Penerapan Aplikasi Motor DC Shunt Eksitasi Sendiri Muhammad Majid Hilmyawan Pembimbing : Djodi Antono
[email protected] Jurusan Teknik Elektro Polines Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA Motor DC eksitasi sendiri mempunyai sumber — Motor Abstrak tegangan yang sama antara kumparan medan dan belitan jangkar. Konstruksi Motor DC tipe shunt identik dengan konstruksi dari motor seri kecuali untuk field. Field dihubungkan secara paralel dengan armature. Meskipun kosntruksi serupa, properti dari motor shunt benar-benar berbeda dari motor seri. Dalam motor shunt, flux Φ per pole adalah konstan pada semua muatan karena field shunt dihubungkan ke rangkaian. Meskipun berbeda, prinsip dasar dan perhitungannya tetap sama. Kata Kunci — — Motor Motor Shunt Eksitasi Sendiri, Motor Starter
I.
PENDAHULUAN
A. Pengertian Motor DC tipe Eksitasi Sendiri ini sebenarnya diklasifikasikan lagi menjadi beberapa jenis seperti motor DC seri, shunt, dan kompon.
Polaritas dari tegangan yang diberikan pada dua terminal menentukan arah putaran motor sedangkan besar dari beda tegangan pada kedua terminal menentukan kecepatan motor. III.K III. K ONTRUKSI ONTRUKSI MOTOR DC SERI EKSITASI SENDIRI Secara umum konstruksi motor listrik arus searah dapat dibagi menjadi dua : a. Stator (bagian yang diam) b. Rotor (bagian yang berputar) Untuk bagian yang diam (stator) dalam motor listrik arus searah terdiri atas badan (body),inti kutub magnet dan sikat-sikat. Sedangkan untuk bagian rotornya adalah komutator,jangkar dan lilitan jangkar . jangkar . Motor arus searah penguatan shunt adalah suatu suatu motor arus searah dimana belitan medannya dihubungkan paralel dengan jangkarnya sehingga arus yang melalui belitan medan shunt ini tidak sama dengan arus yang mengalir pada jangkar. Dimana belitan medan shunt ini i ni di design untuk menghasilkan tahanan yang tinggi, sehingga arus medan shunt relatif lebih kecil dibandingkan dengan arus jangkar.
Gambar 1 : Klasifikasi Motor Listrik
Motor arus searah searah penguatan shunt adalah suatu motor arus searah dimana belitan medannya dihubungkan paralel dengan jangkarnya sehingga arus yang melalui belitan medan shunt ini tidak sama dengan arus yang mengalir pada jangkar. Dimana belitan medan shunt ini di design untuk menghasilkan tahanan yang tinggi, sehingga arus medan shunt relatif lebih kecil dibandingkan dengan arus jangkar . Untuk penggunaan yang memerlukan kecepatan yang stabil dan konstan digunakan motor DC tipe Shunt Eksitasi Sendiri. II. PRINSIP KERJA MOTOR DC Motor DC merupakan jenis motor yang menggunakan tegangan searah sebagai sumber tenaganya. Dengan memberikan beda tegangan pada kedua terminal tersebut, motor akan berputar pada satu arah, dan bila polaritas dari tegangan tersebut dibalik maka arah putaran motor akan terbalik pula.
Gambar 3 : Motor Dengan Kumparan Shunt
IV.
K ARAKTERISTIK ARAKTERISTIK MOTOR DC TIPE SHUNT
1) Karakteristik Ta / Ia Telah diketahui bahwa di dalam motor DC, Ta ~ Φ Ia
Karena motor beroperasi dari suatu tegangan sumber yang konstan, fluksi Φ juga konstan (dengan mengabaikan reaksi jangkar). Maka, Ta ~ Ia
Gambar 4 : Karakteristik Ta / Ia Gambar 6 : Karakteristik n / Ta
Dengan demikian karakteristik Ta/Ia motor DC shunt merupakan garis lurus yang melalui titik asal seperti ditunjukkan pada Gambar 4. Torsi poros (Tsh) kurang dibandingkan Ta dan ditunjukkan oleh garis putus-putus. Jelas terlihat pada kurva bahwa arus yang sangat besar dibutuhkan untuk menstart beban yang berat. Oleh karena itu, motor DC shunt tidak boleh distart dalam keadaan berbeban berat.
Dari beberapa karakteristik diatas dapat ditarik kesimpulan, Terdapat sedikit penurunan kecepatan motor DC shunt dari kondisi tanpa beban sampai beban penuh. Dengan demikian, dapat dianggap sebagai motor kecepatan konstan. Torsi startnya tidak tinggi karena Ta ~ Ia
2) Karakteristik n / Ia Kecepatan motor DC diperoleh, n ~ ΦE. Fluksi Φ dan GGL lawan Ea di dalam motor DC shunt hampir konstan di bawah kondisi normal. Dengan demikian, kecepatan motor DC shunt selalu konstan walaupun arus jangkar berubah-ubah nilainya. Dengan kata lain, ketika beban bertambah, Ea (= Vt - IaRa) dan Φ berkurang karena drop tahanan jangkar dan reaksi jangkar. Bagaimanapun, Ea berkurang lebih sedikit daripada Φ sehingga dengan demikian kecepatan motor menurun sedikit dengan pertambahan beban (garis AC) seperti terlihat pada Gambar 5
V.
