan bebas

2. Motor arus searah penguatan sendiri

2.6.1. Motor Arus Searah Penguatan Bebas

Motor arus searah penguatan bebas adalah motor arus searah yang sumber

tegangan penguatannya berasal dari luar motor. Di mana kumparan medan disuplai

dari sumber tegangan DC tersendiri. Rangkaian ekuivalen motor arus searah

penguatan bebas dapat dilihat pada gambar di bawah ini:

-E_a

R_a Vf

V_t

I_a _I

f +

-R_f

Gambar 2.10 Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan bebas

Dari rangkaian tersebut berdasarkan hukum Kirchoff tentang tegangan diperoleh

persamaan:

Vt = Ea + Ia.Ra + Vsikat ... 2.16

(34)

di mana:

Vt = tegangan terminal jangkar motor arus searah (volt)

Ra = tahanan jangkar (ohm)

If = arus medan penguatan bebas (ampere)

Vf = tegangan terminal medan penguatan bebas (volt)

Rf = tahanan medan penguatan bebas (ohm)

Ea = gaya gerak listrik motor arus searah (volt)

Vsikat = jatuh tegangan pada sikat (volt)

Umumnya jatuh tegangan pada sikat relatif kecil sehingga besarnya dapat diabaikan.

Dan untuk rumus selanjutnya Vsikat ini diabaikan.

2.6.2. Motor Arus Searah Penguatan Sendiri

Motor arus searah penguatan sendiri adalah motor arus searah yang sumber

tegangan penguatannya berasal dari motor itu sendiri. Dimana kumparan medan

berhubungan langsung dengan kumparan jangkar. Kumparan medan dapat

dihubungkan secara seri maupun paralel dengan kumparan jangkar. Dan juga dapat

dihubungkan dengan keduanya,yaitu secara seri dan paralel, tergantung pada jenis

penguatan yang diberikan terhadap motor.

Motor arus searah penguatan sendiri terdiri atas:

1. Motor arus searah penguatan seri

2. Motor arus searah penguatan shunt

3. Motor arus searah penguatan kompon panjang

• Motor arus searah penguatan kompon panjang komulatif (bantu) • Motor arus searah penguatan kompon panjang diferensial (lawan)

(35)

4. Motor arus searah penguatan kompon pendek

• Motor arus searah penguatan kompon pendek komulatif (bantu) • Motor arus searah penguatan kompon pendek diferensial (lawan)

2.6.2.1. Motor Arus Searah Penguatan Seri

Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan seri adalah sebagai

berikut:

R_s

V_t

-E_a R_a

I_a I_L

-I_S

Gambar 2.11 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan seri

Pada motor arus searah penguatan seri, kumparan medan dihubungkan secara

seri dengan rangkaian jangkar. Oleh sebab itu arus yang mengalir pada kumparan

medan seri sama dengan arus yang mengalir pada kumparan jangkar.

Persamaan - persamaan yang berlaku pada motor arus searah penguatan seri adalah:

Vt = Ea + Is.Rs + Ia. Ra... 2.18

Karena, IL= Ia = Is ... 2.19

Maka Vt = Ea + Ia (Ra + Rs)... 2.20

(36)

Rs = tahanan medan seri (ohm)

IL = arus dari jala – jala (Ampere)

2.6.2.2. Motor Arus Searah Penguatan Shunt

Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan shunt ditunjukkan pada

gambar di bawah:

-V_t _E

R_a I_a I_L

+ -R_sh

I_sh

Gambar 2.12 Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan shunt

Pada motor shunt kumparan jangkar dihubungkan langsung pada terminal

sehingga paralel dengan kumparan jangkar.

Persamaan - persamaan yang berlaku pada motor shunt adalah:

Vt = Ea + Ia.Ra ... 2.21

I =

sh t

R V

... 2.22

IL = Ia + Ish... 2.23

di mana :

Ish = arus kumparan medan shunt (Ampere)

(37)

2.6.2.3. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang

Pada motor arus searah penguatan kompon panjang, kumparan medan serinya

terhubung secara seri terhadap kumparan jangkarnya dan terhubung paralel terhadap

kumparan medan shunt.

Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan kompon panjang adalah

sebagai berikut:

R_s

V_t

R I_a

I_L _I

R_sh I_sh

E_a

Gambar 2.13. (a) Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan kompon panjang

diferensial (lawan)

Pada motor arus searah penguatan kompon panjang diferensial, polaritas

kedua kumparan medannya saling berlawanan atau sesuai aturan dot, salah satu arus

medannya memasuki dot sedangkan yang lainnya meninggalkan dot, sehingga fluksi

yang dihasilkannya menjadi saling mengurangi.

Pada motor arus searah penguatan kompon panjang komulatif,

polaritas kedua kumparan medannya sama atau dikarenakan kedua arus medannya

(38)

-R_s

V_t

E_a R_a

I_a I_L

-I_s

R_sh I_sh _.

Gambar 2.13. (b) Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan kompon

panjang komulatif (bantu)

Persamaan - persamaan yang berlaku pada motor arus searah penguatan

kompon panjang adalah:

Vt = Ea + Ia Ra + Is Rs ... 2.24

IL = Ia + Ish ... 2.25

Is = Ia ... 2.26

Maka Vt = Ea + Ia( Ra + Rs ) ... 2.27

sh t sh

R V

I = ... 2.28

2.6.2.4. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek

Pada motor arus searah penguatan kompon pendek, kumparan medan serinya

terhubung secara paralel terhadap kumparan jangkar dan kumparan medan shunt.

Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan kompon pendek adalah sebagai

(39)

-E_a R_a V_t

I_a I_L

-R_s I_s

R_sh I_sh

Gambar 2.14. (a) Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan kompon pendek

diferensial (lawan)

Pada motor arus searah penguatan kompon pendek diferensial, polaritas

kedua kumparan medannya saling berlawanan, sehingga fluksi yang dihasilkannya

menjadi saling mengurangi.

R_s

V_t

E_a R_a

I_a I_L

-I_s

R_sh I_sh

Gambar 2.14. (b) Rangkaian ekuivalen motor arus searah penguatan kompon pendek

komulatif (bantu)

Pada motor arus searah penguatan kompon panjang komulatif, polaritas

kedua kumparan medannya sama sehingga fluksi yang dihasilkannya saling

(40)

Persamaan - persamaan yang berlaku pada motor arus searah penguatan

kompon pendek adalah:

Vt = Ea + Ia Ra + Is Rs ... 2.29

IL = Is = Ia + Ish ... 2.30

sh s s t sh

R R I V

(41)

BAB III

JENIS-JENIS PENGEREMAN MOTOR ARUS SEARAH

3.1. Umum

Sebuah motor listrik dapat berhenti berputar diakibatkan adanya gesekan

yang terjadi pada motor. Namun, tentu saja hal ini membutuhkan waktu yang lama.

Untuk dapat menghentikan motor dalam waktu yang relatif singkat dilakukan

pengereman.

Pengereman motor arus searah adalah suatu usaha atau gaya yang diberikan

terhadap motor arus searah yang sedang berputar agar motor mengalami perlambatan

ataupun berhenti dalam waktu yang singkat. Pada motor listrik seperti motor-motor

traksi dan motor yang digunakan untuk alat pengangkat, pengereman merupakan

suatu persoalan yang sangat penting. Di mana suatu sistem pengereman sangat

menentukan keamanan dan keselamatan pada motor yang digunakan pada berbagai

aplikasi.

Sebuah motor yang digunakan sebagai penggerak pada suatu lintasan yang

menurun, misalkan pada kereta api listrik yang menuruni lereng bukit atau sebuah

elevator yang mengangkut penumpang dan beban akan mengalami percepatan akibat

energi potensial. Sehingga motor akan berputar semakin cepat hingga suatu

kecepatan yang tidak terkontrol dan ini sangat berbahaya. Oleh sebab itulah sebuah

motor harus diberikan pengereman agar kecepatannya berkurang.

Pengereman dapat dilakukan secara mekanis dan elektris. Penggunaan rem

(42)

Di mana prinsip kerja rem mekanis ini adalah dengan menjepit bagian yang berputar

pada motor agar motor semakin lambat putarannya dan akhirnya berhenti. Namun

permasalahan yang dihadapi dalam pengereman mekanis ini adalah jika motor yang

direm berputar dengan cepat pada lintasan menurun dan panjang maka gesekan yang

terjadi pada rem akan membuat temperatur rem sangat panas. Sehingga pada keadaan

ini rem membutuhkan waktu yang lama untuk melepaskan panas agar rem menjadi

dingin dan dapat beroperasi kembali. Ini tentunya tidak mungkin karena motor harus

bekerja lagi.

Permasalahan inilah yang menyebabkan pengereman elektris menjadi sangat

dibutuhkan. Pengereman elektris dapat memperlambat motor yang sedang berputar

dan menghentikannya dalam waktu yang singkat dan dapat pulih dalam waktu yang

cepat. Sehingga ini sangatlah bermanfaat karena motor akan dapat terus dioperasikan

kembali.

Kelemahan pada pengereman elektris adalah ketidakmampuannya menahan

beban. Ini disebabkan gaya pengereman akan menurun jika kecepatan berkurang dan

pada saat motor berhenti maka tidak ada lagi gaya pengereman. Sehingga motor yang

sudah berhenti tidak dapat dipertahankan.

Sehingga dapat disimpulkan bahwa pengereman elektris akan memberikan

gaya pengereman yang sangat besar pada putaran yang cepat sedangkan pengereman

mekanis sangat baik bekerja pada putaran yang lambat dan disamping itu juga dapat

menahan motor yang sudah berhenti maka kombinasi pengereman mekanis dan

(43)

Pengereman pada motor DC dapat dibedakan menjadi tiga bagian yaitu:

1. Pengereman dinamik

2. Pengereman regeneratif

3. Pengereman plugging

3.2. Pengereman Dinamik

Pengereman dinamis merupakan suatu metode pengereman motor listrik

yang sangat praktis dan memberikan gaya pengereman yang sangat baik.

Pengereman ini sangat efisien pada sistem pengereman untuk waktu yang sangat

singkat karena motor dapat berhenti dengan cepat.

Pengereman ini dilakukan dengan memutuskan suplai tegangan ke sebuah

motor yang sedang berjalan lalu dihubungkan dengan sebuah tahanan pada terminal

jangkarnya. Sehingga motor akan berlaku sebagai generator yang mengalirkan arus

menuju tahanan. Keadaan ini akan menyebabkan energi yang dihasilkan oleh jangkar

akibat dari putaran akan dilepas melalui tahanan dalam bentuk panas. Berikut

gambar pengereman dinamik dari motor arus searah penguatan seri.

