Mesin Arus Searah (DC)

BAB I

PENDAHULUAN

1.1.  Latar Belakang

Dalam dunia kelistrikan, kita mengenal suatu alat yang disebut motor listrik dan generator listrik. Secara sederhana, generator listrik berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik sedangkan motor listrik berfungsi untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dari kedua fungsi masing-masing alat tersebut terdapat hubungan. Sebuah generator akan bekerja dengan dibantu motor listrik untuk menggerakkan generator tersebut. Namun pada skala besar, seperti pada PLTA, generator akan dibantu turbin untuk menggerakan generator tersebut. Dari fungsi generator tersebut, menjadikan alat ini sangat diperlukan dalam kehidupan sehari-hari. Generator itu sendiri ada dua macam, yaitu generator DC (arus searah) dan generator AC (arus bolak-balik). Perbedaan mendasar dari kedua generator ini adalah pada sumber tegangan yang dihasilkan.

Dalam kehidupan sehari-hari, semakin banyak peralatan elektronika yang menggunakan listrik sebagai sumber utama. Apabila terjadi listrik padam dalam sehari saja, maka sebagian aktifitas manusia akan terhambat. Oleh karena itu dalam makalah ini, saya mencoba untuk menjelaskan tentang generator listrik khususnya generator DC (searah).

Motor arus searah (motor DC) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor DC telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan motor induksi, atau terkadang disebut AC Shunt Motor. Motor DC telah memunculkan kembali Silicon Controller Rectifier yang digunakan untuk memfasilitasi kontrol kecepatan pada motor. Mesin listrik dapat berfungsi sebagai motor listrik apabila didalam motor listrik tersebut terjadi proses konversi dari energi listrik menjadienergi mekanik. Motor listrik merupakan perangkat elektromagnetis yang mengubah energilistrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor dan mengangkat bahan. Motor listrik digunakan juga di rumah (mixer, bor listrik, fan angin) dan di industri. Motor listrik terkadang disebut “kuda kerja” nya industri sebab diperkirakan bahwa motor-motor menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri.

Sedangkan untuk motor DC itu sendiri memerlukan suplai tegangan yang searah pada kumparan jangkar dan kumparan medan untuk diubah menjadi energi mekanik. Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Motor DC sering dimanfaatkan sebagai penggerak pintu geser otomatis dan dalam rangkaian robot sederhana.

Motor DC memiliki manfaat yang sangat banyak dalam kehidupan sehari-hari dan dalam dunia industri. Motor DC memudahkan pekerjaan sehingga proses industri dapat berjalan efisien. Semakin banyak industri yang berkembang, maka akan semakin banyak mesin yang digunakan. Semakin banyak mesin yang digunakan, maka semakin banyak penggunaan motor DC. Oleh karena itu sangat penting untuk mengetahui dan mengerti pengertian motor DC, prinsip kerja, jenis-jenis motor DC, aplikasi dan perhitungan motor DC.

1.2.  Rumusan Masalah

1.      Apa yang dimaksud dengan generator DC?

2.      Bagaimana konstruksi generator DC?

3.      Apa saja komponen-komponen penyusun generator DC?

4.      Bagaimana prinsip kerja generator DC?

5.      Apa yang dimaksud dengan jangkar generator DC?

6.      Apa yang dimaksud dengan reaksi jangkar generator DC?

7.      Apa saja jenis-jenis generator DC?

8.      Apa saja karakteristik generator DC?

9.      Apa saja rugi-rugi yang terjadi pada generator DC?

10.  Apa saja kelebihan dan kekurangan generator DC?

11.  Bagaimana aplikasi penggunaan generator DC dalam kehidupan sehari-hari?

12.  Apakah yang dimaksud dengan motor DC?

13.  Bagaimana konstruksi motor DC?

14.  Apa prinsip kerja dari motor DC ?

15.  Apa yang dimaksud dengan reaksi jangkar motor DC?

16.  Apa jenis-jenis dari motor DC?

17.  Apa saja karakteristik motor DC?

18.  Apa aplikasi dari penggunaan motor DC?

1.3.  Tujuan

1.      Untuk mengetahui pengertian generator DC.

2.      Untuk mengetahui konstruksi generator DC.

3.      Untuk mengetahui komponen-komponen penyusun generator DC.

4.      Untuk mengetahui prinsip kerja generator DC.

5.      Untuk mengetahui jangkar generator DC.

6.      Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan reaksi jangkar generator DC.

7.      Untuk mengetahui jenis-jenis generator DC.

8.      Untuk mengetahui karakteristik generator DC.

9.      Untuk mengetahui apa saja rugi-rugi yang terjadi pada generator DC.

10.  Untuk mengetahui kelebihan dan kekurangan generator DC.

11.  Untuk mengetahui bagaimana mengaplikasikan penggunaan generator DC dalam kehidupan sehari-hari.

12.  Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan motor DC.

13.  Untuk mengetahui konstruksi motor DC.

14.  Untuk mengetahui prinsip kerja motor DC.

15.  Untuk mengetahui apa yang dimaksud dengan reaksi jangkar motor DC.

16.  Untuk mengetahui jenis-jenis motor DC.

17.  Untuk mengetahui karakteristik motor DC.

18.  Untuk mengetahui aplikasi dari penggunaan motor DC.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1.  Pengertian Generator DC

Generator DC adalah suatu mesin yang dapat mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik. Secara umum generator DC adalah tidak berbeda dengan motor DC kecuali pada arah aliran daya. Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator arus searah (DC) dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu generator berpenguatan bebasdan generator berpenguatan sendiri. Generator DC berpenguatan bebas merupakan generator yang mana arus medannya di suplai dari sumber DC eksternal. Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan akan menghasilkan arus dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator.

Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC (arus searah). Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:

a.       Generator penguat terpisah

b.      Generator shunt

c.       Generator kompon

Suatu mesin listrik (baik generator ataupun motor) akan berfungsi bila memiliki, yaitu:

a.       Kumparan medan, untuk menghasilkan medan magnet.

b.      Kumparan jangkar, untuk mengimbaskan ggl pada konduktor – konduktor yang terletak pada alur – alur jangkar.

c.       Celah udara, yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam medan magnet.

 

Keterangan :

-            Energi Mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar.

-            Energi Listrik : energi yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem pengambilan arusnya.

2.2.  Konstruksi Generator DC

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.

Gambar 1. Konstruksi Generator DC

Keterangan gambar :

1.      Rangka Stator

Rangka Stator dibuat dari besi tuang. Rangka stator merupakan rumah dari bagian-bagian lain dalam generator. Fungsi utamanya adalah sebagai tempat untuk mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.

2.      Inti Kutub Magnet

Inti kutub magnet, berfungsi sebagai tempat terjadinya fluks magnet. Untuk generator dengan kapasitas kecil digunakan magnet permanen, dan untuk generator kapasitas besar digunakan magnet buatan (elektromagnetik).

3.      Rotor

Rotor merupakan bagian yang berputar. Pada Genenrator DC jangkar yang digunakanbiasanya berbentuk silinder yang pada bagian permukaannya diberi alur-alur sebagai tempat kawat-kawat lilitan. Bahan yang digunakan untuk pembuatan jangkar dari bahan ferromagnetic yang dibuat berlapis-lapis.

4.      Sikat-sikat

Sikat-sikat berfungsi sebagai penghubung aliran arus listrik dari lilitan jangkar dengan beban. Bahan yang digunakan untuk pembuatan sikat-sikat dari arang.

5.      Kawat Lilitan Jangkar

Kawat Lilitan jangkar adalah tempat terbentuknya ggl induksi. Dalam satu alur terdiri atas beberapa kawat yang disebut dengan kumparan. Antara kumparan satu dengan lainnya dihubungkan secara seri.

6.      Komutator

Komutator digunakan sebagai penyearah (komutasi). Komutator pada prinsipnya mempunyai bentuk yang sama dengan cincin yang dibelah menjadi dua yang dipisahkan dengan bahan penyekat. Masing-masing komutator dihubungkan dengan sisi kumparan tempat terjadinya ggl induksi.

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator adalah bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor adalah bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.

Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodik atau berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

2.3.  Komponen-komponen Penyusun Generator DC

a.       Piringan tutup

Piringan tutup pada ujung-ujung rumah sebagai dudukan bantalan-bantalan sebagai tempat berputarnya armatur. Bantalan yang terpasang pada plat penutup untuk menahan beban torsi dari sabuk penggerak. Tutup bagian belakang mempunyai lubang pelumasan untuk memasukan oli pelumas.Sikat arang dipasang pada tutup bagian belakang.

b.      Pul kumparan medan / sepatu-sepatu kutub

Pul kumparan medan yang biasa disebut sepatu-sepatu kutub dikonstruksi dari besituang. Pada bagian dalam dibentuk cekung untuk menyesuaikan bentuk kontur bulat dari armatur dan mengurangi haambatan magnetik dari jarak udara. Ujung-ujungnya diperpanjang sebagai dudukan kumparan medan. Kutub-kutub magnet dipasangkan dengan baut pada rumah generator.

c.       Kumparan medan

Kumparan medan digulung dengan kawat yang berukuran kecil dengan tahanan relatif besar. Kumparan medan digulung dengan bentuk yang sesuai, diisolasi dan dibentuk yang sesuai dengan kontur rumah dan digulung pada kutub-kutub magnet.

d.      Armatur / Anker

Armatur / Anker dinamo dikonstruksi dari plat-plat yang disusun berlapis-lapis yang disatukan dalam satu poros dan mempunyai alur-alur sebagai tempat kumparan. Kumparan dapat digulung langsung pada alur-alur membentuk gulungan / kumparan armature / anker.

e.       Komutator

Komutator terdiri dari segmen-segmen dari tembaga, dibentuk irisan memanjang searah dengan poros, masing-masing diisolasi satu dengan yang lainnya dan dengan poros diisolasi oleh mika atau phenolic resin. Komutator dipres pada poros anker. Kumparan anker dihubungkan ke komutator untuk membentuk hubungan/rangkaian kontinyu. Komutator berfungsi untuk menyearahkan arus induksi bolak-balik dalam kumparan anker menjadi arus searah untuk digunakan ke beban kelistrikan kendaraan.

f.       Rumah sikat dan Arang sikat

Sikat arang digunakan untuk menghubungkan hubungan antara armatur atau anker dengan rangkaian luar. Sikat arang dapat bergesek dengan baik dengan komutator dengan bantuan pegas dan rumah sikat. Hubungan antara sikat-sikat arang dan rangkaian luar adalah dengan kabel tembaga fleksibel.

g.      Kipas pendingin

Kipas pendingin terletak di bagian depan dan menyatu dengan puli penggerak mengalirkan udara pendingin ke dalam generator.

2.4.  Prinsip Kerja Generator DC

Prinsip kerja suatu generator arus searah (DC) berdasarkan Hukum Faraday :

Volt

Dimana :   e = Tegangan imbas, gaya gerak listrik (GGL)

            N = jumlah lilitan (turn)

                   = perubahan fluks magnetik (weber)

            dt = selang waktu (sec)

            Tanda negatif menandakan arah gaya gerak listrik (ggl) induksi.

Dengan demikian, Hukum faraday membuktikan membuktikan bahwa pada sebuah kumparan akan dibangkitkan GGL Induksi apabila jumlah garis gaya yang diliputi oleh kumparan berubah-ubah. EMF (electromagnetic field atau medan elektromagnetik) yang dihasilkan tersebut dipengaruhi oleh 3 faktor yaitu:

1.      Kuat medan magnet atau yang ekuivalen dengan jumlah garis gaya medan magnet yang terbentuk (B).

2.      Panjang konduktut yang memutus medan magnet (l).

3.      Kecepatan gerak dari konduktor (v).

Sehingga dapat dirumuska sebagai berikut:

 

Dan dapat disimpulkan, menambah kuat medan magnet atau menambah panjang dari konduktor atau mempercepat gerak konduktor memotong medan magnet akan dapat meningkatkan EMF yang terbentuk. Perumusan ini hanya berlaku jika kawat konduktor bergerak dalam garis lurus atau pemutusan garis dengan magnet dengan jumlah yang sama pada setiap gerakannya. Tetapi pada mesin yang sebenarnya konduktor tidak bergerak dalam garis lurus melainkan bergerak secara rotasi.

Ketika konduktor bergerak sera melingkar, jumlah garis medan magnet yang terputus adalah bervariasi tergantung pada posisi dari konduktor. Pada saat kondutor derada diatas atau di bawah dari medan magnet, maka tidak ada garis gaya magnet yang terpotong sehingga tidak ada EMF yang timbul. Tetapi pada saat konduktor berputar jumlah garis gaya medan magnet yang terpotong akan bertambah dan EMF maksimum yang ditimbulkan adalah pada jumlah pemotongan gaya medan magnet maksimum yaitu pada sudut 90^o dan 270^o. Artinya ketika konduktor berputar 360^o secara mekanik akan menghasilkan 360^o EMF secara elektrik. Sehingga besar EMF yang terbentuk bergantung pada posisi sudut dari konduktor, dan dapat diformulasikan menjadi:

sehingga arus yang di hasilkan secara internal oleh semua generator adalah dalam bentuk gelombang sinus atau arus bolak-balik (AC) dan untuk mendapatkan keluaran arus searah (DC) kita perlu menambahkan komutataor sehingga EMF yang digunakan hanya satu arah saja.

Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan gaya gerak listrik (GGL) adalah sebagai berikut:

1.      Adanya flux magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.

2.      Adanya kawat penghantar yang merupakan tempat terbentuknya EMF (electromagnetic field atau medan elektromagnetik).

3.      Adanya perubahan flux magnet yang melewati kawat penghantar listrik.

Gambar 2. Prinsip Kerja Generator DC

Keterangan gambar :

·           Pada gambar Generator DC Sederhana dengan sebuah penghantar kutub tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan timbul EMF.

·           Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi A - B dan C - D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet.

·           Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan sisi A - B dan C - D.

·           GGL induksi yang terbentuk pada sisi A - B dan sisi C - D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :Volt.

Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

1.      Dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.

2.      Dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 3 dan Gambar 4.

Gambar 3. Pembangkitan 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 3 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 3 (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 4. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 4 (1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 4 (2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif.

1.      Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

2.      Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).

Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangan kanan :

·         Ibu jari sebagai gerak perputaran.

·         Jari telunjuk sebagai medan magnetik kutub utara dan selatan.

·         Jari tengah sebagai besaran galvanis tegangan U dan arus I.

Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak-balik, meskipun tujuan utamanya adalah pembangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolak-balik. Bentuk gelombang yang berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan.

Untuk mendapatkan arus searah dari arus bolak balik dengan menggunakan metode atau sistem:

·        Sistem saklar

Saklar berfungsi untuk menghubung singkatkan ujung-ujung kumparan. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :

Bila kumparan jangkar berputar, maka pada kedua ujung kumparan akan timbul tegangan yang sinusoida. Bila setengah periode tegangan positif saklar di hubungkan, maka tegangan menjadi nol. Dan bila saklar dibuka lagi akan timbul lagi tegangan. Begitu seterusnya setiap setengah periode tegangan saklar dihubungkan, maka akan dihasilkan tegangan searah gelombang penuh.

·        Sistem Komutator

Komutator berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk menghubung singkatkan kumparan jangkar. 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, akan timbul tegangan bolak balik sinusoidal. 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, tegangan yang timbul adalah tegangan arus searah gelombang penuh.

Gambar 5. Sistem Komutator

·        Sistem Dioda

Dioda adalah komponen pasif yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

-            Bila diberi prasikap maju (forward bias) bisa dialiri arus. 

-            Bila diberi prasikap balik (reverse bias) dioda tidak akan dialiri arus. 

Berdasarkan bentuk gelombang yang dihasilkan, dioda dibagi dalam:

-            Half Wave Rectifier (penyearah setengah gelombang).

-            Full Wave Rectifier (penyearah satu gelombang penuh).

2.5.  Jangkar Generator DC

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.

