SOAL DC MOTOR

SOAL 1
Sebuah motor DC penguat terpisah mempunyai data parameter sebagai berikut:
- Tahanan jangkar 0,25 ohm
- Tahanan medan 250 ohm disuplai dengan tegangan 125 volt dan tegangan sumber untuk
suplai 220 volt.
- Pada saat tanpa beban motor berputar 1500 rpm mengambil arus sebesar 5A
- Pada saat motor menyerap arus sebesar 40 A diasumsikan fluksi reaktif konstan ( fluksi
tanpa beban = fluksi berbeban ), drop tegaangan pada sikat 1,25 Volt.
Pertanyaan:
a. Gambar rangkaian pengganti motor DC terpisah
b. Tentukan arus dan daya medan
c. Menenyukan arus tanpa beban dan berbeban
d. Bila efisiensi motor 85 %, tentukan daya output motor
e. Tentukan tegangan motor pada saat dibebani
f. Tentukan rugi tembaga pada motor DC
g. Tentukan putaran motor motor saat pembebanan dan regulasi putaran
JAWAB:
a. Gambar rangkaian pengganti motor DC penguat terpisah
b. Menentukan arus dan daya medan
- If = V f / Rf = 125 / 250 = 0.5 A
- P f = V f x I f = 125 x 0,5 = 62,5 Watt
c. Menentukan arus tanpa beban dan berbeban
- Iao = 5 A (tanpa beban)
- Ia = 40 A (berbeban)
d. Menentukan daya output motor DC penguat terpisah
Karena It = Ia maka efisiensinya adalah
η = (Pout / Pin) x 100 %
= (Pout / Vt x It) x 100%
85% = (Pout / 220 x 40) x 100 %
Pout = 8800 x 0,85
Pout = 7480 Watt
e. Menentukan tegangan motor saat dibebani (drop pada sikat diabaikan)
- Ea = Vt – Ia.Ra
= 220 – (40 x 0.25)
= 210 Volt
f. Menentukan rugi tembaga pada motor DC

- Pcua = Ia
2.Ra= (40)2 x 0.25 = 400 Watt
- Pcuf = If
2.Rf = (0.5)2 x 250 = 62.5 Watt
g. Menentukan putaran motor saat berbeban dan regulasi putaran
- EanL = Vt – Iao.Ra
= 220 – (5x0.25)
= 218.75 Volt
- nL = (EaL / EanL)x nNL
= (210 / 218.75) x 1500
= 1440 rpm
- Δn = |(nNL - nL )| / nL x 100%
= |(1500 – 1440 )| / 1440 x100%
= 4.17 %
SOAL 2
Sebuah motor DC shunt mempunyai tahanan jangkar 0,85 ohm dan tahanan medan sebesar 200
ohm dan tegangan sumber 330 V dan drop tegangan pada kedua sikat 2 volt
a. Gambar rangkaian lengkap
b. Tentukan arus beban, arus jangkar dan arus medan
c. Tentukan dan hitung tegangan emf ketika beban output ebesar 7460 watt dan
mempunyai effisieni sebesar 85 %
d. Apabila putaran motor 1200 rpm tentukan juga torsi jangkar, torsi poros dan losses
torsi
e. Tentukan regulasi tegangan serta rugi tembaga pada motor DC shunt
JAWAB
a.
b. Menentukan daya input
Pin = Pout / η
= 7460 / 0,85 = 8776,47 Watt
c. Menentukan arus sumber, arus jangkar dan arus medan
Iin = Pin / Vin = 8776,47 / 330 = 26,6 A
If = Vf / Rf = 330 / 200 = 1,65 A
Ia = Iin – If = 26,6 – 1,65 = 24,95 A
d. Menentukan Emf (tegangan jangkar)
Ea = Vin – Ia Ra – 2 Vsik
M
It
Vt Ea
Ra
Rf
If
Ia

= 330 – 24,95 – 2 x 2
= 304,8 V
e. Menentukan torsi jangkar, torsi poros dan losses torsi
(Torsi jangkar) Ta = 0,159 ( Ea Ia / n)
= 0,159 ( 304,8 x 24,95 / 1200)
= 1,0076 Nm
(Torsi poro) Tsh = Pout / 2 π n
= 7460 / 2 π 1200
= 0,99 Nm
Torsi losses = Ta – Tsh
= 1,0076 – 0,99
= 0,0176 Nm
f. Menentukan regulasi tegangan dan rugi tembaga pada motor DC
V = |Vt – Ea | / Ea x 100%
= | 330 – 304,8 | / 304,8 x 100%
= 8,3 %
Pcua = Ia2 x Ra
= 24,952 x 0,85 = 529 Watt
Pcuf = If2 x Rf
= 1,652 x 200 = 544,5 Watt
SOAL 3
Sebuah motor DC seri mempunyai data parameter sebagai berikut :
 Tahanan seri 0,35 ohm
 Tegangan sumber 240 volt dan daya input 8 HP
 Tahanan jangkar 0,055 ohm
 Tegangan drop pada sikat masing-masing 1,5 ohm
 Putaran motor 1600 rpm, rugi inti besi dan rugi putaran sebesar 125 watt
Pertanyaan :
a. Gambar rangkaian pengganti motor DC seri
b. Tentukan arus input
c. Tentukan tegangan induksi jangkar
d. Tentukan rugi tembaga jangkar, rugi tembaga seri, dan rugi pada sikat
e. Tetukan rugi total, daya output, dan effisiensi
f. Tentukan regulasi tegangan
g. Tentukan torsi jangkar, torsi poros, dan losses torsi
h. Apabila motor DC dibebani putaranya turun menjadi 1500 rpm, tentukan regulasi putaran
JAWAB
a.

b. Tentukan arus input
Pin = Vt x Ia
8 HP = 240 x Ia
5968 = 240 x Ia
Ia = 24,87 A
Vt = Ia x Ra +2 Vsik + Ea
240 = 24,87 x 0,055 + 3 + Ea
Ea = 236 V
d. Tentukan rugi tembaga jangkar,rugi tembaga seri dan rugi pada sikat
Pcu 1 = Ia
2 x Ra = 24,872 x 0,055 = 34 W
Pcu 2 = Ia
2 x Rsc = 24,872 x 0,35 = 216 W
Psik = 2 Vsik x Ia = 2 x1,5 x 24,87 = 74,61 W
e. Tentukan rugi total, daya output dan efisiensi
Ploss total = Pfix+Pcu1+ Pcu2+ Psik = 125 +34+216+74,61=450W
Pout = Ea x Ia = 236 x 24,87 = 5900 W
Ƞ =
𝑃 𝑜𝑢𝑡
𝑃 𝑖𝑛
𝑥 100% = Ƞ =
5900
6349
𝑥 100% = 93 %
V =
Vt−Ea
𝐸𝑎
x 100% =
240−236
236
x 100% = 1,69 %
g. Tentukan torsi jangkar, torsi poros dan losses torsi
Ta =
1
2
x
𝐸𝑎 𝑥 𝐼𝑎
𝑛
= 0,159 x
236 𝑥 25
1600
= 0, 59 Nm
Tsh =
𝑃𝑜𝑢𝑡
2 𝑥 𝑛
=
5900
10053
= 0,586 Nm
Tlosses = Ta - Tsh = 0, 59 - 0,586 = 0,003 Nm
h. Apabila motor dc dibebani putarannya turun menjadi 1500rpm tentukan regulasi putaran
n =
1600 −1500
1500
x 100% = 6,67%
SOAL 4
Sebuah motor DC seri pada tegangan 240 volt menghasilkan putaran 2000 rpm dan
membutuhkan arus 50 A, besarnya tahanan seri 0,18 ohm dan tahanan jangkar 0,05 ohm serta
fluksi maksimum tetap dan drop pada sikat 1,5 volt serta rugi tetap 4% dari daya sumber
a. Gambar rangkaian pengganti motor dc seri
b. Hitung putaran motor pada saat besarnya torsi ½ nya
c. Rugi rugi tembaga yg ditimbulkan motor dc
d. Tentukan torsi jangkar, torsi poros dan rugi torsi
e. Tentukan rugi total pada motor dc seri
f. Tentukan efisiensi motor dc seri
g. Tentukan regulasi tegangan motor dc seri
JAWAB
a.

