16
K =
.
. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .2.4 Dimana :
T = torsi [N-m] r = jari-jari [m]
K = konstanta [tergantung pada ukuran fisik motor] Φ = fluksi setiap kutub
Ia = arus jangkar [A] p = jumlah kutub
z = jumlah konduktor a = cabang paralel
2.4 Permasalahan dengan Komutasi Pada Mesin Arus Searah
Dalam proses komutasi penyearahan mesin arus searah terdapat dua masalah utama yang mempengaruhi kerja mesin tersebut yaitu[2]:
- Reaksi jangkar - Tegangan L didt
2.4.1 Reaksi Jangkar
Reaksi jangkar merupakan medan magnet yang disebabkan oleh mengalirnya arus pada jangkar, dimana jangkar tersebut berada di dalam
magnet.Reaksi jangkar menyebabkan terjadinya 2 hal yaitu [3] : 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 dari
kutub utara menuju kutub selatan Dari gambar 2.11 dapat dijelaskan bahwa :
17
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 induksi konduktor pada bidang tersebut adalah nol.Seperti yang terlihat dari gambar 2.11 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.
Gambar 2.11 Fluksi Yang Dihasilkan Oleh Kumparan Medan Sewaktu hanya konduktor jangkar saja yang dialiri oleh arus listrik sementara
kumparan medan tidak dieksitasi, maka disekeliling konduktor jangkar timbul ggm atau fluksi.
18
Gambaran arah garis gaya magnet ditunjukkan pada gambar 2.12 berikut ini :
Gambar 2.12 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 pembelokan saat mendekati konduktor yang dialiri arus tersebut.Hal tersebut dikarenakan pengaruh fluksi jangkar yang
dapat dilihat dari gambar 2.13 berikut ini[10]:
Gambar 2.13 Hasil Kombinasi Antara Fluksi Medan dan Fluksi Jangkar
19
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 crossmagnetization[6].
Magnetisasi-silang ini juga menyebabkan pergeseran bidang netral.Pada Gambar 2.13 terlihat bahwa vektor OFr merupakan resultan vektor OFA dan
OFM, serta posisi bidang netral magnetis yang baru, di mana selalu tegak lurus terhadap vektor OFr. 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.
2.4.2 Tegangan L.didt