Gambar 6. Jangkar Generator DC

2.6.  Reaksi Jangkar Generator DC

Fluks magnet yang ditimbulkan oleh kutub-kutub utama dari sebuah generator saat tanpa beban disebut Fluks Medan Utama (Gambar 7). Fluks ini memotong lilitan jangkar sehingga timbul tegangan induksi.

Gambar 7. Medan Eksitasi Generator DC

Bila generator 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 8). 

Gambar 8. 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 9 (a). 

Gambar 9. 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 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 9 (a) dan (b), generator dengan komutator dan lilitan kompensasinya.

Kini dalam rangkaian generator DC memiliki tiga lilitan magnet, yaitu: 

·         lilitan magnet utama.

·         lilitan magnet bantu (interpole).

·         lilitan magnet kompensasi.

 Akibat-akibat buruk dari adanya Reaksi Jangkar, yaitu:

a.       Terjadi distorsi medan

b.      Terjadi loncatan bunga api karena bertambah besarnya tegangan

c.       Pada tiap perubahan beban daerah netral magnetik bergeser

d.      Terjadi demagnetisasi.

Cara-cara untuk membatasi reaksi jangkar, yaitu:

a.       Kutub Antara (Kutub Komutasi)

Bentuknya       : Lebih kecil dari kutub-kutub utama

Tujuan : Menempatkan daerah netral magnetic pada tempatnya, sehingga tidak dipengaruhi keadaan beban dan menentang efek induksi sendiri.

b.      Kumparan Kompensasi

Bentuknya       : Konsentrasi, ditempatkan pada kutub-kutub utama.

Tujuan : Untuk mencegah distorsi (perubahan bentuk) medan karena reaksi jangkar.

2.7.  Jenis-Jenis Generator DC

Seperti telah disebutkan diawal, bahwa generator DC berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker) dibagi menjadi 3 jenis, yaitu generator penguat terpisah, generator shunt dan generator kompon.

1.      Generator Penguat Terpisah

Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu:

a.         Penguat elektromagnetik (Gambar 10.a)

b.        Magnet permanent / magnet tetap (Gambar 10.b)

Gambar 10. Diagram Rangkaian Generator Penguat Terpisah

Energi listrik yang dihasilkan oleh penguat elektromagnet dapat diatur melalui pengaturan tegangan eksitasi. Pengaturan dapat dilakukan secara elektronik atau magnetik. Generator ini bekerja dengan catu daya DC dari luar yang dimasukkan melalui belitan F1-F2.

Penguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang konstan dari terminal rotor A1-A2. Karakteristik tegangan V relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya.

Karakteristik Generator Penguat Terpisah

Gambar 11. Karakteristik Generator Penguat Terpisah

Keterangan gambar :

·           karakteristik generator penguat terpisah saat eksitasi penuh (Ie 100%) dan saat eksitasi setengah penuh (Ie 50%). Ie adalah arus eksitasi, I adalah arus beban.Tegangan output generator akan sedikit turun jika arus beban semakin besar.

·           Kerugian tegangan akibat reaksi jangkar.

·           Perurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar

·           mengakibatkan turunnya pasokan arus penguat ke medan magnet, sehingga tegangan induksi menjadi kecil.

2.      Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar 12.

Gambar 12. Diagram Rangkaian Generator Shunt

Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubung- singkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.

Karakteristik Generator Shunt

Gambar 13. Karakteristik Generator Shunt

Generator shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada Gambar 13. Tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama, dibandingkan dengan tegangan output pada generator penguat terpisah. Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah dan generator shunt tentu kurang baik, karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan output yang konstan, namun hal ini dapat diperbaiki pada generator kompon.

3.      Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar 14. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.

Gambar 14. Diagram Rangkaian Generator Kompon

Karakteristik Generator Kompon

Gambar 15. Karakteristik Generator Kompon

Berdasarkan Gambar 15 menunjukkan karakteristik generator kompon. Tegangan output generator terlihat konstan dengan pertambahan arus beban, baik pada arus eksitasi penuh maupun eksitasi 50%. Hal ini disebabkan oleh adanya penguatan lilitan seri, yang cenderung naik tegangannya jika arus beban bertambah besar. Jadi ini merupakan kompensasi dari generator shunt, yang cenderung tegangannya akan turun jika arus bebannya naik.

2.8.  Karakteristik Generator DC

Medan magnet pada generator dapat dibangkitkan dengan dua cara yaitu :

·         Dengan magnet permanen

·         Dengan magnet remanen

Generator listrik dengan magnet permanen sering juga disebut magneto dynamo. Karena banyak kekurangannya, maka sekarang jarang digunakan. Sedangkan generator dengan magnet remanen menggunakan medan magnet listrik, mempunyai kelebihan-kelebihan yaitu medan magnet yang dibangkitkan dapat diatur.

Pada generator arus searah berlaku hubungan-hubungan sebagai berikut :

 Volt

Dimana : E_a     = GGL yang dibangkitkan pada jangkar generator

                a      = jumlah pararel konduktor jangkar                p = jumlah kutub

                Z      = jumlah konduktor jangkar                            ϕ = fluks / kutub         

                n      = kecepatan putar (rpm)

                e      = jumlah hubungan paralel

c = (p/a) x (Z/60) = konstanta, maka :

E_a = cnϕ Volt

Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator arus searah dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:

1.    Generator berpenguatan bebas

Generator tipe penguat bebas dan terpisah adalah generator yang lilitan medannya dapat dihubungkan ke sumber dc yang secara listrik tidak tergantung dari mesin. Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator.

Jika generator dihubungkan dengan beban, dan Ra adalah tahanan dalam generator, maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah:

Gambar 16. Rangkaian Generator Berpenguatan Bebas

V_f = I_f R_f

E_a = V_t + I_a R_a

Besaran yang mempengaruhi kerja dari generator :

·         Tegangan jepit (V)

·         Arus eksitasi (penguatan)

·         Arus jangkar (Ia)

·         Kecepatan putar (n)

2.    Generator berpenguatan sendiri

a.       Generator searah seri

Gambar 17. Rangkaian Generator Searah Seri

V_t = I_a R_a

E_a = I_a (R_a + R_f) + V_t

b.      Generator shunt

Gambar 18. Rangkaian Generator Shunt

V_t = I_f R_f

E_a = I_a R_a + V_t

Pada generator shunt, untuk mendapatkan penguatan sendiri diperlukan :  

·      Adanya sisa magnetik pada sistem penguat.

·      Hubungan dari rangkaian medan pada jangkar harus sedemikian, hingga arah medan yang terjadi, memperkuat medan yang sudah ada.

Mesin shunt akan gagal membangkitkan tegangannya kalau:

·      Sisa magnetik tidak ada

Misal : Pada mesin-mesin baru. Sehingga cara memberikan sisa magnetik adalah pada generator shunt dirubah menjadi generator berpenguatan bebas atau pada generator dipasang pada sumber arus searah, dan dijalankan sebagai motor shunt dengan polaritas sikat-sikat dan perputaran nominal.

·      Hubungan medan terbalik

Karena generator diputar oleh arah yang salah dan dijalankan, sehingga arus medan tidak memperbesar nilai fluksi. Untuk memperbaikinya dengan hubungan-hubungan perlu diubah dan diberi kembali sisa magnetik, seperti cara untuk memberikan sisa magnetic.

·      Tahanan rangkaian penguat terlalu besar

Hal ini terjadi misalnya pada hubungan terbuka dalam rangkaian medan, hingga Rf tidak berhingga atau tahanan kontak sikat terlalu besar atau komutator kotor.

c.       Generator kompon

Generator kompon merupakan gabungan dari generator shunt dan generator seri, yang dilengkapi dengan kumparan shunt dan seri dengan sifat yang dimiliki merupakan gabungan dari keduanya. Generator kompon bisa dihubungkan sebagai kompon pendek atau dalam kompon panjang. Perbedaan dari kedua hubungan ini hampir tidak ada, karena tahanan kumparan seri kecil, sehingga tegangan drop pada kumparan ini ditinjau dari tegangan terminal kecil sekali dan terpengaruh.

Biasanya kumparan seri dihubungkan sedemikian rupa, sehingga kumparan seri ini membantu kumparan shunt, yakni MMF nya searah. Bila generator ini dihubungkan seperti itu, maka dikatakan generator itu mempunyai kumparan kompon bantu.