b. Hitung putaran motor pada saat torsi ½ nya
0,5 Ta / Ta = Ia/ 50
Ia = 25 A
Ea 1 = Vt - Ia x (Ra+Rsc) - 2 Vsik
= 240 -50(0,05+0,18)-3
= 225,5 V
Ea 2 = Vt - Ia x (Ra+Rsc) - 2 Vsik
= 240 -25(0,05+0,18)-3
= 231,25 V
n1/n2 = Ea 1/ Ea 2
2000/n2=225,5/231,25
n2 = 2050 rpm
c. Rugi-rugi tembaga yang ditimbulkan motor dc
Pcu a = Ia
2 x Ra = 502 x 0,05 = 125W
Pcu f = Ia
2 x Rf = 502 x 0,18 = 450 W
Psik = 2 Vsik x Ia = 2 x1,5 x 50 = 150 W
Pfix = Ra xVt x Ia = 0,04 x 240 x 50 = 600W
d. Tentukan torsi jangkar, torsi poros dan rugi torsi
Ta =
1
2
x
𝐸𝑎 𝑥 𝐼𝑎
𝑛
= 0,159 x
231 𝑥 50
2000
= 5,64 Nm
Tsh =
𝑃𝑜𝑢𝑡
2 𝑥 𝑛
=
11275
12566
= 0,89 Nm
Tlosses = Ta - Tsh = 5,64 -0,89 = 4,74 Nm
e. Tentukan rugi total pada motor dc seri
Ploss total = Pfix+Pcu a+ Pcu f+ Psik = 600 +125+450+150+600=1325 W
f. Tentukan efisiensi motor dc seri
Pin = Pout + Pfix+Pcu a+ Pcu f+ Psik=12600 W
Ƞ =
𝑃 𝑜𝑢𝑡
𝑃 𝑖𝑛
𝑥 100% = Ƞ =
11275
12600
𝑥 100% = 89,5 %
g. Tentukan regulasi tegangan motor dc seri
V =
Vt−Ea
𝐸𝑎
x 100% =
240−225,5
225 ,5
x 100% = 6,43%
SOAL 5
Suatu motor DC seri daya input 55 kW, 380 V, tahanan medan jangkar 0,3 Ω, tahanan medan
seri 0,10 Ω, rigi tegangan masing masing sikat 1,2 V, putaran motor 1200 rpm, rugi inti besi dan
rotasi 3% daya input dan rugi stray losses 120 watt.
 Gambar rangkaian pengganti motor DC seri
 Arus input
 Tegangan induksi jangkar
 Rugi tembaga jangkar, tembaga seri dan rugi pada sikat
 Rugi total, daya output dan efisiensi
 Regulasi tegangan
 Torsi jangkar, torsi poros dan losses torsi
 Apabila motor DC dibebani putarannya turun menjadi 1150 rpm tentukan regulasi
putaran

JAWAB:
Gambar rangkaian
 Arus input : Iin = Pin / Vin = 55 000 / 380 = 144 A
 Tegangan induksi jangkar : Ea= Vt-Ia (Ra+Rse)-2 Vsik
= 380- 144 (0.4) – 2,4
= 320 V
 Menentukan rugi tembaga jangkar, tembaga seri dan rugi pada sikat
Pcua = Ia2 X Ra =1442 X 0,3 =6,2 kW
Pse = Ia2 X Rse = 1442 X 0,1 =2 kW
Psik = Ia X 2 Vsik = 144 X 2,4 = 345 W
 Menentukan rugi total, daya output dan efisiensi
Rugi total = Ploss = 6,2 k+ 2k + 345 =8,5 kW
Daya output = Pout = Pin – Ploss
= 55 – 8,5 = 46,5 kW
ἠ = [Pin-Ploss / Pin] x 100% = [55- 8,5 / 55] x 100% = 85 %
 Regulasi tegangan
V = [Vt-Ea/Ea] x 100%
= [380 – 320/320] x 100%
= 18,75 %
 Menentukan torsi jangkar, torsi poros dan losses torsi
Ta = 0,159 Ea x Ia/n
= 0,159 x 320 x 144/1200
= 6,1 Nm
Tsh = Pout/ (2πn)
= 46,5 kW/(2π1200)
= 0,61 Nm
Tlosses = Ta – Tsh
= 6,1 -0,61
= 5,49 Nm
 Regulasi putaran = n = [nnl – nl/nl ] x 100%
= [ (1200 – 1150)/1150] x 100%
= 4,3 %
SOAL 6
Suatu motor DC seri diberi tegangan 220 V, memiliki tahanan medan jangkar 0,25 ,tahanan
medan seri 0,20 Ω menimbulkan drop tegangan 2 Volt. Rugi tegangan masing-masing sikat 1,25
V, putaran motor 1500 rpm, rugi inti besi dan rotasi 2% daya input dan stray losses 110 W dan
tegangan di jangkar 215 Volt.
Tugas :
b. Tentukan arus input dan daya input

h. Apabila motor DC dibebani putarannya turun menjadi 1450 rpm. Tentukan regulasi
putaran
JAWAB :
a. Rangkaian Pengganti Motor DC Seri
b. It= Ia Pin = Vt x Ia
Vt= Ia.Ra+It.Rse+2Vsik+Ea = 220 x 5,56
Vt= Ia.Ra+Ia.Rse+2Vsik+Ea = 1223 W
220= Ia.0,25 + Ia.0,2 +2(1,25)+215
220= 0,45Ia + 2,5 +215
2,5 = 0,45 Ia
Ia = It= 5,56 A
c. Va = Ia x Ra
= 5,56 x 0,25
= 1,39 Volt
d. Pcua = Ia2 x Ra Psik = 2 Vsik x Ia
= (5,56)2 x 0,25 = 2(1,25) x 5,56
= 7,73 Watt = 13,9 Watt
Pcuf = Ia2 x Rf
= (5,56)2 x 0,2
= 6,18 Watt
e. Ploss = 7,73 + 6,18 + 13,9
= 27,81 Watt
η = Ea / Vt x 100%
= 215 / 220 x 100 %
= 97,73 %
Pout = Pin – Ploss
= 1223 – 27,81
= 1195,2 Watt
f. ∆V = | Vt – Ea | / Ea x 100%
= |220 – 215 |/ 215 x 100%
= 2,33 %
g. Ta = 0,159 (Ea x Ia) / n
= 0,159 ( 215 x 5,56 ) / 1500
= 0,13 Nm
Tsh = Daya output / 2πn
= 1195,2 / 2 x 3,14 x 1500
= 0,128 Nm
Tloss = Ta – Tsh
= 0,13 – 0,128
= 0,002 Nm

