Gambar 3.9 a Arus pusar di dalam inti jangkar yang padat
b Arus pusar di dalam inti jangkar yang dilaminasi
3.4.2.3 Rugi-Rugi Mekanis mechanical losses
Rugi-rugi mekanis di dalam motor DC merupakan rugi-rugi yang berhubungan dengan efek-efek mekanis. Ada dua bentuk dasar rugi-rugi mekanis di
dalam motor DC yaitu gesekan dan angin. Rugi-rugi gesekan adalah rugi-rugi yang disebabkan oleh pergesekan antara
permukaan bagian-bagian yang berputar dengan bagian-bagian yang diam dari motor, diantaranya gesekan bearing atau bantalan peluru dengan rumah bearing atau dengan
as rotor. Juga gesekan antara permukaan sikat dengan komutator. Karena adanya suatu nilai koefisien gesek antara permukaan bagian-bagian tersebut, walaupun kecil,
diperlukan gaya untuk mengimbangi gaya lawan akibat koefisien gesek tersebut jika ingin menggerakkan rotor motor DC tersebut.
Sedangkan rugi-rugi angin adalah rugi-rugi yang disebabkan oleh pergesekan antara bagian-bagian motor yang berputar dengan udara di dalam rumah casing
motor. Baik itu pergesekan antara permukaan rotor dengan udara pada celah udara di a
b
Universitas Sumatera Utara
dalam motor ataupun gesekan udara dengan kipas pendingin yang dipasangkan pada rotor di dalam motor. Rugi-rugi angin ini bervariasi tergantung pada kecepatan rotasi
motor tersebut.
3.3.2.4 Rugi – rugi sikat brush losses
Jika kumparan jangkar motor DC dialiri arus listrik DC maka sikat-sikatnya juga akan dialiri arus yang sama. Karena sikat memiliki nilai resistansi sikat dan juga
tahanan kontak antara permukaan sikat dengan komutator maka terdapat rugi jatuh tegangan pada sikat yang dinyatakan dengan V
bd
. Jatuh tegangan sikat ini menyebabkan timbulnya rugi-rugi daya sebesar :
P
bd
= V
bd
.I
a
………………..…..……....3.5 Dimana :
P
bd
= rugi daya akibat jatuh tegangan sikat I
a
= arus jangkar V
bd
= jatuh tegangan sikat
Besarnya nilai jatuh tegangan sikat-sikat pada motor DC hampir konstan dalam rentang arus jangkar yang besar. Maka rugi – rugi sikat dapat dihitung dengan
persamaan: P
bd
= 2 x I
a
………………..….........3.6
3.4.2.5 Rugi-Rugi Beban Stray stray load losses
Rugi-rugi beban stray merupakan rugi-rugi yang disebabkan oleh arus pusar di dalam tembaga dan rugi-rugi inti tambahan di dalam besi, yang timbul karena
Universitas Sumatera Utara
pendistorsian fluks magnetik oleh arus beban tidak termasuk yang disebabkan oleh jatuh tegangan IR dan rugi-rugi hubung singkat komutasi.
Rugi-rugi beban stray ini tidak dapat dikategorikan ke dalam tipe rugi-rugi yang disebutkan di atas. Di dalam perhitungan rugi-rugi motor DC, besarnya rugi-
rugi beban stray dinyatakan sebesar ± 1 dari beban penuh. Rugi-rugi di dalam motor DC di atas juga dapat dikelompokkan menjadi dua
kelompok yaitu : 1.
Rugi-rugi Konstan 2.
Rugi-rugi Variabel
1. Rugi-rugi konstan yaitu rugi-rugi di dalam motor DC yang nilainya selalu tetap,
tidak tergantung pada arus pembebanan. Rugi – rugi inti + mekanis disebut dengan rugi – rugi rotasi.Yang termasuk ke dalam kelompok rugi-rugi konstan
adalah : a.
Rugi-rugi inti yaitu rugi-rugi hysteresis dan arus pusar b.
Rugi-rugi mekanis yaitu rugi-rugi gesek dan angin c.
Rugi-rugi tembaga medan shunt.
2. Rugi-rugi variabel yaitu rugi-rugi di dalam motor DC yang nilainya bervariasi
terhadap arus pembebanan.Yang termasuk ke dalam kelompok rugi-rugi ini adalah :
a. Rugi-rugi tembaga kumparan jangkar I
a 2
R
a
b. Rugi-rugi tembaga kumparan medan seri I
a 2
R
se
Universitas Sumatera Utara
c. Rugi jatuh tegangan sikat V
bd
I
a
Sehingga rugi-rugi total di dalam motor DC adalah : Σ Rugi – Rugi = Rugi Konstan + Rugi Variabel…….3.7
3.5 Efisiensi pada Mesin Arus Searah
Seperti halnya dengan mesin listrik lainnya, pada mesin listrik arus searah, efisiensinya dinyatakan sebagai berikut:
…………………..3.8 Atau:
-
………………….3.9
Pout = V
T
.I
b
Dimana: Pin = daya masukan
Pout = daya keluaran ∑Prugi = rugi-rugi daya total
Universitas Sumatera Utara
BAB IV PENGUJIAN PENGARUH PERUBAHAN POSISI SIKAT PADA
MOTOR DC SHUNT
4.1 Umum
Untuk mendapatkan parameter dari rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan shunt, maka dapat dihitung dari data yang didapat dari percobaan beban
nol dan berbeban. Untuk menganalisa hubungan antara posisi sikat dan efisiensi maka ditentukan beberapa titik percobaan. Pada tugas akhir ini diambil tujuh titik
percobaan, yaitu titik di posisi tengah atau 0 diikuti tiga titik di sebelah kiri -30
, - 20
dan -10 dari posisi tengah dan tiga titik di sebelah kanan +10
, +20 dan +30
.
4.2 Peralatan yang Digunakan
Dalam tugas akhir ini penulis menggunakan motor arus searah penguatan shunt, percobaan yang dilakukan hanya untuk mencari parameter motor tersebut.
Peralatan Yang Digunakan adalah:
1. Satu unit generator DC
2. Satu unit motor DC
3. Kabel penghubung
4. Sumber tegangan DC
5. Ammeter
6. voltmeter
Universitas Sumatera Utara