Pengaturan Kecepatan Motor Dc

“ PENGATURAN

KECEPATAN MOTOR DC

PENGUATAN SHUNT DENGAN INTEGRAL SIKLUS KONTROL

“.

ABSTRAK

Motor merupakan alat pengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Pengoperasian motor arus searah sangat mudah pelaksanaannya pelaksanaann ya sehingga masih banyak industry yang menggunakannya walaupun sangat sulit dalam pemeliharaannya. Pengaturan kecepatan motor sangat diperukan untuk berbagai aplikasi. Untuk kelancaran proses di industri, biasanya motor diatur dengan menggunakan elektronika daya yang berfungsi sebagai pengganti komponen yang bersifat mekanis. Dalam pengaturan kecepatan motor arus searah terdiri dari tiga mode yaitu dengan pengaturan tegangan jepit ( V ᵗ ᵗ ), ), fluksi ( φ ) φ ) dan mengatur tahanan jangkar ( Rᵃ Rᵃ ). Penggunaan rangkaian elektronika dapat dilakukan dengan metode control phasa, integral siklus control dan pengendalian dengan chopper untuk pengaturan kecepatan motor arus searah. Integral siklus control merupakan pengaturan tegangan terminal motor arus searah dengan meggunakan thyristor dua arah yang saling berlawanan untuk mengatur kecepatan.

Mesin-mesin Listrik Poltek Neg. Lhokseumawe Pdd Aceh Barat

Page 1

PENDAHULUAN

Motor merupakan alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanis. Motor arus searah terdiri dari penguatan bebas dan penguatan sendiri. Pengontrolan kecepatan dengan mengunakan rangkaian elektronika banyak sekali digunakan karena tidak membutuhkan alat yang banyak dan tempat sehingga biaya yang dibutuhkan untuk pengaturan kecepatan motor tidak terlalu besar. Dalam pengontrolan dengan menggunakan rangkaian elektronika terbagi tiga, yaitu : 1. Kontrol Phasa. 2. Integral Sikul Kontrol 3. Kontrol Chopper. Integral siklus control digunakan untuk mengatur kecepatan untuk motor arus searah KW yang kecil dimana thyristor dua arah sebagai sumber AC yang lalu diserahkan dengan menggunakan jembatan. BAB I MOTOR ARUS SEARAH I.1. Umum

Motor arus searah adalah suatu mesin yang berfungsi mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, dimana energi gerak tersebut berupa putaran dari motor. Ditinjau dari segi sumber arus penguat magnetnya, motor arus searah dapat dibedakan atas : 1. Motor arus searah penguatan terpisah, bila arus penguat medan rotor dan medan stator diperoleh dari luar motor. 2. Motor arus searah penguatan sendiri, bila arus penguat magnet berasal dari motor itu sendiri. Motor arus searah dapat diklasifikasi sebagai berikut : 1. Motor arus searah penguatan shunt. 2. Motor arus searah penguatan seri. 3. Motor arus searah kompon panjang. 

Motor arus searah kompon panjang kumulatif.

 Motor arus searah kompon panjang differensial. 4. Motor arus searah kompon pendek. 

Motor arus searah kompon pendek kumulatif.



Motor arus searah kompon pendek diferensial.


Page 2

I.2. Kontruksi Motor Arus Searah

Secara umum motor arus searah memiliki konstruksi yang sama, terbagi atas dua bagian yaitu bagian yang diam disebut stator dan bagian yang bergerak/berputar disebut rotor. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada Gambar 1.1.

Gambar 1.1. Konstruksi Motor Arus Searah. Dari Gambar 1.1 dapat dilihat konstruksi dari motor arus searah. Keterangan Gambar 1.1. sebagai berikut : 1.

Badan motor ( r angka ).

Rangka ( frame atau yoke ) mesin arus searah seperti juga mesin-mesin listrik lainnya secara umum memiliki dua fungsi, yaitu : 1. Merupakan sarana pendukung mekanik untuk mesin secara keseluruhan. 2. Untuk membawa fluks magnetik yang dihasilkan oleh kutub-kutub mesin.

Untuk mesin kecil, dipertimbangan harga lebih dominan dari pada beratnya, biasanya rangkanya terbuat dari besi tuang ( cast iron ), tetapi untuk mesin-mesin besar umumnya terbuat dari baja tuang ( cast steel ) atau lembaran baja ( rolled steel ). Rangka ini pada bagian dalam dilaminasi untuk mengurangi rugi-rugi inti, selain itu rangka ini juga harus memiliki permeabilitas yang tinggi disamping kuat secara mekanik .


Page 3

Biasanya pada motor terdapat papan nama ( name plate ) yang bertuliskan spesifikasi umum atau data-data teknik dari mesin, juga terdapat kotak ujung yangmerupakan tempat-tempat ujung-ujung belitan penguat medan dan lilitan jangkar. 2.

Kutub

Medan penguat atau magnet medan terdiri atas inti kutub dan sepatu kutub (Gambar 1.2).

Gambar 1.2 Konstruksi kutub dan penempatannya. Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah : 1. Menyebarkan fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang lebar

maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet. 2. Sebagai pendukung secara mekanik untuk kumparan penguat atau kumparan medan. Inti kutub terbuat lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu kutub dilaminasi dan dibaut atau dikeling ( rivet ) ke rangka mesin. Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada motor arus searah dihasilkan oleh kutub-kutub magnet buatan dengan prinsip elektromagnetik. Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga ( berbentuk bulat atau strip/persegi ) yang dililitkan sedemikian rupa dengan ukuran tertentu. Kumparan penguat medan berfungsi untuk mengalirkan arus listrik untuk terjadinya proses elektromagnetik.


Page 4

3.

