Motor DC Seri: Kontruksi, Prinsip Kerja dan Aplikasinya

Ada dua jenis motor DC berdasarkan konstruksi seperti self-excited, dan separately excited. Demikian pula, motor self-excited diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu Motor DC Seri, Motor DC Shunt, dan Motor Compound DC. Artikel ini membahas pengertian Motor DC Seri, dan fungsi utama motor DC seri adalah mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

Prinsip kerja motor DC seri terutama tergantung pada hukum elektromagnetik, yang menyatakan bahwa setiap kali medan magnet terbentuk di wilayah konduktor pembawa arus & bekerja sama dengan medan luar, maka gerakan berputar dapat dihasilkan. Setelah motor DC seri dimulai, maka itu akan memberikan kecepatan maksimal serta torsi lambat dengan kecepatan tinggi.

Apa itu Motor DC Seri?

Motor DC Seri mirip dengan motor DC lain karena fungsi utama motor DC seri adalah mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Pengoperasian motor DC seri terutama tergantung pada prinsip elektromagnetik. Setiap kali medan magnet terbentuk kira-kira, konduktor pembawa arus bekerja sama dengan medan magnet luar, dan kemudian gerakan berputar dapat dihasilkan.

Komponen yang digunakan di Motor DC Seri

Komponen motor DC seri terutama meliputi rotor ( angker dinamo ), komutator, stator, gandar, belitan medan, dan kuas (brush). Komponen tetap motor adalah stator, dan dibangun dengan dua bagian kutub elektromagnet yang lebih banyak.

Rotor termasuk angker dinamo dan lilitan pada inti yang bersekutu dengan komutator. Sumber daya dapat dihubungkan ke belitan angker dinamo di seluruh susunan sikat (brush) yang dihubungkan dengan komutator.

Rotor mencakup poros tengah untuk berputar, dan belitan medan harus mampu menahan arus yang tinggi karena jumlah arus yang lebih besar di seluruh belitan, semakin besar torsi yang dihasilkan oleh motor.

Oleh karena itu lilitan motor dapat dibuat dengan kawat pengukur padat. Kawat ini tidak memungkinkan banyak tikungan. Gulungan dapat dibuat dengan batang tembaga padat karena membantu pembuangan panas yang sederhana dan efisien yang dihasilkan oleh sejumlah besar aliran arus selama belitan.

Diagram Rangkaian Motor DC Seri

Dalam motor DC seri, bidang, serta belitan stator, digabungkan secara seri oleh satu sama lain. Dengan demikian arus angker dinamo dan medan setara.

Supply arus besar langsung dari supply ke medan/bidang gulungan. Arus besar dapat terbawa oleh belitan medan karena belitan ini memiliki beberapa belokan dan juga sangat tebal. Umumnya, batang tembaga membentuk belitan stator.

Batang tembaga tebal ini menghilangkan panas yang dihasilkan oleh aliran arus yang deras dengan sangat efektif. Perhatikan bahwa belitan medan stator S1-S2 dalam seri dengan angker dinamo berputar A1-A2.

Pada motor DC seri, daya listrik disupply antara satu ujung lilitan medan seri dan satu ujung angker dinamo. Ketika tegangan diberikan, arus mengalir dari terminal catu daya melalui lilitan seri dan lilitan angker dinamo.

Konduktor besar hadir dalam gulungan dinamo dan medan memberikan satu-satunya resistansi terhadap aliran arus ini. Karena konduktor ini sangat besar, daya tahannya sangat rendah. Ini menyebabkan motor menarik sejumlah besar arus dari catu daya.

Ketika arus besar mulai mengalir melalui medan dan gulungan dinamo, kumparan mencapai saturasi yang menghasilkan produksi medan magnet terkuat yang mungkin.

Kekuatan medan magnet ini memberikan poros angker dinamo dengan jumlah torsi terbesar. Torsi besar menyebabkan angker dinamo mulai berputar dengan jumlah daya maksimum dan angker dinamo mulai berputar.