Mesin yang mempunyai kumparan seri melawan medan shunt disebut kompon lawan dan ini biasanya digunakan untuk motor atau generator- generator khusus seperti untuk mesin las. Dalam hubungan kompon bantu yang mempunyai peranan utama ialah kumparan shunt dan kumparan seri dirancang untuk kompensasi MMF akibat reaksi jangkar dan juga tegangan drop di jangkar pada range beban tertentu. Ini mengakibatkan tegangan generator akan diatur secara otomatis pasa satu range beban tertentu.

·      Kompon panjang

Gambar 19. Rangkaian Kompon Panjang

I_a = I_f1 = I_L + I_f2

E_a = V_t + I_a (R_a + R_f1)

·      Kompon pendek

Gambar 20. Rangkaian Kompon Pendek

I_a = I_f1 + I_f2 = I_L + I_f2

E_a = V_t + I_L R_f1 + I_a R_a

Ø  Pembangkitan Tegangan Induksi Pada Generator Berpenguatan Sendiri

Disini akan diterangkan pembangkitan tegangan induksi generator shunt dalam keadaan tanpa beban. Pada saat mesin dihidupkan (S tutup), timbul suatu fluks residu yang memang sudah terdapat pada kutub. Dengan memutarkan rotor, akan dibangkitkan tegangan induksi yang kecil pada sikat. Akibat adanya tegangan induksi ini mengalirkan arus pada kumparan medan. Arus ini akan menimbulkan fluks yang memperkuat fluks yang telah ada sebelumnya. Proses terus berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil. Perhatikan Gambar 22, garis lengkung pada Gambar 22 menggambarkan kurva pemagnetan untuk suatu generator berpenguatan sendiri pada suatu putaran tertentu, sedangkan garis lurus menyatakan persamaan tegangan kumparan medan dengan tahanan R_f. Oa adalah tegangan yang timbul akibat adanya fluks residu dan menimbulkan arus pada kumparan medan sebesar Ob. Dengan adanya arus kumparan ini, tegangan induksi membesar menjadi Oc (akibat betambahnya fluks). Selanjutnya tegangan Oc memperkuat arus medan, yaitu menjadi sebesar Od. Dengan demikian proses penguatan arus medan berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil yaitu pada titik X (perpotongan antara kurva pemagnetan dengan garis tahanan medan). Jika tahanan medan diperbesar, tegangan induksi yang dibangkitkan menjadi lebih kecil. Berarti makin besar tahanan kumparan medan, makin buruk generator tersebut.

Gambar 21. Rangkaian Pemagnetan Suatu Generator

Gambar 22. Kurva Pemagnetan Suatu Generator

Ø  Pengukuran Pendemagnetan

Pendemagnetan terjadi akibat adanya reaksi jangkar menyebabkan turunnya fluks. Sedangkan fluks merupakan fungsi arus medan. Dan reaksi jangkar timbul akibat adanya arus yang mengalir dalam konduktor jangkar. Jadi, besarnya pendemagnetan bergantung pada besarnya arus jangkar dan pengaruhnya terlihat pada arus medannya. Penentuan pendemagnetan dapat dilakukan dengan membuat grafik I_f sebagai fungsi Ia pada tegangan hasil pengukuran atau perhitungan.

Sebagai contoh di sini diambil generator berpenguatan bebas. Grafik yang didapatkan dari perhitungan merupakan grafik dengan pengaruh pendemagnetan diabaikan. Untuk mendapatkannya, harga I_a dihitung harga E_a. Dari harga E_a yang didapat ini dan dengan menggunakan kurva pendemagnetan didapatkan harga I_f. Perhitungan dilakukan untuk beberapa harga I_a. Dari I_a dan I_f  yang berpasangan ini dihasilkan suatu grafik seperti terlihat pada gambar di bawah ini yang bertuliskan tanda ’hit’.

Gambar 23. Grafik Dengan Pengaruh Pendemagnetan Diabaikan

Grafik yang didapatkan dari pengukuran grafik dengan pengaruh pendemagnetan diikutsertakan. Caranya adalah dengan memasangkan amperemeter pada kumparan medan dan kumparan jangkarnya. Dengan membaca kedua amperemeter ini diperoleh suatu grafik seperti terlihat pada gambar di atas yang bertuliskan tanda ’test’.

Harga arus I_f dihasilkan dari pengukuran lebih besar daripada yang didapatkan dengan perhitungan untuk I_a yang sama. Selisih antara kedua grafik di atas menunjukkan besarnya pemagnetan = F_a (dalam ampere). Untuk menyatakan ggm-nya, tinggal mengalikannya dengan jumlah belitan jangkar. Harga efektif arus medan didefinisikan sebagai I_f  – F_a. Kemudian jika pendemagnetan dan tahanan jangkar diabaikan didapat grafik yang merupakan garis mendatar (garisputus-putus pada Gambar 23).

Ø  Karakteristik Luar

Karakteristik luar sebuah generator menunjukkan bagaimana perubahan tegangan terminal terhadap beban yang berubah-ubah. Pada Gambar 24 diperlihatkan karakteristik luar untuk generator berpenguatan bebas dan generator shunt. Grafik pada Gambar 24 didapatkan berdasarkan persamaan:

Arus medan efektif = I_f - F_a                                               (1)

V_t = E_a – I_a R_a                                                                     (2)

Gambar 24. Grafik Generator Berpenguatan Bebas dan Generator Shunt

Gambar 25. Grafik Pendemagnetan

Untuk arus beban tertentu arus medan efektif dapat ditentukan dari persamaan (1), sebab I_f konstan sedangkan F_a diketahui sebagai fungsi I_a. Harga E_a yang berpasangan dengan arus medan efektif ini dapat dibaca pada grafik pemagnetan seperti terlihat pada Gambar 25. V_t dapat dihitung, jika semua besaran lainnya diketahui. Pada Gambar 25 dapat pula diketahui penurunan tegangan yang terjadi (dengan membuat segitiga ϕab), yaitu penurunan tegangan akibat adanya tahanan jangkar (R_a) dan penurunan tegangan akibat adanya pendemagnetan arus jangkar (F_a). Sedangkan pada generator shunt untuk beban yang sama, tegangan terminalnya lebih kecil lagi daripada generator berpenguatan bebas. Ini disebabkan karena penurunan V_t menyebabkan juga penurunan arus medannya (V_t = I_f R_f), yang berarti berkurangnya penguatan.

Gambar 26. Karakteristik Generator Arus Searah

Pada generator shunt, untuk arus jangkar yang sama (I_a) didapat dua harga V_t. Hal ini karena bagi harga I_a yang sama akan dihasilkan penurunan tegangan I_a R_a dan penurunan tegangan pendemagnetan yang sama pula. Jadi jika kita buat garis yang sejajar terhadap persamaan garis linier tahanan medan melalui b (Gambar 25), ternyata garis ini akan memotong kurva pemagnetan di titik x. Dan dengan membuat segitiga yang sama dan sebangun dengan segitiga ϕab akan diperoleh tegangan V_t2. Tegangan V_t1 dan V_t2 adalah tegangan terminal untuk arus jangkar yang sama.

2.9.  Rugi-Rugi pada Generator DC

Rugi-rugi yang ada pada generator DC antara lain rugi tembaga, rugi besi dan rugi mekanik. Rugi-rugi ini sangat penting untuk diketahui dan diperlukan untuk menghitung besarnya efisiensi dari generator. Untuk menentukan besarnya rugi mekanik dan rugi besi dapat dilakukan dengan cara pengujian motor penggerak dan pengujian pada generatornya sendiri.

1.      Rugi Tembaga

Rugi daya akibat panas dalam belitan akibat arus yang melalui kumparan jangkar atau medan. Rugi tembaga ini biasanya terjadi pada kumparan medan shunt, kontak singkat, jangkar, kumparan medan seri dan pada lilitan-lilitan medan tambahan misalnya belitan dan kompensasi.

