mesin dc dan generator dc
Post on 24-Oct-2015
435 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pada jaman di era ini semakin banyak peralatan yang menggunakan
listrik baik sebagai alat kerja maupun sebagai sumber tenaga listrik.
Contohnya sebagai alat kerja adalah bor listrik, kereta listrik, dan
lain sebagainya, sedangkan sebagai sumber tenaga listrik adalah
generator.
Bor listrik, kereta listrik, maupun generator dan banyak alat lainnnya
merupakan beberapa contoh dari aplikasi mesin DC di kehidupan sehari-
hari. Dan terbukti pula semakin banyak orang yang membutuhkan alat
tersebut, dan artinya semakin banyak pula yang membutuhkan aplikasi
mesin DC.
Dengan megingat sangat pentingnya mesin DC makapenulis sebagai
mahasiswa teknik elektro ITENAS sub jurusan Teknik Tenaga Listrik,
sudah seharusya mengerti tentang mesin DC baik sebagai motor maupun
generator. Penulis juga diharapkan dengan praktikum dari mata kuliah
Trafo dan Mesin DC, melalui modul Mesin Arus Searah dan Generator
Arus Searah mampu memahami pengertian mesin DC secara menyeluruh;
memahami jenis-jenis mesin DC yang berisikan persamaan dasar untuk
arus, tegangan, daya, putaran, dan momen ; menjelaskan prosedur
menjalankan dan menghentikan semua jenis mesin DC; serta mampu
mengoperasikan semua jenis mesin listirk DC.
1.2 Maksud dan Tujuan
Maksud dari praktikum ini merupakan salah satu syarat kelulusan
mata kuliah Dasar Energi Elektik. Ada pun tujuan dari praktikum ini
adalah:
1. Menjelaskan kembali pengertian mesin DC secara menyeluruh.
2. Menjelaskan semua jenis mesin listrik arus searah (DC), yang
berisikan juga persamaan dasar untuk arus, tegangan, daya, putaran
dan momen.
1
3. Menjelaskan prosedur menjalankan dan menghentikan semua jenis
mesin listrik DC.
4. Mengoperasikan semua jenis mesin listrik DC.
5.
1.3 Pembatasan Masalah
Mengingat perlunya mempraktekan apa yang telah di dapat dari
perkuliahan, maka penulis merasa perlu membahas motor DC dan
generator DC, Jenis-jenis mesin listrik arus searah, cara kerja motor arus
searah, prosedur menjalankan dan menghentikan mesin listrik arus searah,
serta pengoperasianya.
1.4 Teknik Pengumpulan Data
Dalam penyusunan laporan kerja praktek ini penulis menggunakan
beberapa metode pengumpulan data, diantaranya adalah
1. Metoda pustaka dan studi literatur
Studi literatur adalah metoda yang dilakukan dengan membaca dan
mempelajari sumber-sumber kepustakaan yang erat hubungannya
dengan topik yang penulis sajikan.
2. Metoda Pengujian
Pengujian di Laboratorium Teknik Energi Elektrik Institut Teknologi
Nasional Bandung.
1.5 Sistematika Pembahasan
BAB I : PENDAHULUAN
Menguraikan latar belakang masalah,maksud dan
tujuan,batasan masalah,metoda pengambilan data
dan sistematika penulisan.
BAB II : TEORI DASAR
Menguraikan teori tentang prinsip kerja motor dan
generator DC, jenis-jenis penguatan pada mesin DC
dan bagian-bagian mesin-mesin DC dan prinsip
kerja generator DC.
2
BAB III : LANDASAN PRAKTIKUM
Menguraikan tentang proses pengambilan
data ,pengumpulan data , pengolahan data serta
tujuan dan alat-alat pada motor dan generator DC.
BAB IV : ANALISA DAN TUGAS AKHIR
Menguraikan Menguraikan tentang analisa dari
hasil percobaan dan tugas akhir dari praktikum yang
dilakukan.
.
BAB V : SIMPULAN DAN SARAN
Berisikan kesimpulan mengenai hasil yang
diperoleh dari praktikum yang telah dilakukan.
3
BAB II
LANDASAN TEORI
2.1 Pengertian Mesin Searah (DC)
Mesin DC ada 2 jenis yaitu Generator DC dan Motor DC.
