Ricky Septian

115060200111017

TTL C

Pengertian Motor DC

Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan,dll. Motor DC memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Kumparan medan pada motor dc disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika terjadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tegangan (GGL) yang berubah-ubah arah pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik. Prinsip kerja dari arus searah adalah membalik phasa tegangan dari gelombang yang mempunyai nilai positif dengan menggunakan komutator, dengan demikian arus yang berbalik arah dengan kumparan jangkar yang berputar dalam medan magnet.

Konstruksi Motor DC

Bagian yang diam (Stator), terdiri dari :

Body (badan) motor Magnet Sikat-sikat kerangka motor Kutub-kutub utama beserta belitannya Bantalan-bantalan poros

Bagian yang Berputar (rotor)

Rotor jangkar dan lilitannya Poros jangkar (armature) Kumparan jangkar Inti jangkar

Jenis-jenis Motor DC:

Berdasarkan macamnya, Motor DC terdiri dari:

1. Motor DC Shunt. Motor DC jenis ini mempunyai ciri kumparan penguat medan diparalel terhadap kumparan armatur. Kelebihan dari Motor DC jenis ini yaitu tidak terlalu membutuhkan banyak ruangan karena diameter kawat kecil. Sedangkan kelemahannya yaitu daya keluaran yang dihasilkan kecil karena arus penguatnya kecil.

2. Motor DC Seri. Motor DC jenis ini mempunyai ciri kumparan penguat medan diseri terhadap kumparan armatur. Kelebihan dari Motor DC jenis ini yaitu daya output yang dihasilkan besar. Sedangkan kelemahannya yaitu arus beban yang diminta sangatlah besar, sesuai dengan beban yang dipikulnya, jika tegangan inputnya tidak stabil maka flux magnet yang dihasilkan oleh kumparan seri tidak stabil pula, sehingga daya output yang dihasilkan tidak stabil.

3. Motor DC Kompond. Pada umumnya Motor DC Kompond dibuat untuk mengurangi kelemahan yang terjadi pada Motor DC Shunt maupun Seri. Jenisnya ada dua macam, yaitu Motor DC Kompond Panjang dan Motor DC Kompond Pendek, ciri khas yang membedakan keduanya yaitu tata letak kumparan penguat medan tambahan diletakkan seri dengan kumparan penguat medan pada Motor DC Shunt dan ini desebut Motor DC Kompond Pendek. Sedangkan pada Motor DC Kompond Panjang, kumparan penguat medan tambahan diletakkan secara seri antara Kumparan armatur dan kumparan penguat medan shunt pada Motor DC Shunt.

Prinsip Dasar Cara Kerja

Pada motor DC, daerah kumparan medan yang dialiri arus listrik akan menghasilkan medan magnet yang melingkupi kumparan jangkar dengan arah tertentu. Konversi dari energi listrik menjadi energi mekanik (motor) maupun sebaliknya berlangsung melalui medan magnet, dengan demikian medan magnet disini selain berfungsi sebagai tempat untuk menyimpan energi, sekaligus sebagai tempat berlangsungnya proses perubahan energi. Agar proses perubahan energi mekanik dapat berlangsung secara sempurna, maka tegangan sumber harus lebih besar daripada tegangan gerak yang disebabkan reaksi lawan. Dengan memberi arus pada kumparan jangkar yang dilindungi oleh medan maka menimbulkan perputaran pada motor.

Penghitungan daya

Dimana P = Daya motor (W)

V = Tegangan Kerja Motor (V)

I = Arus Kerja Motor (A)

Cara mengatur kecepatannya

Kecepatan putar motor DC dipengaruhi oleh tiga hal yaitu : Besar kecilnya flux magnet, besar kecilnya arus armatur, besar kecilnya tegangan sumber. Semakin besar VR (tegangan pada potensio meter), maka semakin cepat pula perputaran motor DC. Semakin besar arus armatur (VR minimum), maka semakin cepat pula perputaran motor DC. Semakin besar sumber tegangan yang diberikan, maka semakin cepat pula perputaran motor DC.

Lalu bagaimana caranya agar kecepatan motor  bisa diatur sesuai kebutuhan? Tentu dengan mengatur besarnya tegangan listrik yang diberikan pada motor :

Teknik 1, mengatur tegangan yang masuk pada motor dengan teknik pembagi tegangan menggunakan Variabel Resistor (VR). Cara ini tidak efisien karena banyak energi yang hilang dan dibutuhkan VR dengan daya besar.

Teknik 2, mengatur tegangan yang masuk pada motor dengan cara mengatur  tegangan basis Transistor.

Teknik 3, menggunakan teknik lebar denyut (PWM = Pulse Width Modulation). teknik ini paling efisien.

 PWM adalah singkatan dari Pulse Width Modulation, merupakan suatu metode yang digunakan untuk mengontrol daya yang berkaitan dengan power supply, contohnya pada power supply PC. Selain fungsi PWM yang digunakan untuk mengontrol daya power supply, PWM juga dapat difungsikan sebagai pengatur gerak perangkat elektronika, misalnya pada motor servo.

Sesuai dengan namanya Pulse Width Modulation, maka dalam penerapannya sinyal tegangan-lah yang dirubah lebarnya. Sistem pengontrolan dengan PWM ini merupakan sistem digital, yang jauh lebih efisien jika dibandingkan dengan system konfensional. Komponen yang biasa digunaka nuntuk membangkitkan sinyal PWM adalah sejenis IC digital yaitu IC 555 atau mikrokontroler.

Gambar 1. PWM = 50%.

Gambar 2. PWM = 30%.

Gambar 3.PWM = 60%.

Penggunaan PWM:

1. PWM sebagai data keluaran suatu perangkat. PWM dapat digunakan sebagai data dari suatu perangkat, data direpresentasikan dengan lebar pulsa positif (Tp).

2. PWM sebagai data masukan kendali suatu perangkat. Selain sebagai data keluaran, PWM pun dapat digunakan sebagai data masukan sebagai pengendali suatuperangkat. Salah satu perangkat yang menggunakan data PWM sebagai data masukannya adalah Motor DC Servo

3. PWM sebagai pengendali kecepatan Motor DC bersikat. Motor DC bersikat atau Motor DC yang biasa ditemui di pasaran yang memiliki kutub A dan kutub B yang jika diberikan beda potensial diantara kedua-nya, maka Motor DC akan berputar. Pada prinsipnya Motor DC jenis ini akan ada waktu antara saat beda potensial diantara keduanya dihilangkan dan waktu berhentinya. Prinsip inilah yang digunakan untuk mengendalikan kecepatan Motor DC jenis ini dengan PWM, semakin besar lebar pulsa positif dari PWM maka akan semakin cepat putaran Motor DC. Untuk mendapatkan putaran Motor DC yang halus, maka perlu dilakukan penyesuaian Frekuensi (Perioda Total) PWM-nya.