h. Ea = Vt – Iao x Ra
= 220 – 5,56 x 0,2
= 219 V (tanpa beban)
Ea = Vt – Ia x Ra
= 220 – 5,56 x 0,25
= 218,61 V ( berbeban)
nL = EaL / EanL x nNL
= (218,61/219) x 1500
= 1497,33
∆n = (nNL – nL) / nL x 100%
= (1500 – 1497,33)/1500 X 100%
= 0,18 %
SOAL 7
Sebuah motor dc kompound pendek, 10 Hp, tegangan 240 volt, tahanan belitan jangkar 0,05
ohm, tahanan belitan shunt 200 ohm, tahanan belitan seri 0,75 ohm, rugi tegangan pada masing-
masing sikat 1,5 watt, rugi tetap 110 watt dan putaran motor 2500 rpm
 Gambar rangkaian pengganti motor dc kompound pendek
 Tentukan daya output dan arus yang diserap oleh motor dc kompound pendek
 Tentukan tegangan drop pada tahanan jangkar
 Tentukan tegangan, arus dan daya medan
 Tentukan arus input, tegangan dan daya input
 Tentukan rugi total motor dan efisiensi motor
 Tentukan poros, torsi jangkar dan losses torsi
 Tentukan regulasi tegangan
Jawab :
a) Gambar rangkaian pengganti motor dc kompound pendek
b) daya output dan arus yang diserap oleh motor dc kompound pendek
Pout = 10 746 = 7460 watt
Ia = Pout
𝐸𝑎⁄ = 7460
240⁄ =31,08 A
c) tegangan drop pada tahanan jangkar
Va = Ia Ra = 31,08 0,05 = 1,56 volt
d) tegangan, arus dan daya medan
Vf = 240 + 1,56 + 2 = 243,56 volt
If = Vf
Rf⁄ = 243,56
0,05⁄ = 1,22 A
Pf = Vf If = 243,56 1,22 = 296,6 watt
e) arus input, tegangan dan daya input
Iin = If + Ia = 1,22 + 31, 08 = 32,3 A

Vin = Ea + Ia . Ra + Iin . Rse + 2vsik
= 240 + 31.08 0,05 + 32,3 0,75 + 2
= 240 + 1,56 +24,23 + 2
= 267,9 volt
Pin = Vin Iin = 267,9 32,3 = 8649,62 watt
f) rugi total motor dan efisiensi motor
Plosses = Pin – Pout
= 8649,62 – 7460
= 1189,62 watt
Eff = Pout
Pin⁄ × 100% = 7460
8649,62⁄ × 100% = 86,25 %
g) poros, torsi jangkar dan losses torsi
Ta = 0,159 (Ea . Ia ) / n
= 0,159 (240 . 31,08 ) / 2500
= 0,159 . 7459,2 / 2500
= 0,47 Nm
Tsh = Pout
2 п n⁄ = 7460
2 . 3,14 .2500⁄ = 0,47 Nm
= 0,47 - 0,47
= 0 Nm
h) regulasi tegangan
V = |
𝑉𝑓−𝐸𝑎
𝐸𝑎
| × 100%=|
243,56−240
240
| × 100%= 1,48%
SOAL 8
Sebuah motor DC kompound pendek, 40 HP (daya output motor), tegangan 220 volt (tegangan
pada motor), mempunyai putaran 2000 rpm, efisiensinya 90%, tahanan belitan jangkar 0,045
Ohm, tahanan belitan Shunt 250 Ohm, Tahanan belitan Seri 0,85 Ohm, Rugi tegangan pada
masing-masing sikat 1,5 Volt.
a. Tentukan arus yang diserap oleh motor DC kompound Pendek.
b. Gambar Rangkaian ekivalen motor DC kompound pendek.
c. Tentukan rugi tembaga seri, jangkar,dan medan
d. Tentukan Rugi yang ditimbulkan sikat dan rugi tetap motor 1,2% dari daya output motor
e. Tentukan daya input motor dan efisiensi sumber
f. Tentukan torsi jangkar, torsi poros dan rugi poros
g. Tentukan regulasi tegangan
h. Pada saat beban nol arus yang mengalir sebesar 1,1 A, maka tentukan besarnya putaran pada
saat beban nol tersebut.
i. Tentukan regulasi putaran
j. Bila putarannya turun menjadi 1800 rpm tentukan torsi jangkar, torsi poros dan rugi poros.
JAWAB :
a. Pout = 40 x 746
= 29840 Watt
Ia = Pout/Ea
= 29840 / 220
= 135,63 A

b. Gambar Rangkaian Ekivalen
c. Va = Ia x Ra
= 135,63 x 0,045
= 6,1 V
Pa = Va x Ia
= 6,1 x 135,63
= 827,84 Watt
Vf = 220 + 6,1 + 3
=229,1 V
If = Vf/Rf
= 229,1 / 250
= 0,9164 A
Pf = Vf x If
= 229,1 x 0,9164
= 209,95 Watt
It = Ia + If
= 135,63 + 0,9164
= 136,5464 A
Vse = It x Rse
= 136,5464 x 0,85
= 116,06 V
Pse = Vse x It
= 116,06 x 136,5464
=15848,18 Watt
d. Psik = 2 x Vsik x Ia
= 2 x 1,5 x 136,5464
= 409,64 Watt
Ptetap = 1,2% x Pout
= 0,012 x 29840
= 358,08 Watt
e. Vt = Ea + Ia Ra + It Rse + 2 Vsik
= 220 + 6,1 + 116,06 + 3
= 345,16 V
Pin = Vt x It
= 345,16 x 136,5464
= 47130,36 Watt
Ƞ = Pout/ Pin x 100%
= 29840/47130 x 100%
= 63,3%

f. Ta = 0,159 [Ea Ia]/n
= 0,159 [29840] / 2000
=2,37228 Nm
Tsh = Daya Output/ 2 πn
= 29840 / 2 3,14 2000
= 2,3758 Nm
Tlosses = Ta -Tsh
= 2,37228 – 2,358
= 0,01428 Nm
g. V = |Vt – Ea|/Ea x 100%
= |345,16 – 220|/220 x 100%
= 56,89%
h. Pout = Ea x Ia
= 220 x 1,1
= 242 Watt
Ta2/Ta1 = Ia2/Ia1
Ta2 =Ta1 Ia2/ Ia1
= 2,37288 x 1,1 / 135,63
= 0,01924
Ta2 = 0,159 [Ea Ia]/n
n = 0,159 [220 x 1,1]/0,01924
= 2000
SOAL 9
Suatu motor DC kompond pendek 50 kW bekerja dengan beban penuh pada tegangan terminal
380 V, dengan rugi tegangan total pada sikat 3 V. Tahanan jangkar 0,2 Ω, tahanan medan seri
0,5 Ω dan tahanan medan shunt 80 Ω, putaran motor 3000 rpm
Pertanyaan :
a. Gambar rangkaian pengganti motor dc kompond pendek
b. Tentukan arus yang diserap oleh motor dc kompond pendek
c. Tentukan tegangan drop pada tahanan jangkar
d. Tentukan tegangan, arus dan daya medan
e. Tentukan arus input, tegangan dan daya input
f. Tentukan rugi total motor dan efisiensi motor
g. Tentukan poros, torsi jangkar dan losses torsi
h. Tentukan regulasi tegangan
JAWAB :
a. Gambar rangkaian pengganti