Generator DC adalah sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang
mengubah energi mekanis menjadi energi listrik, dan menghasilkan arus
DC / arus searah.
Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan
searah sebagai sumber tenaganya, yang mengubah energi listrik menjadi
energi mekanik.
2.2 Anatomi Mesin Searah ( DC )
Anatomi mesin DC baik sebagai generator maupun sebagai motor
memiliki anatomi yang sama, yang membedakannya hanya pada energi
yang diubahnya, kalau generator DC mengubah energi mekanik menjadi
listrik, sedangkan motor DC mengubah energi listrik menjadi mekanik.
Anatomi mesin DC dan penjelasannya dapat dilihat sebagai berikut
:
Gambar 2.1 Konstruksi Mesin DC
4
Gambar 2.2 Irisan Penampang Mesin DC
1. Rangka (frame) motor.
2. Kutub Utama (main pole) disini digambarkan suatu mesin arus
searah 4 kutub. Konstruksi kutub berupa lapisan laminasi plat-
plat tipis yang saling terisolasi.
3. Dengan belitan penguat (field winding). Selama operasinya belitan
penguatan dialiri arus penguat (field current/ excitationcurrent).
Belitan penguat dengan arus penguat ini menghasilkan fluksi yang
bekerja dalam struktur magnetis mesin. Lintasan fluksi utama ini
dari kutub utara lalu menyebrang celah stator-rotor ke inti motor,
memotong belitan jangkar (armature winding) kembali
menyebrang celah udara kutub selatan di stator.
4. Kutub bantu (comutating pole) berguna untuk membantu
karakteristik mesin. Dengan pemberian keadaan fluksi terhadap
adanya fluksi mesin yang timbul dari arus jangkar pada belitan
jangkar yang lazim disebut reaksi jangkar yang bersifat
mengganggu. Belitan kutub bantu dialiri oleh arus jangkar
sehingga belitan ini terhubung seri dengan jangkar dan besarnya
konvensasi akan tergantung besarnya arus jangkar. Kutub bantu
hanya pada mesin- mesin kapasitas besar.
5. Slot rotor tempat penempatan belitan jangkar yang dialiri arus
beban. Pada ujung belitan jangkar terukur belitan jangkar
(armature voltage) yang dapa fungsinya sebagi motor adalah
tegangan masuk jangkar dan pada fungsinya sebagai generator
adalah tegangan keluar jangkar.
5
6. Inti rotor, terletak dilotor yang berputar yang merupakan tempat
belitan jangkar dan inti lotor serta tertumpu pada as
motor/generator
7. Lamel komotator, merupakan terminal dari ujung-ujung belitan
jangkar. Lamel komutator merupakan terminal hubungan luar
mesin (sumber tegangan atau beban) dengan belitan jangkar mesin
arus searah. Antara lamen komutator terdapat sekat isolasi yang
tidak boleh terhubung, kecuali saat operasi mesin dimana-mana
atau lemel komotator dapat terhubung singkat melalui sikat. Hal ini
dapat terjadi pada masa-masa pergantia pengaliran arus pada
belitan jangkar.
8. Sikat (carbon brush) pada sikat ini, terletak antara kutub N dan S
pada garis netral magnetis, guna untuk meminimalkan adanya
loncatan bunga api pada proses komutasi.
9. Terminal box, tempat penyambungan listrik..
10. As.
11. Dudukan tempat name plate.
Dalam mesin DC dari bagian – bagian di atas dapat dikelompokkan
menjadi 2 bagian yaitu :
1. Stator
Bagian ini adalah bagian mesin DC yang diam, dan yang menjadi
bagian-bagiannya adalah slot rotor, inti rotor, dan lamel komutator.
2. Rotor
Bagian ini adalah bagian mesin DC yang berputar selama beroperasi,
bagian-bagiannya yaitu frame, field winding, main pole, comutating
pole, as, name plate, sikat, dan terminal box.
2.3 Prinsip Cara Kerja Motor Searah
Berdasarkan pada prinsip kemagnetan, maka motor DC
menggunakan prinsip kemagnetan. Penghantar yang mengalirkan arus
ditempatkan tegak lurus pada medan magnet, cenderung bergerak tegak
lurus terhadap medan. Besarnya gaya yang didesakkan untuk
6
menggerakkan berubah sebanding dengan kekuatan medan magnet,
besarnya arus yang mengalir pada penghantar, dan panjang penghantar.
