Motor 1  phasa dengan kekuatan kurang dari 1 PK dewasa ini banyak dipergunakan di rumah tangga, kantor, pabrik, bengkel maupun perusahaan-perusahaan. Motor 1 phasa dapat dikelompokkan menjadi beberapa kelompok berdasarkan konstruksi/cara kerjanya.

A. Motor Induksi (induction motor)

1.  Motor phase belah (split phase motor)

Motor kapasitor (capasitor motor)

a. start capasitor

b. permanent capasitor

2. Motor kutub bayangan (shaded pole motor)

B. Motor Repulsi (Repulsion Motor)

1.  Induksi repulsi (repulsion induction)

2. Start repulsi (repulsion start)

C. Motor Seri (universal motor/AC, DC motor, series motor)

Motor Induksi Satu Phasa

Pada motor induksi 3 phasa dapat dilihat bahwa fluks magnit yang terbentuk di sekitar stator merupakan medan magnit yang berputar. Akan tetapi, lain halnya dengan medan magnit yang terbentuk pada kumparan satu phasa, dimana fluks magnit hanya bergantian saja, sehingga meyulitkan bagi motor sewaktu mula-mula dijalankan (start). Untuk memperbesar daya bagi perputaran motor sewaktu start, maka untuk itu diperlukan bantuan, yang pada prinsipnya dilakukan dengan jalan membentuk medan magnit baru yang berbeda arah dengan medan magnit utama. Dalam hal ini, berarti harus terdapat aliran arus listrik baru yang tidak sephase dengan arus listrik yang mengalir pada kumparan utama (main winding) yang berarti harus ada kumparan kedua yang terpisah dari kumparan utama.

Oleh karena itu sebenarnya pada motor spilt phase menggunakan listrik 1 phasa, tetapi di dalam lilitan stator terdapat arus listrik 2 phase, yang mengalir pada kumparan utama dan kumparan kedua. Kumparan kedua ini umumjnya dinamakan kumparan bantu (auxiliary winding).

Untuk membentuk adanya dua arus listrik yang berbeda phasa, digunakan sebuah penggeser phase, sehingga dari tegangan listrik 1 phasa yang dimasukkan maka di dalam motor terbentuk listrik 2 phasa. Umumnya hal ini dapat dilakukan dengan memasang seri pad kumparan bantu sebuah rangkaian kumparan (induktor) atau dengan menggunakan kapasitor.

1. Rotor

Jenis rotor yang banyak digunakan pada motor induksi adalah rotor sangkar tupai. Pada prinsipnya rotor sangkar tupai disusun dari batang-batang konduktor yang kedua ujungnya disatukan oleh cincin yang dibuat dari bahan konduktor pula sehingga bentuknya menyerupai dengan sangkar tupai. Lihat gambar 3.

(a) (b)

Gambar 3

a. Prinsip rotor sangkar tupai

b. Pelat dari rotor

Pada gambar di atas sumbunya tidak digambarkan demikian pula bada rotor digambarkan terpisah (gambar 3b.) Badan rotor terdiri dari pelat berlapis-lapis. Dari luar nampaknya rotor sangkar seolah-olah hanya silinder yang pejal.

Untuk pendinginan dari motor pada bagian tepi dari rotor dilengkapi dengan daun-daun kipas sehingga kalau rotor berputar aliran udaranya akan membantu proses pendinginan motor. Susunan dari batang-batang ada yang sejajar dengan sumbu (poros), kadang-kadang ada juga yang tidak  sejajar dengan sumbu, agak miring (skew). Selain rotor sangkar tupai, pada motor induksi ada juga yang menggunakan rotor lilit (motor slip ring).

2. Motor Phase belah

Motor phase belah memiliki kumparan utama dan kumparan bantu yang letaknya bergeser 90 O listrik dan disambung paralel.

Gambar 4.

a. Letak kumparan utama dan kumparan bantu pada stator

b. Bagan hubungan kumparan utama dengan kumparan bantu

c. Diagram vektor

Terlihat pada gambar 4a, bahwa letak kumparan utama dan kumparan bantu bergeser 90 O listrik.

Selain tersebut diatas, diusahakan pula agar arus pada kedua kumparan bergeser sebesar mungkin (teoritis 90 O listrik) dengan demikian seolah-olah seperti dua phasa. Dua arus dalam kumparan inilah yang akan menimbulkan medan magnit berputar dan menyebabkan motor akan berputar dengan sendirinya (self starting).

Pada motor phasa belah, kumparan utama mempunyai tahanan murni rendah dan reaktansi tinggi, sebaliknya kumparan bantu memiliki tahanan murni tinggi dan reaktansi rendah. Tahahan murni kumparan bantu dapat diperbesar dengan menambah R yang disambung seri dengannya atau menggunakan kumparan dengan kawat yang diameternya sangat kecil.

Untuk memutuskan aliran arus listrik kek kumparan bantu dilengkapi dengan saklar S yang dihubungkan seri dengan kumparan bantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus pada kumparan bantu setelah motor mencapai kecepatan 75 % dari kecepatan penuh. Pada motor phasa belahyang dilengkapi saklar pemutus, biasanya yang dipakai adalah saklar sentrifugal. Ada juga yang menggunakan relay. Lihat gambar 5.

Gambar 5a. Relay arus

Relay arus :

      • saat start, arus besar à kontak akan terhubung
      • sesudah berjalan, arus kecil à kontak akan terputus

Gambar 5b. Relay arus

Relay tegangan :

      • saat start, tegangan turun à kontak akan terhubung (NC)
      • sesudah berjalan, tegangan normal à kontak akan terbuka

Untuk membalik arah putaran motor dapat dilakukan dengan membalik arah arus pada kumparan bantu atau membalik arah arus pada kumparan utama. Apabila paada kedua kumparan tersebut dibalik arah arusnya maka arah putaran tidak akan berubah. Pada umumnya yang dibalik adalah arah arus pada kumparan bantu.

Arah vektor medan paduan (yang disebabkan oleh arus pada kumparan utama Iu dan arus pada kumparan bantu Ib) pada titik t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8 dan t9 digambarkan sepeti pada gambar 6a, 6b dan 6c.

Gambar 6a  :  Grafik sinus dan diagram vektor Iu dan Ib.

Gambar 6b  :  Arah vektor medan paduan yang disebabkan Iu dan Ib (pada setiap saat).

Gambar 6c  :  Besar vektor medan paduan yang disebabkan Iu dan Ib (pada setiap saat).

Gambar 6. Diagram vektor medan paduan yang disebabkan Iu dan Ib.

Untuk lebih jelasnya hubungan kumparan-kumparan, digambar dengan diagram (gambar 7a). Gambar diagram tersebut diperjelas lagi dengan gambar rangkaian listrik seperti pada gambar 7b.

Gambar 7a. Diagram hubungan motor phasa belah berkutub 4

Gambar 7b. Rangkaian listrik motor phasa belah

3. Motor Kapasitor

a. Kapasitor Start Motor

Pada motor kapasitor pergeseran phasa antara Iu dan Ib didapatkan dengan memasang sebuah kapasitor secara seri dengan kumparan bantu. Kapasitor yang digunakan adalah kapasitor jenis elektrolit. Perhatikan gambar 8.

Gambar 8. Bagan rangkaian motor kapasitor dan diagram vektor Iu dan Ib

Pada gambar 8 terlihat, bahwa phasa Iu tertinggal terhadap sumber V, sedangkan Ib mendahului terhadap sumber V. Pergeseran phasa antara Iu dan Ib sekitar 80 O. Pada motor phasa belah pergeseran phasa antara V dan I sekitar 30 O. Motor kapasitor banyak digunakan pada motor kipas angin, kompresor pada kulkas, motor pompa air dan sebagainya.

Gambar 9a. Kapasitor start motor, motor disambung dengan arah

putaran searah jarum jam (Perhatikan Iu dan Ib)

Gambar 9b. Arah putaran dibalik menjadi berlawanan dengan

Arah jarum jam (Perhatikan Ib)

Untuk lebih menjelaskan hubungan dari lilitan-lilitan, digambarkan dengan diagram hubungan atau dengan diagram blok.

Gambar l0a.

Diagram hubungan capasitor start motor berkutub 4.

Gambar l0b.

Diagram blok capasitor start motor berkutub 4.

Variasi untuk capasitor start motor ini misal, tegangan tunggal memakai relay. Ada yang dilengkapi dengan over load (OL). Ada pula tegangan ganda.

Gambar 11. Tegangan tunggal dan menggunakan relay.

Tegangan ganda, satu arah putaran (two voltage, non reversible).

Gambar 12. Start capasitor motor tegangan ganda, satu arah putaran.

Untuk tegangan rendah kumparan utama I dan kumparan utama II paralel.

1 dikopel dengan 3

2 dikopel dengan 4

1 dan 2 untuk sumber.

Untuk tegangan tinggi kumparan utama I dan kumparan utama II seri :

1 dikopel dengan 4

3 dan 2 untuk sumber.

Ada juga type ini diperlengkapi dengan overload, yang masing-masing kumparan utama mempunyai 2 kumparan yang disambung paralel. Capasitor start motor dengan 3 ujung, dapat dibalik arah putarannya. (Three leads reversible capasitor start motor).

Gambar 13. Capasitor start motor dengan 3 ujung, dapat dibalik arah putarannya.

Pada saat switch kedudukan F (andaikan arah putaran motor searah dengan arah putaran jarum jam) maka pada kedudukan R putaran motor berlawanan dengan arah putaran jarum jam.

Capasitor start motor dengan 2 kecepatan (motor selalu distart pada high speed).

Gambar 14. Capasitor start motor dengan 2 kecepatan

(motor selalu distart pada high speed).

Pada kedudukan low, motor berputar lambat.

Pada kedudukan high, motor berputar lebih cepat, karena ;

kumparan high run mempunyai jumlah kutub sedikit.

kumparan low run mempunyai jumlah kutub banyak.

Capasitor start motor dengan 2 kumparan dan menggunakan 2 buah kapasitor.

Gambar 15. Capasitor start motor dengan 2 kecepatan dan menggunakan 2 buah kapasitor.

b. CAPASITOR START AND RUN MOTOR (PERMANENT CAPASITOR MOTOR).

Pada dasarnya motor ini sama dengan capasitor start motor, hanya di sini kumparan bantu dan kapasitor selalu dihubungkan dengan jala-jala (tanpa saklar otomatis).

Keuntungan dari motor jenis ini, adalah :

1. Mempertinggi kemampuan motor dari beban lebih.

2. Mempertinggi Cos φ (faktor daya).

3. Mempertinggi rendamen (η).

4. Putaran motor halus.

Single Value

Capasitor start

and run motor

Capasitor start

And run motor

Two Value

Capasitor start

and run motor

Kapasitor yang dipakai pada rangkaian motor hanya satu.

Kapasitor yang dipakai dua Waktu start digunakan yang kapasitasnya tinggi Pada waktu jalan digunakan yang rendah kapasitasnya.

Teori motor listrik

Motor listrik termasuk kedalam kategori mesin listrik dinamis dan merupakan sebuah perangkat elektromagnetik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll di industri dan digunakan juga pada peralatan listrik rumah tangga (seperti: mixer, bor listrik,kipas angin).

Motor listrik kadangkala disebut “kuda kerja” nya industri, sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama (Gambar 1), yaitu:
• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok:
Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.
Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).
Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.


Gambar 1. Prinsip Dasar Kerja Motor Listrik.

JENIS MOTOR LISTRIK

Bagian ini menjelaskan tentang dua jenis utama motor listrik: motor DC dan motor AC. Motor tersebut diklasifikasikan berdasarkan pasokan input, konstruksi, dan mekanisme operasi, dan dijelaskan lebih lanjut dalam bagan dibawah ini.


Gambar 2. Klasifikasi Motor Listrik.

1. Motor DC/Arus Searah
Motor DC/arus searah, sebagaimana namanya, menggunakan arus langsung yang tidak langsung/direct-unidirectional. Motor DC digunakan pada penggunaan khusus dimana diperlukan penyalaan torsi yang tinggi atau percepatan yang tetap untuk kisaran kecepatan yang luas.
Gambar 3 memperlihatkan sebuah motor DC yang 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.
Kommutator. Komponen ini terutama ditemukan dalam motor DC. Kegunaannya adalah untuk membalikan arah arus listrik dalam dinamo. Kommutator juga membantu dalam transmisi arus antara dinamo dan sumber daya.


Gambar 3. Motor DC.

Keuntungan utama motor DC adalah kecepatannya mudah dikendalikan dan tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor DC ini dapat dikendalikan dengan mengatur:
Tegangan dinamo – meningkatkan tegangan dinamo akan meningkatkan kecepatan.
Arus medan – menurunkan arus medan akan meningkatkan kecepatan.

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.

Hubungan antara kecepatan, flux medan dan tegangan dinamo ditunjukkan dalam persamaan berikut:

Gaya elektromagnetik: E = K?N

Torsi: T = K?Ia

Dimana:
E =gaya elektromagnetik yang dikembangkan pada terminal dinamo (volt)
? = flux medan yang berbanding lurus dengan arus medan
N = kecepatan dalam RPM (putaran per menit)
T = torsi electromagnetik
Ia = arus dinamo
K = konstanta persamaan

Jenis-Jenis Motor DC/Arus Searah

a. Motor DC sumber daya terpisah/ Separately Excited, Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC sumber daya terpisah/separately excited.

b. 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 4. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan arus medan dan arus dinamo.

Gambar 4. Karakteristik Motor DC Shunt.

Berikut tentang kecepatan motor shunt (E.T.E., 1997):
• Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar 4) dan oleh karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang rendah, seperti peralatan mesin.
• Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan seri dengan dinamo (kecepatan berkurang) atau dengan memasang tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

c. Motor DC daya sendiri: motor seri. Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri dengan gulungan dinamo (A) seperti ditunjukkan dalam gambar 5. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus dinamo.