I nti jangkar.

Inti jangkar yang umum digunakan dalam motor arus searah adalah berbentuk silinder yang diberi alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi. Inti jangkar yang terbuat dari bahan ferromanetik, dengan maksud agar komponen-komponen ( lilitan jangkar ) terletak dalam daerah yang induksi magnetnya besar, supaya ggl induksi dapat bertambah besar. Seperti halnya inti kutub magnet maka jangkar dibuat dari bahan-bahan berlapis-lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus linier ( Gambar 1.3 ).

Gambar 1.3. Inti jangkar yang terlapis-lapis. Bahan yang digunakan untuk jangkar ini sejenis campuran baja silikon. Pada umumnya alur tidak hanya diisi satu kumparan yang tersusun secara berlapis.


Page 5

4.

Kumparan jangkar

Kumparan jangkar pada motor arus searah berfungsi tempat terbentuknya ggl induksi. kumparan jangkar terdiri dari : 1. Kumparan gelung

Gambar 1.4a. Kumparan gelombang 2. Kumparan gelombang.

Gambar 1.4b. Kumparan Gelombang


Page 6

5.

Ku mparan gelombang

Fungsi kumparan medan ini adalah untuk membangkitkan fluksi yang akan dipotong oleh konduktor jangkar. 6.

Komutator

Fungsi komutator untuk fasilitas penghubung arus dari konduktor jangkar , sebagai penyearah mekanik, yang bersama-sama dengan sikat membuat sesuatu kerjasama yang disebut komutasi. Agar menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar. Dalam hal ini setiap belahan ( segmen ) komutator tidak lagi merupakan bentuk separoh cincin, tetapi sudah berbentuk lempengan-lempengan ( segmen komutator ) terdapat bahan isolasi ( Gambar 1.5 ) .

Gambar 1.5 Komutator


Page 7

7.

Sikat-sikat

Sikat-sikat ini ( Gambar 1.6 ) berfungsi sebagai jembatan bagi aliran arus ke kumparan jangkar. Dimana permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Besarnya tekanan pegas dapat diatur sesuai dengan keinginan.

Gambar 1.6 Sikat-sikat Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Karbon yang ada diusahakan memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik. Agar gesekan antara komutator-komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator, maka sikat harus lebih lunak daripada komutator.


Page 8

BAB II JENIS-JENIS PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC

II.1. Umum

Motor DC pada saat sekarang ini diberi sumber AC yang lalu disearahkan dengan dioda dan bila dibandingkan langsung dengan sumber DC yang didalam aplikasinya banyak juga yang mengantikan dioda dengan thyristor yang digunakan dalam berbagai kombinasi kontrol kecepatan melalui penyesuaian tegangan ke motor. Dasar metode pengendalian motor DC sebagai berikut : 1. Pengaturan medan. 2. Pengaturan tegangan. 3. Pengaturan tahanan jangkar.

II.2. Pengaturan Medan

Pengaturan ini dapat dilakukan dengan mengaturan arus medan shunt dengan melemahkan dan menaikkan melalui pengaturan tahanan variabel yang dihubungkan seri dengan kumparan medan seperti pada Gambar 2.1.

Gambar 3.1. Pengaturan medan pada motor DC penguat shunt Berdasarkan Persamaan 2.19 dan 2.20 didapatkan : Vt = Ea + Ia.R a Ea = Vt – Ia.R a Ea = c. n sh………………………………………………………………...…( 3.1 )


Page 9

sh  Ish Dimana : n

=

Putaran kecepatan motor [ rpm ].

Vt

=

Tegangan terminal [ Volt ].

Ia

=

Arus jangkar [ Ampere ].

c

=

Konstanta.

sh

=

Fluks medan shunt [ Wb ].

Ish

=

Arus shunt [ Ampere ].

II. 3. Pengaturan Tegangan

Pengaturan ini dilakukan dengan mengatur tegangan yang disuplai ke motor seperti Gambar 2.2.

Gambar 2.2. Pengaturan tegangan pada motor DC penguatan shunt. Berdasarkan Persamaan 2.19 dan 3.1 serta didapatkan : Vt = Ea + Ia.R a Ea = Vt - Ia.R a Ea = c. n sh


Page 10

dimana : n

=

Putaran kecepatan motor [ rpm ].

Vt

=

Tegangan terminal [ Volt ].

Ia

=

Arus jangkar [ Ampere ].

c

=

Konstanta.

sh

=

Fluks medan shunt [ Wb ].

I sh

=

Arus shunt [ Ampere ].

Motor DC pada saat sekarang ini diberi sumber AC yang lalu disearahkan dengan dioda dan bila dibandingkan langsung dengan sumber DC yang didalam aplikasinya banyak juga yang mengantikan dioda dengan thyristor yang digunakan dalam berbagai kombinasi kontrol kecepatan melalui penyesuaian tegangan ke motor. Berdasarkan pengaturan tegangan mengunakan thyristor terbagi atas 3 bagian sebagai berikut : a. Kontrol phasa. Dimana sumber AC dipotong gelombang negatifnya sehingga yang terhubung ke motor adalah gelombang positifnya dan pengontrolan ini dapat digunakan untuk semua daya motor. b. Integral siklus control Dengan memotong gelombang AC sehingga merubah nilai tegangan AC atau disebut juga AC Kontroler, yang dihubungkan dengan jembatan dioda.Metode ini hanya bermanfaat untuk ukuran motor mempunyai daya yang kecil. c. Kontrol chopper. Dengan mengendalikan tegangan rms masukkan ke motor melalui metode pensaklaran. Metode ini digunakan untuk pada saat start awal motor.


Page 11

Pengaturan Kecepatan Motor Dc

Recommend Documents