Ea Ra

Is Ia

Ea Ra Rb

Is Ia

a. sebelum pengereman b. pada saat pengereman Gambar 3.1 Rangkaian pengereman dinamis motor dc penguatan seri

(44)

Rangkaian pengereman dinamik motor arus searah penguatan seri dapat

dikendalikan dengan menggunakan kontaktor magnetik. Dengan mengenergize

sebuah Coil pada rangkaian kontrol yang mengendalikan semua kontaktor magnetik

pada rangkaian pengereman dinamik motor DC penguatan seri, maka motor tersebut

akan secara otomatis melakukan pengereman tanpa harus melakukan penekanan

saklar secara manual. Keadaan ini mempermudah pengereman karena semua berjalan

secara otomatis.

Rangkaian kontrol pengereman dinamis pada motor arus searah penguatan

seri ditunjukkan pada gambar berikut:

Stop

Start C C

Gambar 3.2 Rangkaian kontrol pengereman dinamik

C C

Vt _Rb _Ra

E F

2 4

(45)

Gambar 3.3 menunjukkan rangkaian pengereman dinamik motor DC

penguatan seri. Mula-mula tegangan terminal (Vt) sama dengan nol sehingga motor

masih dalam keadaan diam. Secara perlahan tegangan terminal Vt dinaikkan sampai

motor mencapai kecepatan nominal. Pada kondisi ini arus mengalir pada kumparan

medan dari arah E ke F serta melalui kumparan jangkar dari arah GA ke HB.

Kemudian tombol START pada rangkaian kontrol pengereman dinamik (gambar 3.1)

ditekan maka Rele C, sehingga akan menutup Normally Open C dan juga akan

membuka Normally Close C. Pada kondisi ini suply tegangan terminal Vt akan

terlepas dari kumparan jangkar dan medan. Seketika itu juga sebuah tahanan Rb akan

terhubung dengan rangkaian dan tahanan ini akan beerfungsi sebagai tahanan

pengereman. Dalam hal ini arus yang mengalir pada kumparan medan akan tetap

arahnya dari E ke F sehingga pada keadaan ini motor akan tetap berputar tapi motor

berlaku sebagai generator dan arus pengereman akan mengalir melalui tahanan

pengereman Rb. Energi yang dimiliki oleh jangkar yang diakibatkan oleh perputaran

akan dilepas melalui tahanan dalam bentuk panas yang menyebabkan kecepatan

motor berkurang dan akhirnya berhenti.

Ketika pengereman dilakukan, besarnya arus yang mengalir pada waktu

pengereman plugging motor DC penguatan seri dirumuskan sebagai berikut :

Rs Ra Rb

cn Rs

Ra Rb

Ia a

rem

+ + = + +

= φ

dimana Ra adalah tahanan jangkar, Rs adalah tahanan medan yang dihubungkan seri

(46)

Sehingga besar Torsi pengeremannya adalah : 2 2 . φ φ φ φ n k T Rs Ra Rb cn k T Ia k T rem rem rem rem =       + + = = dimana: Rs Ra Rb kc k + + = 2

3.3. Pengereman Regeneratif

Pada pengereman regeneratif ini energi yang tersimpan pada putaran

dikembalikan kepada sistem jala-jala. Cara ini biasanya dipakai pada kereta api

listrik. Ketika kereta api berjalan menuruni lereng bukit maka kecepatan motor laju

sekali meskipun tegangan yang diberikan tetap. Dengan bertambahnya kecepatan

motor yang melebihi kecepatan nominalnya maka besar Ea akan lebih besar dari Vt.

Sehingga ini akan mengakibatkan daya dikembalikan kepada sistem jala-jala untuk

keperluan lain. Pada saat daya dikembalikan ke jala-jala kecepatan menurun dan

proses pengereman berlangsung seperti pengereman dinamik. Namun pada motor dc

penguatan seri, pengereman regenaritif lebih rumit untuk dilakukan. Karena dengan

menaikkan kecepatan dari motor maka fluksi yang dihasilkan akan menurun

sehingga gaya gerak listrik induksi yang dihasilkan akan mendekati harga tegangan

terminal Vt namun tidak melebihi tegangan terminal tersebut. Pengereman

regeneratif pada motor dc penguatan seri dapat dilakukan dengan mengubah medan

serinya menjadi medan shunt. Pengereman regeneratif motor seri biasanya dilakukan

(47)

3.4. Pengereman Plugging

Yang dimaksud dengan pengereman plugging atau pengereman mendadak

adalah pengereman suatu motor dalam waktu yang sangat singkat dan tiba-tiba.

Prinsip pengereman plugging ini adalah dengan membalik polaritas sebuah motor

arus searah.

Pengereman ini dilakukan dengan cara membalik putaran motor yang sedang

berputar. Membalik putaran motor dapat dilakukan dengan cara membalik arah arus

medan ( If ) atau membalik arah arus jangkar ( Ia ). Pada saat motor berputar pada

kecepatan nominal, jika salah satu dari arus jangkar atau arus medan dibalik arahnya

maka timbul torsi baru yang berlawanan arah dengan torsi mula – mula. Torsi ini

dipengaruhi oleh besar arus yang mengalir pada tahanan jangkar. Untuk membatasi

arus yang mengalir pada jangkar dipasang tahanan yang diserikan dengan tahanan

jangkar. Besar tahanan inilah yang mempengaruhi waktu mulai saat pengereman

dilakukan sampai motor berhenti.