PENGATURAN K ECEPATAN PUTAR MOTOR DC SHUNT
Ada beberapa cara yang dapat digunakan untuk mengatur kecepatan dari motor DC Shunt. 1) Metode Pengaturan Flux Metode ini didasarkan atas kenyataan bahwa dengan mengubah flux Φ, kecepatan motor (n ~ 1/ Φ) dapat diubah, sehingga metode ini disebut metode pengaturan flux. Di dalam metode ini, tahanan variabel (rheostat) dihubungkan secara seri dengan belitan medan shunt seperti terlihat pada gambar 7 dibawah ini. Gambar 7 : Metode Pengaturan Flux
Gambar 5 : Karakteristik n / Ia
3) Karakteristik n / Ta Suatu kurva diperoleh dengan menggambarkan nilai n dan Ta untuk berbagai arus jangkar. Pada gambar 6 dapat dilihat bahwa kecepatan agak menurun seiring dengan pertambahan beban.
Rheostat medan shunt menghasilkan arus medan shunt Ish dan juga flux Φ. Oleh karena itu, kita dapat menaikkan kecepatan motor diatas kecepatan normalnya {lihat gambar2.9(b)}. Pada umumnya, metode ini mengijinkan untuk menaikkan kecepatan dalam rasio 1 : 3. Apabila kita menaikkan kecepatan hingga diatas rasio tersebut, maka kemungkinan terjadi ketidakstabilan pada motor dan juga komutasi yang buruk. 2) Metode Pengaturan Tahanan Jangkar Metode ini berdasarkan bahwa dengan mengubah tegangan dapat mempengaruhi besar kecilnya kecepatan
motor. Hal ini dilakukan dengan memasukkan tahanan variabel Rc (tahanan geser) secara seri dengan tahanan jangkar seperti ditunjukkan pada gambar 8.
Gambar 9 : Kepala Lepas
Gambar 8 : Metode Pengaturan Tahanan Jangkar
Dikarenakan terjadinya penurunan tegangan pada tahanan geser, maka GGL balik Ea menjadi berkurang. Ketika n ~ Ea, kecepatan motorpun akan berkurang. Kecepatan maksimum dapat diperoleh ketika Rc = 0. Oleh karena itu, metode ini hanya untuk kecepatan di bawah kecepatan normalnya. 3) Metode Pengaturan Tegangan Dalam metode ini, sumber tegangan supply arus medannya berbeda dengan sumber tegangan supply jangkarnya. Metode ini menghindari kerugian-kerugian dari pengaturan kecepatan yang buruk dan efesiensi yang tidak baik, seperti pada pengaturan tahanan jangkar. Bagaimanapun, metode ini sangat mahal. Oleh karena itu, metode pengaturan kecepatan ini diperbolehkan untuk kapasitas motor yang besar dimana efesiensi motor sangat perlu diperhatikan. Pengaturan tegangan dalam metode ini, medan shunt motor dihubungkan langsung secara permanen ke sumber tegangan tertentu, sedangkan jangkar dihubungkan langsung pada beberapa tegangan yang berbeda melalui sebuah switchgear.
VI.
PEN ERAPAN MOTOR DC T IPE SHUNT EKSITASI SENDIRI
Bedasarkan karakteristik dari motor dc shunt maka motor dc ini sangat cocok untuk diaplikasikan pada pekerjaan yang memerlukan kecepatan yang konstan. Salah satu mesin yang memerlukan motor dc shunt sebagai penggerak adalah mesin bubut. Mesin Bubut adalah suatu Mesin perkakas yang digunakan untuk memotong benda yang diputar. Bubut sendiri merupakan suatu proses pemakanan benda kerja yang sayatannya dilakukan dengan cara memutar benda kerja kemudian dikenakan pada pahat yang digerakkan secara translasi sejajar dengan sumbu putar dari benda kerja. A. Bagian – bagian Mesin Bubut 1.
Kepala Tetap(Headstock)
Adalah bagian mesin yang letaknya disebelah kiri mesin,bagian inilah yang memutarkan benda kerja. Didalamnya terdapat kumparan satu seri roda gigi serta roda tingkat atau tunggal. Roda tingkat terdiri atas tiga atau empat buah keping dengan garis tengah yang berbeda,roda tingkat diputar oleh suatu motor yang letaknya dibawah atau disamping roda tersebut melalui suatu ban. Fungsi dan bagian bagian utama mesin bubut
2.