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 (lihat Gambar 5).

Gambar 5. Karakteristik Motor DC Seri.

d. Motor DC Kompon/Gabungan.
Motor Kompon DC merupakan gabungan motor seri dan shunt. Pada motor kompon, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara paralel dan seri dengan gulungan dinamo (A) seperti yang ditunjukkan dalam gambar 6. Sehingga, 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. Contoh, penggabungan 40-50% menjadikan motor ini cocok untuk alat pengangkat hoist dan derek, sedangkan motor kompon yang standar (12%) tidak cocok (myElectrical, 2005).

Gambar 6. Karakteristik Motor DC Kompon.

2. Motor AC/Arus Bolak-Balik

Motor AC/arus bolak-balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik AC memiliki dua buah bagian dasar listrik: “stator” dan “rotor” seperti ditunjukkan dalam Gambar 7.

Stator merupakan komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama motor DC terhadap motor AC adalah bahwa kecepatan motor AC lebih sulit dikendalikan. Untuk mengatasi kerugian ini, motor AC dapat dilengkapi dengan penggerak frekwensi variabel untuk meningkatkan kendali kecepatan sekaligus menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang paling populer di industri karena kehandalannya dan lebih mudah perawatannya. Motor induksi AC cukup murah (harganya setengah atau kurang dari harga sebuah motor DC) dan juga memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi (sekitar dua kali motor DC).

Jenis-Jenis Motor AC/Arus Bolak-Balik

a. Motor sinkron. Motor sinkron adalah motor AC yang bekerja pada kecepatan tetap pada sistim frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan daya dan memiliki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara, perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk memperbaiki faktor daya sistim, sehingga sering digunakan pada sistim yang menggunakan banyak listrik.

Komponen utama motor sinkron adalah (Gambar 7):
Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnit rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memiliki magnet permanen atau arus DC-excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan dengan medan magnet lainnya.
Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding dengan frekwensi yang dipasok.

Motor ini berputar pada kecepatan sinkron, yang diberikan oleh persamaan berikut (Parekh, 2003):

Ns = 120 f / P

Dimana:
f = frekwensi dari pasokan frekwensi
P= jumlah kutub

Gambar 7. Motor Sinkron.

b. Motor induksi. Motor induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.

Komponen Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 8):
Rotor. Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:
- Rotor kandang tupai terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
- Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.
Stator. Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat .

Klasifikasi motor induksi

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):
Motor induksi satu fase. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

Gambar 8. Motor Induksi.

Kecepatan motor induksi

Motor induksi bekerja sebagai berikut, Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua, yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar. Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincin geser/ slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/slip ring motor”.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase slip/geseran(Parekh, 2003):

% Slip = (Ns – Nb)/Ns x 100

Dimana:
Ns = kecepatan sinkron dalam RPM
Nb = kecepatan dasar dalam RPM

Hubungan antara beban, kecepatan dan torsi


Gambar 9. Grafik Torsi vs Kecepatan Motor Induksi.

Gambar 9 menunjukan grafik torsi vs kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):
• Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan torsi yang rendah (“pull-up torque”).
• Mencapai 80% kecepatan penuh, torsi berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun.
• Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torsi dan stator turun ke nol

Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC (Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis, yaitu:

1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa

2. Motor listrik AC / arus bolak-balik 3 fasa

Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor listrik AC 1 fasa, yang terdiri dari:

• Motor Kapasitor

• Motor Shaded Pole

• Motor Universal

Sebelumnya akan lebih baik jika anda membaca artikel mengenai motor listrik di sini

Prinsip kerja Motor AC Satu Fasa

Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.

Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama.

Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.

Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama

Gambar 3. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa

Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet Φ tegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip. Hasilnya adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam. Kejadian ini berlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar pada belitan statornya.

Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut rotor sangkar.

Gambar 4. Rotor sangkar

Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan tegangan induksi, interaksi antara medan putar stator dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada rotor.

Motor Kapasitor

Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhana dengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikan motor kapasitor ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga.

Gambar 5. Motor kapasitor

Belitan stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal U1-U2, dan belitan bantu dengan notasi terminal Z1-Z2 Jala-jala L1 terhubung dengan terminal U1, dan kawat netral N terhubung dengan terminal U2. Kondensator kerja berfungsi agar perbedaan sudut phasa belitan utama dengan belitan bantu mendekati 90°.

Pengaturan arah putaran motor kapasitor dapat dilakukan dengan (lihat gambar6):

• Untuk menghasilkan putaran ke kiri (berlawanan jarum jam) kondensator kerja CB disambungkan ke terminal U1 dan Z2 dan terminal Z1 dikopel dengan terminal.

• Putaran ke kanan (searah jarum jam) kondensator kerja disambung kan ke terminal Z1 dan U1 dan terminal Z2 dikopel dengan terminal U1.

Gambar 6. Pengawatan motor kapasitor dengan pembalik putaran.

Motor kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua buah kondensator dan satu buah saklar sentrifugal. Belitan utama U1-U2 dihubungkan dengan jala-jala L1 dan Netral N. Belitan bantu Z1-Z2 disambungkan seri dengan kondensator kerja CB, dan sebuah kondensator starting CA diseri dengan kontak normally close (NC) dari saklar sentrifugal, lihat gambar 7.

Awalnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan dari jala-jala L1 dan Netral. Kemudian dua buah kondensator CB dan CA, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai berputar, dan ketika putaran mendekati 70% putaran nominalnya, saklar sentrifugal akan membuka dan kontak normally close memutuskan kondensator bantu CA.

Gambar 7. Pengawatan dengan Dua Kapasitor

Fungsi dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CA+CB, adalah untuk meningkatkan nilai torsi awal untuk mengangkat beban. Setelah putaran motor mencapai 70% putaran, saklar sentrifugal terputus sehingga hanya kondensator kerja CB saja yang tetap bekerja. Jika kedua kondensator rusak maka torsi motor akan menurun drastis, lihat gambar 8.

Gambar 8. Karakteristik Torsi Motor kapasitor

MotorShaded Pole

Motor shaded pole atau motor phasa terbelah termasuk motor satu phasa daya kecil, dan banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga sebagai motor penggerak kipas angin, blender. Konstruksinya sangat sederhana, pada kedua ujung stator ada dua kawat yang terpasang dan dihubung singkatkan fungsinya sebagai pembelah phasa.

Belitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti belitan transfor mator. Rotornya berbentuk sangkar tupai dan porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah bearing.

Gambar 9. motor shaded pole, Motor fasa terbelah.

Irisan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian, yaitu bagian stator dengan belitan stator dan dua kawat shaded pole. Bagian rotor sangkar ditempatkan di tengah-tengah stator, lihat gambar 10.

Gambar 10. Penampang motor shaded pole.

Torsi putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh kawat shaded pole. Konstruksi yang sederhana, daya yang kecil, handal, mudah dioperasikan, bebas perawatan dan cukup di suplai dengan Tegangan AC 220 V, jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga kecil.

Motor Universal

Motor Universal termasuk motor satu phasa dengan menggunakan belitan stator dan belitan rotor. Motor universal dipakai pada mesin jahit, motor bor tangan. Perawatan rutin dilakukan dengan mengganti sikat arang yang memendek atau pegas sikat arang yang lembek. Kontruksinya yang sederhana, handal, mudah dioperasikan, daya yang kecil, torsinya yang cukup besar motor universal dipakai untuk peralatan rumah tangga.

Gambar 11. komutator pada motor universal.

Bentuk stator dari motor universal terdiri dari dua kutub stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur belitan dan dilengkapi komutator dan sikat arang yang menghubungkan secara seri antara belitan stator dengan belitan rotornya. Motor universal memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm.

Gambar 12. stator dan rotor motor universal

Aplikasi motor universal untuk mesin jahit, untuk mengatur kecepatan dihubungkan dengan tahanan geser dalam bentuk pedal yang ditekan dan dilepaskan.

Semoga bermanfaat.

Judul yang provokatif….”bahaya listrik”, karena pada artikel sebelum-sebelumnya hanya membahas seputar tutorial teknik elektro dan berita-berita mengenai perkembangan kelistrikan dan manfaat energi listrik untuk kehidupan manusia. Namun seperti kata pepatah: “Kecil jadi teman, besar jadi lawan” dan hal ini pun berlaku pada listrik, oleh karena itu WAJIB bagi kita untuk mengetahui sejauh mana listrik itu berbahaya, sehingga kecelakaan yang disebabkan oleh penggunaan energi listrik dapat diminimalkan, bahkan dapat dihindari.

Apakah anda pernah tersengat aliran listrik PLN 220V ? jika ya ! pasti sangat mengkagetkan. Bahkan beberapa kasus tersengat listrik bisa berakibat pada kematian. Mengapa tegangan listrik 12 Volt pada akumulator tidak menyengat dan membahayakan manusia ? karena tubuh manusia memiliki batas aman untuk dialiri listrik, beberapa penelitian menyebutkan sampai dengan arus listrik 50 mA adalah batas aman bagi manusia, seperti ditunjukkan pada gambar 1.

Gambar 1. grafik bahaya arus listrik

Jantung sebagai organ tubuh yang paling rentan terhadap pengaruh aliran arus listrik dan ada empat batasan jika kita tersengat aliran listrik(lihat gambar 1).

• Daerah 1 (0,1 sd 0,5mA) jantung tidak terpengaruh sama sekali bahkan dalam jangka waktu lama.

• Daerah 2 (0,5 sd 10 mA) jantung bereaksi dan rasa kesemutan muncul dipermukaan kulit. Diatas 10mA sampai 200mA jantung tahan sampai jangka waktu maksimal 2 detik saja.

• Daerah 3 (200 sd 500mA) Jantung merasakan sengatan kuat dan terasa sakit, jika melewati 0,5 detik masuk daerah bahaya.

• Daerah 4 (diatas 500mA) jantung akan rusak dan secara permanen dapat merusak sistem peredaran darah bahkan berakibat kematian.

Gambar 2. Aliran listrik sentuhan langsung

Model terjadinya aliran ketubuh manusia dapat dilihat pada gambar 2. Sumber listrik AC mengalirkan arus ke tubuh manusia sebesar Ik, melewati tahanan sentuh tangan Rut, tubuh manusia Rki dan tahanan pijakan kaki Ru2. Tahanan tubuh manusia rata-rata 1000 Ώ, arus yang aman tubuh manusia maksimum 50mA, maka besarnya tegangan sentuh adalah sebesar :

UB = Rk. Ik = 1000 Ώ x 50 mA = 50 V

Nah…!!! terjawablah mengapa tegangan Akumulator 12V tidak menyengat saat dipegang terminal positip dan terminal negatifnya, karena tubuh manusia baru merasakan pengaruh tegangan listrik diatas 50V.

Faktor yang berpengaruh ada dua, yaitu besarnya arus mengalir ketubuh dan lama waktunya menyentuh. Tubuh manusia rata-rata memiliki tahanan Rk sebesar 1000 Ώ = 1k Ώ, dan pada saat tangan menyentuh tegangan PLN 220V (gambar 3), arus yang mengalir ketubuh besarnya.

Gambar 3. Tahanan tubuh manusia.

Ik = U/Rk =220V/1000 Ώ = 220mA

Arus Ik sebesar 200mA dalam hitungan milidetik tidak membahayakan jantung, tetapi diatas 0,2 detik sudah berakibat fatal bisa melukai bahkan bisa mematikan.

Tegangan sentuh bisa terjadi dengan dua cara, yaitu:

• Cara pertama tangan orang menyentuh langsung kawat beraliran listrik gambar 4a.

• Cara kedua tegangan sentuh tidak langsung, ketika terjadi kerusakan isolasi pada peralatan listrik dan orang menyentuh peralatan listrik tersebut yang bersangkutan akan terkena bahaya tegangan sentuh gambar b.

Gambar 4a. Tegangan sentuh langsung.

Gambar 4b. Tegangan sentuh tidak langsung.

Kerusakan isolasi bisa terjadi pada belitan kawat pada motor listrik, generator atau transformator. Isolasi yang rusak harus diganti karena termasuk kategori kerusakan permanen. Bahaya listrik akibat tegangan sentuh langsung dan tidak langsung, keduanya sama berbahayanya. Tetapi dengan tindakan pengamanan yang baik, akibat tegangan sentuh yang berbahaya dapat diminimalkan.

cara pengamanan dari bahaya listrik adalah antara lain:

• Yang paling utama dalah menggunakan peralatan-peralatan listrik yang telah mendapatkan sertifikasi dari Lembaga pengujian yang diakui, seperti LMK dan SNI.

• Kawat sebaiknya berisolasi sehingga bila tersentuh tidak membahayakan,

• Peralatan listrik dipasang pentanahan yang baik, sehingga ketika terjadi arus bocor akan disalurkan ke tanah dan tidak membahayakan manusia.

• Perhatikan buku petunjuk dari peralatan (jika ada) dan perhatikan pula masa pakai peralatan.

semog bermanfaat dan bersahabat dengan listrik.

baca juga tentang:

Generator 1 fasa adalah generator yang bisa menghasilkan tegangan 1 fasa jadi generator ini hanya memiliki satu kumparan stator saja.

Bagian dari generator ini terdiri dari

  • Stator adalah bagian generator yang tidak berputar
  • Rotor adalah bagian generator yang bergerak.

Kontruksi generator syinchon dapat dibedakan :

  • Generator kutup luar, biasanya bagian magnet yang tetap sedangkan kumparan tempat terbentuknya GGL adalah bagian yang bergerak / berputar.
  • Generator kutup dalam, pada generator ini bagian magnet adalah bagian yang bergerak / berputar sedangkan kumparan tempat terbentuknya GGL adalah bagian yang tidak bergerak.

Ditinjau dari jenis penguatan arus kemagnetan maka generator dibedakan menjadi

  • Generator penguat sendiri ( self exited )
  • Generator penguat terpisah ( separately Exinted ).