Pada pengereman plugging, saat kecepatan putaran motor menjadi nol maka

sumber tegangan harus dilepas dari kumparan jangkar, jika pada kumparan jangkar

masih tetap mengalir arus maka motor akan kembali berputar dengan arah yang

berlawanan.

Pengereman plugging pada motor DC penguatan shunt dan motor DC

penguatan seri dapat dilakukan dengan 2 cara :

1. Dengan membalik arah arus medan ( If )

(48)

Ea Ra

Is Ia

Ea Ra

Is Ia

a. sebelum pengereman b. saat pengereman

Ea Ra Is

c. saat pengereman

Gambar 3.4 Rangkaian pengereman plugging motor dc penguatan seri

Rangkaian pengereman plugging motor arus searah penguatan seri

dapat dikendalikan dengan menggunakan kontaktor magnetik. Dengan mengenergize

sebuah Coil pada rangkaian kontrol yang mengendalikan semua kontaktor magnetik

pada rangkaian pengereman dinamik motor DC penguatan seri, maka motor tersebut

akan secara otomatis melakukan pengereman tanpa harus melakukan penekanan

saklar secara manual. Hal ini mempermudah pengereman karena semua berjalan

secara otomatis.

Rangkaian kontrol pengereman plugging pada motor arus searah penguatan

seri ditunjukkan pada gambar berikut.

Stop

Start C C

(49)

1. Pengereman plugging motor DC Seri dengan cara membalik arah arus

medan (If)

M C

C C

Rb Ra Rs

E F

5 6 7

Gambar 3.6.a. Rangkaian pengereman plugging motor DC Seri dengan cara membalik arah arus medan (If)

Rangkaian dibuat seperti gambar 3.6. (a). Mula-mula tegangan terminal (Vt)

sama dengan nol sehingga motor dalam masih keadaan diam. Kemudian secara

perlahan tegangan terminal Vt dinaikkan sampai motor mencapai kecepatan nominal.

Pada kondisi ini arus mengalir pada kumparan medan dari arah E ke F serta melalui

kumparan jangkar dari arah GA ke HB kemudian tombol START pada rangkaian

kontrol pengereman plugging (gambar 3.3) ditekan sehingga rele C energize yang

menyebabkan Normally Close C membuka dan Normally Open C menutup. Pada

kondisi ini arus yang mengalir pada kumparan medan akan berbalik arah yaitu dari

arah F ke E sedangkan arus yang mengalir pada kumparan jangkar arahnya tetap.

Hal ini menyebabkan timbulnya torsi yang baru yang berlawanan arah dengan torsi

mula-mula sehingga mengurangi kecepatan motor sampai akhirnya berhenti. Setelah

(50)

motor berputar pada arah yang berlawanan. Pada saat pengereman dilakukan

rangkaian terhubung dengan tahanan pengereman Rb yang berfungsi untuk menjaga

agar arus yang mengalir pada kumparan jangkar tidak terlalu besar.

2. Pengereman plugging motor DC Seri dengan cara membalik arah arus

jangkar (Ia)

M C C

C C

Rb Ra Rs

E F

1 3

7 6

Gambar 3.6.b. Rangkaian pengereman plugging motor DC Seri dengan cara membalik arah arus jangkar

Rangkaian dibuat seperti gambar 3.6. (b). Mula-mula tegangan terminal (Vt)

sama dengan nol sehingga motor dalam masih keadaan diam. Kemudian secara

perlahan tegangan terminal Vt dinaikkan sampai motor mencapai kecepatan nominal.

Pada kondisi ini arus mengalir pada kumparan medan dari arah E ke F serta melalui

kumparan jangkar dari arah GA ke HB kemudian tombol START pada rangkaian

kontrol pengereman plugging (gambar 3.3) ditekan sehingga rele C energize yang

menyebabkan Normally Close C membuka dan Normally Open C menutup. Pada

(51)

arah HB ke GA sedangkan arus yang mengalir pada kumparan medan arahnya tetap.

Hal ini menyebabkan timbulnya torsi yang baru yang berlawanan arah dengan torsi

mula-mula sehingga mengurangi kecepatan motor sampai akhirnya berhenti. Setelah

kecepatan motor mencapai nol maka sumber tegangan Vt dilepas untuk menghindari

motor berputar pada arah yang berlawanan. Pada saat pengereman dilakukan

rangkaian terhubung dengan tahanan pengereman Rb yang berfungsi untuk menjaga

agar arus yang mengalir pada kumparan jangkar tidak terlalu besar.

Ketika pengereman dilakukan, Ea dan Vt saling mendukung dan besarnya

arus yang mengalir pada waktu pengereman plugging motor DC penguatan seri

dirumuskan sebagai berikut :

Ia(rem) =

Rs Ra Rb Ea Vt + + + Ia(rem) =

Rs Ra Rb Ea Rs Ra Rb Vt + + + + + Ia(rem) =

Rs Ra Rb cn Rs Ra Rb Vt + + + + + φ

dan besarnya torsi pengereman adalah :

Trem = k1 . φ . 

     + + + +

+ Rb Ra Rs

cn Rs

Ra Rb

Vt φ

Trem = 1 φ 1 φ2

     + + +       +

+ Rb Ra Rs

cn k Rs Ra Rb Vt k

Trem = k4 φ + k5 φ2

(52)

BAB IV

PERBANDINGAN PENGEREMAN PADA MOTOR DC PENGUATAN SERI DENGAN METODE DINAMIS DAN PLUGGING

4.1

.