b. Menentukan arus yang diserap motor dc kompound pendek
𝐼 𝑎 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 / 𝐸 𝑎 = 50 KW / 380 = 131,58 A
c. Menentukan drop tegangan
𝑉𝑎 = 𝐼 𝑎 x 𝑅 𝑎 = 131,58 x 0,2 = 26,32 Volt
d. Menentukan tegangan ,arus dan daya medan
𝑉𝑓 = 380 + 26,32 + 2x3 = 412,32 Volt
𝐼𝑓 = 𝑉𝑓 / 𝑅𝑓 = 412,32 / 80 = 5,154 A
𝑃𝑓 = 𝑉𝑓x 𝐼𝑓= 412,32 x 5,154 = 2125,097 Watt
e. Menentukan arus input, tegangan dan daya input
𝐼𝑖𝑛 = 𝐼𝑓 + 𝐼 𝑎 = 5,154 + 131,58 = 136,73 A
𝑉𝑖𝑛 = 𝐸 𝑎 +𝐼 𝑎 𝑅 𝑎 +𝐼𝑖𝑛 𝑅 𝑠𝑒 + 2𝑉𝑠𝑖𝑘
= 380 + 26,32 + 136,73 x 0,5 + 2x3 = 480,69 Volt
𝑃𝑖𝑛 = 𝑉𝑖𝑛x 𝐼𝑖𝑛= 480,69 x 136,73 = 65724,74 Watt
f. Menentukan rugi total motor dan efesiensi motor
𝑃𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 = 𝑃𝑖𝑛 - 𝑃𝑜𝑢𝑡 = 65724,74 – 50000 = 15724,74 Watt
𝜂 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 / 𝑃𝑖𝑛x 100% = 50K / 65724,74 x 100% = 76,07 %
g. Menentukan poros, torsijangkar dan losses torsi
𝑇𝑎 = 0,159 ( 𝐸 𝑎 𝐼 𝑎 /n ) = 0,159 x ( 380x 26,32 / 3000 ) = 0,53 Nm
𝑇𝑠ℎ = Daya output / 2π n = 50000 / 2π x 3000 = 2,65 Nm
𝑇𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 = | 𝑇𝑎 - 𝑇𝑠ℎ | = | 0,53 – 2,65 | = 2,12 Nm
h. Menentukan regulasi tegangan
∆V = | 𝑉𝑠 - 𝐸 𝑎 | / 𝐸 𝑎x 100% = | 480,69 – 380 | / 380x 100% = 26,50 %
Soal 10
Sebuah motor kompound panjang daya input 15 HP, tegangan 440 volt, putaran motor 1600 rpm,
tahanan belitan jangkar 0,05 ohm,rugi tegangan pada masing” sikat 1,8 volt dan efesiensi motor
dc kompound panjang 80%.
a. Gambar rangkaian lengkap motor dc kompound panjang
b. Tentukan daya output , daya input
c. Tentukan arus jangkar, arus medan dan tegangan jangkar
d. Tentukan rugi daya total motor dan regulasi tegangan
e. Tentukan Torsi jangkar, Torsi poros dan Losses Torsi
JAWAB :
Vt

a.
b. Menentukan daya input dan daya output
𝑃𝑜𝑢𝑡 = 15 x 746 = 11190 Watt
𝑃𝑖𝑛 = 𝑃𝑜𝑢𝑡 / η = 1190 / 0.8 = 13987,5 Watt
c. Menentukan arus jangkar, arus medan dan tegangan jangkar motor
𝐼𝑓 = 𝑉𝑡 / 𝑅𝑓 = 440 / 200 = 2,2 A
𝐼𝑠 = 𝑃𝑖𝑛 / 𝑉𝑡 = 13987,5 / 440 = 31.79 A
𝐼 𝑎 = 𝐼𝑠 - 𝐼𝑓 = 31,79 – 2,2 = 29,59 A
𝐸 𝑎 = 𝑉𝑡 - 𝐼 𝑎 𝑅 𝑎 - 𝐼 𝑎 𝑅 𝑠𝑒 - 2𝑉𝑠𝑖𝑘
= 440 – 29,59 x ( 0,05 + 0,8 ) – 2 x 1,8 = 378,45 Volt
d. Menentukan rugi daya total motor dan regulasi tegangan
𝑃𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 = 𝐼𝑓
2
𝑅𝑓+𝐼 𝑎
2
(𝑅 𝑎 + 𝑅 𝑠𝑒)+𝐼 𝑎 𝑉𝑠𝑖𝑘
= 2,22
x 200 + 29,592
(0,8 + 0,05) + 29,59 x 1,8
= 1046,41 Watt
∆V = |𝑉𝑠 - 𝐸 𝑎 | / 𝐸 𝑎x 100% = | 440 – 378,45 | / 378,45 x 100% = 16,26 %
e. Menentukan torsi jangkar, torsi poros dan losses torsi
𝑇𝑎 = 0,159 ( 𝐸 𝑎 𝐼 𝑎 /n ) = 0,159 x ( 378,45 x 29,59 / 1600 ) = 1,112 Nm
𝑇𝑠ℎ = Daya output / 2π n = 11190 / 2π x 1600 = 1,113 Nm
𝑇𝑙𝑜𝑠𝑠𝑒𝑠 = | 𝑇𝑎 - 𝑇𝑠ℎ | = | 1,112 – 1,113 | = 0,001 Nm
SOAL 11
Sebuah motor DC compound panjang 25HP,220 Volt,tahanan belitan jangkar 0,07 Ω, tahanan
belitan shunt 215 Ω, tahanan belitan seri 0,75Ω, rugi tegangan pada masing-masing sikat 1,25
Volt, rugi inti besi dan rugi rotasi 150 Watt, putaran motor sebesar 2500 Rpm
a. Gambar rangkaian pengganti motor DC compound panjang
b. Tentukan Arus yang diserap oleh motor DC compound panjang
d. Tentukan tegangan, arus dan daya medan
f. Tentukan rugi total motor dan effisiensi motor
M

JAWAB :
a.
b. If = Vt / Rf
=220 / 215
=1,02 A
Is =Pin / Vt
=25x746 / 220
=84,77 A
Ia =Is – If
=83,75A
c. Ea = Vt – Ia x Ra – Ia x Rse – 2Vsik
=220 – (83.75 x 0,75) – (83,75 x 0,07) – (2x1,25)
=148,825 V
d. Vf =If x Rf
=1,02 x 215
=219,3 V
pF =If2
x Rf
=1,022
x 215
=223,69
e. Vs =Vf
=219,3 V
Ps =Vs x Is
=219,3 x 84,77
=18,59 KW
f. Plosses =Ia2
x Rse + Ia2
x Ra + If2
x Rf + Ia x Vsik
=6184,6 W
g. Tsh = Pout / 2п n
=1,12 Nm
M

Ta =0,159 (Ea x Ia /n)
=0,79 Nm
Tlosses =|Ta - Tsh|
=0,39 Nm
h. ∆V =|
𝑉𝑠−𝐸𝑎
𝐸𝑎
|x100%
=47,4%
SOAL 12
Sebuah motor dc compound panjang, 12HP, 230 volt, tahanan belitan jangkar 0,08 ohm.
Tahanan belitan shunt 260 ohm, tahanan belitan seri 0,65 ohm, rugi tegangan pada masing-
masing sikat 1,5 volt, rugi inti besi dan rugi rotasi 170 watt, putaran motor sebesar 3000 rpm saat
beban nol dan saat dibebani menjadi 2900 rpm
a. Gambar rangkaian pengganti motor dc kompond panjang
b. Tentukan arus yang diserap oleh motor dc kompond panjang
c. Tentukan tegangan drop pada jangkar
d. Tentukan tegangan, artis dan daya medan
JAWAB :
a.
b. Menentukan arus sumber
Is = Pin / Vt = 12 x 746 / 230 = 38,92 A
c. Menetukan tegangan jangkar
If = Vt / Rf = 230 / 260 = 0,9 A
Ia = Is – If = 38,92 – 0,9 = 38,02 A
Ea = Vt – Ia Ra – Ia Rse – 2 Vsikat
= 230 – 38,02 x 0,65 – 38,02 x 0,08 – 2 x 1,5
= 199,25 V
d. Menentukan arus, tegangan dan daya medan
If = 0,9 A
M

