Motor DC
Motor DC adalah jenis
motor listrik yang bekerja menggunakan sumber tegangan DC. Motor DC atau
motor arus searah sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung dan
tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada
penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau
percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Motor DC
Komponen Utama Motor DC
Gambar diatas memperlihatkan sebuah motor DC yang memiliki tiga komponen utama :
1. Kutub medan magnet
Secara sederhada
digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran
pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan
kumparan motor DC yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub
medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan
kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara
kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau
lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet. Elektromagnet
menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur
medan.
2. Kumparan motor DC
Bila arus masuk
menuju kumparan motor DC, maka arus ini akan menjadi elektromagnet.
kumparan motor DC yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak
untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, kumparan motor
DC berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai
kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi,
arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan kumparan
motor DC.
3. Commutator Motor DC
Komponen ini
terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan
arah arus listrik dalam kumparan motor DC. Commutator juga membantu
dalam transmisi arus antara kumparan motor DC dan sumber daya.
Kelebihan Motor DC
Keuntungan utama motor DC adalah dalam
hal pengendalian kecepatan motor DC tersebut, yang tidak mempengaruhi
kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur :
- Tegangan kumparan motor DC – meningkatkan tegangan kumparan motor DC akan meningkatkan kecepatan
- Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran,
namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan
berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti
peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan
perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga,
motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan
tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya.
Motor DC juga relatif mahal dibanding
motor AC. Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan kumparan
motor DC ditunjukkan dalam persamaan berikut :
Gaya elektromagnetik : E = K Φ N
Torque : T = K Φ Ia
Torque : T = K Φ Ia
Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal kumparan motor DC (volt)
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torque electromagnetik
Ia = arus kumparan motor DC
K = konstanta persamaan
Φ = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torque electromagnetik
Ia = arus kumparan motor DC
K = konstanta persamaan
Jenis-Jenis Motor DC
1. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited
Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah / separately excited.
2. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt
Pada motor shunt, gulungan medan (medan
shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan kumparan motor DC (A)
seperti diperlihatkan dalam gambar dibawah. Oleh karena itu total arus
dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus kumparan motor DC.
Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
- Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torque tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar diatas dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
- Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan kumparan motor DC (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
3. Motor DC daya sendiri: motor seri
Dalam motor seri, gulungan medan (medan
shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan kumparan motor DC (A)
seperti ditunjukkan dalam gambar dibawah. Oleh karena itu, arus medan
sama dengan arus kumparan motor DC. Berikut tentang kecepatan motor seri
(Rodwell International Corporation, 1997; L.M. Photonics Ltd, 2002) :
- Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
- Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan
yang memerlukan torque penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan
alat pengangkat hoist seperti pada gambar berikut.
4. Motor DC Kompon/Gabungan
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor
seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt)
dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan kumparan motor DC
(A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar dibawah. Sehingga, motor
kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang
stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan
medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan
awal yang dapat ditangani oleh motor ini. Contoh, penggabungan 40-50%
menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek,
sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical,
2005).
No comments:
Post a Comment