Umum

Pada pengereman elektris, energi kinetik dari bagian yang berputar

dikonversikan menjadi energi listrik yang didisipasikan pada suatu tahanan sebagai

panas. Untuk pengereman dinamik ketika sebuah motor arus searah penguatan seri

sedang berputar dan tiba-tiba sumber tegangan dilepas dari kumparan jangkar, maka

motor tidak lagi mendapat daya dari jala-jala. Namun motor tersebut masih memiliki

energi karena rotornya masih berputar dan berlaku sebagai generator. Tegangan

induksi yang dibangkitkan oleh generator tersebut adalah Ea = cn . Lalu ketika

sebuah tahanan terhubung dengan kumparan jangkar maka tahanana ini akan

berfungsi sebagai tahanan pengereman.

Pada pengereman plugging, ketika pengereman dilakukan akan timbul arus

yang cukup besar pada kumparan jangkar. Hal ini disebabkan karena pada saat

pengereman tegangan sumber (Vt) menjadi searah dengan gaya gerak listrik pada

kumparan jangkar (Ea). Untuk membatasi arus yang mengalir pada jangkar maka

dibuat tahanan yang dipasang seri dengan tahanan jangkar. Besarnya tahanan yang

(53)

4.2 Peralatan Pengujian

1. Motor Arus Searah AEG 1,2 KW

2. Generator Arus Searah AEG 2 KW

3. 1 Unit Power Pack MV 1300

4. 2 Unit Tahanan Geser

5. Volt meter

6. Ampere meter

7. Magnetic Contactor

8. Stop Watch

4.3 Spesifikasi Peralatan

Motor yang digunakan pada pengujian ini adalah motor arus searah AEG tipe

Gd 110/110 dengan penguatan dengan data-data sebagai berikut

P = 1,2 KW

IL = 7,1 A

Ish = 0.177 A

N = 1400 rpm

Lap Winding

Jumlah Kutub = 2

Komutator = 81

Kelas Isolasi = B

Hasil Pengukuran :

Tahanan medan seri (E-F) = 0,6 Ω Tahanan Jangkar (GA-HB) = 3,84 Ω

(54)

4.4 Rangkaian Pengereman Dinamik Motor DC Penguatan Seri

Stop

Start C C

Gambar 4.1 Rangkaian Kontrol Pengereman Dinamik Motor DC Penguatan Seri

V _G

C C C

Rb Ra

A V

E F

HB C

P T A C 3f

1 2 4

6 3

7 8

(55)

4.5. Prosedur Pengujian Pengereman Dinamik

1. Peralatan dirangkai seperti pada gambar 4.1 dan gambar 4.2.

2. Atur tahanan pengereman Rb sebesar 80 Ω pada tahanan geser. 3. Atur tegangan suplai sampai motor mencapai putaran 1400 rpm.

4. Tekan tombol START dan catat waktu pengereman mulai dari tombol

START ditekan sampai sesaat putaran motor menjadi nol. Catat pula arus

jangkar pada saat pengereman

5. Saat putaran motor mencapai nol lepaskan sumber tegangan. Pengujian ini

dilakukan sebanyak tiga kali.

6. Prosedur yang sama dilakukan untuk besar tahanan pengereman yang lain

yakni 70 Ω, 60 Ω, 50 Ω, 40 Ω, 30 Ω, 20 Ω, dan 10 Ω.

4.6. Data Hasil Pengujian

Data pada saat keadaan motor belum di rem :

Vt = 64 volt n = 1400 rpm Ia = Is = 5,25 ampere

Tabel 4.1. Data Pengereman Dinamik

Rb (ohm)

Data 1 Data 2 Data 3

Ia rem (Amp)

t (sec)

Ia rem (Amp)

t (sec)

Ia rem (Amp)

t (sec)

10 4.41 5.17 4.39 5.20 4.84 5.14

20 2.91 5.34 2.89 5.37 2.95 5.39

30 2.05 5.87 2.08 5.81 2.12 5.72

40 1.45 6.05 1.41 6.02 1.40 6.08

50 0.98 6.38 1.05 6.37 1.03 6.31

60 0.84 6.40 0.81 6.43 0.78 6.40

70 0.62 6.55 0.57 6.57 0.61 6.60

(56)

4.7. Analisa Data Pengujian

Dari data –data sebelum pengereman diperoleh :

IL = Ia = Is = 5,25

Ea = Vt – IL ( Ra + Rs )

Ea = 64 volt – 5,25 A (3,84 + 0,6 ) Ea = 64 volt – 23,31 volt

Ea = 40,69 volt

Dari hasil pengujian diambil nilai rata – ratanya :

Misal :

Data 1 pada pengereman dinamik

rem , a

I =

3 3 , 2 , 1

, rem rem rem I I

I + +

= 3 84 , 4 39 , 4 41 ,

4 + +

= 3 13,64

= 4,55 A

t = 3

3 2 1 t t

t + +

= 3 144 , 5 20 , 5 17 ,

5 + +

= 3 15,51

= 5,17 detik

T = k. .Ia ~ Ia

T ~ Ia2

2 2 2













=

Ia

T

_rem _rem _rem

T Ia

T rem

rem  ×      = 2 01 , 3 4 , 1 25 , 5 55 , 4 2 = ×       = rem

T N-m

n Ia Ia

n rem

rem = × dimana n = 1400 rpm

1360 1400 25 , 5 55 , 4 = × = rem

(57)

Cara perhitungan yang sama dilakukan untuk data yang lain sehingga didapatkan

hasilnya sebagai berikut :