Vf = If Rf = 0,9 x 260 = 234 V
Pf = If 2 Rf = 0,92 x 260 = 210,6 Watt
e. Menentuka arus, tegangan dan daya input
Is = 38,92 A
Vs = Vf = 234 V
Ps = Vs Is = 234 x 38,92 = 9107,28 Watt
f. Menentukan rugi total dan efisiensi
Plosses = Ia2 Rse + Ia2 Ra + If 2 Rf + Ia 2Vsik
= 38,922 x 0,08 + 38,922 x 0,65 + 0,92 x 260 + 3
= 1319,38 Watt
𝜂 =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
x 100% =
12 𝑥 746
9107 ,28
𝑥 100% = 98,29%
g. Menentukan poros, torsi jangkar dan losses torsi
 Saat beban nol
Tsh = Pout / 2Πn = 8952 / 2 x 3,14 x 3000 = 0,48 Nm
Ta = 0,159 (Ea Ia / n) = 0,159 (199,25 x 38,02 / 3000) = 0,4 Nm
Tlosses = |Ta – Tsh| = |0,4 – 0,48| = 0,08 Nm
 Saat dibebani
Tsh = Pout / 2Πn = 8952 / 2 x 3,14 x 2900 = 0,5 Nm
Ta = 0,159 (Ea Ia / n) = 0,159 (199,25 x 38,02 / 2900) = 0,42 Nm
Tlosses = |Ta – Tsh| = |0,4 – 0,48| = 0,08 Nm
h. ∆V =
𝑉𝑠−𝐸𝑎
𝐸𝑎
𝑋 100% =
234 −199,25
199,25
𝑋 100% = 17,44%
i. ∆n =
𝑛−𝑛1
𝑛1
𝑋 100% =
3000−2900
2900
𝑋 100% = 3,45%
SOAL 13
- Tahanan medan 200 ohm disuplai dengan tegangan 100 volt dan tegangan sumber untuk
suplai 230 volt.
- Pada saat tanpa beban motor berputar 1200 rpm mengambil arus sebesar 5A
- Pada saat motor menyerap arus sebesar 40 A diasumsikan fluksi reaktif konstan ( fluksi
tanpa beban = fluksi berbeban ), drop tegaangan pada sikat 1,25 Volt.
Pertanyaan:
a. Gambar rangkaian pengganti motor DC terpisah dan penguatannya pakai HWR
b. Tentukan Tegangan medan
c. Tentukan arus dan daya medan
d. Menenyukan arus tanpa beban dan berbeban
e. Bila efisiensi motor 90 %, tentukan daya output motor
f. Tentukan tegangan motor pada saat dibebani
g. Tentukan rugi tembaga pada motor DC
h. Tentukan putaran motor motor saat pembebanan dan regulasi putaran
JAWAB :
a.

b. If =Vf / Rf
=100/200
=0,5 A
Pf =Vf . If
=100.0,5
=50 W
c. Iao = 5A
Ia = 40 A
d. η = Pout / Pinput x 100 %
90% = Pout /(230.40) x 100 %
Pout = 8280 W
e. Ta = 0,159 .( Ea . Ia /n )
= 0,159 (210.40/1200)
=1,113 Nm
Tsh =Pout /(2πn)
= 8280 /7539,82
= 1,098 Nm
Tlosses = |Ta - Tsh |
= 0,015 Nm
f. Eao =Vt –Iao . Ra
= 230- ( 5.0,5)
= 227,5 V
Ea =Vt –Ia . Ra
= 230-(40.0,5)
= 210
g. Pcua = Ia
2 Ra
= (402 ). (0,5)
= 800 W
Pcuf = If
2 Rf
= (0,52 ). (200)
= 50 W
SOAL 14
- Tahanan medan 60 ohm disuplai dengan tegangan 120 volt
- Rugi sikat = 1.5 volt dan arus sumber 5 A
- Tegangan di jangkar 220 volt
Pertanyaan:
a. Gambar rangkaian pengganti motor DC penguat terpisah
b. Tentukan arus medan dan daya medan
c. Tentukan tegangan di sumber dan daya di sumber
d. Tentukan daya motor dan efisiensi
e. Tentukan regulasi tegangan

JAWAB :
a.
b. If =Vf / Rf
=120/60
=2 A
Pf =Vf . If
=120.2
=240 W
c. Vt = Ia . Ra + 2Vsikat +Ea
= 5.0,6+2.1,5+220
= 226 V
Ps = Vt .Ia
= 226. 5
= 1130 W
d. Pout = Ea .Ia
= 220 . 5
= 1100W
η = Pout / Pinput x 100 %
= 1100/1130 x 100 %
= 97,35%
e. ΔV = |Vt – Ea | / Ea x 100 %
= |226-220 | /220 x 100 %
= 2,73 %
SOAL 15
Sebuah Motor Dc penguat terpisah mempunyai data parameter sebagai berikut :
Tahanan jangkar 0,8 ohm, tahanan medan 75 ohm disuplai tegangan 150 volt, rugi sikat 1,2 volt
dan arus sumber 6 A, tegangan di jangkar 250 volt, putaran beban nol 1200 rpm dan regulasi
putaran 2 %
a. Gambar Rangkaian pengganti motor DC penguat terpisah
b. Tentukan arus medan dan daya medan
c. Tentukan tegangan di sumber dan daya di sumber
d. Tentukan daya motor dan effisiensi
e. Tentukan regulasi tegangan
f. Tentukan besarnya putaran pada saat berbeban
Jawab :
a.

b. If =Vf/ Rf
=100/200
=0,5 A
Pf =Vf . If
=100.0,5
=50 W
c. Iao = 6A
Ia = 40 A
d. η = Pout / Pinput x 100 %
= (1500/1550,4)x 100 %
= 96,7 %
Pout = Ea x Ia
= 250 x 6 = 1500 Watt
e. ∆𝑉 =
𝑉𝑒−𝐸𝑎
𝐸𝑎
x 100%
=
258 ,4−250
250
x 100%
= 3,36%
f. 2% x 1200 = 24 rpm
RPMberbeban = 1200-24rpm
= 1176 berbeban
SOAL 16
Sebuah motor dc kompond panjang 10 HP,220 volt tahanan belitan jangkar 0,12 ohm tahanan
belitan shunt 220 ohm tahanan belitan seri 0,45 ohm rugi tegangan pada masing masing sikat 1,1
volt rugi inti besi dan rugi total 190 watt putaran motor sebesar 3000 rpm saat beban nol dan saat
dibebani menjadi 2950 rpm.
a. Gambar rangkaian pengganti motor dc kompond panjang
b. Tentukan arus yang diserap oleh motor dc kompond panjang
d. Tentukan tegangan arus dan daya medan
e. Tentukan arus input tegangan dan daya input
g. Tentukan poros torsi jangkar dan looses torsi
Jawab :
a.
b. Pout = 10 x 746 = 7460 W
c. Ia =
𝑃𝑜𝑢𝑡
220
=
7460
220

= 33,9 A
d. Va = Ia x Ra
= 33,9 x 0,12
= 4,06 volt
e. Vf= Ia (Rse+Ra) + 2 Vsik+ Ea
= 33,9 (0,45 + 0,12) + 2 . 1,1 + 220
= 241,52 volt
If=
Vf
𝑅𝑓
=
241,52
220
= 1,09 A
Pf = Vf x If
= 241,52 x 1,09
= 263,25 W
f. Iin = Ia = It = 33,9 A
Vin = Vt = Vf = 241,52 V
Pin = Vin x Iin
= 241,52 x 33,9
= 8187,52 W
g. Plosses = Pin – Pout
= 8187,52 – 7460
= 727,52 W
η =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
x 100%
=
7460
8187,52
x 100 %
= 91,11%
h. Tsh =
𝑃𝑜𝑢𝑡
2𝜋𝑛
=
7460
2 𝑥 3,14 𝑥 2950
= 0,40267 Nm
Ta = 0,159 ( Ea x Ia/n)
= 0,159 (220 x 33,9/2950)
= 0,40197 Nm
Tloss= |Tsh-Ta|
= |0,40267-0,40197|
= 0,0007 Nm
i. ∆𝑉 =
𝑉𝑒−𝐸𝑎
𝐸𝑎
x 100%
=
241 ,52−220
220
x 100%
= 9,78%
j. ∆𝑛 = |
𝑁𝑛𝐿−𝑛𝑙
𝑛𝑙
| x 100%
=
3000−2950
2950
x 100%
= 1,69 %
SOAL 17
Sebuah motor dc kompound pendek 8HP, 240volt tahanan belitan jangkar 0,18ohm, tahanan
belitan shunt 230ohm, tahanan belitan seri 0,35ohm, rugi tegangan pada masing-masing sikat
1,3volt, rugi inti besi dan rugi rotasi 150watt, putaran motor sebesar 3000rpm saat beban nol dan
saat dibebani menjadi 2910rpm.