2.      Rugi Mekanik

Rugi ini disebabkan oleh bagian-bagian yang berputar dari mesin. Besarnya rugi mekanik ini dianggap tetap dalam kondisi beban penuh maupun beban nol. Hanya mesin dengan kapasitas besar yang ada perubahan apabila beban berubah. Rugi ini terdiri dari rugi sikat, rugi bearing dan rugi angin. Rugi sikat ini timbul karena adanya gesekan komutator dengan sikat. Rugi bearing timbul karena adanya gesekan bearing dengan rotor. Rugi angin timbul karena adanya gesekan rotor dengan angin.

3.      Rugi Besi

Rugi ini disebabkan adanya fluks bolak-balik pada inti besi yang mengakibatkan rugi histerisis dan rugi eddy. Besarnya rugi ini sangat tergantung dari kualitas bahan magnet yang digunakan. Pada operasi kondisi jenuh besarnya rugi besi.

2.10.   Kelebihan dan Kekurangan Generator DC

Kelebihan :

Mempunyai Torsi awal yang besar, sehingga banyak digunakan sebagai starter motor.

Kekurangan :

a.     Konstruksinya rumit Setiap segmen dihubungkan oleh kawat atau kabel, karena jumlah segmen pada komutator jumlahnya sangat banyak maka kawat atau kabel yang dibutuhkan juga banyak sehingga ini menjadi salah satu kekurangan dari komutator. Karena konstruksinya yang rumit dan membutuhkan kawat atau kabel yang banyak, generator DC menjadi mahal harganya.

b.     Selain itu, akibat komutator mempunyai segmen-segmen yang banyak dengan jarak yang relatif dekat, ketika komutator berputar dengan kecepatan yang tingi akan menghasilkan suara yang bising.

c.      Dan akibat jarak yang dekat antar tiap segmen, kapasitas tegangannya juga rendah (max 5MW) karena dikhawatirkan akan terjadi peloncatan bunga api listrik.

d.     Kelemahan berikutnya pada komutator adalah komutator yang sedang berputar harus dihubungkan dengan brush (yang terdiri dari material Carbon) guna untuk menyalurkan arus DC ke rotor generator. Hal ini mengakibatkan maintenance yang dilakukan harus lebih sering, karena brush akan mengalami "Aus" yang mengakibatkan adanya serpihan-serpihan karbon pada komutator.

2.11.   Aplikasi Generator DC

1.        Alternator mobil

Alternator mobil merupakan salah satu aplikasi dari generator dc. Sistem pengisian pada kendaraan mempunyai 3 rangkaian komponen penting yaitu Aki, Alternator dan Regulator. Alternator sendiri terdiri dari komponen-komponen seperti gabungan kutub magnet yang dinamakan rotor, yang didalamnya terdapat kumparan kawat magnet yang dinamakan stator.

Gambar 27. Alternator Mobil

Alternator mulai berfungsi untuk menghasilkan listrik/pembangkit listrik ketika mesin dihidupkan untuk disalurkan ke aki dengan mengkonversi / mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Sedangkan regulator punya fungsi sebagai alat pengatur dan pembatas voltase yang terdiri dari sebuah rangkaian uilt yang dinamakan rectifier serta dua kipas dalam (internal Fan) untuk menghasilkan sirkulasi udara.

·         Model Alternator

Model alternator untuk setiap jenis mobil itu berbeda-beda, tapi kebanyakan alternator mempunyai regulator yang berada didalamnya (IC built In), namun untuk tipe yang lama mempunyai regulator diluar. Tidak seperti model yang lama, tipe yang punya IC uilt in ini dapat dengan mudah diperbaiki dengan membuka tutup bagian atasnya. Tipe lainnya adalah model pulley alternator yang diikat atau dikencangkan ke bagian sumbu rotor. Alternator dengan tipe ini tidak mempunyai kipas luar yang menjadi bagian dari pulley-nya namun sudah mempunyai 2 kipas dalam untuk sirkulasi udara pendingin, tidak seperti jenis alternator lama yang menggunakan kipas luar untuk pendinginan.

·         Antara Aki dengan Alternator

Besaran daya yang terdapat alternator beragam, mulai dari yang paling kecil yang mempunyai daya 35 A hingga yang terbesar yang beredar dipasaran yaitu 220 A. Karena berfungsi sebagai pembangkit daya listrik ke aki, apabila ada penambahan perangkat atau aksesoris mobil yang membutuhkan beban listrik yang besar atau banyak, cukup dengan mengganti alternatornya bukan aki. Karena bila memperbesar daya listrik di aki tapi penyaluran tenaganya lebih kecil, maka aki akan tetap tekor. Jadi makin besar beban listrik yang dipakai, makin besar juga daya dari alternator yang harus dipergunakan.

2.        Dinamo sepeda

Gambar 28. Dinamo Sepeda

Dinamo sepeda merupakan generator kecil yang dapat menghasilkan arus listrik yang kecil pula. pada Dinamo sepeda prinsip kerjanya yaitu energi gerak di ubah menjadi energi listrik. Dinamo sepeda ini hanya menyalakan lampu depan dan belakang terangnnya lampu di tentukan oleh cepatnya roda berputar yang mengakibatkan di namo juga cepat dan arus listrik juga akn besar pula. Dinamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap.bila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan memutar sehingga roda akan memutar magnet biasanya dinamo dapat menghasilakan tegangangan 6 sampai 12 Volt.jadi dengan adanya dinamo pada sepeda dapat memudahkan kita bila menggunakan sepeda bila malam hari.

3.        Las listrik

Gambar 29. Las Listrik

Las listrik juga merupakan aplikasi dari generator dc. Las listrik adalah teknik menyambung dua bagian logam memanfaatkan tenaga panas yang diperoleh dari sumber tenaga listrik AC maupun DC dengan tambahan logam pengisi. Sumber tenaga panas mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi. Sumber tenaga panas mencairkan sebagian logam induk dan logsm pengisi sehingga diperoleh sambungan permanen yang sulit dipisahkan. Pekerjaan las listrik memiliki resiko bahaya kecelakaan cukup besar yang dapat diminimalkan dengan alat keselamatan kerja.

Mesin yang wajib tersedia adalah mesin las untuk menyambung dua permukaan baja. Alat las harus tersedia karena fungsinya yang tidak bisa digantikan oleh alat yang umum tersedia di perdesaan. Alat las sebaiknya dari jenis las busur listrik yang dapat menggunakan listrik dari PLTMH. Las karbit (oxyacetylene) tidak dianjurkan untuk desa terpencil karena akan mengalami kesulitan dalam transportasi tabung oksigen.

2.12.   Pengertian Motor DC

Sebuah motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Kebanyakan motor listrik beroperasi melalui interaksi medan magnet dan konduktor pembawa arus untuk menghasilkan kekuatan, meskipun motor elektrostatik menggunakan gaya elektrostatik. Proses sebaliknya, menghasilkan energi listrik dari energi mekanik, yang dilakukan oleh generator seperti alternator, atau dinamo. Banyak jenis motor listrik dapat dijalankan sebagai generator dan sebaliknya. Misalnya generator atau starter untuk turbin gas, atau motor traksi yang digunakan untuk kendaraan, sering melakukan kedua tugas motor listrik dan generator yang sering disebut sebagai mesin-mesin listrik.

Motor listrik DC (arus searah) merupakan salah satu dari motor DC. Mesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Generator atau motor dari mesin DC dapat dibedakan dari fungsi nya. Generator DC alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Sedangkan, motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DC dapat difungsikan sebagai motor DC.

Pada motor DC kumparan medan disebut stator (bagian yang tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar). Jika tejadi putaran pada kumparan jangkar dalam pada medan magnet, maka akan timbul tagangan (GGL) yang berubah-ubah arahnya pada setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak-balik.

Bagian-bagian yang penting dari motor DC dapat ditunjukkan pada Gambar 30. Dimana stator mempunyai kutub yang menonjol dan ditelar oleh kumparan medan. Pembagian dari fluks yang terdapat pada daerah celah udara yang dihasilkan oleh lilitan medan secara simetris yang berada disekitar daerah tengah kutub kumparan medan. Kumparan penguat dihubungkan secara seri, letak kumparan jangkar berada pada slot besi yang berada di sebelah luar permukaan jangkar. Pada jangkar terdapat komutator yang berbentuk silinder dan isolasi sisi kumparan yang dihubungkan dengan komutator pada beberapa bagian yang berbeda sesuai dengan jenis belitan.

