Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited:...
Transcript of Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited:...
![Page 1: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/1.jpg)
![Page 2: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/2.jpg)
Klasifikasi Motor Listrik
![Page 3: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/3.jpg)
MOTOR DC
![Page 4: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/4.jpg)
Axial current carrying conductors
Radial magnetic flux
![Page 5: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/5.jpg)
Arus Dalam Motor DC
![Page 6: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/6.jpg)
Medan Magnet dalam Motor DC
![Page 7: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/7.jpg)
Gaya Dalam Motor DC
![Page 8: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/8.jpg)
Torsi dalam Motor Listrik
![Page 9: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/9.jpg)
Perubahan Torsi dalam Motor DC
![Page 10: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/10.jpg)
Komutator dan Sikat pada Motor Listrik
Komutator atau cincin belah (split ring) berfungsi untuk
membalik arah arus pada setengah siklus negatif dari arus
bolak balik. Kontak-kontak listrik pada rotating ring disebut
"sikat“. Pada awalnya, dalam motor digunakan sikat
tembaga. Motor-motor modern biasanya menggunakan
kontak-karbon spring-loaded.
![Page 11: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/13.jpg)
![Page 14: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/14.jpg)
Rangkaian ekivalen motor DC digambarkan sebagai berikut :
+
VV
+
-
-
V Eb Ia
(a) (b)
a
b
aR
EV
ceresis
netI
tan
voltage
)/( APZNxEb
dimana Ra adalah resistansi jangkar
dimana P adalah jumlah kutub dan N adalah
putaran rotor dalam rps.
![Page 15: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/15.jpg)
aaaba RIIEVI 2
Persamaan Tegangan motor DCTegangan V yang disupply ke jangkar motor berguna untuk :
(i)mengatasi ggl balik Eb
(ii)menimbulkan jatuh tegangan jangkar IaRa
V = Eb + IaRa (1)
Persamaan ini dikenal sebagai persamaan tegangan dari motor.
Dengan mengalikan persaman (1) di atas
dengan Ia, diperoleh :
dimana : VIa = daya yang masuk ke jangkar
EbIa = ekivalen elektrik dari daya mekanik
yang dibangkitkan dalam jangkar
Ia2Ra = rugi-rugi Cu dalam jangkar
![Page 16: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/16.jpg)
Kondisi untuk Daya Maksimum
Gross mechanical power (daya mekanik) yang dibangkikan oleh motor adalah
Pm = V Ia - Ia2Ra
Pendifferensialan kedua sisi persamaan terhadap Ia dan menyamakannya dengan nol, memperoleh :
dPm/dIa = V – 2 IaRa = 0
IaRa = V/2
Juga V = Eb + IaRa dan Ia Ra = V/2
Maka Eb = V/2
![Page 17: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/17.jpg)
Dari persamaan matematis di atas terlihat bahwa daya mekanik
yang dibangkitkan oleh motor adalah maksimum jika ggl balik
(back emf) adalah sama dengan setengah dari tegangan
terpakai (V).
Dalam kenyataannya, kondisi ini sulit dicapai karena arus
jangkar harus melebihi arus beban normal. Lebih dari itu
setengah dari tegangan terpakai (V/2) harus hilang dalam
bentuk panas (mungkin juga dalam bentuk rugi-rugi mekanik
dan magnetik), efisiensi motor akan turun di bawah 50%.
IaRa = V/2
Eb = V/2
![Page 18: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/18.jpg)
Daya yang masuk ke jangkar sebagian hilang dalam rugi-rugi I2R
dan sisanya diubah ke dalam
daya mekanik dalam jangkar.
Perlu diingat bahwa efisiensi motor
diberikan oleh rasio dari daya yang
dibangkitkan oleh jangkar terhadap
input, yaitu EbIa/VIa = Eb/V.
Terlihat, bahwa semakin tinggi nilai Eb
dibandingkan dengan nilai V,
semakin tinggi efisiensi motor.
![Page 19: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/19.jpg)
Torsi Jangkar MotorBila Ta (N-m) adalah torsi yang dibangkitkan oleh jangkar motor yang berputar N rps, maka daya yang dibangkitkan adalah
Pa = Ta x 2 π N watt Pa = EbIa
Dari kedua persamaan di atas, diperoleh Ta x 2 π N = EbIa
Karena Eb = ZN x (P/A) volt,
ZN x (P/A) . Iamaka diperoleh Ta x 2 π N =
A
PZIT aa
2
1
)/( APxZIaatau
N-matau
Ta = 0,159 N-m
![Page 20: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/20.jpg)
Torsi Poros (Tsh)
Tidak seluruh torsi jangkar yang dianalisa di atas dapat melakukan kerja yang berguna, karena karena sebagian dari torsi tersebut digunakan untuk mensupply rugi-rugi inti dan gesekan dalam motor. Torsi yang melakukan kerja yang berguna pada motor dikenal sebagai torsi poros (shaft torque.Tsh).