Motor 1 fasa G=24 P=4 Half coil

Jenis – jenis motor AC dapan dibedakan

1. Motor seri

2. Motor Shaded pole

3. Motor repulse

4. Motor universal

5. Run kapasitor

6. Star kapasitor

Motor star kapasitor biasanya mempunyai saklar sentifugal , saklar yang berfungsi untuk memutus kumparan bantu ( auxiliri winding )jika motor sudah berputar 75 % dari putaran normal, sehingga motor tersebuk yang bekerja hanya kumparan utamanya saja ( main winding ).

Untuk membalik arah putaran motor tersebut dapat dilakukan dengan membalik arah arus pada kumparan bantu atau pun kumparan utama, dengan syarat motor tersebut harus berhenti berputar dahulu….

Motor 1 fasa G= 24 P=4 full ( Whole ) coil

Jenis – jenis motor kapasitor

1. Run kapasitor

2. Star kapasitor

3. Doble kapasitor

Motor kapasitor ini putarannya (n) sangat tertentu, yang dipengarui oleh:

1. Jumlah kutup magnet ( p )

2. Frekuensi listrik ( f )

Sehingga : n = 120 X f / p ( rpm )

Untuk melilit stator kita harus mengetahui

1. Jumlah kutupnya ( P )

2. Jumlah alur ( G )

3. Lebar kumparan ( yg )

4. Jumlah alur tiap fasa tiap kutup ( q )

Sehingga : yg = G/P

Motor listrik dilihat dari bentuk lilitanya dibedakan menjadi 2

1. Lilitan consentris ( memusat )

2. Lilitan distribusi ( tersebar )

Jenis lilitan stator dibedakan menjadi

1. Jenis lilitan Whole (full) coil

2. Jenis lilitan Half coil

Motor 3 fasa G=36 P=6 Whole (full) coil

Berdasarkan bentuk kepala penghubung antara sisi-sisi kumparan, maka stator dapat dibedakan

1. Barrel type yaitu biasanya menggunakan lilitan gelung lilitan yang bergeseran/tersebar(lilitan distri busi)

2. Spiral type merupakan motor yang lilitanya terpusat ( consentrin )

Berdasarkan perbandingan jumlah kelompok kumparan dengan jumlah kutup magnet yang digunakan, maka stator dapat dibedakan

1. Lilitan kumparan setengah ( half coil winding ) yaitu bila kelompok kumparan setengah lebih banyak jumlah kutup – kutup magnet.

2. Lilitan kumparan penuh ( whole coil winding ) yakni bila kelompok kumparan sama dengan jumlah kutup – kutup magnet.

Berdasarkan jarak antar kutup magnet, lilitan stator dapat dibedakan

1. Langkah penuh (full pitch ) yani bila langkah lilitan sisi-sisi kumparan pada satu kelompok kumparan sama dengan 180 derajat listrik. Y=π

2. Langkah pendek ( fracti – pitch ) yakni apabila langkah lilitan sisi-sisi kumparan pada satu kelompok kumparan lebil kecil dari 180 derajat listrik. Y<π

Motor 3 fasa G=24 P=4 half coil consentris

Untuk melilit stator generatot ataupun stator motor, kita harus memperhatikan beberapa factor, antara lain:

a. Jumlah phase ( m )

b. Jumlah alur ( G )

c. Jumlah kutup ( P )

Sehingga G=P.m.q

q= jumlah alur perkutup setiap phase

motor 3 fasa G=24 P=4 full coil consentris

motor 3 fase putaranya dipengarui oleh factor frekuensi (f), jumlah kutup magnet, motor tesebut pada terminal terdapat notasi : UVW ; XYZ dan dapat disambungkan secara bintang ( setar ) Y atau delta (∆)

motor 3 fase yang dapat dirubah kecepatannya menjadi 2 sampai 4 kecepatan disebut “motor dahlander” perubahan tersebut berubah karena perubahan kutup magnet.

Motor dc seri

Tranformator 1 fasa

Tranformator 3 fasa

Generator 3 fasa

Langkah kerja mengulung motor listrik

Motor listrik ada yang 1 & 3 fase.

Ada dua macam kumparan yaitu : konsentris & Spiral. Untuk memperbaiki motor listrik atau generator & sejenisnya, langkah-langkahnya sebagai berikut :

Di gambar lebih dahulu ( Bagi pemula ) alurnya, perencanaan dan daftar lilitan full coil atau half coil serta dihitung dulu jumlah lilitan aslinya….

Prespan ( Kertas plastik yang yang digunakan untuk melapisi antara kawat email dengan bodi pada alur)

Kertas prespan atau mika untuk melapisi Email Kumparan ( lilitan ) disesuaikan dengan diameter aslinya.

Ukurlah lebar kumparan pada stator dan buatlah mal

Mal : Diameter lingkaran pada kumparan.

Sirlak : Untuk memolesi kumparan yang sudah terpasang pada motor supaya jika ada goresan pada email bisa tertutupi.

Pasanglah kumparan/kawat email pada alur – alur yang telah digulung mulai dari kumparan utama dahulu.

Setelah semua kumparan terpasang pada alur, harus di meger dahulu. Untuk mengetahui supaya ada kumparan yang terhubung dengan body

Setelah memasang kumparan sebaiknya di meger dulu. Gunanya untuk mengecek apakah kumparan tidak mengalami kebocoran.

Dapat juga menggunakan ohm meter untuk mengetahui tahanan tiap kumparan, tahanan antar kumparan itu kan bisa pengganti Meger jika tidak punya…

Meger : Memberi arus listrik AC dengan menggunakan alat ( Tool ) di putar sehingga menghasilkan arus listrik sampai 1000 Volt. Jadi harus hati-2 agar tidak kena arus lisrik.

Setelah selesai melilit stator, mengukur kumparan dan hasilnya baik kita coba dengan tegangan listrik…… semoga beruntung…amin

Sebenarnya motor listrik dan generator listrik banyak dipakai didalam kehidupan kita, maka untuk itu sebagai seorang yang suka akan elektro/listrik kita setidaknya mengetauhi cara melilit motor tersebut…. Sapa tahu kita mengalami kerusakan motor, misal pada pompa air, mesin cuci kan kalau kita bisa memperbaiki sendiri menjadi kebanggan kita….

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:
1. Generator penguat terpisah
2. Generator shunt
3. Generator kompon

1. Konstruksi Generator DC

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.


Gambar 1. Konstruksi Generator DC

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.

Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

2. 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.


Gambar 2. Pembangkitan Tegangan 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. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan 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 bolak-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 komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

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

3. Jangkar Generator DC

Jangkar adalah tempat lilitan pada rotor yang berbentuk silinder beralur. Belitan tersebut merupakan tempat terbentuknya tegangan induksi. Pada umumnya jangkar terbuat dari bahan yang kuat mempunyai sifat feromagnetik dengan permiabilitas yang cukup besar.
Permiabilitas yang besar diperlukan agar lilitan jangkar terletak pada derah yang induksi magnetnya besar, sehingga tegangan induksi yang ditimbulkan juga besar. Belitan jangkar terdiri dari beberapa kumparan yang dipasang di dalam alur jangkar. Tiap-tiap kumparan terdiri dari lilitan kawat atau lilitan batang.


Gambar 4. Jangkar Generator DC.

4. Reaksi Jangkar

Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari sebuah generator saat tanpa beban disebut Fluks Medan Utama (Gambar 5). Fluks ini memotong lilitan jangkar sehingga timbul tegangan induksi.


Gambar 5. Medan Eksitasi Generator DC

Bila generator dibebani maka pada penghantar jangkar timbul arus jangkar. Arus jangkar ini menyebabkan timbulnya fluks pada penghantar jangkar tersebut dan biasa disebut FIuks Medan Jangkar (Gambar 6).


Gambar 6. Medan Jangkar dari Generator DC (a) dan Reaksi Jangkar (b).

Munculnya medan jangkar akan memperlemah medan utama yang terletak disebelah kiri kutub utara, dan akan memperkuat medan utama yang terletak di sebelah kanan kutub utara. Pengaruh adanya interaksi antara medan utama dan medan jangkar ini disebut reaksi jangkar. Reaksi jangkar ini mengakibatkan medan utama tidak tegak lurus pada garis netral n, tetapi bergeser sebesar sudut α. Dengan kata lain, garis netral akan bergeser. Pergeseran garis netral akan melemahkan tegangan nominal generator.
Untuk mengembalikan garis netral ke posisi awal, dipasangkan medan magnet bantu (interpole atau kutub bantu), seperti ditunjukkan pada Gambar 7.(a).


Gambar 7. Generator dengan Kutub Bantu (a) dan Generator Kutub Utama, Kutub Bantu, Belitan Kompensasi (b).

Lilitan magnet bantu berupa kutub magnet yang ukuran fisiknya lebih kecil dari kutub utama. Dengan bergesernya garis netral, maka sikat yang diletakkan pada permukaan komutator dan tepat terletak pada garis netral n juga akan bergeser. Jika sikat dipertahankan pada posisi semula (garis netral), maka akan timbul percikan bunga api, dan ini sangat berpotensi menimbulkan kebakaran atau bahaya lainnya. Oleh karena itu, sikat juga harus digeser sesuai dengan pergeseran garis netral. Bila sikat tidak digeser maka komutasi akan jelek, sebab sikat terhubung dengan penghantar yang mengandung tegangan. Reaksi jangkar ini dapat juga diatasi dengan kompensasi yang dipasangkan pada kaki kutub utama baik pada lilitan kutub utara maupun kutub selatan, seperti ditunjukkan pada gambar 7 (a) dan (b), generator dengan komutator dan lilitan kompensasinya.

Kini dalam rangkaian generator DC memiliki tiga lilitan magnet, yaitu:
• lilitan magnet utama
• lilitan magnet bantu (interpole)
• lilitan magnet kompensasi

5. Jenis-Jenis Generator DC

Seperti telah disebutkan diawal, bahwa generator DC berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker) dibagi menjadi 3 jenis, yaitu:
1. Generator penguat terpisah
2. Generator shunt
3. Generator kompon

Generator Penguat Terpisah

Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu:
1. Penguat elektromagnetik (Gambar 8.a)
2. Magnet permanent / magnet tetap (Gambar 8.b)


Gambar 8. Generator Penguat Terpisah.

Energi listrik yang dihasilkan oleh penguat elektromagnet dapat diatur melalui pengaturan tegangan eksitasi. Pengaturan dapat dilakukan secara elektronik atau magnetik. Generator ini bekerja dengan catu daya DC dari luar yang dimasukkan melalui belitan F1-F2.

Penguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang konstan dari terminal rotor A1-A2. Karakteristik tegangan V relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya.

Karakteristik Generator Penguat Terpisah


Gambar 9. Karakteristik Generator Penguat Terpisah

Gambar 9 menunjukkan:
a. karakteristik generator penguat terpisah saat eksitasi penuh (Ie 100%) dan saat eksitasi setengah penuh (Ie 50%). Ie adalah arus eksitasi, I adalah arus beban.Tegangan output generator akan sedikit turun jika arus beban semakin besar.
b. Kerugian tegangan akibat reaksi jangkar.
c. Perurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar, selanjutnya mengakibatkan turunnya pasokan arus penguat ke medan magnet, sehingga tegangan induksi menjadi kecil.

Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet
stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar 10.


Gambar 10. Diagram Rangkaian Generator Shunt

Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubung-singkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.

Karakteristik Generator Shunt


Gambar 11. Karakteristik Generator Shunt.

Generator shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada Gambar 11. Tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama, dibandingkan dengan tegangan output pada generator penguat terpisah.

Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah dan generator shunt tentu kurang baik, karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan output yang konstan, namun hal ini dapat diperbaiki pada generator kompon.

Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar 12. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.


Gambar 12. Diagram Rangkaian Generator Kompon

Karakteristik Generator Kompon


Gambar 13. Karakteristik Generator Kompon

Gambar 13 menunjukkan karakteristik generator kompon. Tegangan output generator terlihat konstan dengan pertambahan arus beban, baik pada arus eksitasi penuh maupun eksitasi 50%. Hal ini disebabkan oleh adanya penguatan lilitan seri, yang cenderung naik tegangannya jika arus beban bertambah besar. Jadi ini merupakan kompensasi dari generator shunt, yang cenderung tegangannya akan turun jika arus bebannya naik.

Pendahuluan

Telah dikatakan bahwa jika orang Romawi Kuno, dengan peradaban maju dan pengetahuan tentang ilmu pengetahuan, telah mampu mengembangkan sebuah motor uap, perjalanan sejarah akan jauh berbeda. Perkembangan motor listrik di zaman modern telah menunjukkan kebenaran dalam teori ini. Perkembangan motor listrik telah memberi kita yang paling efisien dan efektif untuk melakukan kerja berarti dikenal manusia. Karena motor listrik telah kita dapat sungguh-sungguh sangat mengurangi kerja keras kelangsungan hidup manusia dan telah mampu membangun peradaban yang sekarang sampai ke bintang-bintang. Motor listrik perangkat sederhana pada prinsipnya. Aplikasi ini dapat mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. Selama bertahun-tahun, motor listrik telah berubah secara substansial dalam desain, namun prinsip-prinsip dasar tetap sama. Dalam bagian ini, Panduan Aksi kita akan membahas prinsip-prinsip dasar ini motor. Kita akan membahas fenomena magnetisme, AC arus dan dasar operasi motor.