Gambar 30. Konstruksi Motor DC

2.13.        Konstruksi Motor DC

Gambar 31. Konstruksi Motor DC

Keterangan gambar :

Mesin arus searah baik generator maupun motor secara umum mempunyai konstruksi yang terdiri dari bagian yang diam (stator) dan bagian yang berputar (rotor).

A.      Stator (bagian yang diam)

1.      Gandar (body)

2.      Kutub Utama (main pole)

a)    Inti Kutub

Inti Kutub biasanya terdiri dari laminasi besi dan mempunyai permeabilitas yang tinggi. Bentuknya biasanya datar atau menonjol (salient).

b)   Sepatu Kutub

Sepatu kutub berfungsi memperlebar fluks magnet sehingga meliputi daerah yang luas di celah udara dan permukaan inti jangkar.

3.      Kutub Antara (Kutub Komutasi)

Berfungsi membangkitkan fluks magnet didaerah jangkar diantara medan utama agar medan utama tidak terdistorsi. Distorsi medan utama menyebabkan ripple gelombang yang berakibat loncatan api di sikat arang.

Bentuk Kutub Antara ini lebih kecil dibandingkan kutub utama. Jumlah kutubnya bisa sama atau setengah dari kutub utama.

4.      Kumparan Penguat

a)    Kumparan Shunt

Jumlah lilitannya banyak dengan kawat berdiameter kecil sehingga tahanannya besar yang memungkinkan diparalel terhadap tegangan terminal. 

b)   Kumparan Seri

Jumlah lilitannya sedikit dengan diameter kawat yang besar sehingga mampu dilalui arus yang besar sementara tahanannya kecil sehingga rugi tegangannya kecil.

c)    Kumparan Komutasi/Antara

Disambung secara seri dengan kumparan utama sehingga arus yang mengalir cukup besar. Penampang kawatnya besar dan hanya terdiri dari beberapa lilitan saja.

d)   Kumparan Kompensasi

Dipasang pada sepatu kutub, hanya pada mesin berkapasitas besar untuk mengantisipasi distorsi medan utama dan penyebaran fluks yang merata selama terbebani.

5.      Perumahan (Penutup Mesin)

Menurut bentuk rumah mesinnya dapat dibedakan : mesin terbuka, setengah terbuka, tahan percikan air, tertutup dengan pendinginan zat cair atau gas.

6.      Celah Udara (Air Gap)

Sebagai media medan magnet atau fluks

7.      Sikat Arang (Carbon Brush)

Untuk mengalirkan arus dari rotor ke terminal dan sebaliknya.

8.      Bearing / Bantalan

Tempat bertumpunya rotor sehingga rotor dapat berputar. Terpasang di kedua ujung rotor dikenal dengan sisi AS (After Shaft) dan BS (Before Shaft).

9.      Fan (Kipas)

Terpasang pada motor-motor dengan sistim pendinginan sendiri, untuk motor dengan kapasitas kecil hingga sedang.

10.  Terminal Box

Tempat tersambungnya antara kumparan-kumparan mesin DC dengan jala-jala atau sumber tegangan.

B.       Rotor (bagian yang berputar)

1.      Inti Jangkar dan Poros Jangkar

Terdiri dari laminasi besi dengan permeabilitas tinggi, terdapat slot/alur untuk kumparan, berlubang untuk udara pendingin.

2.      Kumparan Jangkar

Terbuat dari kawat konduktor, tipe kumparan dengan kepala tertentu.

3.      Komutator

Untuk merubah arus bolak-balik pada kumparan jangkar menjadi arus searah pada terminal. Terbuat dari laminasi tembaga.

2.14.        Prinsip Kerja Motor DC

Motor DC memiliki prinsip kerja yang berbeda dengan Motor AC. Pada motor DC jika arus lewat pada suatu konduktor, akan timbul medan magnet di sekitar konduktor. Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut. Arah medan magnet ditentukan oleh arah aliran arus pada konduktor. Dapat dilihat pada gambar dibawah ini:

Gambar 32. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor

Aturan Genggaman Tangan Kanan bisa dipakai untuk menentukan arah garis fluks di sekitar konduktor. Genggam konduktor dengan tangan kanan dengan jempol mengarah pada arah aliran arus, maka jari-jari anda akan menunjukkan arah garis fluks.

Gambar 33. Medan magnet yang membawa arus mengelilingi konduktor

Gambar 33 menunjukkan medan magnet yang terbentuk di sekitar konduktor berubah arah karena bentuk U. Pada motor listrik konduktor berbentuk U disebut angker dinamo.

Jika konduktor berbentuk U (angker dinamo) diletakkan di antara kutub uatara dan selatan yang kuat medan magnet konduktor akan berinteraksi dengan medan magnet kutub.

Gambar 34. Medan magnet mengelilingi konduktor dan diantara kutub

Catatan :

Medan magnet hanya terjadi di sekitar sebuah konduktor jika ada arus mengalir pada konduktor tersebut.

Gambar 35. Reaksi Garis Fluks

Lingkaran bertanda A dan B merupakan ujung konduktor yang dilengkungkan (looped conductor). Arus mengalir masuk melalui ujung A dan keluar melalui ujung B.

Medan konduktor A yang searah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di bawah konduktor. Konduktor akan berusaha bergerak ke atas untuk keluar dari medan kuat ini. Medan konduktor B yang berlawanan arah jarum jam akan menambah medan pada kutub dan menimbulkan medan yang kuat di atas konduktor. Konduktor akan berusaha untuk bergerak turun agar keluar dari medan yang kuat tersebut. Gaya-gaya tersebut akan membuat angker dinamo berputar searah jarum jam.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum : 

• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran / loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar / torque untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

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, daerah tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 36. 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.

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban dalam hal ini mengacu kepada keluaran tenaga putar / torque sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan ke dalam tiga kelompok :

·         Beban torque konstan 

Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torquenya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah corveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

·         Beban dengan variabel torque 

Beban dengan variabel torque  adalah beban dengan torque yang bervariasi dengan kecepatn operasi. Contoh beban dengan variabel torque adalah pompa sentrifugal dan fan (torque bervariasi sebagai kuadrat kecepatan); Peralatan Energi Listrik : Motor Listrik.

·         Beban dengan energi konstan

Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

Untuk menentukan arah putaran motor digunakan kaidah Flamming tangan kanan. Kaidah Flamming tangan kanan adalah sebuah kaidah untuk menentukan arah gaya elektromagnetik/putaran kumparan pada sebuah motor listrik.

Gambar 37. Kaidah Flamming Tangan Kanan

Jari telunjuk di umpamakan sebagai arah medan magnet, jari tengah menunjukkan arah arus, ibu jari menunjuk kearah mana kumparan akan berputar.

Kutub-kutub magnet akan menghasilkan medan magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan. Jika medan magnet memotong sebuah kawat penghantar yang dialiri arus searah dengan empat jari, maka akan timbul gerak searah ibu jari. Gaya ini disebut gaya Lorentz yang besarnya arus sama dengan F. Prinsip motor adalah aliran arus di dalam penghantar yang berada di dalam pengaruh medan magnet akan menghasilkan gerakan. Besarnya gaya pada penghantar akan bertambah besar jika arus yang melalui penghantar bertambah besar.

Ø  Electromotive Force (EMF)/Gaya Gerak Listrik

EMF induksi biasanya disebut EMF Counter atau EMF kembali. EMF kembali artinya adalah EMF tersebut ditimbulkan oleh angker dinamo yang melawan tegangan yang diberikan padanya. Teori dasarnya adalah jika sebuah konduktor listrik memotong garis medan magnet maka timbul ggl pada konduktor.

