1-materi mesin dc

References

1. Theraja, B. L., ‘Electrical Technology’, S. Chand & Company Ltd., 1978.

2. Schmidt-Walter, H., Kories, R., ‘Electrical Engineering: A Pocket Reference’, Artech House Inc., 2007.

1

K i i Nil iKomposisi Nilai– Tugas 20 %– UTS 40 %– UAS 40 %

2 2

MESIN ARUS SEARAH

1 : Dasar elektromagnetik, pengenalan bahan g p gmagnetik dan elektromekanik 2: Mesin arus searah (DC)3: Generator DC: cara kerja klasifikasi dan3: Generator DC: cara kerja, klasifikasi dan persamaan tegangan,rugi-rugi daya dan efisiensi, efisiensi maksimum serta karakteristik4 M t DC k j k j k i4: Motor DC: cara kerja, kerja maksimum, klasifikasi dan persamaan tegangan, arus start, karakteristik motor, pengaturan kecepatan,

tpengereman motor.

3

4: Motor DC: cara kerja, klasifikasi dan persamaan j ptegangan5 : Motor DC: rugi-rugi daya dan efisiensi, pengaturan kecepatan serta karakteristikpengaturan kecepatan serta karakteristik13: 14: Transformator: bagian-bagian utama, beban nol, b b b d di ktberbeban dan diagaram vektor15: Rangkaian ekivalen dan pengujian serta pengenalan trafo 3 fasag16:

4

ELEKTROMAGNETIK

GENERATOR LISTRIK

Energi magnetik

Energi mekanis

Energi Listrikmagnetikmekanis Listrik

Kopel mekanisP t

Perubahan fl k

• Tegangan listrikd i l b liPutaran poros fluk magnet

pada rangkaianmagnetik

pada terminal belitan• Arus Lisrik

ELEKTROMAGNETIK

MOTOR LISTRIK

Energi magnetik

Energi mekanis

Energi Listrik

Tegangan listrikdiberikan pada

Perubahan fluk magnet

Kopel ElektromagnetPutaran poros

terminal belitan pada rangkaianmagnetik

• Energi magnetik merupakan medium antara untuk konversi energi mekanis ke energi listrik atau sebaliknyaE i tik b d d k i tik di i li t ik• Energi magnetik berada pada rangkaian magnetik di mesin listrik.

ELEKTROMAGNETIK

Sifat magnet diperoleh dari :g p- Magnet tetap (permanen)

U SFluk

magnet• Besar fluk tetap• Kutub magnet tetap• Arah garis fluk tetapArah garis fluk tetap

ELEKTROMAGNETIK

- Aliran arus pada belitan kumparanp p

• Besar fluk dapat dirubahdengan merubah besar arus

• Kutub magnet dan arah garisKutub magnet dan arah garisdapat dirubah dengan merubaharah aliran arusFl k t diti b lk• Fluk magnet yang ditimbulkanberdasar hk Ampere.

ELEKTROMAGNETIK

HUKUM AMPERE.

∫ =⋅ netIdlH

μ= HB

Α φH = intensitas medan magnetik tunak (At/m)B = kerapatan fluk magnet ( Weber/m2)

ΑΒ =φ

B = kerapatan fluk magnet ( Weber/m2)φ = Fluk magnet (Weber)μ = permeabilitas bahan magnetik (H/m)

ELEKTROMAGNETIK

μo = Permeabilitas ruang bebas = 4 π x 10-7 H/mμo Permeabilitas ruang bebas 4 π x 10 H/m

μr = Permeabilitas relatif bahan magnetik

0μμμ =r

B (T

)