JAWAB :
a. Gambar rangkaian
b. Pout = 8 x 746 = 5968 watt
Ia = Pout/Va = 5968/240 = 24,87 A
c. Va = Ia x Ra
= 24,87 x 0,18 = 4,48 V
d. Vf = Ia.Ra + 2Vsik + Ea
= 4,48 + 2,6 + 240
= 247,08 V
If = Vf/Rf
= 247,08 / 230
= 1,07 A
Pf = If . Vf
= 1,07 . 247,08
= 264,38 watt
e. Iin = If + Ia
= 1,07 + 24,87
= 25,94 A
Vin = Ea + Ia.Ra + Iin.Rse + 2Vsik
= 240 + 4,48 + 9,08 + 2,6
= 256,16 V
Pin = Vin x Iin
= 256,16 x 25,94
= 6644,79 watt
f. Ploss = Pin – Pout
= 6644,79 – 5968
= 676,79 watt
η = (Pout/Pin )x 100%
= (5968/6644,79)x 100%
= 90%

g. Ta = 0,159 (Ea.Ia) / n
= 0,159(240.24,87) / 3000
= 0,32 Nm
Tsh = Pout / 2π n
= 5968 / 2. 3,14 . 3000
= 0,317 Nm
Tloss = Ta – Tsh
= 0,32 – 0,317
= 0,003 Nm
h. ΔV = {|Vf – Ea| / Ea }x 100%
= {|247,08 – 240| / 240} x 100%
= 2,95%
i. Δn = {|nnL – nl| / nl} x 100%
= {|3000-2910| / 2910} x 100%
= 3,09%
SOAL 18
Sebuah motor DC seri diberi tegangan 240 v, tahanan jangkar 0,45 Ω, tahanan medan seri 0,26 Ω
menimbulkan drop tegangan 1,75 volt, rugi tegangan masing2 sikat 1,25 v, putaran motor 1500
rpm, rugi inti besi dan rotasi 3% daya input dan rugi stray losses 120 watt dan tegangan di
jangkar 230 volt , tentukan :
b. Tentukan arus input dan daya input
h. Apabila motor dc dibebani putarannya turun menjadi 1450 rpm, tentukan regulasi
putaran.
JAWAB :
a. Gambar rangkaian

b. Vt = Ia(Rse+Ra) + 2Vsik + Ea
240 = Ia(0,71) + 2,5 +230
10 = Ia(0,71) + 2,5
7,5 = Ia(0,71)
Ia = 10,56 A
Pin = Vt x Ia
= 240 x 10,56
= 2534,4 watt
c. Va = Ia x Ra
= 10,56 x 0,45
= 4,75 V
d. Pcua = Ia2 . Ra
= (10,56)2 . 0,45
= 50,18 watt
Pcuse= Ia2 . Rse
= (10,56)2 . 0,26
= 28,99 watt
Psik = 2Vsik . Ia
= 2,5 . 10,56
= 26,4 watt
e. Ptot = Pcu + Pstrayloss + Prot + Psik +Pinti
= 79,17 + 120 + 76,03 + 26,4 + 76,03
= 377,6 watt
Pout = Ea. Ia η = Pout/Pin x 100%
= 230 . 10,56 = (2428,8/2534,4) x 100%
= 2428,8 watt = 95,83%
SOAL 19
19. Sebuah motor dc shunt mempunyai tahanan jangkar 0,12 ohm dan tahanan medan sebesar
220 ohm dan tegangan sumber 230 volt dan drop pada kedua sikat masing-masing 1,4 volt.
a. Tentukan tegangan emf ketika beban output sebesar 7460 watt yang mempunyai
efesiensi sebesar 90%, bila putaran motor 1200 rpm.
b. Tentukan juga torsi jangkar, torsi poros daan losses torsi.
c. Gambar rangkaian pengganti motor dc shunt.

d. Apabila putaran saat tanpa beban 1250 rpm tentukan regulasi tegangan.
JAWAB :
a. P out = 7460 watt
Ƞ = 90 %
n = 1200 rpm
Ea = ?
Ƞ = Pout x 100%
Pin
90% = 7460 x 100%
Pin
Pin = 7460 x 100%
90
Pin = 8288,88 watt
Iin = Pin = 8288,88 watt = 36 Ampere
Vt 230 Volt
Vf = Rf x If
230 volt = 220 ohm x If
If = 230 volt
220 ohm
If = 1,045 Ampere
Ia = Iin – If = 36 A – 1,045 A = 34, 955 A
Ea = Vt – Ia x Ra – 2Vsik
Ea = 230 V - 34,955 A x 0,12 ohm - 2 x 1,4 V
Ea = 230 V - 4,1946 V - 2,8 V
Ea = 223,0054 V
b. Ta = 0,159 ( 223,0054 x 34,995 / 1200)
= 0,159 (6,5)
= 1,034 Nm
Tsh = Pout / 2 𝜋 n
= 7460 W / 2 𝜋 x 1200
= 0,99 Nm
= 1,034 Nm – 0,99 Nm
= 0,044 Nm
c.

d. Ea (tanpa beban) = Vt – Ia x Ra
= 230 V - 34,955 A x 0,12 ohm
= 225,8 V
ΔV = |Vt – Ea| x 100%
Ea
= |230 V – 225,8 V| x 100%
225,8
= 1,86 %
Δn = |nNL– nL| / nL x 100%
= |1250-1200| / 1200 X 100%
= 4,16 %
SOAL 20
Suatu motor DC kompon pendek 4 Hp, tegangan 270 volt,tahanan belitan jangkar 0,25 Ω,
tahanan belitan shunt 210 Ω, tahanan belita seri 0,32 Ω, rugi tegangan pada masing-masing sikat
1,2 volt, rugi tetap 90 watt, rugi angin dan rotasi 22 watt dan putaran motor tanpa beban 2600
rpm dan putaran berbeban 2500 rpm
Tentukan :
a) Gambar rangkaian pengganti motor dc kompond pendek
b) Tentukan daya output dan arus yang diserap oleh motor dc kompond pendek
c) Tentukan tegangan drop pada tahanan jangkar
d) Tentukan tegangan, arus dan daya medan
e) Tentukan arus input, tegangan dan daya input
f) Tentukan rugi total motor dan efisiensi motor
g) Tentukan poros, torsi jangkar dan losses torsi
h) Tentukan regulasi tegangan
i) Tentukan putaran berbeban
JAWAB :
Gambar rangkaian pengganti
Daya output dan arus yg di serap pada motor DC kompon pendek
Pout = 4 x 746 = 2984 W
Ia = Pout/Ea = 2984/270 = 11,05 A
Tegangan drop pada tahanan jangkar