Magnetisme

Sekarang, sebelum kita membahas operasi motor dasar review singkat magnet mungkin bermanfaat bagi banyak dari kita. Kita semua tahu bahwa sebuah magnet permanen akan menarik dan memegang benda logam ketika objek itu sudah dekat atau bersentuhan dengan magnet. Magnet permanen dapat melakukan hal ini karena gaya magnet yang melekat disebut sebagai “medan magnet”. Dalam Gambar 1, medan magnet dua magnet permanen yang diwakili oleh “garis-garis fluks”. Garis-garis fluks ini membantu kita untuk memvisualisasikan medan magnet magnet apapun walaupun mereka hanya mewakili fenomena yang tak terlihat. Jumlah garis fluks magnet bervariasi dari satu bidang ke bidang lainnya. Semakin kuat medan magnet, semakin besar jumlah garis fluks yang ditarik untuk mewakili medan magnet. Garis-garis fluks yang digambar dengan arah yang ditunjukkan karena kita harus memvisualisasikan garis-garis ini dan medan magnet yang mereka wakili sebagai memiliki gerakan yang berbeda dari N-tiang ke S-tiang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Lain tapi sejenis medan magnet yang dihasilkan sekitar konduktor listrik bila arus listrik mengalir melalui konduktor seperti ditunjukkan pada Gambar 2-a. Baris ini mendefinisikan fluks dan medan magnet dalam bentuk lingkaran konsentris di sekitar kawat. Beberapa dari Anda mungkin ingat lama “Waktu Hand Rule” seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2-b. Aturan menyatakan bahwa jika Anda mengarahkan jempol tangan kiri Anda ke arah arus, jari-jari anda akan menunjuk ke arah medan magnet.
Gambar 1 – Garis-garis fluks dari medan magnet perjalanan dari N-tiang ke S-tiang.
Gambar 2 – Aliran arus listrik dalam suatu konduktor konsentris set up garis fluks magnet di sekitar konduktor.

Gambar 3 – garis magnet di sekitar konduktor arus berangkat dari N-tiang dan re-enter pada S-tiang.

Ketika kawat dibentuk menjadi sebuah kumparan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 3 ini, semua individu garis-garis fluks yang dihasilkan oleh setiap bagian dari kawat bergabung bersama untuk membentuk satu medan magnet yang besar sekitar total koil. Seperti halnya dengan magnet permanen, garis-garis fluks ini meninggalkan utara kumparan dan masukkan kembali pada bagian kumparan kutub selatan. Medan magnet dari kumparan kawat jauh lebih besar dan lebih terlokalisasi dibandingkan dengan medan magnet di sekitar konduktor biasa sebelum dibentuk menjadi sebuah kumparan. Ini medan magnet di sekitar kumparan dapat diperkuat dengan menempatkan lebih inti dari besi atau logam serupa di pusat inti. Menyajikan inti logam kurang perlawanan terhadap garis-garis fluks daripada udara, sehingga menyebabkan kekuatan lapangan meningkat. (Ini adalah persis bagaimana kumparan stator dibuat; sebuah kumparan kawat dengan inti besi.) Keuntungan dari medan magnet yang dihasilkan oleh arus kumparan kawat adalah bahwa ketika arus dibalik arah kutub yang medan magnet akan beralih posisi sejak garis-garis fluks telah berubah arah. Fenomena ini diilustrasikan pada Gambar 4. Tanpa magnet ini fenomena yang ada, motor AC seperti yang kita kenal sekarang tidak akan ada.
Gambar 4 – The kutub dari sebuah elektro-magnetik kumparan berubah ketika arah aliran arus perubahan.

Prinsip dasar dari semua motor dapat dengan mudah ditampilkan dengan menggunakan dua elektromagnet dan magnet permanen. Arus mengalir melalui koil no. 1 dalam arah yang seperti kutub utara dibentuk dan melalui koil no. 2 dalam arah yang seperti kutub selatan didirikan. Permanen magnet dengan kutub utara dan selatan merupakan bagian yang bergerak sederhana ini motor. Pada Gambar 5-sebuah kutub utara magnet permanen berlawanan kutub utara dari elektromagnet. Demikian pula, kutub selatan saling berlawanan. Seperti kutub magnet saling tolak, menyebabkan magnet permanen bergerak untuk mulai berbelok. Setelah ternyata bagian jalan sekitar, gaya tarik-menarik antara kutub berbeda menjadi cukup kuat untuk menjaga magnet permanen berputar. Magnet yang berputar terus memutar sampai kutub tidak seperti berbaris. Pada titik ini biasanya rotor berhenti karena tarik-menarik antara kutub berbeda. (Gambar 5-b)
Gambar 5

Namun, jika arah arus dalam kumparan elektromagnetik tiba-tiba terbalik, sehingga membalik polaritas dari dua kumparan, maka akan kembali kutub berlawanan dan saling tolak. (Gambar 5-c). Magnet permanen yang bergerak kemudian akan terus berputar. Jika arah arus dalam kumparan elektromagnetik berubah setiap kali magnet berubah 180 derajat atau setengah keliling, maka magnet akan terus berputar. Perangkat sederhana ini motor dalam bentuk yang paling sederhana. Motor sebenarnya lebih kompleks daripada perangkat sederhana yang ditunjukkan di atas, tetapi prinsipnya sama.

AC Current

Bagaimana dibalik arus dalam kumparan sehingga mengubah polaritas kumparan, Anda bertanya. Yah, seperti yang mungkin Anda ketahui, perbedaan antara DC dan AC adalah bahwa dengan arus DC hanya mengalir dalam satu arah sementara dengan AC arah aliran arus perubahan secara berkala. Dalam kasus AC umum yang digunakan di sebagian besar dari Amerika Serikat, perubahan arah aliran arus 120 kali setiap detik. Arus ini disebut sebagai “60 siklus AC” atau “60 Hertz AC” untuk menghormati Mr Hertz yang pertama kali dikandung konsep arus AC. Karakteristik lain aliran arus adalah bahwa hal itu dapat bervariasi dalam kuantitas. Kita dapat memiliki 5 amp, 10 amp atau 100 ampli aliran misalnya. Murni DC, ini berarti bahwa aliran arus sebenarnya adalah 5,10, atau 100 ampli secara terus-menerus. Kita bisa membayangkan sederhana ini pada waktu-arus grafik dengan garis lurus seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 – Visualisasi dari DC

Tapi dengan AC itu berbeda. Seperti yang dapat Anda bayangkan, akan lebih sulit bagi arus akan mengalir di misalnya 100 amp arah yang positif satu waktu dan kemudian pada saat berikutnya akan mengalir pada intensitas yang sama ke arah negatif. Sebaliknya, karena saat ini sudah siap untuk mengubah arah, pertama kali mengecil dari nol sampai mencapai aliran dan kemudian secara bertahap membangun di arah lain. Lihat Gambar 7. Perhatikan bahwa arus maksimum (puncak garis) di setiap arah adalah lebih dari nilai tertentu (100 amp dalam kasus ini). Oleh karena itu, nilai tertentu diberikan sebagai rata-rata. Hal ini sebenarnya disebut sebagai “root mean square” nilai, tapi jangan khawatir tentang mengingat ini karena itu adalah tidak penting bagi kita saat ini. Apa yang penting dalam studi kami motor, adalah menyadari bahwa kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh AC elektro-magnetik kumparan bertambah dan berkurang dengan peningkatan dan penurunan aliran arus bolak-balik ini.
Figure 7 – Visualization of AC.

Motor AC listrik dasar memiliki dua bagian: “stator” dan “rotor” seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Stator adalah komponen listrik stasioner. Ini terdiri dari sekelompok individu elektro-magnet diatur sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah lubang silinder, dengan masing-masing satu kutub magnet menghadap ke arah pusat kelompok. Istilah, “stator” berasal dari kata stasioner. Kemudian stator adalah bagian stasioner motor. Rotor merupakan komponen listrik berputar. Ini juga terdiri dari sekelompok elektro-magnet diatur mengelilingi sebuah silinder, dengan menghadap ke arah kutub kutub stator. Rotor, jelas, terletak di dalam stator dan dipasang pada poros motor. Istilah “rotor” berasal dari kata berputar. Maka rotor adalah bagian yang berputar dari motor. Tujuan dari komponen motor ini adalah untuk membuat rotor berputar yang pada gilirannya akan memutar poros motor. Rotasi ini akan terjadi karena magnet yang telah dibahas sebelumnya fenomena yang tidak seperti kutub magnet saling menarik satu sama lain dan seperti kutub mengusir. Jika kita semakin mengubah polaritas kutub stator sedemikian rupa sehingga mereka gabungan medan magnet berputar, maka rotor akan mengikuti dan memutar dengan medan magnet stator.
Gambar 8 – dasar komponen listrik motor AC.

Ini “medan magnet berputar stator dapat lebih dipahami dengan mengkaji Gambar 9. Seperti terlihat, stator magnet memiliki enam tiang dan rotor memiliki dua kutub. Pada waktu 1, stator kutub A-1 dan C-2 adalah kutub utara dan kutub yang berlawanan, A-2 dan C-1, adalah kutub selatan. S-tiang rotor tertarik oleh dua N-kutub stator dan N-kutub rotor tertarik oleh dua kutub selatan stator. Pada waktu 2, polaritas kutub stator berubah sehingga sekarang C-2 dan B-1 dan N-tiang dan C-1 dan B-2 adalah S-kutub. Rotor kemudian dipaksa untuk memutar 60 derajat untuk berbaris dengan kutub stator sebagaimana ditunjukkan. Pada waktu 3, B-1 dan A-2 adalah N. Pada saat 4, A-2 dan C-1 adalah N. Seperti setiap perubahan yang dibuat, kutub rotor tertarik oleh yang berlawanan kutub pada stator. Jadi, sebagai medan magnet stator berputar, rotor dipaksa untuk memutar dengan itu.
Gambar 9 – medan magnet berputar motor AC.

Salah satu cara untuk menghasilkan medan magnet yang berputar di dalam stator dari motor AC adalah dengan menggunakan tiga fase catu daya untuk kumparan stator. Apa, Anda mungkin bertanya, adalah tiga-phase power? Jawaban untuk pertanyaan itu dapat lebih dipahami jika kita memeriksa daya fase tunggal. Gambar 7 adalah visualisasi tunggal-phase power. Generator AC yang terkait memproduksi hanya satu aliran arus listrik yang arah dan intensitas yang bervariasi seperti ditunjukkan oleh garis solid tunggal pada grafik. Dari waktu 0 ke waktu 3, arus mengalir dalam konduktor dalam arah positif. Dari waktu 3 sampai waktu 6, arus mengalir dalam negatif. Pada suatu waktu, saat ini hanya mengalir dalam satu arah. Tetapi beberapa generator menghasilkan tiga terpisah arus mengalir (fase) semua ditumpangkan pada jaringan yang sama. Hal ini disebut sebagai fase tiga daya. Pada satu instan, bagaimanapun, arah dan intensitas dari masing-masing terpisah arus tidak sama dengan fase-fase lain. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 10. Tiga fase terpisah (arus mengalir) diberi label A, B dan C. Pada waktu 1, fasa A adalah nol ampli, fase B adalah dekat maksimum ampere dan mengalir dalam arah positif, dan fase C sudah dekat secara maksimal ampere tapi mengalir ke arah negatif. Pada saat 2, ampere fasa A adalah meningkatkan dan aliran positif, fase B ampere menurun dan aliran masih negatif, dan fasa C telah turun menjadi nol amp. Siklus lengkap (dari nol sampai maksimum dalam satu arah, ke nol dan maksimum dalam arah lain, dan kembali ke nol) diperlukan satu revolusi lengkap dari generator. Oleh karena itu, siklus lengkap, dikatakan telah listrik 360 derajat. Dalam meneliti Gambar 10, kita melihat bahwa setiap fase tersebut dipindahkan 120 derajat dari dua fase lain. Oleh karena itu, kita katakan mereka 120 derajat keluar dari fase.
Gambar 10 – Pola fase yang terpisah tiga-phase power.

Untuk menghasilkan medan magnet yang berputar di dalam stator dari fase tiga motor AC, semua yang perlu dilakukan adalah kumparan stator angin dengan baik dan menghubungkan catu daya mengarah dengan benar. Sambungan selama 6 tiang stator ditunjukkan pada Gambar 11. Setiap fase-fase tiga catu daya terhubung ke kutub berlawanan dan kumparan yang terkait luka dalam arah yang sama. Seperti yang Anda ingat dari Gambar 4, polaritas kutub sebuah elektro-magnet ditentukan oleh arah aliran arus melalui kumparan. Oleh karena itu, jika dua berlawanan elektro-magnet stator adalah luka dalam arah yang sama, polaritas kutub harus dihadapi berlawanan. Oleh karena itu, ketika tiang A1 adalah N, tiang A2 adalah S. Ketika tiang B1 adalah N, B2 adalah S dan sebagainya.
Gambar 11 – Metode dari tiga tahap menghubungkan daya ke enam-kutub stator.

Gambar 12 menunjukkan bagaimana medan magnet berputar yang dihasilkan. Pada time1, aliran arus pada tahap “A” adalah kutub positif dan kutub A-1 adalah N. arus dalam fase “C” adalah kutub negatif, membuat C-2 N-tiang dan C-1 adalah S . Tidak ada aliran arus pada fase “B”, jadi ini tidak kutub magnet. Pada saat 2, fase telah bergeser 60 derajat, membuat tiang C-2 dan B-1 baik N dan C-1 dan B-2 keduanya S. Dengan demikian, sebagai fase pergeseran arus mereka, resultan N dan S kutub bergerak searah jarum jam sekitar stator, menghasilkan medan magnet yang berputar. Rotor bertindak seperti sebuah bar magnet, sepanjang ditarik oleh medan magnet yang berputar.
Gambar 12 – Bagaimana daya tiga fase menghasilkan medan magnet yang berputar.

