Pengantar Mesin Arus Searah

1. PENGANTAR MESIN ARUS
SEARAH

2. Mesin Arus Searah (MAS)
 MAS merupakan perlatan listrik-magnet
penggerak yang kecepatan putarannya dapat
diatur dengan mudah dalam suatu rentangan
variasi putaran yang lebar.
 Metode yang digunakan dalam pengaturan
putaran MAS yaitu pengaturan dengan tahan
sisipan pada rangkaian kumparan jangkar.
 Jenis motor arus searah dibedakan berdasarkan
penempatan kumparan medan penguatannya
yaitu motor seri, motor shunt dan motor majemuk.

3. Jenis Motor Arus Searah
1. Motor Penguatan Terpisah
Motor jenis ini merupakan motor dimana kumparan
penguatan medan magnetnya mendapat catu daya
sendiri, terpisah dari rangkaian jangkarnya, dan
kumparan jangkar mendapat catu daya sendiri.
Berikut rangkaian ekuivalennya:

4.  Bentuk umum persamaan tegangan pada motor arus searah:
 Torsi elektromagnetik jangkar motor
 Torsi poros motor
Dimana
Ea= emf atau tegangan ggl motor (V)
Vt = tegangan terminal masukan (V)
Vf = tegangan kumparan medan penguatan (V)
Ia = arus yang mengalir pada kumparan jangkar (A)
If = arus kumparan medan penguatan (A)
Ra = resistansi kumparan jangkar (Ω)
Rf = resistansi kumparan medan penguatan (Ω)
n = kecepatan putaran poros motor (rpm)
P = daya masukan (W)
.
. .
.
t a a a
a
f f f
V E I R
E C n
V I R

 


. .a aT C I 
2 .
60
m
P
T
n



5. Karakteristik Motor Penguatan
Terpisah
 Putaran n akan sebanding dengan tegangan
yang diberikan pada jangkar motor dan
berbanding terbalik dengan arus jangkar Ia
 Torsi jangkar akan sebanding dengan arus
jangkar dan berbanding terbalik dengan putaran
 Torsi jangkar sebanding dengan tegangan
terminal masukan motor
 Besar putaran motor adalah
 .t a a
a
a
V I R
n I
T



6. 2. Motor Arus Searah Penguatan Sendiri
A. Motor Arus Searah Penguatan Shunt
Motor jenis ini mempunyai kumparan medan magnet
penguatan terhubung secara shunt (paralel) dengan
rangkaian jangkarnya. Berikut rangkaian
ekuivalennya:

7.  Bentuk umum persamaan tegangan pada motor
arus
 Torsi elektromagnetik jangkar motor
 Torsi poros motor
. .a aT C I 
2 .
60
m
P
T
n



8. B. Motor Arus Searah Penguatan Seri
 Motor dc jenis seri terdiri dari medan seri dibuat dari sedikit
lilitan kawat besar yang dihubungkan seri dengan jangkar.
Jenis motor dc ini mempunyai karakteristik torsi start dan
kecepatan variable yang tinggi. Ini berarti bahwa motor
dapat start atau menggerakkan beban yang sangat berat,
tetapi kecepatan akan bertambah kalau beban turun.
 Motor dc seri dapat membangkitkan torsi starting yang besar
karena arus yang sama yang melewati jangkar juga
melewati medan. Jadi, jika jangkar memerlukan arus lebih
banyak, arus ini juga melewati medan, menambah kekuatan
medan. Oleh karena itu, motor seri berputar cepat dengan
beban ringan dan berputar lambat saat beban ditambahkan.

