Apa itu Motor DC?

image

Pada sebuah alat seperti kipas atau travelator diperlukan sesuatu yang namanya Motor DC untuk bergerak. Motor DC sendiri dalam dunia elektronika berfungsi untuk mengubah arus listrik searah (Arus DC) menjadi gerak kinetik. Oleh karena itu, peran Motor DC sendiri bagi kehidupan kita cukup besar dan hampir bisa kita temui di mana saja.

Pengertian dan Prinsip Kerja

Motor DC merupakan motor yang membutuhkan arus searah pada kumparan medan untuk selanjutnya diubah ke energi mekanik. Kumparan medan itu sendiri disebut sebagai stator (bagian yang diam) sedangkan kumparan jangkar disebut sebagai rotor (bagian yang bergerak). Jenis motor ini merubah energi listrik ke energi mekanik melalui gerak rotasi. Kedua bagian utama ini dikelompokkan ke dalam beberapa bagian seperti.

  1. Kerangka magnet (yoke)
  2. Kutub motor (poles)
  3. Kumparan medan magnet (field winding)
  4. Kumparan jangkar (armature winding)
  5. Komutator (commutator)
  6. Sikat arang (brushes)

Agar dapat bergerak, Motor DC menggunakan fenomena elektromagnetik. Ketika arus listrik diberikan ke kumparan, permukaan kumparan yang bersifat utara akan bergerak menghadap ke magnet yang berkutub selatan dan kumparan yang bersifat selatan akan bergerak menghadap ke utara magnet. Saat ini, karena kutub utara kumparan bertemu dengan kutub selatan magnet ataupun kutub selatan kumparan bertemu dengan kutub utara magnet maka akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan kumparan berhenti.

image

Untuk menggerakannya lagi, tepat pada saat kutub kumparan berhadapan dengan kutub magnet, arah arus pada kumparan dibalik. Dengan demikian, kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan dan kutub selatannya akan berubah menjadi kutub utara. Pada saat perubahan kutub tersebut terjadi, kutub selatan kumparan akan berhadap dengan kutub selatan magnet dan kutub utara kumparan akan berhadapan dengan kutub utara magnet. Karena kutubnya sama, maka akan terjadi tolak menolak sehingga kumparan bergerak memutar hingga utara kumparan berhadapan dengan selatan magnet dan selatan kumparan berhadapan dengan utara magnet. Pada saat ini, arus yang mengalir ke kumparan dibalik lagi dan kumparan akan berputar lagi karena adanya perubahan kutub. Siklus ini akan berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan diputuskan.

Jenis Motor DC

  1. Motor DC Sumber Daya Terpisah/ Separately Excited

Jika arus medan dipasok dari sumber terpisah maka disebut motor DC
sumber daya terpisah / separately excited.

  1. Motor DC Sumber Daya Sendiri/ Self Excited: Motor Shunt

Pada motor shunt, gulungan medan (medan shunt) disambungkan secara
paralel dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti diperlihatkan dalam
gambar dibawah. Oleh karena itu total arus dalam jalur merupakan penjumlahan
arus medan dan arus kumparan motor DC.

Karakteristik tipe shunt

:black_small_square: Kecepatan pada prakteknya konstan tidak tergantung pada beban (hingga
torsi tertentu setelah kecepatannya berkurang, lihat Gambar diatas dan oleh
karena itu cocok untuk penggunaan komersial dengan beban awal yang
rendah, seperti peralatan mesin.

:black_small_square: Kecepatan dapat dikendalikan dengan cara memasang tahanan dalam susunan
seri dengan kumparan motor DC (kecepatan berkurang) atau dengan memasang
tahanan pada arus medan (kecepatan bertambah).

  1. Motor Seri

Dalam motor seri, gulungan medan (medan shunt) dihubungkan secara seri
dengan gulungan kumparan motor DC (A) seperti ditunjukkan dalam gambar
dibawah. Oleh karena itu, arus medan sama dengan arus kumparan motor DC.
Karakteristik tipe series :
:black_small_square: Kecepatan dibatasi pada 5000 RPM
:black_small_square: Harus dihindarkan menjalankan motor seri tanpa ada beban sebab motor akan
mempercepat tanpa terkendali.
Motor-motor seri cocok untuk penggunaan yang memerlukan torsi
penyalaan awal yang tinggi, seperti derek dan alat pengangkat hoist

  1. 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 kumparan motor DC . Sehingga, motor kompon memiliki torsi penyalaan awal yang bagus dan kecepatan yang stabil. Makin tinggi persentase penggabungan (yakni persentase gulungan medan yang dihubungkan secara seri), makin tinggi pula torsi penyalaan awal yang dapat ditangani oleh motor ini.

Kelebihan dan Kekurangan Motor DC

Keuntungan utama motor DC adalah dalam hal pengendalian kecepatan
motor DC tersebut, yang tidak mempengaruhi kualitas pasokan daya. Motor ini
dapat dikendalikan dengan mengatur :
:black_small_square: Tegangan kumparan motor DC – meningkatkan tegangan kumparan motor DC
akan meningkatkan kecepatan
:black_small_square: 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.

Adapun kekurangan motor DC diantaranya:

  • Membutuhkan perawatan yang ekstra.
  • Lebih besar dan lebih mahal (jika dibandingkan dengan motor AC induksi)
  • Tidak cocok untuk aplikasi kecepatan tinggi.
  • Tidak cocok untuk aplikasi berdaya besar.
  • Tidak cocok digunakan pada kondisi lingkungan yang cepat berdebu.
Summary

Chapman, Steven J. 2005. Electric Machinery Fundamental 4th Edition. McGraw-Hill Higher Education

Kho, Dickson. Pengertian Motor DC dan Prinsip Kerjanya. Teknik Elektronika. Retrieved from Pengertian Motor DC dan Prinsip Kerjanya - Teknik Elektronika

Huda, Miftahul. 2007. Maca Macam Jenis Motor DC/Arus Searah. Pengetahuan Listrik. Retrieved from Macam-macam jenis Motor DC/Arus Searah - Pengetahuan Listrik

1 Like