Sampai saat ini tidak banyak yang telah dikatakan tentang rotor. Dalam contoh sebelumnya, telah diasumsikan rotor kutub yang luka dengan gulungan, sama seperti kutub stator, dan disertakan dengan DC untuk menciptakan tetap polaritas kutub. Ini, dengan cara, adalah persis bagaimana motor AC sinkron bekerja. Namun, sebagian besar motor AC yang digunakan saat ini tidak sinkron motor. Sebaliknya, apa yang disebut “induksi” motor adalah workhorses industri. Jadi bagaimana adalah motor induksi berbeda? Perbedaan besar adalah cara yang saat ini dipasok ke rotor. Ini bukan catu daya eksternal. Seperti yang Anda bayangkan dari nama motor, sebuah teknik induksi digunakan sebagai gantinya. Induksi adalah karakteristik lain dari magnetisme. Ini adalah fenomena alam yang terjadi ketika sebuah konduktor (aluminium batangan dalam kasus rotor, lihat Figur 13) akan dipindahkan melalui medan magnet yang ada atau ketika medan magnet melewati sebuah konduktor bergerak. Dalam kedua kasus, gerakan relatif dari dua menyebabkan arus listrik mengalir dalam konduktor. Hal ini disebut sebagai “disebabkan” aliran arus. Dengan kata lain, dalam sebuah motor induksi aliran arus di rotor tidak disebabkan oleh hubungan langsung ke konduktor ke sumber tegangan, melainkan oleh pengaruh konduktor rotor memotong garis-garis fluks yang dihasilkan oleh medan magnet stator . Arus induksi yang dihasilkan dalam rotor menghasilkan medan magnet di sekeliling konduktor rotor seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14. Ini medan magnet di setiap rotor konduktor akan menyebabkan setiap rotor konduktor untuk bertindak seperti magnet permanen di Gambar 9 contoh. Sebagai medan magnet stator berputar, karena efek dari tiga-fase catu daya AC, induksi medan magnet rotor akan tertarik dan akan mengikuti rotasi. Rotor terhubung ke poros motor, sehingga poros akan berputar dan mendorong hubungan beban. Begitulah cara kerja motor! Sederhana, bukan?
Gambar 13 – Konstruksi AC motor induksi rotor.
Gambar 14 – Bagaimana tegangan diinduksikan dalam rotor, mengakibatkan arus pada konduktor rotor.

Teori Motor DC

Pengantar

Tujuan makalah ini adalah untuk menyediakan satu dengan pemahaman DC Motors agar mereka dapat diterapkan dengan percaya diri. Makalah ini berisi informasi dasar dan informasi spesifik yang berlaku dengan Reliance Menengah dan Besar HP HP DC Motors. Karena sifat bisnis Sistem Baldor, penekanan telah ditempatkan pada motor DC Besar lini produk.

Bagian 1: Dynamo Pembangunan

Pertama generator dan motor dipanggil dynamoelertric dinamo atau mesin. Dynamo adalah dari kata Yunani dynamis yang berarti kekuasaan. Webster mendefinisikan dynamoelectric sebagai “yang berhubungan dengan konversi energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya”. Kata motor dari kata Latin yang berarti satu motus yang memberi gerak atau penggerak utama. Untuk dinamo adalah hasil dari usaha-usaha dari beberapa orang, di berbagai negara, pada pertengahan abad kesembilan belas, untuk membuat listrik bekerja untuk mereka.

Definisi
Dynamo: Dari kata Yunani dynamis, yang berarti kekuasaan
Dynamoelectric: Berkaitan dengan konversi oleh induksi dari energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya
Mesin Dynamoelectric: Sebuah dinamo atau generator
Motor: Dari kata Latin motus, salah satu yang memberi gerak, penggerak utama. Suatu alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Generator: Suatu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Meskipun istilah generator AC dan DC dalam penggunaan umum, generator biasanya dianggap sebagai alat yang memberikan arus DC.
Alternator: Suatu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik, generator AC.
Landmark Of Electric Motor Pembangunan
Elektromagnetisme penemuan pada tahun 1820 Hans Christian Oersted, Denmark
1827 Pernyataan hukum konduksi listrik, hukum Ohm George S. Ohm, Jerman
1830 Penemuan induksi elektromagnetik Joseph Henry, Amerika
1831 Penemuan induksi elektromagnetik Michael Faraday, Inggris

Praktis pertama dinamo, sekitar 1867

Bagian 2: Electric Motor Dan Generator Dasar
Elektrodinamis Prinsip

Hukum Faraday
Agar saat ini dapat diperoleh dari rangkaian listrik, sebuah gaya gerak listrik (tegangan) harus dibangun dan dipertahankan antara kedua ujung rangkaian. Gaya gerak listrik ini dapat dibentuk dalam beberapa cara, salah satunya adalah melalui generator elektromagnetik.

Michael Faraday menemukan bahwa potensial listrik dapat dibuat antar ujung-ujung sebuah konduktor dalam tiga cara berikut:

  • Oleh sebuah konduktor bergerak atau memotong medan magnet stasioner. (DC Generator)
  • Dengan yang bergerak memotong medan magnet stasioner konduktor. (AC Generator)
  • Oleh perubahan dalam jumlah garis-garis magnetik yang dilingkupi oleh loop atau kumparan stasioner. (Transformer)

Hukum Faraday menyatakan bahwa, “EMF (gaya gerak listrik) induksi di antara ujung-ujung sebuah loop atau kumparan sebanding dengan laju perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh kumparan; atau EMF terinduksi antara ujung-ujung sebuah bar konduktor sebanding dengan waktu tingkat di mana fluks magnet dipotong oleh kondektur. “

Undang-undang ini menekankan laju perubahan atau menilai atau memotong fluks daripada kepadatan atau luas medan magnet.

Hukum Lenz
Hukum Lenz menyatakan bahwa, “Suatu perubahan dalam fluks magnet yang melewati atau menghubungkan dengan, satu lingkaran atau menyebabkan kumparan induksi EMF harus dalam arah yang akan menentang setiap perubahan dalam kondisi sirkuit, oposisi ini diproduksi magnetis ketika arus mengalir sebagai tanggapan terhadap induced EMF. “

Setiap kali ada perubahan arus dalam sebuah magnetizing koil, yang bekerja untuk mengubah fluks pada kumparan, tegangan diinduksikan yang cenderung untuk mencegah perubahan. Jadi, jika kita mencoba untuk mengurangi arus yang mengalir dalam kumparan magnetizing, tegangan akan dikembangkan yang akan cenderung tetap tidak berubah saat ini. Demikian juga, jika kita berusaha untuk mendirikan sebuah arus dalam sebuah kumparan magnetizing, tegangan akan dikembangkan yang akan cenderung untuk menjaga arus dari meningkat.

Prinsip Dasar Generator

Konversi Energi
Untuk menghasilkan tegangan, perlu untuk memindahkan konduktor melalui medan magnet seperti yang dinyatakan di atas. Mekanik energi yang dibutuhkan untuk memberikan gerak konduktor ini. Dengan bidang energi tetap konstan, kondektur adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik.

Tegangan Generasi
Ada hubungan tertentu antara arah fluks magnet, arah gerakan dari konduktor dan arah induksi EMF. Gambar 1 menunjukkan gerakan konduktor tegak lurus terhadap medan magnet. Tegangan dan arus keluaran yang tegak lurus terhadap kedua gerakan konduktor dan medan magnet.

Gambar 1.
Tegangan Generasi

Untuk menggambarkan hal ini dengan tangan kanan Fleming aturan, ibu jari dan dua jari pertama dari tangan kanan diperluas pada sudut yang tepat untuk satu sama lain, ibu jari akan menunjukkan arah gerakan dari konduktor, jari telunjuk akan menunjukkan arah medan magnet , dan jari tengah akan menunjukkan arah tegangan atau arus.

Dengan menerapkan aturan ini, orang dapat melihat bahwa arus akan terbalik jika gerakan perubahan konduktor dari bawah ke atas. Hal ini berlaku meskipun medan magnet tidak berubah posisi. Oleh karena itu, kumparan berputar pada Gambar 2 akan menghasilkan sebuah tegangan yang terus-menerus berubah arah.

Gambar 2.
Kumparan berputar dalam Medan Magnet

  1. Tegangan induced di Pindah Melalui Konduktor Medan Magnet
  2. Kumparan berputar dalam Medan Magnet

Kumparan di posisi AB, pada Gambar 2, membungkus jumlah maksimum fluks. Fluks menurun sebagai kumparan posisi bergerak menuju CD dan menjadi nol pada CD, karena bidang kumparan sejajar dengan medan magnet. Kemudian peningkatan fluks arah yang berlawanan, mencapai maksimum negatif di BA dan berkurang lagi ke nol pada DC. Fluks membalikkan dan naik kembali pada arah yang asli untuk mencapai maksimum pada AB.

Meskipun fluks maksimum pada posisi AB dan BA dan posisi nol pada CD dan DC, induksi EMF akan maksimum pada posisi CD dan DC dan posisi nol pada AB dan BA. Hal ini benar karena EMF tergantung pada tingkat perubahan laju fluks atau fluks memotong garis dan bukan pada kuantitas terlampir.

Jika kumparan pada Gambar 2 yang diputar pada kecepatan konstan pada medan magnet yang seragam, sebuah gelombang sinus tegangan akan diperoleh. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 3 di mana baik jumlah fluks tertutup dan EMF terinduksi diplot terhadap waktu.

Gambar 3.
Tegangan Sine Wave Disusun oleh rotasi dari sebuah kumparan dengan kecepatan konstan pada medan magnet yang seragam.

Nilai Generated Tegangan
EMF pada setiap instan waktu adalah sebanding dengan jumlah belitan dalam kumparan kali laju perubahan fluks. The C.G.S. (sentimeter gram detik) unit EMF dikenal sebagai abvolt didefinisikan sebagai nilai yang disebabkan, dalam gulungan satu putaran, ketika fluks menghubungkan dengan kumparan berubah pada tingkat satu baris atau Maxwell per detik; atau sebagai nilai yang diinduksi ketika fluks magnet dipotong oleh konduktor pada tingkat satu baris per detik. A volt sama dengan 108 abvolts atau abvolt adalah sama dengan 10-8 volt. Oleh karena itu, nilai sesaat tegangan dinyatakan sebagai:

e = N x (d / Dt) x 10-8

mana:

e = tegangan
N = jumlah belitan
d / Dt = laju perubahan fluks

Persamaan ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk mendapatkan tegangan untuk pergerakan konduktor pada kecepatan konstan melalui suatu medan magnet seragam:

E = N B v tidak x 10-8

mana:

E = tegangan
N = jumlah belitan
B = kerapatan fluks dalam baris per square inch
= Panjang konduktor dalam inci
v = kecepatan dalam inci per detik
= Sudut antara konduktor dan medan fluks

Jika konduktor bergerak langsung di lapangan pada sudut kanan, lalu = 90 ° dan = 1. Persamaan kemudian menjadi:

E = N B x 10 in-8

Perlu dicatat bahwa persamaan ini adalah bentuk khusus dari persamaan asli dan tidak berlaku dalam semua kasus.

PRINSIP DASAR MOTOR

Konversi Energi
Sebagaimana dinyatakan di atas, energi mekanik diubah menjadi energi listrik oleh gerakan konduktor melalui medan magnet. Kebalikan dari ini juga benar. Jika energi listrik dipasok ke sebuah konduktor berbohong normal medan magnet, mengakibatkan arus di konduktor, gaya mekanis sehingga energi mekanik akan diproduksi.

Memproduksi Mechanical Force
Seperti pada generator, motor memiliki hubungan tertentu antara arah fluks magnet, arah gerakan konduktor atau kekuatan, dan arah tegangan atau arus.

Karena motor adalah kebalikan dari generator, Fleming aturan tangan kiri dapat digunakan. Jika ibu jari dan dua jari tangan kiri diperluas pada sudut yang tepat untuk satu sama lain, ibu jari akan menunjukkan arah gerakan, maka telunjuk akan menunjukkan arah medan magnet, dan jari tengah akan menunjukkan arah arus . Dalam baik motor atau generator, jika arah dari setiap dua faktor diketahui, ketiga dapat dengan mudah ditentukan.

Nilai Mechanical Angkatan
Gaya yang bekerja pada sebuah konduktor membawa arus tergantung pada kerapatan medan magnet, panjang konduktor, dan nilai arus yang mengalir dalam konduktor. Dengan mengasumsikan bahwa konduktor yang terletak pada sudut kanan medan magnet, gaya yang dikembangkan dapat dinyatakan sebagai berikut:

F = (B I) / 10

mana:

F = gaya dalam dyne
B = kerapatan fluks dalam baris per sentimeter persegi
= Panjang konduktor dalam sentimeter
I = arus dalam ampere.

Pada saat yang sama torsi sedang diproduksi, konduktor bergerak dalam medan magnet dan menghasilkan tegangan. Tegangan ini bertentangan dengan tegangan yang menyebabkan arus melalui konduktor dan disebut sebagai countervoltage atau EMF kembali. Nilai arus yang mengalir melalui angker tergantung pada perbedaan antara tegangan dan countervoltage.

Contoh Perhitungan

Generator
Diketahui:

N = 60 ternyata
B = 40,000 baris per square inch
= 3,0 inci
v = 600 inci per detik

Cari:

E = tegangan
E = 60 x 40.000 x 3 x 600 x 10-8 = 43,2 volt

Motor
Diketahui:

B = 6.000 baris per sentimeter persegi
= 10 cm,
Aku = 50 ampli

Cari:

F = gaya
F = (6.000 x 10 x 50) / 10 = 300.000 dyne
Newton = Pounds x 4,44823
Dyne = Newton x 100.000
DC Machines, Principles Of Operation

Generator
Dalam generator, konduktor bergerak melalui sebuah medan magnet stasioner menghasilkan tegangan. Jika sebuah kumparan diputar melalui medan magnet seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, tegangan bolak-balik akan diproduksi. Untuk membuat tegangan ini tersedia untuk sebuah sirkuit eksternal stasioner, dua slip cincin dan sikat harus disediakan. Untuk rangkaian eksternal untuk menghasilkan tegangan DC, maka perlu untuk membalikkan polaritas mengarah eksternal pada waktu yang sama dalam kumparan tegangan dibalik. Hal ini dicapai dengan segmentasi secarik cincin untuk membentuk apa yang disebut komutator. Dasar dua segmen komutator diilustrasikan pada Gambar 5. Kumparan tunggal ini, dua potong komutator akan menghasilkan sebuah searah tetapi tegangan berdenyut seperti ditunjukkan pada Gambar 6. Namun, ketika sejumlah besar segmen komutator atau panel digunakan, tegangan yang dihasilkan akan lebih seragam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.