Tabel Data Pengereman Dinamik

Rb (ohm)

Iarem (Ampere)

t (detik)

Trem (N-m)

n (rpm) 10 4.55 5.17 1.05 1360 20 2.92 5.37 0.43 873 30 2.03 5.80 0.21 607 40 1.42 6.05 0.10 425 50 1.02 6.35 0.05 305 60 0.81 6.41 0.03 242 70 0.60 6.57 0.02 179 80 0.47 6.72 0.01 141

4.8. Grafik Pengujian Pengereman Dinamik Motor Arus Searah Penguatan Seri

Tahanan Pengereman vs Arus Pengerman

0 1 2 3 4 5

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

s P

ere

(

(58)

Tahanan Pengereman vs Torsi Pengereman

0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

(

-m

)

Tahanan Pengereman vs Kecepatan

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

(

(59)

Tahanan Pengereman vs Waktu Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

Wa kt u P eng er em a n ( de ti k)

4.9 Rangkaian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri

M A G C C C C C C C Rb Ra Rs Ra Rg Rf Vf A A V E F GA HB V P T A C 3f 1 2 5 7 6 3 4

Gambar 4.4 Rangkaian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri Dengan Cara Membalik Arah Arus Medan ( If )

(60)

Rb Ia

HB If

J K

M

P T A C

3

_C

C

_C

C

_C

C

Gambar 4.5 Rangkaian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri Dengan Cara Membalik Arah Arus Jangkar ( Ia )

4.10. Prosedur Pengujian

4.10.1. Pengereman Plugging Dengan Membalik Arus Medan

1. Peralatan dirangkai seperti pada gambar 4.1dan gambar 4.4.

2. Atur tahanan pengereman Rb sebesar 80 Ω pada tahanan geser. 3. Atur tegangan suplai sampai motor mencapai putaran 1400 rpm.

4. Tekan tombol START dan catat waktu pengereman mulai dari tombol

START ditekan sampai sesaat putaran motor menjadi nol. Catat pula arus

jangkar pada saat pengereman

5. Saat putaran motor mencapai nol lepaskan sumber tegangan. Pengujian ini

dilakukan sebanyak tiga kali.

6. Prosedur yang sama dilakukan untuk besar tahanan pengereman yang lain

(61)

4.10.2. Pengereman Plugging Dengan Membalik Arah Arus Jangkar ( Ia )

1. Peralatan dirangkai seperti pada gambar 4.1dan gambar 4.5.

2. Atur tahanan pengereman Rb sebesar 80 Ω pada tahanan geser. 3. Atur tegangan suplai sampai motor mencapai putaran 1400 rpm.

4. Tekan tombol START dan catat waktu pengereman mulai dari tombol

START ditekan sampai sesaat putaran motor menjadi nol. Catat pula arus

jangkar pada saat pengereman

5. Saat putaran motor mencapai nol lepaskan sumber tegangan. Pengujian ini

dilakukan sebanyak tiga kali.

6. Prosedur yang sama dilakukan untuk besar tahanan pengereman yang lain

yakni 70 Ω, 60 Ω, 50 Ω, 40 Ω, 30 Ω, 20 Ω, dan 10 Ω.

4.11. Data Hasil Pengujian

Data pada saat keadaan motor belum direm :

Vt = 64 Volt n = 1400 rpm Ia = Is = 5,25 Ampere

Tabel 4.4. Data Pengereman Plugging Dengan Membalik Arus Medan Motor Arus Searah Penguatan Seri

Rb (ohm)

Data 1 Data 2 Data 3

Ia rem (Amp)

t (sec)

Ia rem (Amp)

t (sec)

Ia rem (Amp)

t (sec)

10 7.81 2.14 7.63 2.15 7.71 2.11

20 3.53 4.35 3.59 4.26 3.54 4.31

30 2.56 5.51 2.62 5.58 2.39 5.40

40 2.15 5.85 2.13 5.89 2.09 5.84

50 1.50 6.14 1.47 6.20 1.52 6.11

60 1.43 6.23 1.35 6.25 1.33 6.25

(62)

Tabel 4.5. Data Pengereman Plugging Dengan Membalik Arus Jangkar Motor Arus Searah Penguatan Seri

Rb (ohm)

Data 1 Data 2 Data 3

Ia rem (Amp)

t (sec)

Ia rem (Amp)

t (sec)

Ia rem (Amp)

t (sec)

10 7.53 2.18 7.42 2.20 7.40 2.21

20 3.09 4.60 3.45 4.30 3.42 4.32

30 2.41 5.71 2.40 5.69 2.37 5.63

40 1.78 6.06 1.76 5.90 1.74 5.99

50 1.40 6.23 1.48 5.18 1.46 6.20

60 1.12 6.32 1.20 6.28 1.16 6.29

70 1.00 6.47 0.92 6.50 0.99 6.51

80 0.76 6.59 0.73 6.62 0.73 6.60

4.12. Analisa Data Pengujian

Dari data –data sebelum pengereman diperoleh :

IL = Ia = Is = 5,25

Ea = Vt – IL ( Ra + Rs )

Ea = 64 volt – 5,25 A (3,84 + 0,6 ) Ea = 64 volt – 23,31 volt

Ea = 40,69 volt

Dari hasil pengujian diambil nilai rata – ratanya :

Misal :