Gambar 38. EMF Kembali

Tidak ada arus induksi yang terjadi jika angker dinamo diam. Timbulnya EMF tergantung pada:

1.      Kekuatan garis fluks magnet.

2.      Jumlah lilitan konduktor.

3.      Sudut perpotongan fluks magnet dengan konduktor.

4.      Kecepatan konduktor memotong garis fluks magnet.

2.15.        Reaksi Jangkar Motor DC

Terjadinya gaya torsi pada jangkar disebabkan oleh hasil interaksi dua garis medan magnet. Kutub magnet menghasilkan garis medan magnet dari utara-selatan melewati jangkar. Interaksi kedua magnet berasal dari stator  dengan  magnet  yang dihasilkan jangkar mengakibarkan jangkar mendapatkan gaya torsi putar berlawanan arah jarus jam.

Karena medan utama dan medan jangkar terjadi bersama sama hal ini akan menyebabkan perubahan arah medan utama dan akan mempengaruhi berpindahnya garis netral yang mengakibatkan kecenderungan timbul bunga api pada saat komutasi. Untuk itu biasanya pada motor DC dilengkapi dengan kutub bantu yang terlihat seperti gambar dibawah ini :

Gambar 39. Kutub Bantu (Interpole) pada Motor DC

Kutub bantu ini terletak tepat pada pertengahan antara kutub utara dan kutub selatan dan berada pada garis tengah teoritis. Lilitan penguat kutub ini dihubungkan seri dengan lilitan jangkar, hal ini disebabkan medan lintang tergantung pada arus jangkarnya. Untuk mengatasi reaksi jangkar pada mesin-mesin yang besar dilengkapi dengan lilitan kompensasi. Lilitan kompensasi itu dipasang pada alur-alur yang dibuat pada sepatu.

kutub   dari   kutub   utama.   Lilitan   ini   seperti juga   halnya   dengan   lilitan   kutub   bantu dihubungkan seri dengan lilitan jangkar. Arah arusnya berlawanan dengan arah arus kawat jangkar yang berada dibawahnya.

2.16.        Jenis-Jenis Motor DC

Berdasarkan sumber arus penguat magnetnya, motor arus searah (DC) dibedakan menjadi dua, yaitu :

1.      Motor Arus Searah Penguat Terpisah

Yaitu jika arus penguat magnet diperoleh dari sumber arus searah di luar motor tersebut. Pada motor penguat terpisah, kumparan medan dihubungkan dengan sumber sendiri danterpisah dengan tegangan angker.

2.      Motor Arus Searah dengan Penguat Sendiri

Yaitu jika arus penguat magnet diperoleh dari motor itu sendiri. Berdasarkan hubungan lilitan penguat magnet terhadap lilitan jangkar motor DC dengan penguat sendiri dapat dibedakan :

a.       Motor Shunt

Motor shunt mempunyai kecapatan hampir konstan. Pada tegangan jepit konstan, motor ini mempunyai putaran yang hampir konstan walaupun terjadi perubahan beban. Perubahan kecepatan hanya sekitar 10%. Misalnya untuk pemakaian kipas angin, blower, pompa centrifugal, elevator, pengaduk, mesin cetak, dan juga untuk pengerjaan kayu dan logam. Pada motor penguat shunt, kumparan medan dihubungkan paralel dengan angker.

b.      Motor Seri

Merupakan motor arus searah yang mempunyai putaran kecapatan yang tidak konstan, jika beban tinggi maka putaran akan lambat. Pada motor seri dapat memberi moment yang besar pada waktu start dengan arus start yang rendah. Juga dapat memberi perubahan kecepatan/beban dengan arus yang kecil dibandingkan dengan motor tipe lain, akan tetapi kecepatan menjadi besar bila beban rendah atau tanpa beban dan hal ini sangat berbahaya. Dengan mengetahui sifatini dapat dipilih motor seri untuk daerah perubahan kecepatan yang luas, misalnya untuk traksi, pengangkat dan lain-lain.

c.       Motor Kompon

Motor kompon ini mempunyai sifat seperti motor seri dan shunt, tergantung lilitan manayang kuat (kumparan seri atau shunt). Namun pada umumnya mempunyai moment start yang besar, sehingga seperti pada motor seri perubahan kecepatan sekitar 25% terhadap kecepatantanpa beban. Misalnya untuk pemakaian pompa plunger, pemecah, bulldozer, elevator dan lain-lain. Pada motor kompon mempunyai dua buah kumparan medan dihubungkan seri dan paralel dengan angker. Bila motor seri diberi penguat shunt tambahan maka disebut motor kompon shunt panjang. Motor kompon mempunyai dua buah kumparan medan dihubungkan seri dan paralel dengan angker. Dan Bila motor shunt diberi tambahan penguat seri maka disebut motor kompon shunt pendek.

2.17.        Karakteristik Motor DC

Ø  Karakteristik Kecepatan-Kopel

Untuk motor arus searah berlaku hubungan :

Dari persamaan terakhir di atas dapat dilihat, bahwa pada motor shunt bertambahnya kopel (artinya arus jangkar bertambah besar) mengakibatkan kecepatan (n) menurun. Pada motor seri, bertambahnya kopel (arus) akan menyebabkan pula bertambahnya harga fluks (ϕ). Karena fluks pada motor seri merupakan fungsi arus jangkar (I_a). Dari rangkaian motor seri terlihat bahwa untuk harga arus jangkar sama dengan nol, harga fluks juga nol, sehingga dari persamaan terakhir di atas diperoleh harga n menuju tak terhingga. Sedangkan untuk harga I_a yang cukup besar, harga n pada persamaan di atas akan mendekati nol. Dengan demikian, karakteristik kecepatan-kopel untuk motor shunt dan seri masing-masing dapat digambarkan seperti pada Gambar 40.

Gambar 40. Diagram Karakteristik Kecepatan-Kopel Motor Shunt dan Seri

Ø  Pengaturan Kecepatan

Pengaturan kecepatan memegang peranan penting dalam motor arus searah, karena motor arus searah mempunyai karakteristik kecepatan-kopel yang menguntungkan dibandingkan dengan motor lainnya.

Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa kecepatan (n) dapat diatur dengan mengubah-ubah besaran ϕ, R_a atau V_t.

Ø  Pengaturan Kecepatan dengan Mengatur Medan Shunt (ϕ)

Dengan menyisipkan tahanan variabel yang dipasang secara seri terhadap kumparan medan (pada motor shunt) dapat diatur arus medan I_f dan fluks-nya (ϕ). Cara ini sangat sederhana dan murah, selain itu rugi panas yang ditimbulkan kecil pengaruhnya. Karena besarnya fluks yang bisa dipakai oleh kumparan medan terbatas, kecepatan yang dapat diatur pun terbatas.

Kecepatan terendah didapat dengan membuat tahanan variabel sama dengan nol, sedangkan kecepatan tertinggi dibatasi oleh perencanaan mesin di mana gaya sentrifugal maksimum tidak sampai merusak rotor. Kopel maksimum didapatkan pada kecepatan terendah. Motor yang biasa diatur dengan cara ini adalah motor shunt atau motor kompon.

Gambar 41. Rangkaian Motor Shunt

Gambar 42. Rangkaian Motor Shunt

Ø  Pengaturan Kecepatan dengan Mengatur Tahanan R_a

Dengan menyisipkan tahanan variabel secara seri terhadap tahanan jangkar sehingga dengan demikian tahanan jangkar pun dapat diatur, berarti pula kecepatan motor dapat dikontrol. Cara ini jarang dipakai, karena penambahan tahanan seri terhadap jangkar menimbulkan rugi panas yang cukup besar.

Ø  Pengaturan Kecepatan dengan Mengatur Tahanan V_t

Cara ini dikenal sebagai sistem Ward Leonard. Motor yang dipakai adalah motor berpenguatan bebas. Prinsipnya sebagai berikut (lihat Gambar 43).

Gambar 43. Rangkaian Motor Berpenguatan Bebas

Penggerak mula (biasanya motor induksi) digunakan untuk menggerakkan generator G pada suatu kecepatan konstan. Perubahan tahanan medan R_G akan mengubah tegangan V_t yang diberikan pada motor. Perubahan ini mempunyai batas yang cukup lebar. Kadang-kadang pengaturan V_t ini juga dibarengi dengan pengaturan fluks medan motor yaitu dengan mengatur tahanan medan R_M. Cara ini menghasilkan suatu pengaturan kecepatan yang sangat halus dan banyak dipakai untuk lift, mesin bubut dan lain-lain. Satu-satunya kerugian sistem ini adalah biaya yang sangat tinggi akibat penambahan genrator dan penggerak mula.