Gambar 4.
Sikat dan slip ring memberikan tegangan AC
Gambar 5.
Kuas dan Commutator memberikan tegangan DC

Gambar 6.
Searah, berdenyut Voltage

Gambar 7.
Uniform DC Voltage

Sebagaimana dinyatakan di atas, tegangan yang dihasilkan dalam satu konduktor adalah:

E = N B x 10 in-8

mana:

B = kerapatan fluks dalam baris per square inch
= Panjang konduktor dalam inci
v = kecepatan dalam inci per detik

Persamaan ini dapat dikembangkan untuk persamaan berikut mesin DC:

E = (Z / path) x x kutub x (rpm / 60) x 10-8

mana:

Z = jumlah konduktor
= Fluks per kutub dalam garis

Persamaan ini mewakili tegangan rata-rata. Untuk mesin tertentu, itu dapat dikurangi untuk:

E = K1 Dengan

mana:

= Fluks per kutub
S = kecepatan dalam rpm
Ke arah1 = Semua faktor-faktor lain

Motor
Seperti dinyatakan sebelumnya, jika saat ini dipasok ke sebuah konduktor dalam medan magnet, sebuah kekuatan akan diproduksi. Gaya dikembangkan dalam satu konduktor adalah:

F = (B I) / 10

mana:

F = gaya dalam dyne
B = kerapatan fluks dalam baris per sentimeter persegi
= Panjang konduktor dalam sentimeter
I = arus dalam ampere

Persamaan ini dapat dikembangkan untuk berikut ini untuk motor DC:

T = 11,73 x (Z / path) x x kutub x ISebuah x 10-10

mana:

T = torsi dalam ft-lb
Z = jumlah konduktor
= Fluks per kutub dalam garis
I = arus dalam ampere

Untuk mesin tertentu, ini dapat dikurangi dengan:

T = K2 IA

mana:

= Fluks per kutub dalam garis
DiSebuah = Arus dalam ampere
Ke arah2 = Semua faktor-faktor lain

Ke arah2 tidak sama dengan K1 untuk tegangan. Torsi di atas bukan output torsi dari poros, melainkan total torsi yang dikembangkan oleh angker. Bagian dari torsi total ini diperlukan untuk mengatasi inersia angker itu sendiri.

Output tenaga kuda dari setiap motor dapat dinyatakan sebagai:

HP = T x N / C

mana:

T = output torsi dalam ft-lb
N = kecepatan dalam rpm
Konstanta C = 5.252
Konstruksi Umum DC

Tipikal generator atau motor DC biasanya terdiri dari: Sebuah inti angker, sebuah celah udara, tiang, dan kuk yang membentuk rangkaian magnetik; yang angker berkelok-kelok, berliku-liku lapangan, sikat dan komutator yang membentuk rangkaian listrik dan bingkai , akhirnya lonceng, bantalan, sikat mendukung dan poros yang menyediakan dukungan mekanis. Lihat gambar 8.

Gambar 8.
Empat Kutub DC Motor

Armature Core atau Stack
Stack yang angker terdiri magnetik tipis dicap dari laminasi baja lembaran baja dengan blanking mati. Slot menekan laminasi dengan slot mati. Kadang-kadang kedua operasi ini dilakukan sebagai satu. The laminasi yang dilas, terpaku, melesat atau terikat bersama.

Armature Winding
Berkelok-kelok yang angker adalah berkelok-kelok, yang cocok dalam slot angker dan akhirnya dihubungkan ke komutator. Entah itu menghasilkan atau menerima tegangan tergantung pada apakah unit generator atau motor. Angker berliku yang biasanya terdiri dari kawat tembaga, baik bulat atau persegi panjang dan terisolasi dari tumpukan angker.

Lapangan Polandia
Core tiang dapat dibuat dari baja padat coran atau dari laminasi. Pada celah udara, biasanya tiang penggemar keluar ke apa yang dikenal sebagai kepala tiang atau tiang sepatu. Hal ini dilakukan untuk mengurangi keengganan dari celah udara. Biasanya kumparan lapangan terbentuk dan ditempatkan pada tiang core dan kemudian seluruh perakitan sudah terpasang untuk kuk.

Field Coils
Lapangan adalah mereka kumparan gulungan, yang terletak di kutub dan mengatur medan magnet dalam mesin. Mereka juga biasanya terdiri dari kawat tembaga yang terisolasi dari kutub. Bidang kumparan shunt dapat berupa gulungan (secara paralel dengan angker berliku) atau gulungan seri (di seri dengan gulungan angker) atau kombinasi keduanya.

Kuk
Beban adalah cincin baja yang melingkar, yang mendukung lapangan, tiang mekanis dan menyediakan jalur magnetik yang diperlukan di antara tiang. Beban dapat padat atau dilaminasi. Dalam banyak mesin-mesin DC, beban juga berfungsi sebagai bingkai.

Komutator
Komutator adalah penyearah mekanis, yang mengubah tegangan AC yang berputar ke DC tegangan konduktor. Terdiri dari sejumlah segmen biasanya sama dengan jumlah slot. Segmen atau komutator batang bantalan terbuat dari perak, tembaga dan dipisahkan dari satu sama lain oleh isolasi mika.

Kuas dan Brush Holder
Kuas melakukan arus dari komutator ke sirkuit eksternal. Ada banyak jenis kuas. Pemegang kuas biasanya kotak logam yang berbentuk persegi panjang. Pemegang kuas pegas yang memegang sikat kontak dengan komutator. Setiap sikat biasanya memiliki tembaga fleksibel shunt atau dikepang, yang meluas ke kabel memimpin. Sering kali, seluruh sikat perakitan adalah terisolasi dari frame dan dibuat bergerak sebagai satu unit tentang komutator untuk memungkinkan penyesuaian.

Interpoles
Interpoles mirip dengan lapangan utama terletak di kutub dan beban antara kutub medan utama. Mereka telah gulungan secara seri dengan gulungan armature. Interpoles memiliki fungsi mengurangi efek reaksi angker di zona commutating. Mereka menghilangkan kebutuhan untuk menggeser sikat perakitan.

Frame, Akhiri Bells, Shaft, dan Bearings
Frame dan akhir biasanya lonceng baja, aluminium atau magnesium coran digunakan untuk mewadahi dan mendukung bagian-bagian mesin dasar. Yang angker dipasang pada poros baja, yang didukung antara dua bantalan. Bantalan yang baik lengan baju, bola atau roller tipe. Mereka biasanya dilumasi oleh lemak atau minyak.

Back End, Front End
Akhir beban motor adalah Back End. Akhir beban yang berlawanan, paling sering akhir komutator, adalah Front End dari motor.

Gulungan angker

Ring program Winding
Cincin program tua jenis berkelok-kelok, sekarang usang, ditampilkan pada Gambar 9 dan ekuivalen rangkaian pada Gambar 10. Hal ini dapat dilihat bahwa terdapat jumlah yang sama menghasilkan tegangan konduktor pada setiap sisi angker dan tegangan konduktor aditif dari bawah ke atas di setiap sisi. Ada dua jalur antara positif dan sikat negatif dan tegangan per path adalah tegangan yang dihasilkan mesin. Setiap jalan memberikan setengah dari arus keluaran.

Gambar 9.
Dua program Pole Ring Winding
Gambar 10.
Equivalent Circuit, Dua program Pole Ring Winding

Drum Winding
Jenis Drum berkelok-kelok yang terbuat dari gulungan, salah satu yang diilustrasikan pada Gambar 11. Bagian lurus kumparan adalah bagian yang berputar melalui medan magnet di mana tegangan terinduksi. Oleh karena itu, setiap satu kumparan memiliki dua konduktor. Hal ini memiliki keuntungan atas program Cincin berliku di mana hanya satu sisi dari masing-masing kumparan digunakan sebagai konduktor aktif. Ada dua kelas drum gulungan tergantung bagaimana kumparan yang terhubung ke komutator.

Gambar 11.
Jenis drum Winding Coil

Lap Winding
Ketika mengakhiri sambungan dari kumparan dibawa ke bar yang bersebelahan seperti ditunjukkan pada Gambar 12, satu putaran atau paralel terbentuk berkelok-kelok. Dalam jenis ini berkelok-kelok, ada banyak jalan melalui angker karena ada kutub di mesin. Oleh karena itu, untuk mendapatkan penggunaan penuh jenis ini berkelok-kelok, harus ada banyak sikat karena ada kutub, sikat alternatif yang positif dan negatif. Setiap berkelok-kelok dapat digambarkan dalam salah satu dari dua bentuk, bentuk bundar atau bentuk pembangunan. Sebuah pangkuan simplex berliku ditunjukkan pada Gambar 13 (bentuk lingkaran) dan Gambar 14 (bentuk pengembangan.) Dalam bentuk melingkar khusus ini, memotong fluks bagian dari konduktor akan ditampilkan sebagai garis lurus yang memancar dari pusat dan diberi nomor untuk memudahkan dalam menghubungkan mereka ke komutator yang di tengah-tengah diagram. Terluar garis-garis yang menghubungkan mewakili mengakhiri sambungan di bagian belakang angker dan garis-garis yang menghubungkan batin mewakili sambungan pada komutator depan atau akhir angker. Bentuk pengembangan mewakili angker berkelok-kelok seakan-akan terbelah dan berguling keluar datar. Hal ini agak mudah untuk memahami tetapi kontinuitas dari gulungan rusak. Berliku putaran paling cocok untuk tegangan rendah, arus tinggi peringkat karena jumlah jalur paralel.

Gambar 12.
Lap Winding terhubung ke komutator bar
Gambar 13.
Simplex Lap Winding, Edaran Form

Gambar 14.
Simplex Lap Winding, Pengembangan Formulir

Wave Winding
Ketika mengakhiri sambungan dari kumparan tersebar terpisah seperti ditunjukkan pada Gambar 15 gelombang atau serangkaian terbentuk berkelok-kelok. Dalam gelombang berliku hanya ada dua jalan terlepas dari jumlah kutub. Oleh karena itu, jenis ini berkelok-kelok hanya memerlukan dua kuas tapi dapat digunakan sebagai banyak kuas sebagai tiang-tiang. Simplex gelombang yang berkelok-kelok pada Gambar 16 (melingkar) dan Gambar 17 (pembangunan) menunjukkan bahwa koneksi ke pangkuan angker tidak kembali ke kumparan namun kemajuan ke depan. Kumparan tegangan bersifat kumulatif tapi itu perlu perjalanan beberapa kali di sekitar angker dan untuk melewati setengah total berliku dalam rangka untuk menelusuri jalan antara positif dan sikat negatif. Berliku gelombang paling cocok untuk tegangan tinggi arus peringkat rendah karena hanya memiliki dua jalur.

Gambar 15.
Wave Winding terhubung ke komutator bar
Gambar 16.
Simplex Wave Winding, Edaran Form

Gambar 17.
Simplex Wave Winding, Pengembangan Formulir

Slots dan Coils
Jumlah dan ukuran slot tergantung pada persyaratan generator atau motor. Slot harus cukup besar untuk menampung jumlah yang benar konduktor tapi pada saat yang sama, gigi harus cukup besar untuk melewati fluks magnet yang diperlukan. Biasanya, secara sederhana berkelok-kelok, ada banyak kumparan karena ada slot. Ini berarti bahwa setiap slot berisi dua kumparan sisi, satu sisi setiap kumparan berada di atas sebuah slot dan yang lainnya di bagian bawah slot. Setiap kumparan dapat terdiri dari satu atau lebih berubah tergantung pada diterapkan atau tegangan yang dihasilkan unit. Susunan khas kumparan sisi dan slot ditunjukkan pada Gambar 18. Garis solid mewakili mengakhiri sambungan ke depan komutator dan garis putus-putus mewakili mengakhiri sambungan belakang.

Slot Pitch
Slot lapangan mengacu pada jumlah slot direntang oleh masing-masing kumparan. Sebagai contoh, pada Gambar 18, bagian atas kumparan di slot 1 mempunyai dasar dalam slot 4, oleh karena itu, slot lapangan adalah 1-4 atau 3. Sejak bagian atas kumparan secara langsung di bawah kutub utara dan bagian bawah secara langsung di bawah kutub selatan, yang berkelok-kelok dikenal sebagai lapangan penuh berliku. Dalam banyak kasus, karena berbagai alasan, lapangan dikurangi menjadi kurang dari lapangan penuh. Sebagai contoh, jika kumparan pada Gambar 6 membentang 2 slots bukannya tiga, yang berkelok-kelok akan menjadi dua pertiga lapangan yang berkelok-kelok.

Gambar 18.
Coil Sides di Amature Slots
Gulungan medan

Lapangan gulungan memberikan eksitasi yang diperlukan untuk mengatur medan magnet dalam mesin. Ada berbagai jenis gulungan medan yang dapat digunakan dalam generator atau rangkaian motor. Selain gulungan medan berikut jenis, bidang magnet permanen digunakan pada beberapa produk DC yang lebih kecil. Lihat Gambar 19 untuk jenis berkelok-kelok.

Shunt luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveLuka shunt motor, dengan didorong angker di lapangan, menawarkan kecepatan relatif datar-karakteristik torsi. Dikombinasikan dengan dikontrol secara inheren kecepatan tanpa beban, ini memberikan kecepatan yang baik regulasi atas beban lebar kisaran. Sementara torsi awal relatif lebih rendah daripada jenis lainnya berkelok-kelok DC, shunt motor luka menawarkan kontrol sederhana untuk layanan pembalikan.