Data 1 pada pengereman plugging dengan membalik arah arus medan

rem , a

I =

3 3 , 2 , 1

, rem rem rem I I

I + +

= 3 71 , 7 63 , 7 81 ,

7 + +

= 3 23,15

= 7,71 A

t = 3

3 2 1 t t

t + +

= 3 11 , 2 15 , 2 14 ,

2 + +

= 3 6,40

(63)

T = k. .Ia ~ Ia T ~ Ia2

2 2 2













=

Ia

T

_rem _rem _rem

T Ia

Trem rem  ×      = 2 01 , 3 4 , 1 25 , 5 71 , 7 2 = ×       = rem

T N-m

n Ia Ia

n rem

rem = × dimana n = 1400 rpm

2056 1400 25 , 5 71 , 7 = × = rem

n rpm

Cara perhitungan yang sama dilakukan untuk data yang lain sehingga didapatkan

hasilnya sebagai berikut :

Tabel 4.6. Data Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri

Rb (ohm)

Dengan membalik arus medan

( If ) Dengan membalik arus jangkar ( Ia ) Ia rem

(Amp) t (det) Trem (N-m) n (rpm)

Ia rem (Amp) t (det) Trem (N-m) n (rpm) 10 7.71 2.13 3.01 2056 7.45 2.20 2.82 1987 20 3.55 4.31 0.64 947 3.32 4.40 0.56 885 30 2.52 5.50 0.32 672 2.40 5.68 0.29 640 40 2.12 5.86 0.23 565 1.76 5.98 0.16 469 50 1.50 6.15 0.11 400 1.45 6.20 0.11 387 60 1.37 6.24 0.10 365 1.16 6.29 0.07 309 70 1.27 6.29 0.08 339 0.97 6.49 0.05 259 80 1.07 6.64 0.06 265 0.74 6.60 0.03 197

(64)

4.13. Grafik Pengujian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri

a. Grafik Pengujian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri Dengan Membalik Arah Arus Medan

Tahanan Pengereman vs Arus Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

A ru s P en g ere m a n ( a m p er e)

Tahanan Pengereman vs Torsi Pengereman

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

T o rs i P en g ere m a n ( N -m )

(65)

Tahanan Pengereman vs Kecepatan

0 500 1000 1500 2000 2500

10 20 30 40 50 60 70 80

Tahanan Pengereman (ohm)

(

Tahanan Pengereman vs Waktu Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

u P

n (

(66)

b. Grafik Pengujian Pengereman Plugging Motor DC Penguatan Seri Dengan Membalik Arah Arus Jangkar

Tahanan Pengereman vs Arus Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7 8

10 20 30 40 50 60 70 80

Tahanan Pengereman (ohm)

A r u s P e n g e re m a n ( a m p e r e)

Tahanan Pengereman vs Torsi Pengereman

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

T o rs i P en g ere m a n ( N -m )

(67)

Tahanan Pengereman vs Kecepatan

0 500 1000 1500 2000 2500

10 20 30 40 50 60 70 80

Tahanan Pengereman (ohm)

(

Tahanan Pengereman vs Waktu Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7

10 20 30 40 50 60 70 80

Tahanan Pengereman (ohm)

u P

n (

(68)

4.14. Perbandingan Pengujian Pengereman Dinamik dan Plugging Motor DC Seri

Tabel 4.7. Data Pengereman Dinamik Dan Plugging Motor DC Penguatan Seri Rb ( ) Pengereman Dinamik Pengereman Plugging Dengan Membalik Arah Arus

Medan

Dengan Membalik Arah Arus Jangkar Iarem (A) t (det) Trem (N-m) n (rpm) Iarem (A) t (det) Trem (N-m) n (rpm) Iarem (A) t (det) Trem (N-m) n (rpm) 10 4.55 5.17 1.05 1360 7.71 2.13 3.01 2056 7.45 2.20 2.82 1987 20 2.92 5.37 0.43 873 3.55 4.31 0.64 947 3.32 4.40 0.56 885 30 2.03 5.80 0.21 607 2.52 5.50 0.32 672 2.40 5.68 0.29 640 40 1.42 6.05 0.10 425 2.12 5.86 0.23 565 1.76 5.98 0.16 469 50 1.02 6.35 0.05 305 1.50 6.15 0.11 400 1.45 6.20 0.11 387 60 0.81 6.41 0.03 242 1.37 6.24 0.10 365 1.16 6.29 0.07 309 70 0.60 6.57 0.02 179 1.27 6.29 0.08 339 0.97 6.49 0.05 259 80 0.47 6.72 0.01 141 1.07 6.64 0.06 265 0.74 6.60 0.03 197

4.15. Grafik Perbandingan Pengujian Pengereman Dinamik Dan Plugging

Motor DC Seri

Tahanan Pengereman vs Arus Pengereman

0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

A ru s P en g ere m a n (a m p er e) Pengereman dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman Plugging dengan membalik arah arus jangkar

(69)

Tahanan Pengereman vs Torsi Pengereman

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

i P

ere

(

-m

)

Pengereman dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman plugging dengan membalik arah arus jangkar

Tahanan Pengereman vs Kecepatan

0 500 1000 1500 2000 2500

10 20 30 40 50 60 70 80

Tahanan Pengereman (ohm)

(

)

Pengereman Dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman plugging dengan membalik arah arus jangkar

(70)

Tahanan Pengereman vs Waktu Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

u P

eng

n (

Pengereman Dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman plugging dengan membalik arah arus jangkar

(71)

BAB V KESIMPULAN

Dari pembahasan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai

berikut :

1. Pada pengereman dinamik dan plugging motor arus searah penguatan seri,

besar tahanan pengereman sebanding dengan lama waktu pengereman.

