Motor arus searah

Motor arus searah (Inggris: direct current motor) atau motor DC adalah jenis motor listrik yang mengubah energi listrik arus searah menjadi energi mekanis. Bentuk energi yang dihasilkan berupa putaran. Prinsip kerja motor aru searah berdasarkan pada interaksi antara dua fluks magnetik yang disebut dengan kumparan medan dan kumparan jangkar. Kumparan medan menghasilkan fluks magnet dengan arah dari kutub utara ke kutub selatan, sedangkan kumparan jangkar menghasilkan fluks magnetik yang melingkar. Pemakaian motor arus searah diterapkan pada berbagai pengaturan kerja yang memerlukan kecepatan dan beban kerja yang beragam dan berubah-ubah. Dalam transportasi rel, motor arus searah disebut sebagai motor traksi arus searah dan digunakan sebagai penggerak lokomotif atau kereta. Penerapan motor arus searah juga masih dilakukan pada kondisi mulai awal dari mobil dan beberapa rangkaian listrik pada peralatan elektronik.

Animasi cara kerja motor DC sederhana.

Motor arus searah hasil rancangan Siemens & Halske.

Putaran rotor pada motor arus searah memiliki nilai yang bervariasi untuk memutar peralatan produksi di pabrik maupun industri. Kecepatan putaran rotor pada motor harus dikendalikan jika peralatan memerlukan variasi putaran. Terdapat dua macam metode pengendalian kecepatan putaran rotor pada motor arus searah, yaitu metode konvensional dan metode rangkaian elektronik.

Prinsip kerja

Motor arus searah bekerja berdasarkan arus searah yang mengalir melalui penghantar listrik yang ditempatkan pada suatu medan magnet. Gaya gerak listrik timbul pada penghantar listrik tersebut dan menghasilkan torsi yang mengakibatkan terjadinya rotasi secara mekanik. Terjadinya rotasi kemudian membuat motor arus searah dapat berputar. Motor arus searah mempunyai fluks magnetik yang dihasilkan karena adanya kutub magnet pada bagian stator. Posisi penghantar listrik berada di dalam rotor yang dikelilingi oleh medan magnet. Gaya yang menghasilkan torsi timbul pada bagian penghantar listrik.

Karakterisitik mekanik

Torsi

Motor arus searah menghasilkan torsi untuk memutar rotor dengan nilai yang ditentukan oleh nilai fluks magnetik dari kutub magnet yang utama dan nilai arus listrik yang mengalir pada kumparan jangkar. Besarnya torsi yang dihasilkan tidak sepenuhnya digunakan untuk memutar rotor pada mesin, melainkan pula menimbulkan rugi akibat gaya gesek terhadap angin dan pergeseran. Nilai torsi hasil pengurangan dari kerugian torsi akibat gaya gesek disebut sebagai torsi poros. Jenis torsi ini sepenuhnya digunakan untuk memutar peralatan atau mesin yang umum digunakan di pabrik atau industri. Daya listrik yang dihasilkan oleh torsi poros dinyatakan dengan satuan daya kuda dan dinamakan sebagai daya rem.

Pengendalian kecepatan putaran rotor

Metode konvensional

Pengendalian kecepatan putaran motor dengan metode konvensional ada tiga macam. Metode pertama ialah pengendalian dengan resistansi medan. Jenis pengendalian ini berlaku pada motor arus searah yang kumparan medannnya terhubung secara paralel atau kompon. Peralatan yang diperlukan ialah resistor yang nilainya dapat diatur pada kumparan medan. Nilai fluks magnetik yang dihasilkan akan bervariasi ketika nilai hambatan listrik ditambah atau dikurangi karena nilai arus listrik ikut berubah. Metode berikutnya ialah pegendalian dengan resistansi jangkar. Kecepatan putaran rotor dapat berubah karena resistor ditambahkan pada kumparan jangkar. Sedangkan metode terakhir ialah pengendalian tegangan masukan jangkar. Kecepatan putaran rotor berubah karena tegangan masukan yang menuju ke kumparan jangkar diubah-ubah.

Referensi

Daftar pustaka

• Irawati (2020). Pengantar Teknik Tenaga Listrik. Sleman: Deepublish. ISBN 978-623-02-2122-4.