Senyawa luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveCompound luka (stabil shunt) motor menggunakan sebuah gulungan medan secara seri dengan angker di samping lapangan shunt untuk memperoleh suatu kompromi dalam kinerja antara rangkaian dan jenis shunt motor. Jenis ini menawarkan kombinasi awal yang baik torsi dan kecepatan stabilitas. Standar peracikan adalah sekitar 12%. Peracikan berat hingga 40 hingga 50% dapat diberikan untuk torsi awal tinggi khusus aplikasi, seperti hoists dan crane.

Seri luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveLuka series motor memiliki angker terhubung secara seri dengan lapangan. Meskipun mulai menawarkan torsi sangat tinggi dan torsi baik output per ampere, motor seri memiliki kecepatan miskin peraturan. Kecepatan motor DC seri umumnya terbatas pada 5.000 rpm dan di bawah ini. Seri motor harus dihindari dalam aplikasi di mana mereka akan kehilangan ada beban karena kecenderungan mereka untuk “melarikan diri” di bawah kondisi tanpa beban. Biasanya ini digunakan pada hoist crane dan aplikasi.

Permanent Magnet – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveMotor magnet permanen tidak memiliki lapangan dan luka luka konvensional angker dengan komutator dan sikat. Motor ini memiliki torsi awal yang sangat baik, dengan peraturan kecepatan tidak sebagus senyawa motor. Namun, peraturan kecepatan dapat ditingkatkan dengan berbagai desain, dengan nilai lebih rendah torsi yang sesuai untuk suatu bingkai. Karena lapangan permanen, motor kerugian kurang dengan efisiensi operasi yang lebih baik. Motor ini dapat mengerem secara dinamis dan terbalik di beberapa angker tegangan rendah (10%), tetapi seharusnya tidak plug terbalik dengan tegangan armature penuh. Membalikkan arus bisa tidak lebih tinggi daripada arus armature yang terkunci.

Gambar 19.
Gulungan medan

Terpisah Excited Winding
Ketika bidang terhubung ke sumber daya eksternal, ini adalah bidang bersemangat secara terpisah.

Straight Shunt Winding
Berkelok-kelok ini terhubung secara paralel dengan angker. Lilitan shunt biasanya terdiri dari sejumlah besar belitan kawat ukuran kecil. Ini adalah berkelok-kelok yang baik untuk membalikkan aplikasi karena menyediakan jumlah yang sama torsi di kedua arah. Torsi / kurva saat ini adalah non-linear di atas beban penuh. Luka shunt motor sering memiliki karakteristik kecepatan meningkat dengan meningkatnya beban.

Series Winding
Berkelok-kelok ini tersambung secara seri dengan angker. Serangkaian berliku biasanya terdiri dari sejumlah kecil belitan kawat ukuran besar. Dengan ini berkelok-kelok, motor dapat menghasilkan mulai tinggi dan kelebihan torsi. Desain ini tidak digunakan untuk aplikasi dengan beban ringan atau tidak ada kondisi beban.

Compound Winding
Berkelok-kelok ini terdiri dari shunt seri berkelok-kelok dan berliku. Hal ini juga dikenal sebagai senyawa eksitasi. Berliku seri dapat dirancang sebagai rangkaian awal hanya atau sebagai seri mulai dan jalankan.

Stabil Shunt Winding
Seperti senyawa berkelok-kelok, berkelok-kelok ini terdiri dari shunt seri berkelok-kelok dan berliku. Seri atau stabilisasi berliku memiliki jumlah putaran lebih sedikit daripada seri berkelok-kelok dalam senyawa mesin luka. Sebuah menstabilkan berliku digunakan untuk menjamin kecepatan terkulai dengan berlebihan. Ini juga menambah torsi dalam satu arah operasi dan mengurangi dari torsi dalam arah sebaliknya operasi dan di regenerasi.

Kompensasi shunt Winding
Kompensasi shunt shunt motor memiliki berkelok-kelok dan berliku seri wajah tiang terbuat dari konduktor besar ditempatkan di slot dalam menghadapi lapangan utama kutub. Arah arus dalam gulungan kompensasi adalah lawan dari arus dalam konduktor angker lewat di bawah tiang. Fluks yang dihasilkan oleh gulungan kompensasi menetralkan fluks dari konduktor angker lewat di bawah tiang sehingga distorsi dari fluksi celah udara dapat dikurangi. Kompensasi shunt motor menjaga kecepatan konstan atau diatur dengan baik pada semua beban, tidak ada beban melalui overload. Tidak seperti shunt stabil berkelok-kelok, berliku-liku wajah tiang menambah torsi baik di depan dan berbalik arah rotasi. Kompensasi shunt gulungan, karena masalah biaya dan kesulitan konstruksi, diberikan hanya pada motor besar, biasanya 840 frame dan lebih besar.

Switching

Tegangan maksimum dari sebuah angker berliku dapat diperoleh bila kuas berada dalam kontak dengan orang-orang konduktor, yang di tengah-tengah antara kutub. Ini akan menghasilkan kemungkinan terbesar jumlah konduktor memotong garis-garis magnetik dalam satu arah antara yang positif dan sikat negatif. Posisi sikat ini dikenal sebagai posisi netral tidak ada beban dari kuas. Arus dalam suatu kumparan armature berbalik arah sebagai sisi kumparan berpindah dari satu tiang ke lain yang berlawanan polaritas, sedangkan fungsi dari komutator ini adalah untuk menjaga arus searah. Pembalikan ini sekarang dikenal sebagai pergantian. Komutator bertindak sebagai saklar untuk menjaga arus yang mengalir dalam satu arah. Namun, tingkat perubahan yang cepat dalam arah arus dalam kumparan tertentu menginduksi sebuah tegangan yang cukup dalam kumparan yang cenderung untuk menjaga arus yang mengalir dalam arah yang asli. Oleh karena itu, pembalikan saat ini tertunda menyebabkan laju perubahan dipercepat dekat akhir periode pergantian. Hal ini menghasilkan busur jika pembalikan tidak selesai sebelum istirahat sikat kontak dengan kumparan yang terlibat. Setiap lengkung merugikan pengoperasian mesin dan harus menetral.

Armature Reaksi
Karena konduktor angker arus membawa mereka mendirikan sebuah medan magnet yang mendistorsi atau menentang lapangan utama. Hal ini disebut reaksi angker dan merupakan fungsi dari jumlah beban hadir. Gambar 21 menunjukkan MMF dan bentuk gelombang fluks karena reaksi angker saja; dan Gambar 22 menunjukkan efek gabungan dari keduanya. Hal ini dapat dilihat bahwa reaksi angker menyebabkan fluks bergeser, sehingga cenderung jenuh salah satu ujung tiang. Jika efek ini cukup berarti, dapat merugikan kinerja yang memuaskan dari mesin. Jika cukup parah, hal itu mungkin mengakibatkan flashover, yang merupakan lengkung progresif atas bar berturut-turut sampai busur membentang dari sikat positif ke negatif, sehingga mesin yang mengalami hubungan arus pendek terminal.

Gambar 20.
MMF and Flux Wave Shape due to Main Field only

Gambar 21.
MMF dan Flux Gelombang Shape karena hanya Amature Reaksi

Gambar 22.
Flux Wave Shape, efek gabungan

Brush Shifting
Satu metode untuk mengurangi lengkung karena pergantian non-linear adalah untuk menggeser sikat geometris jauh dari posisi netral. Kemudian pergantian akan terjadi jika yang berlaku kumparan berada di bawah pengaruh medan magnet yang lemah yang akan menghasilkan tegangan pada kumparan, yang menentang tegangan induksi akibat perubahan arus. Oleh karena itu, tegangan baru ini akan membantu bukannya menghalangi pembalikan arus. Dalam generator, perlu untuk menggeser sikat maju dalam arah pergantian rotasi untuk selamanya. Hal ini benar karena aliran arus melalui konduktor berada dalam arah yang sama dengan tegangan dan, itu ditunda sampai pergantian adalah sisi kumparan berada di bawah tiang berikutnya, maka akan dibantu oleh membalikkan arus tegangan. Dalam sebuah motor, perlu untuk menggeser sikat melawan arah rotasi karena aliran arus adalah berlawanan dengan tegangan induksi. Jumlah pergeseran yang diperlukan tergantung pada beban sehingga pergeseran tertentu tidak akan memuaskan untuk semua beban. Salah satu efek dari pergeseran kuas adalah bahwa komponen demagnetization reaksi angker diperkenalkan. Dengan kata lain, ketika kuas dialihkan, reaksi yang angker tidak hanya akan mendistorsi fluks medan utama tetapi juga akan langsung menentang lapangan utama. Ini akan mengakibatkan penurunan fluks medan. Efek lainnya adalah bahwa jika kuas dipindahkan cukup jauh, adalah mungkin untuk mengurangi jumlah ternyata efektif karena akan ada tegangan bertentangan satu sama lain di antara dua kuas.

Pada generator komponen yang demagnetization reaksi angker akan merugikan karena akan ada penurunan tegangan yang dihasilkan dengan meningkatnya beban. Namun, dalam sebuah motor, efeknya akan bermanfaat karena kecepatan akan cenderung tetap konstan.

Interpoles
Metode lain untuk memerangi tegangan induksi yang disebabkan oleh pembalikan arus adalah penggunaan interpoles. Para interpoles terletak di titik netral geometris tengah antara kutub utama dan memberikan pembalikan medan magnet kekuatan dan polaritas yang tepat. Mereka menghilangkan perlunya sikat pergeseran dan, karena ini, efek demagnetization reaksi angker dihilangkan. Para interpole harus memiliki cukup kekuatan untuk mengatasi reaksi angker dan menyediakan lapangan membalik Oleh karena itu, terhubung secara seri dengan gulungan armature. Ketika angker arus meningkat dalam proporsi yang sama. Dalam generator, yang interpole harus memiliki polaritas yang sama seperti tiang berikutnya dalam arah rotasi sementara di sebuah motor yang interpole harus memiliki polaritas yang sama seperti tiang terakhir.

Karakteristik generator

Tidak Load Curve Saturasi
Tipikal kurva kejenuhan tanpa beban ditunjukkan pada Gambar 23. Ini mirip dengan kurva magnetisasi disebutkan sebelumnya, kecuali bahwa itu mewakili seluruh rangkaian magnetik mesin daripada bahan magnetik tertentu. Juga, ia memiliki tegangan keluaran generator bersekongkol melawan arus medan daripada kerapatan fluksi magnetizing melawan kekerasan. Hal ini dapat dilakukan karena generator tegangan berbanding lurus dengan fluks medan dan jumlah belitan adalah tetap. Ada kurva kejenuhan yang berbeda untuk setiap kecepatan. Semakin rendah garis lurus bagian dari kurva mewakili celah udara karena bagian-bagian magnet tidak jenuh. Bila bagian magnetik mulai jenuh, kurva membungkuk sampai kejenuhan lengkap tercapai. Maka kurva menjadi garis lurus lagi.

Gambar 23.
Tidak Load Curve Saturasi

Gambar 23,1
Tidak Load Curve Saturasi
Gambar 23,2
Tidak Load Curve Saturasi

Generator Build Up
Generator membangun biasanya mengacu pada kenaikan bertahap tegangan pada terminal angker ketika mesin diri bersemangat dan dioperasikan dengan kecepatan normal. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 25 dengan mengacu pada garis resistensi lapangan yang menunjukkan bagaimana arus medan bervariasi sebagai tegangan bidang bervariasi. Kemiringan garis ini adalah bidang resistensi pada temperatur konstan. Naik tegangan dimulai dengan magnetisme sisa besi lapangan. Hal ini memberikan tegangan kecil keluaran E1 yang makan kembali ke lapangan sebagai 1. 1 meningkatkan fluks memberikan tegangan yang sedikit lebih besar, E2 . Dan2 menyebabkan 2 mengalir. Proses ini berlanjut sampai mesin mulai jenuh dan berhenti pada titik di mana garis perlawanan lapangan memotong kurva saturasi. Jika kecepatan mesin dikurangi sehingga kurva saturasi menjadi lapangan bersinggungan dengan kurva resistansi, tegangan tidak akan membangun. Hal ini dikenal sebagai kecepatan kritis. Juga, pada kecepatan tertentu, jika resistensi bidang meningkat dengan penambahan resistensi eksternal, resistensi kritis dapat dihubungi.

Gambar 25.
DC Motor Curves

Output tegangan persamaan tegangan telah dinyatakan sebagai:

E = K1 S.

Namun, ini adalah dihasilkan tegangan dan bagian dari itu harus digunakan untuk mengatasi IR tetes dalam mesin, yang disebabkan oleh perlawanan itu dari angker, lapangan seri, interpoles, sikat, dll Jika resistensi itu digabungkan bersama-sama dan disebut angker perlawanan, maka output tegangan pada terminal generator dapat dinyatakan sebagai:

V = E – Isebuah Rsebuah – K1 S –sebuah Rsebuah

mana:

E = dihasilkan tegangan
Disebuah = Amature saat
Rsebuah = Amature rangkaian hambatan
Ke arah1 = Konstanta mesin
= Fluks per kutub
S = kecepatan.

Karakteristik eksternal
Kurva yang menunjukkan hubungan antara tegangan keluaran dan arus keluaran dikenal sebagai karakteristik eksternal. Ditunjukkan pada Gambar 24 adalah kurva karakteristik eksternal untuk generator dengan berbagai jenis eksitasi. Jika generator, yang secara terpisah bersemangat, digerakkan dengan kecepatan konstan dan memiliki arus medan tetap, tegangan keluaran akan berkurang dengan peningkatan arus beban seperti pada gambar. Penurunan ini disebabkan oleh angker angker reaksi penolakan dan efek. Jika fluks medan tetap konstan, tegangan yang dihasilkan akan cenderung tetap konstan dan tegangan keluaran akan sama dengan yang dihasilkan tegangan drop minus inframerah dari rangkaian armature. Namun, komponen demagnetizing reaksi angker cenderung mengurangi fluktuasi, sehingga menambah faktor tambahan, yang mengurangi tegangan keluaran.

