Gayuh Sandy Pangestu Muhamad Naufal Yuldam Radityo Bagas Waskito Teknik Elektro – Regular Khusus Universitas Pancasila

Apa Itu Motor DC? Motor DC adalah alat yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Sebuah motor DC Sederana dibangun dengan menempatkan kawat yang dialiri arus di dalam medan magnet.

Prinsip Kerja

Kawat yang membentuk loop ditempatkan sedemikian rupa diantara dua buah magnet permanen. Bila arus mengalir pada kawat, arus akan menghasilkan medan magnet permanen sehingga menimbulkan putaran. Besarnya nilai arus yang mengalir pada lilitan awat akan mempengaruhi besarnya nilai torsi dan kecepatan motor

Konstruksi Motor DC

1. Kerangka motor Badan luar yang digunakan sebagai penutup mesin 2. Kutub Magnet Digunakan untuk memperlebar fluks magnet sehingga mampu mencakup daerah celah udara menuju inti jangkar pada stator secara optimal

Konstruksi Motor DC 3. Angker/rotor Suatu bagian pada motor DC yang pada ujungnya terdapat komutator, bagian pusat yang berputar yaitu 4. Sikat arang (Brush) Biasa disebut carbon brush mempunyai fungsi untuk mengalirkan arus ke kumparan jangkar melalui komutator

Konstruksi Motor DC 5. Komutator Kumpulan segmen tembaga yang tiap-tiap ujungnya disambungkan dengan ujung belitan motor. Komutator mempunyai fungsi sebagai penyearah gelombang penuh dari gelombang arus bolak balik 6. Kumparan Jangkar Merupakan tempat terjadinya interaksi arus dengan medan magnet yang membangkitkan suatu gaya gerak listrik, lawan yang menyebabkan adanya torsi pada poros rotor

Electromotive Force (EMF) / Gaya Gerak Listrik

EMF induksi biasanya disebut EMF Counter. atau EMF kembali. EMF kembali artinya adalah EMF tersebut ditimbulkan oleh angker dinamo yang yang melawan tegangan yang diberikan padanya. Emil Lenz mencatat pada tahun 1834 bahwa “arus induksi selalu berlawanan arah dengan gerakan atau perubahan yang menyebabkannya”. Hal ini disebut sebagai Hukum Lenz.

Hukum Lenz Apabila ggl induksi dihubungkan dengan suatu rangkaian tertutup dengan hambatan tertentu, maka mengalirlah arus listrik. Arus ini dinamakan dengan arus induksi. Arus induksi dan ggl induksi hanya ada selama perubahan fluks magnetik terjadi. Hukum Lenz menjelaskan mengenai arus induksi, yangberarti bahwa hukum tersebut berlaku hanya kepada rangkaian penghantar yang tertutup. Hukum ini dinyatakan oleh Heinrich Friedrich Lenz ( ), yang sebenarnya merupakan suatu bentuk hukum kekekalan energi. Hukum Lenz menyatakan bahwa: “ggl induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetnya berlawanan dengan asal perubahan fluks”.

Hukum Lenz Dimana, ε = Emf terinduksi δΦ B = Perubahan dalam Fluks Magnetik N = Tidak ada putaran dalam Koil Tanda (-) digunakan dalam Hukum Faraday tentang Induksi Elektromagnetik, menunjukkan bahwa induksi emf (ε) dan perubahan fluks magnetik (δΦB) memiliki tanda yang berlawanan. Ketika arus melalui kumparan berubah, tegangan diinduksi.

Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, yaitu motor DC yang arus medannya dipasok dari sumber terpisah. Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited, Pada jenis motor DC sumber daya sendiri di bagi menjadi 3 tipe yaitu: 1. Motor DC Tipe Shunt 2. Motor DC Tipe Seri 3. Motor DC Tipe Kompon/Gabungan

Jenis Motor DC 1. Motor DC Sumber Daya Terpisah (Separately Excited DC Motor) Pada Motor DC jenis sumber daya terpisah ini, sumber arus listrik untuk kumparan medan (field winding) terpisah dengan sumber arus listrik untuk kumparan angker (armature coil) pada rotor seperti terlihat pada gambar diatas ini. Karena adanya rangkaian tambahan dan kebutuhan sumber daya tambahan untuk pasokan arus listrik, Motor DC jenis ini menjadi lebih mahal sehingga jarang digunakan. Separately Excited Motor DC ini umumnya digunakan di laboratorium untuk penelitian dan peralatan-peralatan khusus.

Jenis Motor DC 2. Motor DC Sumber Daya Sendiri (Self Excited DC Motor) Pada Motor DC jenis Sumber Daya Sendiri atau Self Excited Motor DC ini, kumparan medan (field winding) dihubungkan secara seri, paralel ataupun kombinasi seri- paralel dengan kumparan angker (armature winding). Motor DC Sumber Daya Sendiri ini terbagi lagi menjadi 3 jenis Motor DC yaitu :  Shunt DC Motor.  Series DC Motor.  Compound DC Motor.

Jenis Motor DC 2.1. Motor DC tipe Shunt (Shunt DC Motor) Motor DC tipe Shunt adalah Motor DC yang kumparan medannya dihubungkan secara paralel dengan kumparan angker (armature winding).

Jenis Motor DC 2.2. Motor DC tipe Seri (Series DC Motor) Series DC Motor ini adalah Motor DC yang kumparan medannya dihubungkan secara seri dengan kumparan angker (armature winding).

Jenis Motor DC 2.3. Motor DC tipe Gabungan (Compound DC Motor) Compound DC Motor atau Motor DC tipe Gabungan ini adalah gabungan Motor DC jenis Shunt dan Motor DC jenis Seri. Pada Motor DC tipe Gabungan ini, Terdapat dua Kumparan Medan (Field Winding) yang masing-masing dihubungkan secara paralel dan Seri dengan Kumparan Angker (Armature Winding). Dengan gabungan hubungan seri dan paralel tersebut, Motor DC jenis Compound ini mempunyai karakteristik seperti Series DC Motor yang memiliki torsi (torque) awal yang tinggi dan karakteristik Shunt DC Motor yang berkecepatan hampir konstan.

Dengan hubungan seri tersebut, arus listrik pada kumparan medan adalah sama dengan arus listrik pada kumparan angker. Kecepatan pada Motor DC tipe seri ini akan berkurang seiring dengan penambahan beban yang diberikan pada motor DC tersebut. Motor DC jenis ini tidak boleh digunakan tanpa ada beban yang terpasang karena akan berputar cepat tanpa terkendali. Motor DC tipe Shunt ini merupakan tipe Motor DC yang sering digunakan, hal ini dikarenakan Motor DC Shunt memiliki kecepatan yang hampir konstan meskipun terjadi perubahan beban (kecepatan akan berkurang apabila mencapai torsi (torque) tertentu). Karena Kumparan Medan dan Kumparan Angker dihubungkan secara paralel, maka total arus listrik merupakan penjumlahan dari arus yang melalui kumparan medan dan arus yang melalui kumparan angker.

Rumus Perhitungan Sebuah motor DC mempunyai kerapatan medan magnet 0,8 T. Di bawah pengaruh medan magnet terdapat 400 kawat penghantar dengan arus 10A. Jika panjang penghantar seluruhnya 150 mm, tentukan gaya yang ada pada armature. Jawab : F = B.I.ℓ.z = 0,8 (Vs/m2). 10A. 0,15 m.400 = 480 (Vs.A/m) = 480 (Ws/m) = 480 N

Implementasi / Aplikasi Aplikasi Motor DC pada Wiper