2. Pada besar tahanan pengereman yang sama, motor arus searah penguatan seri

lebih cepat berhenti pada pengereman plugging daripada pengereman

dinamik.

3. Pada besar tahanan pengereman yang sama, arus pengereman pada

pengereman plugging motor arus searah penguatan seri lebih besar daripada

arus pengereman pada pengereman dinamik motor arus searah penguatan seri

4. Arus pengereman pada pengereman plugging dengan cara membalik arah

arus medan lebih besar daripada pengereman plugging dengan cara membalik

arah arus jangkar pada motor arus searah penguatan shunt dan motor arus

(72)

SARAN

1. Penelitian ini dapat dilakukan untuk motor DC penguatan shunt, kompon

panjang dan kompon pendek untuk memgetahui perbandingan pengereman

yang tercepat pada masing-masing penguatan.

2. Dalam pelaksanaan pengujian sangat diperhitungkan ketelitian waktu

lamanya pengereman. Oleh karena itu dianjurkan agar dalam pelaksanaan

pengujian dipergunakan alat pengukur waktu yang lebih teliti seperti timer

sehingga diharapkan pembacaan waktu lamanya motor berhenti dapat lebih

teliti dan akurat yang pada akhirnya akan diperoleh hasil pengujian yang

(73)

DAFTAR PUSTAKA

Chapman, J Stephen, Electrical Machinery Fundamental , McGraw-Hill Book Company, Singapore, 1999.

Eugene C. Lister, Mesin Dan Rangkaian Listrik, edisi keenam, Erlangga, Jakarta.

Kumar, K. Murugesh, DC Machines & Transformers, Vikas Publishing House PVT LTD, New Delhi,1999.

Mehta, V,k dan Mehta, Rohit, Principles of ELECTRICALL MACHINES , first edition, S. Chand and Company LTD, Ram Nagar, New Delhi, 2002 .

Pillai, S. K, A First Course On ELECTRICAL DRIVES, Wiley Eastern Limited, New Delhi, 1982

Sumanto, Drs, MA, Mesin Arus Searah Andi , Yogyakarta, 1996.

Theraja B.L, A Text Book of Electrical Technology , Nurja Consruction & Development, New Delhi, 1999.

Wijaya, Mochtar, Dasar-Dasar Mesin Listrik, Penerbit Djambatan, Jakarta, 2001.

(1)

4.14. Perbandingan Pengujian Pengereman Dinamik dan Plugging Motor DC Seri

Tabel 4.7. Data Pengereman Dinamik Dan Plugging Motor DC Penguatan Seri Rb ( ) Pengereman Dinamik Pengereman Plugging Dengan Membalik Arah Arus

Medan

4.15. Grafik Perbandingan Pengujian Pengereman Dinamik Dan Plugging

Motor DC Seri

Tahanan Pengereman vs Arus Pengereman

0 2 4 6 8 10

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

A ru s P en g ere m a n (a m p er e) Pengereman dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman Plugging dengan membalik arah arus jangkar

(2)

Tahanan Pengereman vs Torsi Pengereman 0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

T o rs i P en g ere m a n ( N -m ) Pengereman dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman plugging dengan membalik arah arus jangkar

Tahanan Pengereman vs Kecepatan

0 500 1000 1500 2000 2500

10 20 30 40 50 60 70 80

Tahanan Pengereman (ohm)

K ec ep a ta n ( rp m ) Pengereman Dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman plugging dengan membalik arah arus jangkar

(3)

Tahanan Pengereman vs Waktu Pengereman

0 1 2 3 4 5 6 7 8

0 20 40 60 80 100

Tahanan Pengereman (ohm)

u P

eng

n (

Pengereman Dinamik

Pengereman plugging dengan membalik arah arus medan Pengereman plugging dengan membalik arah arus jangkar

(4)

BAB V KESIMPULAN

Dari pembahasan yang telah dilakukan maka dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. Pada pengereman dinamik dan plugging motor arus searah penguatan seri, besar tahanan pengereman sebanding dengan lama waktu pengereman.

2. Pada besar tahanan pengereman yang sama, motor arus searah penguatan seri lebih cepat berhenti pada pengereman plugging daripada pengereman dinamik.

3. Pada besar tahanan pengereman yang sama, arus pengereman pada pengereman plugging motor arus searah penguatan seri lebih besar daripada arus pengereman pada pengereman dinamik motor arus searah penguatan seri 4. Arus pengereman pada pengereman plugging dengan cara membalik arah

arus medan lebih besar daripada pengereman plugging dengan cara membalik arah arus jangkar pada motor arus searah penguatan shunt dan motor arus searah penguatan seri, namun sebaliknya untuk waktu pengereman.

(5)

SARAN

1. Penelitian ini dapat dilakukan untuk motor DC penguatan shunt, kompon panjang dan kompon pendek untuk memgetahui perbandingan pengereman yang tercepat pada masing-masing penguatan.

2. Dalam pelaksanaan pengujian sangat diperhitungkan ketelitian waktu lamanya pengereman. Oleh karena itu dianjurkan agar dalam pelaksanaan pengujian dipergunakan alat pengukur waktu yang lebih teliti seperti timer sehingga diharapkan pembacaan waktu lamanya motor berhenti dapat lebih teliti dan akurat yang pada akhirnya akan diperoleh hasil pengujian yang lebih akurat.