Gambar 24.
Generator DC Curves

Dalam bersemangat shunt generator, dapat dilihat bahwa tegangan keluaran berkurang lebih cepat daripada dengan eksitasi terpisah. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa, karena tegangan keluaran berkurang karena efek reaksi angker dan angker IR jatuhkan, tegangan lapangan juga berkurang yang selanjutnya mengurangi fluks. Juga dapat dilihat bahwa di luar nilai kritis tertentu, maka generator shunt menunjukkan tren pembalikan nilai-nilai saat ini dengan penurunan tegangan. Titik ini arus keluaran maksimum dikenal sebagai titik breakdown. Pada kondisi sirkuit pendek, satu-satunya fluksi yang tersedia untuk menghasilkan arus magnet residual dari angker.

Membangun tegangan pada rangkaian generator, rangkaian eksternal harus tersambung dan hambatan direduksi menjadi nilai yang relatif rendah. Karena angker adalah seri dengan lapangan, arus beban harus mengalir untuk memperoleh fluks di lapangan. Sebagai tegangan dan arus beban naik resistensi dapat ditingkatkan ke nilai normal. Sebagai kurva karakteristik eksternal menunjukkan, tegangan output yang dimulai dari nol, mencapai puncaknya, dan kemudian jatuh kembali ke nol.

Kombinasi dari medan shunt lapangan dan serangkaian memberikan yang terbaik karakteristik eksternal seperti yang diilustrasikan pada Gambar 24. Jatuh tegangan, yang terjadi di mesin shunt, yang diimbangi dengan tegangan naik, yang terjadi di mesin seri. Penambahan dalam jumlah yang memadai ternyata offset seri IR yang angker angker drop dan efek reaksi, menghasilkan rata-senyawa generator yang memiliki tegangan yang hampir konstan. Jika lebih seri berubah ditambahkan, tegangan akan naik dengan beban dan mesin dikenal sebagai over-senyawa generator.

Voltage Regulation
Peraturan tegangan adalah perubahan tegangan terminal dengan perubahan arus beban dengan kecepatan konstan. Sebuah generator memiliki peraturan yang baik jika perubahan tegangan antara tanpa beban dan beban penuh kecil. Jika perubahan besar, peraturan yang miskin. Dinyatakan dalam bentuk persamaan:

Persen Voltage Regulation = (ENL – EFL ) / EFL x 100 atau untuk beberapa mesin senyawa, Persen Voltage Regulation = (EFL – ENL ) / EFL x 100

Gambar 24 menunjukkan bahwa regulasi mesin yang terpisah gembira adalah lebih baik daripada mesin shunt. Namun, peraturan yang terbaik adalah senyawa yang diperoleh dengan mesin. Mesin seri praktis tidak ada peraturan sama sekali dan, karenanya, memiliki sedikit aplikasi praktis.

Motor Karakteristik

Motor Operasi
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, sebuah konduktor bergerak melalui sebuah medan magnet karena tindakan motor juga menghasilkan tegangan yang berlawanan dengan tegangan yang diberikan. Ini adalah EMF kembali. Kemudian untuk motor tindakan persamaan tegangan adalah:

V = E + ISebuah RSebuah = K1 S + ISebuah RSebuah

mana:

V = diterapkan atau terminal tegangan
E = kembali EMF
DiSebuah = Amature saat
RSebuah = Angker rangkaian hambatan’s
Ke arah1 = Konstanta mesin
= Fluks per kutub
S = kecepatan

Ketika membandingkan persamaan ini dengan persamaan tegangan generator, dapat dilihat bahwa dalam generator tegangan yang dihasilkan lebih tinggi dari tegangan terminal sementara di sebuah motor yang sebaliknya adalah benar. Oleh karena itu, selama tegangan yang dihasilkan kurang dari tegangan terminal, mesin beroperasi sebagai motor dan mengambil daya dari sisi listrik, tetapi ketika tegangan yang dihasilkan menjadi lebih besar daripada tegangan terminal, mesin menjadi generator, pasokan listrik , dan membutuhkan energi mekanik untuk tetap beroperasi.

Bagian belakang atau counter EMF bertindak sebagai kontrol untuk jumlah arus mekanis yang dibutuhkan untuk setiap beban. Ketika beban mekanik meningkat, efek pertama adalah pengurangan kecepatan. Namun pengurangan kecepatan juga menyebabkan penurunan di belakang EMF, sehingga membuat tersedia peningkatan tegangan untuk arus dalam armature. Oleh karena itu, saat ini meningkat yang pada gilirannya akan meningkatkan torsi. Karena tindakan ini, yang sangat sedikit penurunan dalam kecepatan cukup untuk memenuhi peningkatan permintaan torsi. Juga, daya input diatur ke jumlah yang diperlukan untuk mensuplai motor kerugian dan output.

Speed Torque Curves
Kecepatan kurva torsi untuk tiga bentuk eksitasi ditunjukkan pada Gambar 25. Dalam bersemangat shunt motor, perubahan kecepatan sedikit dan, karenanya, dianggap motor kecepatan konstan. Juga, fluks medan hampir konstan dalam shunt motor dan torsi bervariasi hampir langsung dengan arus armature.

Dalam motor seri kecepatan penurunan dengan peningkatan torsi jauh lebih besar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa fluks medan meningkat dengan meningkatnya arus, sehingga cenderung untuk mencegah penurunan kembali EMF yang sedang disebabkan oleh penurunan kecepatan. Fluks medan bervariasi dalam serangkaian torsi motor dan bervariasi sebagai kuadrat dari arus angker sampai saturasi tercapai. Setelah mencapai kejenuhan, kurva cenderung mendekati garis lurus tren dari shunt motor. Beban yang tidak kecepatan motor seri biasanya terlalu tinggi untuk keamanan dan, oleh karena itu, tidak boleh dioperasikan tanpa beban memadai.

Senyawa kecepatan motor memiliki karakteristik torsi yang terletak antara shunt dan motor seri.

Speed Peraturan
Kecepatan peraturan adalah perubahan kecepatan dengan perubahan beban torsi, kondisi lain yang konstan. Sebuah motor memiliki peraturan yang baik jika tidak ada perubahan antara kecepatan beban dan beban penuh kecepatan kecil.

Persen Speed Peraturan = (SNL – SFL) / SFL x 100 A shunt motor memiliki kecepatan yang baik peraturan sementara motor seri memiliki kecepatan miskin peraturan. Untuk beberapa aplikasi seperti crane atau hoists, motor seri memiliki keunggulan karena hasil yang lebih gerakan disengaja beban lebih berat. Juga, memperlambat dari seri motor lebih baik untuk mulai berat beban. Namun, untuk banyak aplikasi yang shunt motor lebih disukai.

Motor Starting
Ketika angker tidak berputar, bagian belakang EMF adalah nol dan tegangan total tersedia untuk mengirimkan arus melalui armature. Karena resistensi angker rendah, arus yang sangat besar akan mengalir jika tegangan yang diaplikasikan di bawah kondisi ini. Oleh karena itu, perlu untuk memasukkan perlawanan tambahan secara seri dengan angker sampai kecepatan yang memuaskan dicapai di mana EMF belakang akan mengambil alih untuk membatasi input.

Kerugian Dan Efisiensi

Gesekan dan Windage
Kerugian tersebut termasuk bantalan gesekan, gesekan kuas, dan windage. Mereka juga dikenal sebagai kerugian mekanis. Mereka adalah konstan pada kecepatan tertentu, tetapi bervariasi dengan perubahan kecepatan. Power kerugian akibat gesekan meningkat dengan kuadrat dari kecepatan dan yang disebabkan oleh peningkatan windage sebagai kubus dari kecepatan.

Armature Tembaga Kerugian
Ini adalah aku2 R kerugian dari rangkaian angker, yang meliputi angker berkelok-kelok, komutator, dan sikat. Mereka bervariasi secara langsung dengan perlawanan dan sebagai kuadrat dari arus.

Lapangan Tembaga Kerugian
Ini adalah aku2 R kerugian dari rangkaian medan yang dapat mencakup gulungan medan shunt, gulungan medan seri, interpole gulungan dan setiap shunts digunakan dalam kaitannya dengan gulungan ini. Mereka bervariasi secara langsung dengan perlawanan dan sebagai kuadrat dari arus.

Core Kerugian
Ini adalah arus eddy histeresis dan kerugian dalam armature. Dengan perubahan terus-menerus arah fluks dalam besi angker, pengeluaran energi yang dibutuhkan untuk membawa besi melalui loop histeresis lengkap. Ini adalah kerugian histeresis. Juga karena besi merupakan konduktor dan berputar dalam medan magnet, tegangan akan dihasilkan. Hal ini, pada gilirannya, akan mengakibatkan arus yang bersirkulasi kecil yang dikenal sebagai arus eddy. Jika inti yang solid yang digunakan untuk angker, maka kerugian arus eddy akan tinggi. Mereka dikurangi dengan menggunakan laminasi tipis, yang terisolasi dari satu sama lain. Histeresis dan kerugian arus eddy bervariasi dengan kerapatan fluksi dan kecepatan.

Efisiensi
Untuk generasi atau motor, efisiensi sama dengan output dibagi dengan input. Namun, dalam generator, input mekanis sementara output listrik. Dalam sebuah motor yang sebaliknya adalah benar, karena itu:

Motor Efisiensi = (Input – Rugi) / Input
Generator Efisiensi = Output / (Output + Rugi)
Bagian 3: Horsepower Dasar

Pada abad ke-18 Inggris, batubara sedang memberi makan revolusi industri dan Thomas Newcomen didorong menciptakan mesin uap yang digunakan untuk memompa air dari tambang batu bara. Itu Scott Namun, dengan nama James Watt, yang pada 1769 memperbaiki mesin uap sehingga benar-benar bisa dilaksanakan dan praktis. Dalam upayanya untuk menjual mesin uap baru, pertanyaan pertama pemilik tambang batu bara bertanya adalah “mesin anda bisa keluar kerja salah satu kuda saya?” Watt tidak tahu karena ia tidak tahu berapa banyak pekerjaan seekor kuda bisa lakukan. Untuk mengetahuinya, Watt dan mitranya membeli beberapa ukuran rata-rata diukur kuda dan pekerjaan mereka. Mereka menemukan bahwa kuda rata-rata bekerja di tingkat kaki 22.000 pound per menit. Watt memutuskan, untuk beberapa alasan tidak diketahui, untuk menambahkan 50% ke angka ini dan tingkat rata-rata 33.000 kaki kuda di pon per menit.

Yang penting adalah bahwa sekarang ada sistem di tempat untuk mengukur tingkat melakukan kerja. Dan ada satuan daya, tenaga kuda.

Jika mesin uap telah dikembangkan suatu tempat lain di dunia, di mana kuda itu tidak ada binatang beban, kita mungkin rating lembu motor di kekuasaan atau kekuatan unta. Hari ini, motor juga dinilai dalam Watts output.

hp = lb x FPM / 33.000
hp = ft-lb x rpm / 5.252
kW = hp x 0,7457
hpMetrik = Hp x 1,0138

Horsepower seperti yang didefinisikan oleh Watt, adalah sama untuk AC dan DC motor, mesin bensin, anjing kereta, dll

Horsepower dan Electric Motors

Torsi = gaya x jari-jari = lb x ft = T
Speed = rpm = N
Konstan = 5.252 = C
HP = T x N / C

Torsi dan DC Motors

T = k Disebuah

Pada overload, torsi meningkat pada beberapa tingkat lebih rendah daripada peningkatan akibat arus saturasi

D2 L dan Torque

258AT = 324 D2 L
259AT = 378 D2 L

Dengan diameter frame yang sama, yang 259AT memiliki 17% lebih D2 L dan dengan demikian 17% lebih dan 17% lebih Torque. Torsi motor meningkat dengan peningkatan besi dan tembaga, dikombinasikan dengan saat ini. Ini dapat dikatakan bahwa dibutuhkan besi dan tembaga untuk menghasilkan torsi dan torsi membuat produk. Atau dengan kata lain, apa yang membuat Anda membeli produk TORSI dan yang BESI dan TEMBAGA. Tingkat melakukan pekerjaan adalah kekuatan dan HORSEPOWER adalah satuan kekuasaan.

Kecepatan dan DC Motors
Motor DC shunt luka
Dengan beban motor, temperatur dan arus medan tetap konstan, kecepatan armature dikendalikan oleh tegangan.

E = ((Z / a) x x P x (N / 60) x 10-8 ) + (I, Rsebuah R & Iip R & Ib )

Jumlah dari penurunan tegangan rangkaian angker dapat digambarkan sebagai IR

N = (E – IR) / K

Speed contoh: desain motor diberikan G6219, bingkai MC3212, 50 hp, 1150 rpm, 500 volt angker, 85 ampli beban penuh, 0,432 resistansi sirkuit angker panas, 0,206 angker rangkaian resistansi dingin

Danjatuh = IR = 85 amp x 0.432 = 36,72 volt
500 v lengan – 36,72 v drop = 463,28 bekerja volt
Volt per rpm = 463,28 / 1150 rpm = 0,40285
Nkecepatan dasar = 1150 rpm = (500 v – 36.72 v) / 0.40285
Dengan 250 v pada angker, ada bekerja 213,28 volt (250-36,72)
213,28 / 0,40285 = 529 rpm (bukan 1 / 2 kecepatan, 575 rpm)
N = 529 rpm = (250 v – 36.72 v) / 0.40285
N = (E – IR) / Ke arah = (E – IR) / 0,40285
K perubahan dengan perubahan beban dan suhu
HPMetrik = HP x 1,0138
kW = HP x 0,7457

Terakhir Diperbarui September 1, 1998

About these ads