Generator dan Motor DC(direct current)

MOTOR dan GENERATOR DC

Di zaman sekarang ini sudah banyak digunakan motor listrik rotari . kebanyakan digunakan untuk alat alat militer ; radar ,blower dan alat pendukung jet.Motor adalah suatu alat pengubah daya Tarik menjadi daya mekanik (putaran)
Generator adalah suatu alat yang mengubah daya mekanik menjadi daya listrik
Konstruksi dibagi menjadi 2:
Stator (bagian yang diam) & rotor (bagian yang bergerak)
A. Stator terdiri:
1.    Rangka
2.    Lilitan /coil
3.    Kern
4.    Isolator
5.    Kotak terminal
6.    Kabel
7.    Sikat-sikat
B. rotor terdiri:
1.    Komutator
2.    Jangkar/angker
3.    Lilitan jangkar
4.    Poros/sumbu
5.    Leher beaing
Bagian –bagian stator
•    Rangka/frame gunanya untuk pelindung yang dibuat dr baja

•    Lilitan(coil) atau kumparan gunanya menghasilkan medan magnet

•    Kern gunanya sebagai tempat liltan kawat tembaga berupa lubang –lubang ,kern tersusun dr lempengan baja yang dikencangkan.

kern

•    Isolasi Mencegah arus induksi keluar lintasan dan isolasi terbuat dari mika

•    Sikat sikat gunanya penghubung arus listrik dan lilitan jangkar ke beban(untuk generator)


B. bagian rotor

rotor dc

•    Komutator (pada motor dan generator DC)
Terdiri dari 2 bagian:
1.    Komutator bar tempat terjadinya pergeseran antara komutator dan sikat sikat.
2.    Riser tempat terjadinya hubungan komutator dengan ujung ujung lilitan jangkar.



•    jangkar /angker gunanya untuk mengurangi panas dari arus

spesifikasi jangkar dc

MOTOR DC

Motor arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torque yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Yang mempengaruhi EMF (electro magnetic force)
1.    panjang kumparan kawat
2.    kecepatan memotong medan magnet
3.    jumlah medan magnet
rumus untuk menghitung GGL (electromotive force) :
e=B.l.v sin
diketahui;
e= ggl
B=kekuatan medan magnet
L=panjang kawat
V=kecepatan memotong medan magnet
sin = sudut yang terbentuk antara kawat dengan dinding kumparan
untuk memendekkan ripple/jarak dengan cara menambah magnet


motor DC memiliki tiga komponen utama:
Kutub medan. Secara sederhada digambarkan bahwa interaksi dua kutub magnet akan menyebabkan perputaran pada motor DC. Motor DC memiliki kutub medan yang stasioner dan dinamo yang menggerakan bearing pada ruang diantara kutub medan. Motor DC sederhana memiliki dua kutub medan: kutub utara dan kutub selatan. Garis magnetik energi membesar melintasi bukaan diantara kutub-kutub dari utara ke selatan. Untuk motor yang lebih besar atau lebih komplek terdapat satu atau lebih elektromagnet.Elektromagnet menerima listrik dari sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.

Dinamo. Bila arus masuk menuju dinamo, maka arus ini akan menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk silinder, dihubungkan ke as penggerak untuk menggerakan beban. Untuk kasus motor DC yang kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang dibentuk oleh kutub-kutub, sampai kutub utara dan selatan magnet berganti lokasi. Jika hal ini terjadi, arusnya berbalik untuk merubah kutub-kutub utara dan selatan dinamo.
Commutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Commutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.

Keuntungan utama motor DC adalah sebagai pengendali kecepatan, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
• Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan
• Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.
Dengan bertambah majunya teknologi magnet permanen, motor DC tersebut banyak sekali mempergunakan magnet permanen bagi pembangkitan medan magnetnya. Juga terdapat motor DC daya kecil, yang mempunyai konstruksi rotor khususnya yaitu tanpa memakai besi, yang sering disebut moving coil motor, atau mur dengan lilitan berputar.
Dengan sendirinya terdapat juga motor DC magnet permanen yang mempunyai konstruksi yang klasik, yaitu memaki magnet listrik untuk pembangkitan medan magnetnya dengan rotor yang mempunyai inti besi. Apabila medan stator dari motor diperoleh dari magnet permanen. Maka untuk membangkitkan medan magnet tidak perlu disediakan sesuatu daya. Lagipula magnet permanen modern mempergunakan suatu jenis keramik tertentu, mempunyai gaya paksa sedemikian besarnya, sehingga medan utama praktis tidak terpengaruh oleh reaksi jangkar dari arus jangkar. Hal ini mengakibatkan bahwa bentuk lengkung-lengkung putaran momen maupun arus momen praktis merupakan garis lurus.
Motor DC tersedia dalam banyak ukuran, namun penggunaannya pada umumnya dibatasi untuk beberapa penggunaan berkecepatan rendah, penggunaan daya rendah hingga sedang seperti peralatan mesin dan rolling mills, sebab sering terjadi masalah dengan perubahan arah arus listrik mekanis pada ukuran yang lebih besar. Juga, motor tersebut dibatasi hanya untuk penggunaan di area yang bersih dan tidak berbahaya sebab resiko percikan api pada sikatnya.Motor DC juga relatif mahal dibanding motor AC.

 Prinsip kerja Generator DC


Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

• dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.
• dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.

gbr1.pembanggkitan tenaga induksi

Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegan-gan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Se-dangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.


Gambar 3. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bo-lak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.

• Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komuta-tor berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyak-nya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).

Motor listrik DC dibagi menjadi 2:
1.    separately excited
2.    self excited

separately excited dibagi menjadi 3 :
•    series
•    shunt
•    compound
self excited dibagi menjadi 3:
•    seri
•    campuran
•    shunt