Ø  Pengereman

Suatu motor listrik dapat berhenti dengan adanya geseran yang terjadi. Tetapi tentu saja hal ini membutuhkan waktu yang lama. Untuk dapat menghentikan motor dalam waktu yang relatif singkat dilakukan pengereman. Ada tiga jenis pengereman yaitu pengereman dinamik, pengereman regeneratif dan pengereman mendadak.

1)      Pengereman Dinamik

Gambar 44. Rangkaian Pengereman Dinamik

Pada pengereman dinamik, penghentian motor dapat terjadi jika tegangan terminal V_t dihilangkan dan diganti dengan tahanan R₁. Dalam keadaan ini energi putaran diberikan pada tahanan R₁ yang menyebabkan kecepatan menjadi turun, dengan demikian pula tegangan E_a pun akan menurun. Sekarang motor berfungsi sebagai generator penggerak mula. Untuk menjaga penurunan kopel yang konstan. R₁ harus pula diturunkan. Harga R₁ dipilih sedemikian rupa, sehingga arus jangkar tidak terlalu besar (umumnya diambil dua kali harga arus jangkar pada beban penuh). Harga R₁ dapat dihitung dari persamaan:

E_a = I_L R₁ + I_a R_a

Ø  Pengereman Regeneratif

Pada pengereman regeneratif energi yang tersimpan pada putaran dikembalikan kepada sistem jala-jala. Cara ini biasanya dipakai pada kereta api listrik. Ketika kereta api berjalan menurun kecepatan motor laju sekali, karenanya E_a > V_t yang mengakibatkan daya dikembalikan kepada sistem jala-jala untuk keperluan lain. Pada saat daya dikembalikan ke jala-jala, kecepatan menurun dan proses pengereman berlangsung seperti pada pengereman dinamik.

Ø  Pengereman Mendadak

Pengereman mendadak adalah pengereman suatu motor dalam waktu yang sangat singkat dan tiba-tiba, yaitu dengan cara membalik polaritas motor. Tahanan R₂ disisipkan antara titik X dan Y (Gambar 45).

Karena tegangan jangkar telah terbalik polaritasnya, sehingga arahnya sama dengan tegangan terminal. Besarnya R₂ pun dapat dihitung dari persamaan

E_a + V_t = I_a (R_a + R₂).

Gambar 45. Rangkaian Pengereman Mendadak

Harga R₂ dipilih sedemikian rupa, sehingga arus jangkar yang mengalir pada saat pengereman tidak terlampau besar (umumnya dua kali harga arus pada beban penuh). Selama pengereman berlangsung E_a turun, sehingga R₂ harus diperkecil untuk menjaga penurunan kopel yang konstan.

Gambar 46. Karakteristik Motor DC

2.18.        Aplikasi Generator DC

Motor listrik ditemukan dalam aplikasi yang beragam seperti industri, blower kipas dan pompa, peralatan mesin, peralatan rumah tangga, alat-alat listrik, dan disk drive. Mereka mungkin didukung oleh (misalnya, perangkat portabel bertenaga baterai atau kendaraan bermotor) langsung saat ini, atau dengan arus bolak-balik dari kotak distribusi sentral listrik. Motor terkecil dapat ditemukan pada jam tangan listrik. Menengah dimensi motor sangat standar dan karakteristik menyediakan tenaga mesin nyaman untuk kegunaan industri. Motor listrik sangat terbesar digunakan untuk penggerak kapal, kompresor pipa, dan pompa air dengan peringkat dalam jutaan watt. Motor listrik dapat diklasifikasikan oleh sumber tenaga listrik, dengan konstruksi internal, dengan aplikasi, atau dengan jenis gerakan yang diberikan. Untuk motor DC sendiri sudah banyak digunakan dalam berbagai bidang teknologi, antara lain :

a.       Aplikasi motor DC sebagai penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring ruangan penyimpanan database menggunakan PLC omron CPM1A I/O30. Penggerak pintu pada sistem penggerak pintu geser pada otomatisasi sistem monitoring penyimpanan database menggunakan PLC omron CPM1A I/O 20 yang digunakan adalah motor DC. Untuk menggerakkan motor DC diperlukan driver motor DC yaitu driver H-Bridge yang digunakan untuk mengatur motor agar dapat berputar dalam dua arah yaitu forward (searah jarum jam) dan Reverse (berlawanan arah jarum jam). Berputarnya motor DC juga dipengaruhi oleh terhalang tidaknya sensor IR pada pintu. Ketika sensor IR terhalangi maka motor akan membalik putarannya sehingga akan membuka pintu. Jika pintu dibuka secara paksa maka alarm akan menyala dikarenakan sensor IR terhalangi oleh benda.

b.      Aplikasi motor DC menggunakan paralel port dalam rangkaian robot sederhana. Motor DC dapat dikendalikan komputer (PC) melalui paralel port. Untuk dapat mengendalikannya, motor DC perlu dihubungkan sedemikian rupa dengan relay, transistor, dan resistor. Pengembangan dari rangkaian pengendali motor DC ini dapat berupa sebuah robot berjalan. Pada robot ini digunakan dua buah motor DC dan empat buah roda, dua roda untuk sisi, dimana tiap motor DC dihubungkan dengan roda depan. Sehingga roda penggeraknya berada di roda depan.

BAB III

PENUTUP

3.1.  Kesimpulan

Generator adalah mesin listrik yang mengubah daya mekanis menjadi daya listrik. Prinsip kerja generator DC itu sendiri dihasilkan pembangkit listrk melalui induksi dengan 2 cara yaitu dengan menggunakan cincin-seret yang menghasilkan tegangan induksi bolak-balik dan dengan menggunakan komutator yang menghasilkan tegangan DC. Rugi-rugi yang ada pada generator DC antara lain rugi tembaga, rugi besi dan rugi mekanik. Rugi-rugi ini sangat penting untuk diketahui dan diperlukan untuk menghitung besarnya efisiensi dari generator.

Dalam kehidupan kita sehari-hari Generator DC dapat berfungsi sebagai salah satu pembangkit arus searah di bengkel-bengkel atau pabrik, sebagai pengisi accu pada perusahaan pengisi accu, sebagai pengisi accu mobil, bahkan di pusat-pusat tenaga listrik berfungsi sebagai penguat maknit (exiciter) pada generator utama.

Motor DC merupakan alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator atau sebaliknya generator DCdapat difungsikan sebagai motor DC.

Jenis-jenis motor DC yaitu motor DC penguat terpisah dan motor DC dengan penguatsendiri yang terbagi lagi menjadi motor DC Shunt, Seri, dan Kompon.

Aplikasi dari motor DC yaitu antara lain sebagai penggerak pintu geser pada otomatisasisistem monitoring ruangan penyimpanan database. Selain itu juga dalam rangkaian robotsederhana.

3.2.  Saran

Dengan mengetahui apa itu generator, karakteristik, efisiensi dan lain-lain, diharapkan pembaca dapat lebih memahami mengenai generator dan motor. Sehingga, pembaca dapat menggunakan generator dan motor dengan baik sesuai dengan fungsinya.

DAFTAR PUSTAKA

Zuhal, Dasar Tenaga Listrik. Jakarta: ITB, 1991

https://arifsh2009.wordpress.com/2014/11/02/generator-dan-motor-dc/

http://franspernanda30.blogspot.com/2017/01/makalah-enerator-dc.html

https://id.scribd.com/doc/243075776/Makalah-Generator-DC-doc

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/generator-dc.html

http://trikueni-desain-sistem.blogspot.com/2014/08/jenis-karakteristik-generator-DC.html

http://indahwaca.blogspot.com/2017/03/generator-dc.html

http://www.academia.edu/9091244/MAKALAH_MOTOR_DC

http://masholis.blogspot.com/2009/03/konstruksi-mesin-dc.html

https://dokumen.tips/documents/makalah-motor-dc-55c38158c5688.html