13
T
a
= F .r 2.2
Dimana : T
a
= torsi jangkar N-m r = jari-jari motor m
Bila torsi yang dihasilkan motor lebih besar dari pada torsi beban maka motor akan berputar.
2.4 Reaksi Jangkar
Reaksi jangkar merupakan medan magnet yang disebabkan oleh mengalirnya arus pada jangkar, dimana jangkar tersebut berada di dalam mangnet. Reaksi
jangkar mengakibatkan terjadinya 2 hal yaitu :
2. Demagnetisasi atau penurunan kerapatan fluksi medan utama. 3. 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 terlihat pada Gambar 2.2 berikut ini :
Gambar 2.4 a Fluksi yang Dihasilkan oleh Kumparan Medan
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
14
Dari Gambar 2.4 a 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 industry pada bidang tersebut adalah nol. Seperti yang terlihat dari Gambar
2.4 a sikat selalu ditempatkan disepanjang bidang netral magnetis. Oleh karena itu, bidang netral magnetis disebut juga 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
matgnetis. Sewaktu hanya konduktor jangkar saja yang dialiri arus listrik sementara
kumparan medan tidak dieksitasi, maka disekeliling konduktor jangkar timbul ggm atau fluksi. Gambaran arah garis gaya magnet ditunjukkan pada Gambar 2.4 b
berikut ini :
Gambar 2.4 b Fluksi yang Dihasilkan oleh Kumparan Jangkar
Penentuan arah dari garis gaya magnet yang diakibatkan oleh arus jangkar ditentukan dengan aturan putaran sekrup. Besar dan arah garis gaya magnet tersebut
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
15
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 pada Gambar 2.4 c berikut ini :
Gambar 2.4 c 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 jangar yang memotong
lintasan fluksi medan utama ini disebut sebagai reaksi jangkar magnetisasi silang cross-magnetization.
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
16
Magnetisasi silang ini juga menyebabkan pergeseran bidang netral. Pada Gambar 2.4 c 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 tagak 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 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 inilah yang
disebut sebagai efek demagnetisasi reaksi jangkar dan perlu dicatat bahwa demagnetisasi timbul hanya karena adanya saturasi magnetik.
Akibat pelemahan fluks ini, efek yang ditimbulkan pada motor arus searah menjadi lebih serius, dimana pelemahan fluks akan menyebabkan motor arus searah
khususnya motor arus searah paralel akan demikian cepatnya hingga tak terkendali. Oleh sebab itu, perlu dilakukannya hal-hal yang dapat mencegah atau
mengurangi terjadinya hal diatas. Ada tiga cara yang dapat dilakukan, yaitu: 1. Pergeseran sikat Brush Shifting
2. Penambahan kutub bantu Interpole
Universitas Sumatera Utara Universitas Sumatera Utara
17
3. Belitan kompensasi Compensating Windings
2.5 Jenis-jenis Motor Arus Searah