Va = Ia.Ra= 11,05 . 0,25 = 2,7625 V
Tegangan, arus, dan daya medan
Vf = 270 + 2,7625 + 2 . 1,2 = 275,16 V
If = Vf/Rf = 275,16 / 210 = 1,31 A
Pf = Vf . If = 275,16 . 1,31 = 360,45 W
Tegangan, arus, dan daya input
It = Iin = Ia + If = 11,05 + 1,31 = 12,36 A
Vin = 12,36 . 0,32 + 11,05 . 0,125 + 270 + 2 . 1,2 = 277, 73 V
Pin = Vin . Iin = 277,73 . 12,36 = 3432,74 W
Rugi total motor dan efisiensi motor
Plosses = Pin – Pout = 3432,74 – 2984 = 448,74 W
η = Pout / Pin x 100 % = 2984 / 3432,74 x 100 % = 86,92 %
Tentukan poros, torsi jangkar, dan losses torsi
Ta = 0,159 (Ea.Ia) / n
Ta = 0,159 (270 . 11,05) / 2500
Ta = 0,189 Nm
Tsh = Pout / 2πn = 2984 / 2. 3,14. 2500
Tsh = 0,19 Nm
Tlosses = │Ta- Tsh│ = │ 0,189 – 0,19 │= 0,001 Nm
Tentukan regulasi tegangan dan regulasi putaran
V = Vt – Ea / Ea x 100%
V = 277,73 -270 / 270 x 100% = 2,86%
∆n = │nnL - nL│ / nL x 100%
∆n = 2600 - 2500 / 2500 x 100% = 4%
SOAL 21 :
Motor DC seri tegangan 230 V mempunyai putaran 2000 rpm dan membutuhkan arus 20 A.
Tahanan seri 0,16 Ω dan tahanan jangkar 0,42 Ω serta fluksi maksimum tetap.
a) Hitung putaran motor saat setengah torsi
b) Rugi – rugi tembaga motor DC
c) Torsi jangkar, torsi poros, dan rugi torsi saat efisiensi 90 %
d) Rugi yang ditimbulkan sikat motor, rugi tetap motor 0,5 dari daya sumber
e) Efisiensi input motor
JAWAB :
a) Vt = Ea + 2Vsik + Ia . Ra
= 230 + 1,4 + 20 . 0.16
= 234,6 V
n = (Vt – Ia . Ra) / C
= (234,6 – 3,2) / 300
= 0,771 rpm
b) Pcua = Ia2 . Ra
= 202 . 0,16
= 64 W
c) Ta = (1/6,28)(Ea . Ia / n)
= 0,16 (230 . 20 / 2000)
= 0,368 Nm
Tsh =
𝑃𝑜𝑢𝑡
6,28 . 𝑛
=
𝐸𝑎 .𝐼𝑎
6,28 . 2000
=
230 . 20
6,28 . 2000
= 0,366 Nm
= 0,368 – 0,366

= 0,001 Nm
d) Psik = 2Vsik . Ia
= 2 . 0,7 . 20
= 28 Watt
e) Pin = Pout + Psik + Pcua + Pfix
= Ea . Ia + Psik + Pcua + Pfix
= 4600 + 1,4 + 64 + 0,5
= 4666 W
ղ =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
𝑥 100 %
=
4600
4666
𝑥 100 %
= 98,6 %
SOAL 22
Suatu motor DC kompon pendek 60 kW bekerja dengan beban penuh pada tegangan terminal
340 V, dengan rugi tegangan total pada sikat 1,3 V. Tahanan jangkar 0,7 Ω ; tahanan medan seri
0,55 Ω dan tahanan medan shunt 120 Ω , putaran motor tanpa beban 3000 rpm dan regulasi
putaran 3%
Tentukan :
j) Gambar rangkaian pengganti motor dc kompond pendek
k) Tentuan arus yang diserap oleh motor dc kompond pendek
l) Tentukan tegangan drop pada tahanan jangkar
m)Tentukan tegangan, arus dan daya medan
n) Tentukan arus input, tegangan dan daya input
o) Tentukan rugi total motor dan efisiensi motor
p) Tentukan poros, torsi jangkar dan losses torsi
q) Tentukan regulasi tegangan
r) Tentukan putaran berbeban
JAWAB :
a. Gambarkan rangkaian pengganti
a.
b. Tentukan arus yg diserap oleh motor DC kompon pendek
Ia= Pout/Ea= 60000/340= 176,4 A
c. Tentukan tegangan drop pada tahanan jangkar.
Va=IaxRa=176,4x0,7 = 123,48 V
d. Tentukan tegangan, arus, dan daya medan
Vf=340+123,48+1,3= 464,78 V
If= Vf/Rf= 464,78/120=3,87 A

Pf=VfxIf=1798,7 Watt
e. Tentukan arus input, tegangan, dan daya input
Iin= If+Ia=3,87+176,4=180,27 A
Vin=Ea+IaRa+IinRse+2Vsik
= 340+123,48+99,1+2,6
= 565,2 V
Pin=VinxIin=565,2x180,27=101888,6 Watt
Plosses=Pin-Pout=101888,6-60000=41888,6Watt
Efisiensi=Pout/Pin x 100%= 60000/101888,6 x100%
= 58,9 %
g. Tentukan poros, torsi jangkar, dan losses torsi
a. Ta=0,159(340x176,4)/3000=3,18 Nm
b. Tsh=Pout/2πn= 60000/2π3000=3,18 Nm
Tlosses=Ta-Tsh=3,18-3,18=0
V=|565,2-340|/340 x 100%=66,2%
23. sebuah motor dc shunt mempunyai tahanan jangkar 0,9 Ω dan tahanan medan sebesar 220 Ω
dan tegangan input dri penyearah FWR moel jembatan (menggunkan dioda silikon) sumber PLN
dan tranformator step down dengan angka transformasi 0,5` serta rugi masing-masing sikat
motor 1,2 V dan putaran berbeban 1200 rpm. P outputnya 1960 watt
a) Gambar rangkaian pengganti lengkap
b) Tentukan tegangan yang mensuplai motor DC shunt
c) Tentukan arus medan, arus jangkar dan arus sumber
d) Tentukan day input, daya output dan efisiensi
e) Tentukan rugi tembaga medan dan rugi tembaga jangkar
f) Tentukan torsi jangkar, Torsi poros dan losses torsi
g) Apabila putaran saat tanpa beban 1300 rpm tentukan regulasi tegangan
JAWABAN
a)
b) α =
𝑣2
𝑣1
=> v2 = α.v1 => v2 = 0,5.220 => v2 = 110 V
Vdc = 0,636 (Vsmax – 2Vf)
= 0,636 (110x√2 – 2.0,7)
= 98 V
c) Iin =
𝑃𝑖𝑛
𝑉𝑖𝑛
=>
1960
98
=20
If =
𝑉𝑓
𝑅𝑓
=>
98
220
= 0,445
Ia = Iin – If => 20-0,445 = 19,55
d) Pin = 1960
Pout = Pin – Pcua – Pcuf – Psik
= 1960 – 344 – 43,57 – 46,92

= 1525,61
η =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
* 100%
=
1525,61
1960
* 100%
= 78%
e) Pcua = 𝐼𝑎2
. R𝑎 => 19,552
. 0,9 = 344
Pcuf = 𝐼𝑓2
. Rf => 0,4452
. 220 = 43,57
Psik = I𝑎. 2Vsik => 19,55 . 2 . 1,2 = 46,92
f) Ta = 0,159.Ea.Ia/n => 0,159 . 58,455 . 19,55/1200 = 0,151 Nm
Tsh = Pout/2π n => 1525,61/2π . 1200 = 0,2 Nm
Tlosses = Ta – Tsh => 0,2 – 0,151 = 0,049 Nm
g) V =
|Vt – Ea|
𝐸𝑎
𝑥100%
=
|98 – 58,455|
58,455
𝑥100%
= 67,65
SOAL 24
Sumber tiga phasa trafo ∆
Vs(t) = 311,13 sin 31 dt volt
Vs(t) = 311,13 sin 31 dt + 120⁰ volt
Vs(t) = 311,13 sin 31 dt + 240⁰ vot
Transformator tiga phasa hubungan ∆-∆
Step down, model jembatan, angka transformasi 0,5
Penyearah AC to DC full konverter tiga phasa dan diode silikon
Motor DC kompond pendek
Rse = 0,40 ohm Ra = 0,032 ohm Rf = 140 ohm
Pout = 4 HP dan Vsik = 1,15 volt dan efisiensi 92 %
Tentukan :
a.) Gambar Rangkaian Pengganti
b.) Vt menggunakan Pendekatan 2 dan arus sumber
c.) Tegangan yang terinduksi pada kumparan jangkar
JAWAB
a. Gambar Rangkaian
b. Vt menggunakan pendekatan 2
Vp line to netral= 311,13 / √2 = 220 V
Vs = Vp . a = 220 . 0,5 = 110 V
Vt = Vdc = 0,955 (Vs max – VF) = 0,955 (110. √2 – 0,7) = 148 V