9

ASII

1020

Cold

-rolle

d stee

l

M - 19

RANGKAIAN MAGNETIK

(a) Rangkaian Listrik (b) Rangkaian Magnetik

RANGKAIAN MAGNETIKR = Reluktansi = merupakan hambatan (tahanan) magnetikR = l /μAl = panjang rangkaian magnetikPersamaan dari rangkaian magnetik :NI φRNI = φRContoh :Suatu susunan magnetic circuit dari beberapa penampangSuatu susunan magnetic circuit dari beberapa penampang diperlihatkan padaGb. S2a: bagian besi dengan kurva B-H terlihat pada Gb. S2.b. Diketahui N = 100 turns; cm; A1 = 2A2 = 10 cm2; lg= 2 mm; Fluksi bocor = 0,1 Wb. Hitunglah berapa arus I, yang dibutuhkan ; u s boco 0, b tu g a be apa a us , ya g d butu auntuk menentukan kerapatan di celah udara 0,6 T?

RANGKAIAN MAGNETIK

Φ

1l1lglgB

cΦ

Penyelesaian :2l

e ye esa a :A1= 10 cm2 = 0,001 m2 ; A2 = ½ A1 = 0,0005 m2

Karena dimensi panjang dan lebar untuk penampang inti tid k dik t h i k h fl k i b di b iktidak diketahui maka pengaruh fluksi bocor diabaikan sehingga luas penampang lintang celah udara dianggap sama dengan A1

RANGKAIAN MAGNETIK

Ag= A1=0,001 m2

Kerapatan fluksi celah udara Bg = 0,6 T

gcc

cc

g BBmakaAQ

BAQ

B === 11 ; g AA 1

21

122 402

2m,B

AQ

AQ

B ccc

c ===== 21 ; ll m,mmg 00202 ==l

go

g

or

c

or

c

μB

μμB

μμB

NI lll ++= 22

11 2

go

g

or

cg

o

g

or

c

or

c

μB

μμB

μB

μμB

μμB

NI lllll +=++= 11

11

11 42

2

RANGKAIAN MAGNETIK

dari kurva untuk B =0.6 T diperoleh H = 100 At/mdari kurva untuk B 0.6 T diperoleh H 100 At/mmaka : 0060

10060 ,,

HBμμ or ===

112096016000208000001

60400060

60441

1 =+=+=+= ,/

,,,

),(μB

μμB

NI go

g

or

c ll

I = 1120/100 =11 2 A

80000010060 /,μμμ oor

I = 1120/100 =11,2 A

KURVA MAGNETISASI

Telah ditunjukan kurva magnetisasi yang tergantung dari jenis bahan magnetik :

Cast steelB H curve H>400 A/mB-H curve, H>400 A/m

1.8

2

1.2

1.4

1.6

B (

T )

0 1000 2000 3000 4000 5000 60000.4

0.6

0.8

1

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000H (At/m)

KERUGIAN HISTERISIS

untuk arus yang dirubahbesarnya dalam suatu siklusseperti gb, kurva tidak mengi-p g , gkuti kurva magnetisasinya.

KERUGIAN HISTERISIS

Kerugian histerisis :gPh = kh B1.6

maxf

f = frekwensi1.6 =koefisien Steinmetz

KERUGIAN ARUS EDDY

Kerugian arus Eddy.Dari cross section gambar (a) diperlihatkan pada gambar (b)Bila arus I yang mengalir pada konduktor arus bolak balik, maka fluk yang timbul Φ juga berubah terhadap waktu.Pada inti timbul emf e dan sirkulasi arus yang disebut arus Eddy (gb a.)Bila inti dibagi-bagi dalam n lapisan (gb b) emf perbagian adalah e/n.Konduktifitas perbagian inti menjadi g/n.Kerugian inti turun menjadi 1/n2 dibanding ini pejal (solid)Kerugian inti turun menjadi 1/n dibanding ini pejal (solid)

KERUGIAN ARUS EDDY

Kerugian arus Eddy pada inti persatuan volume :

( W/cm3)

t = tebal laminasi ( cm)f = frekwensi ( Hz)

h j i ( h )ρ = tahanan jenis (ohm-cm)