Untuk menentukan arah gerakan penghantar yang mengalirkan
arus pada medan magnet, digunakan hukum tangan kanan motor.
Gambar terebut menggambarkan bagaimana torsi motor dihasilkan
oleh kumparan yang membawa arus atau loop pada kawat yang
ditempatkan pada medan magnet. Interaksi pada medan magnet
menyebebkan pembengkokan garis gaya. Apabila garis cenderung lurus
keluar, pembengkokan tersebut menyebabkan loop mengalami gerak
putaran. Penghantar sebelah kiri ditekan kebawah dan penghantar sebelah
kanan ditekan keatas, menyebabkan putaran jangkar berlawanan dengan
arah putaran jarum jam.
Gambar 2.3 Prinsip Motor DC
7
Ataupun kita juga dapat menggunakan hukum tangan kiri
seperti ini
Gambar 2.4 Aturan Tangan Kiri
Gaya elektromagnet pada motor DC timbul saat ada arus yang
mengalir pada penghantar yang berada dalam medan magnet. Medan
magnet itu sendiri ditimbulkan oleh magnet permanen. Garis- garis gaya
magnet mengalir diantara dua kutub magnet dari kutub utara menuju kutub
selatan. Menurut hukum gaya Lorentz, arus yang mengalir pada
penghantar yang terletak dalam medan magnet akan menimbulkan gaya.
Gaya F, timbul tergantung pada arus I dan arah medan magnet B. Arah
gaya F dapat ditentukan dengan aturan tangan kiri seperti pada gambar
berikut.
Motor DC magnet permanen adalah motor yang fluks magnet
utamanya dihasilkan oleh magnet permanen. Elektromagnetik digunakan
untuk medan sekunder atau fluks jangkar. Gambar 6 menggambarkan
operasi motor magnet permanen. Arus mengalir melalui kumparan jangkar
dari sumber tegangan DC, menyebabkan jangkar beraksi sebagai magnet.
Kutub jangkar ditarik kutub medan dari polaritas yang berbeda,
menyebabkan jangkar berputar. Lalu jangkar berputar searah dengan
putaran jarum jam. Apabila kutub jangkar segaris dengan kutub medan,
sikat-sikat ada ada celah di komutator dan tidak ada arus mengalirpada
jangkar. Jadi, gaya tarik atau gaya tolak magnet berhenti. Kemudian
kelembaman membawa jangkar melewati titik netral. Komutator membalik
arus jangkar ketika kutub yang tidak sama dari jangkar dan medan
berhadapan satu sama lain, sehingga membalik polaritas medan jangkar.
8
Kutub-kutub yang sama dari jangkar dan medan kemudian saling menolak,
menyebabkakan jangkar berputar terus menerus seperti diperlihatkan
Gambar 2.5 Operasi Motor DC
2.4 Prinsip Cara Kerja Mesin Arus Searah sebagai Generator DC
Untuk membangkitkan tegangan DC maka diperlukan komutator.
Komutator sendiri merupakan suatu konverter mekanik yang membuat
arus dari sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan
berputar.
Perhatikan gambar di bawah ini :
Gambar 2.6 Operasi Generator DC
9
Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat
dilihat pada Gambar 2.6 dan Gambar 2.7
Gambar 2.7 Proses 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 2.6 (a) dan (c). Pada posisi ini
terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar.
Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.6.(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 2.8 Tegangan rotor yang dihasilkan melalui cincin seret (1) dan komutator (2)
Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua
cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar
2.8.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk
sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu
cincin Gambar 2.8.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC
dengan dua gelombang positif.
Yang perlu diingat adalah :
a. Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-
balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.
10
b. Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC,
sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi
(arus penguat medan).
Untuk menganalisa cara kerja mesin DC sebagai generator dapat
dilihat juga melalui rumus : E = V × B .l, yang artinya adalah agar timbul
tegangan induksi maka dibutuhkan :
1. Medan magnet
Medan magnet timbul dari sumber eksitasi yang dihubungkan
ke stator. Arus dari sumber ekitasi akan masuk ke lilitan stator
sehingga menghasilkan fluks yang arahnya dari kutub Utara magnet
menuju kutub selatan magnet.
2. Batang konduktor
Batang konduktor dialiri arus jangkar agar timbul fluks
magnetis juga.