Kontrol Kecepatan Motor DC Seri

Kontrol kecepatan motor DC dapat dicapai dengan menggunakan dua metode berikut

• Metode Kontrol Fluks

• Metode Kontrol resistansi-angker dinamo.

Metode yang paling sering digunakan adalah metode kontrol resistansi-angker dinamo. Karena dalam metode ini, fluks yang dihasilkan oleh motor DC seri dapat diubah. Perbedaan fluks dapat dicapai dengan menggunakan tiga metode seperti pengalih medan, pengalih angker dinamo, dan kontrol medan yang disadap.

Kontrol Resistansi-Angker dinamo

Dalam metode kontrol resistansi angker dinamo, resistansi yang dapat diubah dapat langsung dihubungkan secara seri melalui supply. Ini dapat mengurangi tegangan yang dapat diakses melintasi angker dinamo & penurunan kecepatan. Dengan mengubah nilai resistansi variabel, kecepatan apa pun di bawah kecepatan reguler dapat dicapai. Ini adalah metode paling umum yang digunakan untuk mengontrol kecepatan Motor DC Seri.

Karakteristik Torsi Kecepatan Motor DC Seri

Secara umum, untuk motor DC seri, ada 3 kurva karakteristik yang dianggap signifikan seperti Torsi Vs Arus angker dinamo, Kecepatan Vs. Arus angker dinamo, & Kecepatan Vs. Torsi. Ketiga karakteristik ini ditentukan dengan menggunakan dua hubungan berikut.

Ta ∝ ɸ.Ia

N ∝ Eb / ɸ

Dua persamaan di atas dapat dihitung pada persamaan GGL dan juga torsi. Untuk motor DC seri, besarnya ggl balik dapat diberikan dengan persamaan ggl  generator DC yang sama seperti Eb = Pɸ NZ / 60A. Untuk suatu mekanisme, A, P, dan Z stabil, dengan demikian, N ∝ Eb / ɸ.

Persamaan torsi motor DC seri adalah,

Torsi = Fluks*Arus angker dinamo

T = If * Ia

Di sini If = Ia, maka persamaannya akan menjadi

T = Ia^2

Torsi Motor DC Seri (T) dapat sebanding dengan Ia ^ 2 (kuadrat arus angker dinamo). Dalam uji beban pada Motor DC Seri, motor harus diaktifkan pada kondisi beban karena jika motor dapat diaktifkan tanpa beban, maka akan mencapai kecepatan yang sangat tinggi.

Kelebihan Motor DC Seri

Kelebihan dari motor DC seri meliputi berikut ini.

• Torsi awal yang luas

• Perakitan mudah dan desain sederhana

• Perlindungan mudah

• Hemat biaya

Kekurangan Motor DC Seri

Kekurangan dari Motor DC Seri termasuk yang berikut.

• Pengaturan kecepatan motor cukup buruk. Ketika kecepatan beban meningkat maka kecepatan mesin akan menurun

• Ketika kecepatan dinaikkan, maka torsi Motor DC Seri akan menurun tajam.

• Motor DC seri selalu membutuhkan beban sebelum menjalankan motor. Jadi motor DC seri tidak cocok untuk di mana beban motor dihilangkan sama sekali.

Dengan demikian, ini semua tentang Motor DC Seri, dan Aplikasi Motor DC Seri terutama mencakup, motor DC seri dapat menghasilkan gaya putar yang sangat besar dan torsi dari keadaan tidak aktif. Fitur ini akan membuat motor seri cocok untuk peralatan listrik bergerak, peralatan listrik kecil, derek, kerekan, dll.

Motor-motor DC seri kurang sesuai karena diperlukan kecepatan stabil. Alasan utamanya adalah motor DC seri berubah dengan beban yang tidak stabil. Mengubah kecepatan motor seri juga bukan metode sederhana untuk diterapkan.