Pengertian Motor DC
Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah
energi listrik menjadi
energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor
listrik, fan angin) dan di industri. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada
kumparan medan untuk diubah
menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut
rotor (bagian yang berputar).
Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan
magnet, maka akan timbul tegangan
(GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari
arus searah adalah membalik phasa tegangan
dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan
kumparan jangkar yang berputar dalam medan
magnet. Bentuk motor paling sederhana memiliki kumparan satu lilitan yang bisa berputar bebas di antara kutub-kutub magnet permanen.
Gambar 1. Motor D.C Sederhana
Motor DC memiliki 2 bagian dasar :
1.
Bagian yang tetap/stasioner yang disebut stator. Stator
ini menghasilkan medan magnet, baik yang dibangkitkan dari sebuah koil (elektro
magnet) ataupun magnet permanen.
2.
Bagian yang berputar disebut rotor. Rotor ini berupa
sebuah koil dimana arus listrik mengalir.
B. Prinsip Dasar Cara Kerja
Jika arus lewat pada suatu konduktor, timbul medan magnet di
sekitar konduktor. Arah medan
magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor.
Gambar 2. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi
konduktor .
Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah
garis fluks di sekitar
konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran
arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks. Gambar 3 menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar
konduktor berubah arah karena bentuk
U.
Gambar 3. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi
konduktor.
Catatan :
Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada
arus mengalir pada konduktor
tersebut. Pada motor listrik konduktor berbentuk U disebut
angker dinamo.
Gambar 4. Medan magnet mengelilingi konduktor dan
diantara kutub.
Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara
kutub uatara dan selatan
yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan magnet kutub. Lihat gambar 5.
Gambar 5. Reaksi garis fluks.
Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang
dilengkungkan (looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui
ujung B. Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah
medan pada kutub dan menimbulkan
medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan
konduktor B yang berlawanan arah jarum
jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha untuk bergerak
turun agar keluar dari medan yang kuat
tersebut. Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.
Pada motor dc, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik
akan menghasilkan medan
magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu.
Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun
sebaliknya berlangsung melalui medan
magnet, dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat
berlangsungnya proses perubahan energi,
daerah tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :
Gambar Prinsip kerja motor dc
Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara
sempurna, maka tegangan
sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang
disebabkan reaksi lawan.
Dengan memberi arus pada kumparan
jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan
perputaran pada motor.
C.
Penerapan
Motor DC
ΓΌ
Motor Shunt
Jenis ini terdiri dari dua buah
kumparan, yaitu kumparan medan yang berfungsi sebagai pembangkit medan magnet,
melekat pada stator dan kumparan rotor yang dililit pada rotor. Kumparan
jangkar dan kumparan medan terhubung secara pararel melalui perantara brush dan
komutator.
Contoh : Wiper mobil, alat
percetakan, dsb
ΓΌ
Motor Seri (universal)
Jenis ini dapat dioperasikan
dengan sumber DC dan AC. Untuk meningkatkan performa atau kinerja dan
efisiensi, beberapa jenis motor DC seri memiliki kontruksi yang hanya mendukung
putaran satu arah dan catu daya tunggal. Motor jenis ini akan memiliki performansi
atau kinerja yang buruk bila diterapkan pada sumber AC , bahkan tidak dapat
berputar sama sekali pada beberapa kasus.
Contoh: mesin jahit, kipas angin,
ΓΌ
Motor Compont
Karakteristik dengan kecepatan
konstan dan torsi besar mampu mengeleminir kebutuhan motor magnet permanent
dalam skala operasi yang besar.
Contoh : mobil listrik, elevator
ΓΌ
Motor permanent
Hanya memiliki satu kumparan
rotor, sedang kumparan penghasil medan digantikan oleh magnet permanent.
ΓΌ
Motor Brushless
Motor ini tidak menggunakan brush
dan komutator, melainkan memerlukan rangkaian kontrol dan komponen switching
untuk mengatur putaran fasenya.