3. Perlunya adanya kecepatan
Maka batang konduktor atau rotor yang memiliki fluks tadi,
diputar oleh prime mover, sehingga timbul perubahan fluks tiap
detiknya sehingga memenuhi hukum Faraday, yang artinya akan
timbul tegangan.
2.5 Reaksi Jangkar
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.
11
Gambar 2.9 Jangkar Motor DC
Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari
sebuah generator saat tanpa beban disebut fluks medan utama (Gambar
2.10). Fluks ini memotong lilitan jangkar sehingga timbul tegangan
induksi.
Gambar 2.10 Medan Eksitasi Generator DC
Bila motor 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 2.11).
12
Gambar 2.11 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 2.12.(a).
Gambar 2.12 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
13
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 2.12 (a) dan (b), generator dengan komutator dan lilitan
kompensasinya.
Akibat dari reaksi jangkar adalah terjadinya percikan api (sparking)
yang dikarenakan perubahan normal medan rotor yang semakin dekat
dengan statornya sehingga jika jarak makin dekat akan ada loncatan-
loncatan elektron yang terjadi,awalnya sedikit namun seiring dengan
berjalannya waktu elektronnya akan semakin banyak sehingga akan timbul
loncatan elektron.
Flashover adalah fenomena yang terjadi pada mesin DC akibat
reaksi jangkar. Flashover adalah percikan api yang lebih besar dari
sparking. Dampaknya adalah ketika terjadi sparking maka yang terjadi
brush (sikat) akan cepat habis dan abunya akan semakin mengurangi
kinerja dari mesin DC tersebut. Namun dampak yang diakibatkan oleh
peristiwa flashover adalah brush akan meleleh (melting) dan jika ini terjadi
maka yang akan terjadi adalah akan terjadinya short circuit pada mesin
DC. Jika hal ini terjadi maka mesin tersebut akan rusak. Menanggulangi
flashover caranya adalah dengan mengurangi reaksi jangkarnya, salah
satunya dengan mengganti rotor menjadi permanen rotor.
Rugi dan efisiensi yang terjadi dalam mesin arus searah :
1. Rugi besi yang terdiri dari : rugi histeris dan rugi arus (Eddy Curent).
2. Rugi listrik dikenal sebagai rugi tembaga.
3. Rugi mekanik yang terdiri dari rugi geser pada sikat pada sumbu dan
rugi gesek dan rugi gesek angin.
4. Efisiensi = [Poutput / (Poutput + Rugi-rugi)]
14
2.6 Jenis-Jenis Penguatan Pada Mesin DC
Pada dasarnya jenis penguatan pada mesin DC baik sebagai motor
maupun generator sama saja, hanya perbedaannya terletak pada
peruntukannya kalau motor untuk menggerakkan motor agar memiliki
rotasi yang lebih cepat, sedangkan generator berguna untuk menaikkan
tegangan outputnya. Dan inilah jenisnya
1. Penguatan Terpisah
Mesin DC jenis ini adalah motor yang di dalamnya terdapat
arus jangkar dan arus yang mengalir pada kumparan medan, namun
berasal dari 2 sumber tegangan yang berbeda.
Gambar 2.13 Rangkaian Ekivalen Mesin DC Penguat Terpisah
2. Penguatan Sendiri
Penguatan Sendiri menurut posisi armature dan medannya
dibagi menjadi :
a. Mesin DC Shunt
Mesin DC jenis ini mempunyai ciri kumparan penguat
medan diparalel terhadap kumparan armatur. Kelebihan dari
mesin 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.
15
Gambar 2.14 Rangkaian Ekivalen Mesin DC Shunt
b. Mesin DC Seri.
Mesin DC jenis ini mempunyai ciri kumparan penguat
medan yang dirangkai secara serii terhadap kumparan armatur.
Kelebihan dari Mesin 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
magnit yang dihasilkan oleh kumparan seri tidak stabil pula,
sehingga daya output yang dihasilkan tidak stabil.