9.  Rangkaian Ekuivalen Motor Arus Searah Penguatan
Seri
 Bentuk umum persamaan tegangan pada motor arus
searah:
 Torsi pada motor
2
.a aT C I

10.  Arus pada keadaan start
 Torsi pada keadaan start
.
t
a start
a se
V
I
R R


2
. . t
a start
a
V
T C
R
 
  
 

11. Motor Arus Searah Penguatan Kompon
 Motor dc Jenis Compound ini menggunakan lilitan seri dan lilitan shunt, yang
umumnya digabung sehingga medan-medannya bertambah secara komulatif.
Hubungan dua lilitan ini menghasilkan karakteristik pada motor medan shunt dan
motor medan seri. Kecepatan motor tersebut bervariasi lebih sedikit dibandingkan
motor shunt, tetapi tidak sebayak motor seri.
 Motor dc jenis compound juga mempinyai torsi starting yang agak besar – jauh
lebih besar daripada motor jenis shunt, tapi lebih kecil dibandingkan jenis seri.
Keistimewaan gabungan ini membuat motor compound memberikan variasi
penggunaan yang luas. Pada motor majemuk (compound) medan seri dapat
dihubungkan baik secara kumulatif, sehingga agm-nya ditambahkan pada agm
yang berasal dari medan shuntnya, atau secara differensial, sehingga berlawanan.
Hubungan diferesial sangat janrang digunakan.
 Suatu motor majemuk yang dihubungkan secara komulatif mempunyai
karakteristik kecepatan beban yang terletak di tengah-tengah antara motor shunt
dan motor seri, dan turunya kecepatan menurut beban tergantung pada jumlah
relative dari amper-belitan pada medan shunt dan medan seri. Motor tersebut
tidak mempunyai kerugian berupa kecepatan beban ringan yang sangat tinggi
yang terdapat pada motor seri, tetapi sampai pada tingkatan tertentu masih
mempunyai keuntungan peneralan seri.

12. Jenis Motor arus searah penguatan kompon
A. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Pendek
Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan
Kompon pendek
Persamaan umumnya:

13. B. Motor Arus Searah Penguatan Kompon Panjang
 Rangkaian ekivalen motor arus searah penguatan
Kompon panjang
 Persamaan umumnya:

14. Pembalikan Arah Putaran
 Pembalikan arah putaran motor DC dapat dilakukan
melalui dua cara yaitu:
a. Membalik polaritas terminal tegangan jangkar
b. Membalik polaritas terminal tegangan kumparan
medan penguatan
Torsi motor:
Putaran motor:
. .( ) . .a aT C I C I    
. ( . )
. .
t a a t a aV I R V I R
n
C C 
  
  

15. Pengereman Motor
a. Pengereman Plugging
Pengereman cara ini dikenal dengan sebutan
Countercurrent break, yaitu pengereman dilakukan
dengan cara pembalik polaritas tegangan jangkar
motor melalui sebuah saklar tukar pada terminal
jangkar.

16. b. Pengereman Dinamik
Cara pengereman ini yaitu dengan menambahkan
tahanan yang diparalelkan dengan rangkaian jangkar
atau seri dengan GGL sisa putaran Ea. Pada saat
pengereman saklar S dipindahkan dari sumber DC
(hubungan motor dengan sumber DC diputuskan ke
tahanan pengereman Rrem.

17.  Arus pengereman
,…… konstan
,……. Variabel
Dimana
no = putaran awal saat akan pengereman
Ra = resistansi kumparan jangkar
La = induktansi kumparan jangkar
Re
Re Re
. . .a
m
m m
E sisa c n
I
R R

 
.
Re
Re
.
. .
Ra
t
La
m o
m
c
I n e
R
 


18.  Disipasi daya pada tahanan pengereman adalah
Re
2
2
Re Re Re
Re
.
( ) . . .m
Ra
t
La
R m m o m
m
C
P I R n e R
R
  
   
 

19. C. Pengereman Regeneratif
Rem regeneatif adalah suatu cara pengereman yang
dilakukan dengan cara mengembalikan energi dari
motor ke sumber catu daya DC.
Proses pengereman dilakukan melalui pengaturan
fluks medan magnet penguatan dengan maksud
untuk memperbesar GGL Ea agar lebih besar dari
tegangan sumber yaitu berdasarkan persamaan GGL
yaitu

. .Ea C n