Sumber Dipercaya Teknik: Motor DC dan AC: Belajar Dasar Motor Listrik

Motor listrik adalah perangkat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Dalam bidang teknik elektro, motor listrik banyak digunakan di berbagai aplikasi seperti industri, transportasi, dan peralatan rumah tangga.

Motor DC (Direct Current)

Motor DC menggunakan arus searah (DC) untuk menggerakkan rotor. Motor ini bekerja berdasarkan prinsip interaksi antara medan magnet dan arus listrik pada kumparan, yang menghasilkan torsi.

Jenis-Jenis Motor DC:

Motor DC Seri:
- Konstruksi: Lilitan medan (field winding) terhubung secara seri dengan angker (armature). Karena arus yang sama mengalir melalui keduanya, motor ini menghasilkan torsi besar.
- Karakteristik:
  - Torsi tinggi pada kecepatan rendah.
  - Kecepatan meningkat drastis saat beban berkurang.
  - Cocok untuk aplikasi seperti kereta listrik dan mesin derek.
  - Kekurangan: Kecepatannya sulit dikendalikan, dan tidak cocok untuk aplikasi yang memerlukan kecepatan konstan.
Motor DC Shunt:
- Konstruksi: Lilitan medan terhubung paralel dengan angker.
- Karakteristik:
  - Kecepatan konstan, terlepas dari variasi beban.
  - Torsi lebih kecil dibandingkan motor seri pada beban awal, namun stabil.
  - Digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan kontrol kecepatan yang baik, seperti dalam alat-alat mesin presisi.
Motor DC Compound:
- Kombinasi Seri dan Shunt: Menggabungkan keuntungan motor seri (torsi tinggi) dan motor shunt (kecepatan stabil).
- Karakteristik:

Komponen Utama Motor DC:

Stator: Bagian yang diam, menyediakan medan magnet.

Rotor (Angker): Bagian yang berputar, di mana arus mengalir.

Komutator dan Sikat: Mengubah arus di angker untuk memastikan torsi konstan dalam satu arah. Ini adalah komponen yang menambah gesekan, sehingga perlu perawatan.

Persamaan dan Parameter Penting Pada Motor DC:

Torsi Motor DC:
di mana Kt adalah konstanta motor, dan Ia adalah arus angker.
Kecepatan Motor DC:
di mana $V$ adalah tegangan terminal, $R_{a}$ resistansi angker, dan Ke konstanta kecepatan.

Keunggulan Motor DC:

Kontrol kecepatan yang mudah.
Torsi tinggi pada kecepatan rendah.
Banyak digunakan dalam aplikasi mobilitas seperti mobil listrik dan kereta.

Kekurangan Motor DC:

Perawatan lebih sering karena penggunaan sikat dan komutator.
Efisiensi berkurang karena gesekan.

Motor AC (Alternating Current)

Motor AC menggunakan arus bolak-balik (AC) untuk bekerja. Ada dua jenis utama: motor sinkron dan motor induksi.

Motor Sinkron:

Prinsip Kerja: Rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan frekuensi medan magnet yang berputar di stator.

Karakteristik:

Kecepatan tetap, tergantung pada frekuensi suplai.

Cocok untuk aplikasi yang membutuhkan kecepatan konstan, seperti pompa air industri atau kompresor.

Persamaan Kecepatan Sinkron:
di mana $N_{s}$ adalah kecepatan sinkron (RPM), $f$ adalah frekuensi suplai (Hz), dan $P$ adalah jumlah kutub pada motor.

Motor Induksi (Asinkron):

Prinsip Kerja: Medan magnet yang berputar di stator menginduksi arus di rotor, yang menghasilkan torsi.

Tipe Motor Induksi:

Motor Induksi Satu Fase: Digunakan untuk aplikasi rumah tangga seperti kipas angin dan lemari es. Biasanya memerlukan kapasitor untuk memulai putaran.

Motor Induksi Tiga Fase: Lebih efisien dan digunakan dalam aplikasi industri seperti mesin-mesin besar.

Slip pada Motor Induksi: Pada motor induksi, rotor selalu sedikit lebih lambat daripada medan magnet, yang dikenal sebagai slip.
di mana $N_{r}$ adalah kecepatan rotor dan $N_{s}$ adalah kecepatan sinkron.

Keunggulan Motor AC:

Desain sederhana dan lebih murah.
Tidak memerlukan sikat dan komutator, sehingga lebih sedikit perawatan.
Efisien untuk beban besar dan aplikasi industri.

Kekurangan Motor AC:

Kontrol kecepatan lebih sulit dibandingkan motor DC (terutama pada motor induksi).
Kecepatan motor sinkron tergantung pada frekuensi suplai.

Perbandingan Motor DC dan Motor AC:

Karakteristik	Motor DC	Motor AC
Sumber Daya	Arus Searah (DC)	Arus Bolak-balik (AC)
Kecepatan	Mudah dikontrol	Sulit dikontrol pada motor induksi
Torsi Awal	Lebih tinggi (terutama motor seri)	Lebih rendah
Pemeliharaan	Lebih tinggi (karena sikat)	Lebih rendah (tanpa sikat)
Efisiensi	Sedikit lebih rendah	Lebih tinggi pada motor induksi
Aplikasi	Mobil listrik, kereta, mesin CNC	Industri besar, peralatan rumah tangga

Halaman

Minggu, 13 Oktober 2024

Motor DC dan AC: Belajar Dasar Motor Listrik