Gambar 2.15 Rangkaian Mesin Penguat Seri
16
c. Mesin DC Kompon
Pada umumnya Mesin DC Kompond dibuat untuk
mengurangi kelemahan yang terjadi pada Mesin DC Shunt
maupun Seri. Jenisnya ada dua macam, yaitu Mesin DC
Kompond Panjang dan Mesin DC Kompond Pendek, ciri khas
yang membedakan keduanya yaitu tata letak kumparan
penguat medan tambahan. Pada mesin DC kompon pendek
kumparan penguat medan diletakkan seri dengan pada mesin
DC Shunt. Sedangkan pada mesin DC Kompond panjang,
kumparan penguat medan tambahan diletakkan secara seri
antara kumparan armatur dan kumparan penguat medan shunt
pada Mesin DC Shunt.
Gambar 2.16 Rangkaian Mesin DC Penguat Kompon. (Kiri : kompon pendek,
Kanan : Kompon Panjang)
17
BAB III
LANDASAN PRAKTIKUM
3.1. Alat-alat Praktikum
1. Motor arus searah dan unit bebannya 1 buah
2. Generator arus searah dan unit penggeraknya 1 buah
3. Catu daya tegangan searah 1 buah
4. Voltmeter DC 1 buah
5. Amperemeter DC 1 buah
6. Tachometer 1 buah
7. Kabel Jumper Secukupnya
3.2. Prosedur Percobaan
3.2.1 Menjalankan Motor Arus Searah
1. Mencatat data motor yang terdapat pada name plate.
2. Membuat rangkaian kerja seperti gambar 3.1 dibawah ini.
3. Menyalakan MCB jala-jala.
4. Mengatur arus penguatan (eksitasi) motor dengan memutar tegangan
pada variac eksitasi sampai maksimum.
5. Mengatur arus jangkar dengan memutar tegangan pada variac
jangkar motor hingga putaranya 1500 rpm.
6. Mencatat semua hasil percobaan, yaitu : Vt, If, Ia, dan n dimana
motor pada kondisi belum beban.
7. Mengatur arus jangkar dengan memutar tegangan pada variac
jangkar motor hingga tegangannya minimum.
8. Mengatur arus penguatan (eksitasi) motor dengan memutar tegangan
pada variac eksitasi sampai minimum.
9. Mematikan MCB Jala-Jala.
18
Gambar 3.1. Rangkaian Kerja Motor Arus Searah
3.2.2 Menjalankan Generator Arus Searah
1. Membuat rangkaian kerja seperti gambar 3.1 diatas ini.
2. Menyalakan MCB jala-jala.
3. Mengatur arus penguatan (eksitasi) motor dengan memutar tegangan
pada variac eksitasi sampai maksimum.
4. Mengatur arus jangkar dengan memutar tegangan pada variac
jangkar motor hingga putaranya 1500 rpm.
5. Mengatur arus penguatan (eksitasi) pada generator dengan memutar
tegangan pada variac eksitasi generator sampai tegangan keluaran
Vt=220 volt.
6. Mencatat semua hasil percobaan, yaitu : n, If, dan VL.
7. Mengatur arus penguatan (eksitasi) pada generator dengan memutar
tegangan pada variac eksitasi generator sampai tegangan keluaran
Vt=0.
8. Mengatur arus jangkar dengan memutar tegangan pada variac
jangkar motor hingga tegangannya minimum.
9. Mengatur arus penguatan (eksitasi) motor dengan memutar tegangan
pada variac motor eksitasi sampai minimum.
10. Mematikan MCB Jala – Jala.
19
3.2.3 Menjalankan Generator Arus Searah Dengan Beban
1. Membuat rangkaian kerja seperti gambar 3.1 diatas ini.
2. Menyalakan MCB jala-jala.
3. Mengatur arus penguatan (eksitasi) motor dengan memutar
tegangan pada variac eksitasi sampai maksimum.
4. Mengatur arus jangkar dengan memutar tegangan pada variac
jangkar motor hingga putaranya 1500 rpm.
5. Mengatur arus penguatan (eksitasi) pada generator dengan
memutar tegangan pada variac eksitasi generator sampai tegangan
keluaran Vt=220 volt.
6. Menghidupkan satu saklar lampu sebagai beban 100 watt pada
panel berbeban dan catat hasil percobaan, yaitu: Vt, Ia, If (pada
Motor), VL, Ia, If (pada Generator) dan n.
7. Menhidupkan satu saklar lampu sebagai beban 200 watt pada panel
berbeban dan catat hasil percobaan, yaitu: Vt, Ia, If (pada Motor),
VL, Ia, If (pada Generator) dan n.