![Page 21: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/21.jpg)
Daya output motor diberikan oleh persamaan berikut
dimana Tsh dalam N-m dan N dalam rps.
Maka
N-m; N dalam rps
watt 2 NxTP shout
N
outputTsh
2
wattdalam
60/2
wattdalam
N
output
N-m; N dalam rpm
N
output
N
output955,0
2
60
N-m
Selisih (Ta - Tsh) dikenal sebagai torsi yang hilang
(lost torque) dan sehubungan dengan rugi-rugi inti dan
gesekan pada motor.
![Page 22: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/22.jpg)
Kecepatan Motor DC
Dari persamaan tegangan motor sebelumnya, diperoleh
aaaab RIVA
PRIVE
60
ZNatau
maka diperoleh
ZP
Ax
RIVN aa 60
rpm
Karena V - IaRa = Eb, maka
ZP
Ax
EN b 60
rpm
atau
bEKN rpm
/ bEN
Ini menunjukkan bahwa kecepatan sebanding dengan ggl balik dan
berbanding terbalik dengan fluks atau
![Page 23: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/23.jpg)
Untuk motor DC seri
Bila N1 = kecepatan
Ia1 = arus jangkar dalam kasus pertama
1 = fluksi per kutub
dan N2 = kecepatan
Ia2 = arus jangkar dalam kasus kedua
2 = fluksi per kutub
Maka dengan menggunakan persamaan di atas, diperoleh
2
1
1
2
1
2
x
E
E
N
N
b
b
sebelum mencapai kejenuhan inti magnetik, persamaan di atas dapat
ditulis sebagai berikut
2
1
1
2
1
2a
N
N maka I
a
a
b
b
I
Ix
E
E
![Page 24: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/24.jpg)
Untuk motor shunt
Dalam kasus yang sama seperti motor seri di atas, penggunaan persamaan juga sama, yaitu
1
2
1
212
2
12
1
2
N
N maka ,
1
b
b
b
E
E
xEb
E
N
N
Jika
Dari persamaan di atas, terlihat bahwa semakin cepat putaran motor,
Semakin besar ggl yang terinduksi.
![Page 25: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/25.jpg)
Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited
Jika arus medan disuplai dari sumber terpisah maka disebut
motor DC sumber daya terpisah/separately excited.
![Page 26: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/26.jpg)
Regulasi Kecepatan
Regulasi kecepatan didefinisikan sebagai perubahan kecepatan ketika beban
pada motor direduksi dari nilai tertentu (rating) ke nol, dinyatakan dalam
persen kecepatan berbeban.
100speed F.L
speed F.L - speed N.L. kecepatan regulasi % x
Telah dibuktikan dari analisa matematis di atas bahwa torsi motor
merupakan fungsi fluksi dan arus jangkar, tapi tidak bergantung pada
kecepatan. Dalam kenyataan, putaran bergantung pada torsi tapi tidak
sebaliknya.
Torsi dan Kecepatan Motor DC
baa E
KRIV
KN
aI aT
![Page 27: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/27.jpg)
Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt
Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara
paralel dengan gulungan dinamo (A) seperti diperlihatkan dalam gambar
berikut. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus
medan dan arus dinamo.
![Page 28: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/28.jpg)
Motor DC berpenguatan sendiri: motor seri
Dalam motor seri, kumparan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri
dengan kumparan jangkar (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 10. Oleh
karena itu, arus medan sama dengan arus jangkar. 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
![Page 29: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/29.jpg)
Motor DC Kompon/Gabungan
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada
motor kompon, kumparan medan (medan shunt) dihubungkan secara
paralel dan seri dengan kumparan jangkar (A) seperti yang ditunjukkan
dalam gambar berikut, sehingga, motor kompon memiliki torque penyalaan
awal yang bagus dan kecepatan yang stabil.
Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase kumparan
medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan
awal yang dapat ditangani oleh motor ini.
Motor kompon digunakan ketika diperlukan
kecepatan yang cenderung konstan
dengan beban tak beraturan, misalnya
mesin cetak, mesin potong dan mesin
torak.
![Page 30: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/30.jpg)
bE
KN
ss E n
Ek n
sb EE
Ward – Leonard speed control system
Steel mills, high-rise elevators, mines & paper ,mills
![Page 31: Klasifikasi Motor Listrik - Universitas Brawijaya · Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shunt Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel](https://reader034.fdocuments.net/reader034/viewer/2022052310/6076cb9eeb3b803f51417a25/html5/thumbnails/31.jpg)
Sering digunakan pada motor yang berputar di atas rating kecepatannya.
x
s
I
1 n
1 n
Ek n
sb EE