Nanda Mardika : Analisa Karakteristik Putaran-Torsi Motor Arus Searah Penguatan Shunt Berkutub Bantu Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik, 2008.
USU Repository © 2009
Gambar 2.15 Torsi resultan ditimbulkan oleh gaya-gaya pada masing-masing sisi kumparan
Gambar 2.16 Torsi resultan pada motor berkutub empat.
II.3.2 Gaya Gerak Listrik GGL Lawan
Ketika jangkar motor arus searah berputar di bawah pengaruh torsi penggerak, konduktor jangkar bergerak di dalam medan magnet dan akan
menghasilkan tegangan induksi di dalamnya seperti halnya pada generator. GGL induksi bekerja pada arah yang berlawanan dengan tegangan terminal V sesuai
Nanda Mardika : Analisa Karakteristik Putaran-Torsi Motor Arus Searah Penguatan Shunt Berkutub Bantu Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik, 2008.
USU Repository © 2009
dengan bunyi Hukum Lenz dan dikenal sebagai GGL lawan atau GGL balik E
a
. GGL lawan E
a
=P fZN60A biasanya kurang dari tegangan terminal V, meskipun
perbedaan ini kecil sekali pada saat motor berjalan di bawah kondisi normal.
Gambar 2.17 Rangkaian Ekivalen Motor Arus Searah Shunt Dengan memperhatikan Gambar 2.17, ketika tegangan arus searah sebesar V
diberikan pada terminal motor, suatu medan magnet dihasilkan dan konduktor jangkar disuplai dengan arus searah. Dengan demikian, torsi penggerak akan bekerja
pada jangkar yang menyebabkan jangkar mulai berputar. Karena jangkar berputar, GGL lawan E
a
diinduksikan berlawanan dengan tegangan terminal. Tegangan terminal harus memaksa arus mengalir melalui jangkar melawan GGL lawan E
a
. Kerja listrik yang dilakukan untuk mengatasi dan menyebabkan arus mengalir
melawan E
a
dikonversikan ke dalam energi mekanik yang dibangkitkan di dalam jangkar. Dengan demikian, pengkonversian energi di dalam motor arus searah hanya
mungkin jika GGL lawan dihasilkan. Tegangan sebenarnya yang diterima rangkaian jangkar = V – E
a
. Jika R
a
adalah tahanan rangkaian jangkar, maka
a a
a
R E
V I
− =
Nanda Mardika : Analisa Karakteristik Putaran-Torsi Motor Arus Searah Penguatan Shunt Berkutub Bantu Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik, 2008.
USU Repository © 2009
Karena V dan R
a
nilainya selalu tetap, nilai E
a
akan menentukan arus yang dipikul oleh motor. Jika kecepatan motor tinggi, maka GGL lawan E
a
menjadi besar dan motor akan memikul arus jangkar yang lebih kecil begitu juga sebaliknya.
Adanya GGL lawan menjadikan motor arus searah sebagai mesin dengan pengaturan sendiri self-regulating, yaitu menjadikan motor memikul arus jangkar
sesuai dengan yang dibutuhkan untuk membangkitkan torsi beban. Arus jangkar,
a a
a
R E
V I
− =
………………………...…..……..…………..2.10 i
Ketika motor berjalan pada kondisi tanpa beban, torsi yang kecil dibutuhkan untuk mengatasi rugi-rugi gesek dan angin. Dengan demikian, arus jangkar I
a
juga kecil dan GGL lawan besarnya hampir sama dengan tegangan terminal. ii
Jika motor tiba-tiba dibebani, efek yang pertama sekali dirasakan adalah penurunan kecepatan jangkar. Sehingga kecepatan konduktor jangkar yang
bergerak di dalam medan magnet berkurang dan begitu juga dengan GGL lawan E
a
. Berkurangnya GGL lawan menyebabkab arus yang besar mengalir melalui jangkar dan arus yang besar ini juga meningkatkan torsi penggerak.
Maka, torsi penggerak meningkat seiring dengan menurunnya kecepatan motor. Penurunan kecepatan motor akan berhenti ketika arus jangkar sudah
cukup untuk menghasilkan torsi yang dibutuhkan oleh beban. iii
Jika beban motor dikurangi, torsi penggerak sesaat melebihi dari yang dibutuhkan sehingga jangkar mengalami percepatan. Karena kecepatan
jangkar meningkat, GGL lawan juga akan meningkat dan menyebabkan arus jangkar I
a
berkurang. Motor akan berhenti dari percepatannya jika arus
Nanda Mardika : Analisa Karakteristik Putaran-Torsi Motor Arus Searah Penguatan Shunt Berkutub Bantu Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik, 2008.
USU Repository © 2009
jangkar sudah cukup untuk menghasilkan torsi yang dibutuhkan oleh beban. Dengan demikian, GGL lawan di dalam motor arus searah mengatur aliran
arus jangkar, yang secara otomatis merubah besaran arus jangkar untuk memenuhi kebutuhan beban.
II.3 Reaksi Jangkar