8. Menghidupkan satu saklar lampu sebagai beban 300 watt pada
panel berbeban dan catat hasil percobaan, yaitu: Vt, Ia, If (pada
Motor), VL, Ia, If (pada Generator) dan n.
9. Menghidupkan satu saklar lampu sebagai beban 400 watt pada
panel berbeban dan catat hasil percobaan, yaitu: Vt, Ia, If (pada
Motor), VL, Ia, If (pada Generator) dan n.
10.Setelah selesai Matikan satu saklar lampu sebagai beban 400 watt
pada panel berbeban.
11.Setelah selesai Matikan satu saklar lampu sebagai beban 300 watt
pada panel berbeban.
12.Setelah selesai Matikan satu saklar lampu sebagai beban 200 watt
pada panel berbeban.
13.Setelah selesai Matikan satu saklar lampu sebagai beban 100 watt
pada panel berbeban.
20
14.Mengatur arus penguatan (eksitasi) pada generator dengan
memutar tegangan pada variac eksitasi generator sampai tegangan
keluaran Vt=0.
15.Mengatur arus jangkar dengan memutar tegangan pada variac
jangkar motor hingga tegangannya minimum.
16.Mengatur arus penguatan (eksitasi) motor dengan memutar
tegangan pada variac motor eksitasi sampai minimum.
17.Mematikan MCB Jala – Jala.
3.3 Data dan Hasil Pengamatan Praktikum
Tabel 1 Name Plate Motor DC
Daya 3 HP
Tegangan 180 V / 15 A
Exitacy / If 220 V / 2 A
RPM 1500 r/menit
Tabel 2 Percobaan Motor Tanpa Beban
Vt (volt) If (Ampere) Ia (ampere) Ra ( Ohm) N (rpm)
180 0,6 1.1 1.1 1499
Tabel 3 Percobaan Menjalankan Generator Arus Searah
N (rpm) If (ampere) VL (volt)
1499 0,1 17,6 mV
21
Tabel 4 Percobaan Generator Arus Searah dengan Menaikan Beban
Beban
(Watt)
MOTORN(rpm)
GENERATOR
Vt Ia If VL Ia If
100 284 3,15 1.32 1504 156 1.7 3.41
200 278 1,11 1.45 1506 122 5.1 9.4
300 438 4.17 2.25 1484 94 7.35 4.13
400 487 4,97 0.81 1457 91 2.58 4.18
500 105 4,07 0.06 1435 78 1.55 0.53
22
3.4 Pengolahan Data
23
24
25
BAB IV
ANALISA DAN KESIMPULAN
4.1 Analisa
1. Motor DC bisa berputar karena berdasarkan rumus F=(l× B ) .i, yang
merupakan syarat agar timbul gaya sudah dipenuhi, karena l adalah
panjang konduktor sendiri yang diberikan penguatan, B adalah
medan magnet yang dihasilkan dari sumber eksitasi, dan i adalah
arus dari sumber. Dan ketika tegangan jangkar dinaikkan maka akan
timbul fluks, dan fluks ini akan bertabrakan dengan fluks dari
eksitasi, selain sebagai salah satu cara agar motor bisa berputar
karena saling berpotongnya fluks, tapi juga karena dalam satu
kumparan tertutup dan adanya perubahan fluks magnetis terhadap
waktu maka lama kelamaan akan timbul torka lawan, yang
mengakibatkan melambatnya putaran motor.
2. Cara kerja generator DC :
Berdasarkan rumus : E = V × B .l, yang artinya adalah agar
timbul tegangan induksi maka dibutuhkan :
a. Medan magnet
Medan magnet timbul dari sumber eksitasi yang
dihubungkan ke stator. Arus dari sumber ekitasi akan masuk ke
lilitan stator sehingga menghasilkan fluks yang arahnya dari
kutub Utara magnet menuju kutub selatan magnet.
b. Batang konduktor
Batang konduktor dialiri arus jangkar agar timbul fluks
magnetis juga.
c. Perlunya adanya kecepatan
Maka batang konduktor atau rotor yang memiliki fluks tadi,
diputar oleh prime mover dalam hal ini motor DC, sehingga
timbul perubahan fluks tiap detiknya sehingga memenuhi
hukum Faraday, yang artinya akan timbul tegangan.
