Pengertian dan Teori Prinsip kerja Motor DC

Motor DC atau Motor arus searah, sebagaimana namanya, motor yang menggunakan arus searah/direct-current. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan torque yang tinggi. Teori dasar dari motor DC diawali dengan sebuah konduktor yang dialiri listrik berada di dalam suatu medan magnetik akan mengalami gaya tarik yang arahnya tegak lurus terhadap arus listrik dan medan magnetik.

• Konduktor bisa terbuat dari besi, tembaga atau aluminium.
• Besarnya magnituda dari gaya tersebut dapat dihitung dari persamaan berikut:

Dengan :

• F = gaya pada konduktor (Newton)
• I = arus pada konduktor (Ampere)
• B = Kerapatan Fluks magentik (Gauss)
• L = Panjang kawat (meter)
• θ = sudut antara arus dan medan magnetik

Prinsip Kerja

1. Prinsip gerakan pada motor DC adalah bila arus listrik dialirkan melalui satu konduktor yang ditempatkan pada suatu medan magnet,maka akan timbul gaya mekanis

2. Motor DC akan berfungsi jika terdapat komponen komponen seperti di bawah ini :

• Kumparan medan (Field Winding) yang mantinya akan menghasilkan medan magnet.
• Kumparan jangkar (Armature) untuk mengimbaskan ggl induksi pada konduktor yang terletak pada alur alur jangkar.
• Celah udara yang memungkinkan berputarnya jangkar pada medan magnet
• Motor listrik memanfaatkan prinsip tangan kanan
• Motor listrik membuat suatu putaran yaitu dengan membentuk kawat menjadi suatu lup dan menempatkan didalam medan magnetik
• Kumparan ini disebut lilitan armatur/jangkar.
• Armatur ini ditempatkan di dalam medan magnetik
• Comutator dan Brush mengalirkan arus listrik ke armatur dan menyebabkan armatur ini berputar.

BAGAN PEMBAGIAN MOTOR ARUS
1. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited
2.  Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited. (Medan magnet permanen)

Tipe Motor DC

• Motor DC daya sendiri: motor seri
• Gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan Armature.
• Arus medan sama dengan arus Armature.
• Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
• Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan mempercepat tanpa terkendali.
• Motor DC sumber daya sendiri/ Self Excited: motor shun
• Gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara paralel dengan gulungan armature.
• Total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus armature.
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan aramture (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).
• Motor DC Kompon/campuran
• Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt.
• Pada motor kompon,gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan armature.
• Motor kompon memiliki torque penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil.
• Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torque penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini.

Starting Motor DC
Persamaan elektrik untuk motor DC dapat dinyatakan sbb :

1. Vt = Ea + Ia . Ra
2. Ea = C . n. ∅

Dimana :

• Ea = Emf Jangkar balik
• Vt = Suplai tegangan
• Ia = Arus Jangkar
• Ra = Tahanan jangkar
• C = konstanta lilitan jangkar
• n = rotasi/ speed

∅ = Flux magnet dari lilitan medan Saat start n = 0, Maka nilai Ea = 0

Vt = Ea + Ia . Ra
Vt = 0 + Ia . Ra
Vt = Ia . Ra
Ia = Vt /Ra

Sehingga persamaan suplai tegangan menjadi Biasanya besar Ra itu mendekati 0, maka nilai Ia akan sangat tinggi. Kondisi ini akan mebahayakan motor itu sendiri, jadi dalam starting motor DC dapat dilakukan dengan 2 metode berikut

1. Mengontrol Tegangan terminal/ suplai tegangan (Vt)
2. Menaikkan tahanan jangkar (Ra

Starting yang bisa diaplikasikan adalah dengan metode menaikan tahanan jangkar