Kepala Lepas(Tailstock)
Gamabar 10 : kepala lepas
Adalah bagian dari mesin bubut yang letaknya disebelah kanan mesin dan dipasang diatas bed mesin. Kepala lepas berfungsi sebagai : a.Tempat pemicu ujung benda kerja yang dibubut b.Tempat kedudukan bor pada waktu mengebor c.Tempat kedudukan penjepit bor Kepala lepas dapat bergeser di sepanjang alas mesin.kepala lepas terdiri atas dua bagian : yaitu alas dan ban,kedua bagian itu di ikat dengan 2 atau 3 baut pengikat dan dapat digerakkan / digeser jika diperlukan apabila kedudukan kedua senter tersebut tidak sepusat atau kedudukan kedua senter tidak harus sepusat misalnya untuk menghasilkan pembubutan yang tirus.
3.
Alas / ways / bed
pembagian ukurannya mengatur pemakanan pada bubut.
Gambar 11 : Alas
Fungsi utama dari alas / bed pada mesin bubut ada 3 yaitu : a.Tempat kedudukan kepala lepas b.Tempat kedudukan eretan (cariage/support) c.Tempat kedudukan penyangga diam(stendy prest) Alas yang terbentuk memanjang merupakan tempat tumpuan gaya-gaya pemakanan pahat saat membubut.
4.
5.
b.
Eretan Atas letak eretan atas berada diatas eretan lintang dan di ikat oleh baut dengan mur ikat.fungsi eretan atas mesin bubut adalah memegang eretan perkakas bubut dan memberi gerakan yang diperlukan.
c.
Eretan Memanjang berfungsi untuk melakukan gerakan pemakanan arah memanjang mendekati spindle mesin, secara manual atau otomatis sepanjang meja/ alas mesin dan sekaligus sebagai dudukan eretan melintang.
Chuck
Eretan (cariage/support) Gambar 13 : Chuck
Berfungsi sebagai tempat untuk memegang benda kerja ,
B. Prinsip Kerja Mesin Bubut
Gambar 12 : Eretan
Eretan terdiri dari atas alas ,eretan lintang, eretan atas dan eretan memanjang. Eretan alas adalah eretan yang kedudukannya pada alas mesin. Gerakan eretan itu melalui roda yang dihubungkan roda batang gigi panjang yang dipasang dibawah alas melalui penghantar. a.
Eretan Lintang letaknya diatas eretan alas dan kedudukannya melintang terhadap alas .fungsi eretan lintang adalah untuk memberikan tempat pemakanan pahat saat membubut bagian ujung pahat dengan putaran tiap
Proses pembubutan adalah salah satu proses pemesinan yang mengunakan pahat dengan satu mata potong untuk membuang material dari permukaan benda kerja yang berputar. Pahat bergerak pada arah linier sejajar dengan sumbu putar benda kerja seperti yang terlihat pada gambar. Dengan mekanisme kerja seperti ini, maka Proses bubut memiliki kekhususan untuk membuat benda kerja yang berbentuk silinder. Benda kerja di cekan dengan poros spindel dengan Bantuan chuck yang memiliki rahang pada salah satu ujungnya. Poros spindel akan memutar benda kerja melalui piringan pembawa sehingga memutar roda gigi pada poros spindel. Melalui roda gigi penghubung, putaran akan disampaikan ke roda gigi poros ulir. Oleh klem berulir, putaran poros ulir tersebut diubah menjadi gerak translasi pada eretan yang membawa pahat. Akibatnya pada benda kerja akan terjadi sayatanyang berbentuk ulir.
VII.
KESIMPULAN
Salah satu dari sifat motor dc shunt yaitu adalah kemampuannya untuk menyetabilkan kecepatan dan torsi motornya. Ketika beban meningkat dan kecepatannya menurun, maka arus akan meningkat di armatur dan torsi akan meningkat pula. Jadi motor dc tipe sangat cocok digunakan sebagai penggerak mesin bubut karena mampu menggerakan benda atau objek dengan konstan meski di tambah dengan beban.
VIII.
REFERENSI
[1]
http://elektronika-dasar.web.id/teori-motor-dc-dan-jenis-jenismotor-dc/http://jurnaldimas.blogspot.co.id/2014/11/prinsip-kerja buck-converter-part-1.html
[2]
http://zonaelektro.net/motor-dc/
[3]
http://dqyudin.blogspot.co.id/2014/05/v behaviorurldefaultvmlo.html
[4]
http://mprabowo19.blogspot.co.id/2013/01/pengertian-mesin bubut.html
[5]
http://arudamkanateknik.blogspot.co.id/2014/07/bagian-bagianutama-mesin-bubut.html
[6]
http://planetcopas.blogspot.co.id/2012/06/prinsip-kerja-mesin bubut.html
[7]
https://www.google.co.id/search?q=mekanisme+kerja+mesin+bubut &oq=mekanisme+kerja+mesin+bubut&sourceid=chrome&ie=UTF8
