44 Sebagian tenaga listrik input motor DC hilang atau berubah menjadi
panas. Dalam hal ini akan menimbulkan panas yang berlebihan yang berakibat rusaknya isolasi. Hal tersebut terjadi pada setiap mesin arus searah, baik itu
generator DC maupun motor DC dan mesin AC. Kerugian – kerugian itu antara lain disebabkan oleh reaksi jangkar, arus liar, gesekkan, arus yang mengalir pada
belitan, rheostat dan sebagainya.
2.7.1 Rugi-Rugi Tembaga Copper losses
Rugi-rugi tembaga adalah rugi-rugi daya yang terjadi di dalam kumparan medan dan kumparan jangkar motor. Karena kawat tembaga kedua kumparan
tersebut memiliki nilai resistansi R
f
dan R
a
, maka jika mengalir arus DC sebesar I
f
dan I
a
P akan menyebabkan kerugian daya yang dihitung dengan persamaan :
a
= I
a 2
R
a
dan ……………....…...…................................…….
.2.24
P
f
= I
f 2
R
f
Di mana : P
………………..….......................................….….2.25
a
P = rugi tembaga kumparan jangkar
f
I = rugi tembaga kumparan medan
a
= arus jangkar R
a
I = resistansi jangkar
f
= arus medan R
f
3.7.2 Rugi-Rugi Inti core or iron losses
= resistansi medan
Rugi-rugi inti terjadi di dalam jangkar motor DC yang disebabkan oleh perputaran jangkar di dalam medan magnet kutub-kutubnya. Ada dua jenis rugi-
rugi inti yaitu 1 rugi hysteresis dan 2 rugi arus pusar.
45 1. Rugi Hysteresis
Rugi hysteresis terjadi di dalam jangkar mesin DC karena setiap bagian jangkar dipengaruhi oleh pembalikan medan magnetik sebagaimana bagian
tersebut lewat di bawah kutub-kutub yang berurut.
Gambar 2.21 Perputaran jangkar di dalam motor dua kutub
Gambar 2.21 menunjukkan jangkar yang berputar di dalam motor dua kutub. Dengan menganggap ab sebagai potongan kecil dari jangkar. Ketika
potongan ab berada di bawah kutub N, garis-garis magnetik lewat dari a ke b. Setengah perputaran selanjutnya, dari potongan besi yang sama berada di bawah
kutub S dan garis-garis magnetik lewat dari b ke a sehingga sifat magnet di dalam besi dibalik.
Untuk dapat membalik molekul-molekul magnet secara terus menerus di dalam inti jangkar, sejumlah daya diserap sehingga menyebabkan pemanasan
pada inti jangkar. Daya yang diserap dan berubah menjadi panas tersebut dianggap sebagai rugi-rugi di dalam inti jangkar dan disebut sebagai rugi
hysteresis. Untuk menentukan besarnya rugi hysteresis di dalam inti jangkar digunakan persamaan Steinmentz yaitu :
46 P
h
6 ,
1 max
= ηB fV
Watt………………..................…......2.26 Dimana :
P
h
B = rugi hysteresis
max
= rapat fluks maksimum di dalam jangkar f
= frekuensi pembalikan magnetik =
120 P
n
dimana n dalam rpm dan P = jumlah kutub V
= volume jangkar dalam m η
= koefisien hysteresis Steinmentz
3
2. Rugi Arus Pusar Sebagai tambahan terhadap tegangan yang diinduksikan di dalam
konduktor jangkar, ada juga tegangan yang diinduksikan di dalam inti jangkar. Tegangan ini menghasilkan arus yang bersirkulasi di dalam inti jangkar seperti
yang ditunjukkan dalam Gambar 2.22. Ini disebut sebagai arus pusar eddy current dan daya yang hilang karena alirannya disebut dengan rugi arus pusar.
Rugi arus pusar berlaku sebagai panas yang dapat menaikkan temperatur motor dan menurunkan efisiensinya. Jika suatu inti besi padat digunakan sebagai
inti jangkar, resistansi terhadap arus pusar ini akan menjadi kecil karena lebarnya luas penampang inti. Akibatnya, nilai arus pusar dan juga rugi arus pusarnya akan
menjadi besar. Besarnya nilai arus pusar dapat dikurangi dengan membuat resistansi inti sebesar mungkin secara praktisnya.
a b
47
Gambar 2.22 a Arus pusar di dalam inti jangkar yang padat
b Arus pusar di dalam inti jangkar yang dilaminasi
2.7.3 Rugi-Rugi Mekanis mechanical losses