Pin = Pout / efisiensi = 4 / 90% = 4,44 HP =3,3 KW
Iin= Pin/Vt = 3,3 k / 148 = 22,3 A
c. Tegangan yang terinduksi pada kumparan jangkar
Vf= Vt – Vse = 148 – 22,3 . 0,46 = 125,7 V
If= Vf / Rf = 67,36 / 140 = 0,9 A
Ia = 39 – 0,9 = 38 A
Vt = Ia.Ra + It. Rse +2Vsik + Ea
Vt= 38. 0,032 + 39 . 0,46 + 2. 1,15 +Ea
Ea= 148 – 1,2 – 17,94 – 2,3 = 126,56 V
. Sumber Vs(t) = 311,13 sin 314t volt
Transformator
Step down, model jembatan, angka transformasi 0,5
Penyearah HWR dan diode silicon
Motor DC Kompon Pendek
Rse = 0,42 Ω, Ra = 0,04 Ω, Rf = 150 Ω
Pout = 3 HP dan Vsik = 1,25 volt dan efesiensi 95%
Tentukan :
a. Gambar rangkaian pengganti
b. Vt menggunakan pendekatan 2 dan arus sumber
c. Tegangan yang terinduksi pada kumparan jangkar
JAWAB :
a=Vs/Vp Po=3 x 746 = 2238 watt
0,5=Vs/311,13 Ia =Pout/Ea = 2238/55
Vs=311,13/2 = 41 Amp
=156 V Va = Ia x Ra = 41 x 0,04
Vmax=(Vin-0,7)/2 = 1,64 V
=(156 – 0,7)/2 Vf = 55 + 1,64 + 2,5
=78 V = 59 V
Vrms=Vmax x 0,707 If = Vf/Rf = 59 /150
=78 x 0,707 = 0,39 Amp
= 55 V
It = If + Ia = 0,39 + 41 Vin = Ea + Va + It.Rse + 2Vsik
= 41,39 Amp = 55 + 1,64 + 2,5 + 17,4 = 76,54 V

SOAL 26
Sumber Vs(t) = 311.13 sin314t V, Transformator Step down, model jembatan, angka transformasi
0.5 penyearah FWR – Center tap, dan diode germanium. Motor DC compound pendek Rse = 0.4
Ω, Ra = 0.03 Ω, Rf = 150 Ω, Pout = 4 HP, dan Vsik = 1.2 V, dan efisiensi 90 %
Tentukan :
a) Gambar rangkaian pengganti
b) Tegangan Sumber (Vt ) dan arus sumber (It )
JAWAB :
Gambar Rangkaian Pengganti
Tentukan nilai Vt
Vsmax = a x Vpmax
Vsmax = 0.5 x 311.13
Vsmax = 155.565 V
Vdc =Vt = 0.636 x (155.565 – 0.3)
Vdc = Vt = 0.636 x 155.265
Vdc = Vt = 98.90 Volt
Tentukan nilai It
Ƞ =
𝑃𝑜𝑢𝑡
𝑃𝑖𝑛
X 100 %
90 % =
4 x 746
𝑃𝑖𝑛
X 100 %
𝑃𝑖𝑛 =
4 x 746
90 %
X 100 %
𝑃𝑖𝑛 =
29840 w
9
𝑃𝑖𝑛 = 3315.56 w
𝑃𝑖𝑛 = Vt x It
It =
𝑃𝑖𝑛
𝑉𝑡
It =
3315 .56
98.90
It = 33.5 A

SOAL 27
Sebuah motor dc compound panjang mempunyai data parameter sebagai berikut
Arus medan=0.4 dan rugi tembaga 12 watt rugi sikat 4 watt dan tahanan sikat 0.02 ohm. Rugi
tembaga belitan seri 15 watt dan tembaga belitan jangkar 12 watt rugi inti besi dan rotor serta
statornya =8watt. Disuplai ac to dc FWR model jembatan, diode silicon dengan sumber
220V. Trafo step down 0.4 dan frekuensi 50Hz.
Tentukan gambar rangkaian Vt, It, daya input, daya output, efisiensi, tegangan jangkar,
tahanan medan dan tahanan seri
JAWAB :
a.
b. Vt = (220.0,4)-0,7 = 87,3 V
Pin = Vt.(Ia+If) = 87,3.10,4 = 907.2 W
Pout = Ea.Ia = 84,2.10 = 842 W
Ƞ = Pout/Pin x 100% = 842/907,2 x 100% = 92,81 %
c. Ea = Vt-Ia.Ra-Ia.Rse-2Vsik = 87,3-1,2-1,5-0,4 = 84,2 V
d. Ra = Pcu/Ia2 = 12/100 = 0,12 Ω
Rse = Pse/Ia2 = 15/100 = 0,15 Ω
Rf = Vt/If = 87,3/0,4 = 218,25 Ω
SOAL 28
Sebuah motor DC kompon panjang mempunyai data parameter sebagai berikut :
- Arus medan = 0,6 dan rugi tembaga di medan = 12 watt.
- Rugi sikat = 6 watt dan tahanan sikat 0.02 ohm.
- Rugi tembaga belitan seri 16 watt dan tembaga belitan jangkar 10 watt
- Rugi inti besi = 6 watt
Disupplai AC to DC semikonverter tiga phasa dengan sumber 3800 V. Tafo step down 0,5
hub Y-Y Diode silicon.
Tentukan :

 Gambar rangkaian pengganti
 Vt, daya input, daya output dan efesiensi
 Tegangan jangkar
 Tahanan jangkar, tahanan medan dan tahan s
JAWAB :
 Gambar rangkaian pengganti
 Vt, daya input, daya output dan efesiensi
Vp = 3800 V
VsL-L = Vp x a
= 3800 x 0,5 = 1900 V
VsL-N = VsL-L / √3
= 1900 / √3 = 1097 V
Vs max = VsL-N x √2
= 1097 x √2 = 1551 V
Vt = 0,83 (Vs max - 0,7 )
= 0,83 ( 1551 – 0,7 ) = 1287 V
It = If + Ia
= 0,6 + √(Psik/Rsik) = 0,6 + (√6/0.02) = 18 A
Pin = Vt x It
= 1287 x 18 = 23 kwatt
Ra = Pcua / Ia2
= 10 / 289 = 0,03 ohm
Rse = Pcu seri / Ia2
= 16 / 289 = 0,05 ohm
Vsik = Psik / Rsik
= 6 / 0,02 = 300 V
Ea = Vt - Ia . Ra - Ia . Rse - 2Vsik
= 1287 –17(0,03) – 17( 0.05) – 600 = 686 V
Pout = Ea x Ia
= 686 x 17 = 11662 watt
η = Pout / pin x 100%
= 11662 / 23k x 100 = 50,7 %
 Tegangan jangkar

Ea = Vt - Ia . Ra - Ia . Rse - 2Vsik
= 1287 –17(0,03) – 17( 0.05) – 600 = 686 V
 Tahanan jangkar, tahanan medan dan tahan s
Ra = Pcua / Ia2
= 10 / 289 = 0,03 ohm
Rf = Vf / If
= 1287 / 0,6 = 2145 ohm
Rse = Pcu seri / Ia2
= 16 / 289 = 0,05 ohm

SOAL DC MOTOR

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to SOAL DC MOTOR

Similar to SOAL DC MOTOR (20)

Recently uploaded

Recently uploaded (20)

SOAL DC MOTOR