26
3. Ketika beban ditambahkan pada generator, putaran generator akan
semakin melambat karena ketika beban bertambah maka besar
tegangan dari rotor akan bertambah sehingga menyebabkan adanya
torka lawan. Selain itu bisa dibuktikan dengan rumus :
P=V Iacos∅
Ia↑= P ↑V cos∅
Ketika daya output semakin besar denga fluks yang sama dan
tegangan yang sama maka arus jangkar akan membesar.
Ea=Vt−IaRa
Ea=cn∅
∅=If
cn∅=Vt−IaRa
n ↓=Vt−Ia↑ Rac∅
Jadi bisa dilihat ketika beban semakin naik maka arus jangkar
semakin membesar yang menyebabkan besarnya tegangan di rotor
yang merupakan ggl lawan membesar sehingga dengan kondisi If
yang tetap dan tegangan yang tetap, namum beban semakin besar,
maka putarannya akan semakin melambat.
4. Untuk menjalankan mesin DC ini yang dinyalakan terlebuh dahulu
adalah sumber eksitasi lalu dilanjutkan jangkar, karena sumber
eksitasi berfungsi sebagai medan magnet pada mesin DC, selain itu
untuk menjaga putaran rotor tetap stabil, karena apabila jangkar
sendiri yang bekerja maka putarannya akan tidak stabil.
5. Dan untuk menghentikan mesin DC dimulai dari jangkar, lalu
dilanjutkan ke eksitasi agar putaran rotor tetap stabil.
6. Dalam praktikum ini, sistem penguatan yang dipakai adalah sistem
penguatan terpisah, karena bisa dilihat dari sumber yang dipakai
berbeda, untuk eksitasi memakai sumber sendiri, dan jangkar pun
memakai sumber sendiri.
7. Komutator adalah suatu konverter mekanik yang membuat arus dari
sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan
27
berputar. Komutator juga berfungsi sebagai saklar, yaitu
menghubung singkatkan kumparan jangakar. Komutator berupa
cincin belah yang dipasang pada ujung kumparan jangkar, bila
kumparan jangkar berputar, maka cincin belah ikut berputar. Karena
kumparan berada dalam medan magnet maka akan timbul tegangan
bolak balik sinusoida. Dan bila kumparan telah berputar setengah
putaran, sikat akan menutup celah cincin sehingga tegangan menjadi
nol. Karena cincin berputar terus maka celah akan terbuka lagi dan
timbul tegangan lagi. Bila perioda tegangan sama dengan perioda
perputaran cincin maka tegangan yang timbul adalah tegangan arus
searah gelombang penuh.
4.2 Kesimpulan
1. Motor DC bisa berputar karena berdasarkan rumus F=( l× B ) .i, yang
merupakan syarat agar timbul gaya sudah dipenuhi, karena l adalah
panjang konduktor sendiri yang diberikan penguatan, B adalah
medan magnet yang dihasilkan dari sumber eksitasi, dan i adalah
arus dari sumber
2. Cara kerja generator DC :
Berdasarkan rumus : E = V × B .l, yang artinya adalah agar
timbul tegangan induksi maka dibutuhkan :
a. Medan magnet
b. Panjang konduktor.
c. Kecepatan.
3. Ketika beban ditambahkan pada generator, putaran generator akan
semakin melambat.
4. Untuk menjalankan mesin DC ini yang dinyalakan terlebuh dahulu
adalah sumber eksitasi lalu dilanjutkan jangkar.
5. Dalam praktikum ini, sistem penguatan yang dipakai adalah sistem
penguatan terpisah.
28
6. Komutator adalah suatu konverter mekanik yang membuat arus dari
sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan
berputar.
7. Untuk menghentikan mesin DC dimulai dari jangkar, lalu
dilanjutkan ke eksitasi agar putaran rotor tetap stabil.
29
DAFTAR PUSTAKA
Modul Praktikum Transformator dan Mesin DC, 2013.
Chapman, Stephen J, Electric Machinery Fundamentals, Mc Graw Hill, New York, 1985
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/generator -dc.html
http://sindhu-neutron.blogspot.com
http://indomicron.co.cc/fag/jangkar
http://www.w3.org/1999/html
http://konversi.wordpress.com/2008/09/01/motor-arus-searah-dc
http://akhdanazizan.com/gambar-hubungan-star-delta-motor-listrik-3-fasa
30
31
top related