Motor dc mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik dc. Salah satu fitur terpenting dari motor dc adalah kecepatannya dapat dengan mudah dikontrol sesuai kebutuhan dengan menggunakan metode sederhana. Jenis kontrol seperti itu tidak mungkin dilakukan pada motor AC.
Konsep pengaturan kecepatan berbeda dengan pengaturan kecepatan. Dalam pengaturan kecepatan, kecepatan motor berubah secara alami sedangkan pada motor dc kecepatan motor berubah secara manual oleh operator atau oleh beberapa perangkat kontrol otomatis. Kecepatan Motor DC diberikan oleh hubungan yang ditunjukkan di bawah ini:
Di sini persamaan (1) menunjukkan kecepatan bergantung pada tegangan suplai V, resistansi rangkaian jangkar Ra dan fluks medan ϕ, yang dihasilkan oleh arus medan.
Untuk mengendalikan kecepatan Motor DC, variasi tegangan, resistansi jangkar dan fluks medan dipertimbangkan. Ada tiga metode umum kontrol kecepatan Motor DC.
Mereka adalah sebagai berikut.
- Variasi tahanan pada rangkaian jangkar. Metode ini disebut Armature Resistance atau Rheostatic control.
- Variasi fluks medan. Metode ini dikenal sebagai Field Flux Control.
- Variasi tegangan yang diterapkan. Metode ini juga dikenal sebagai Armature Voltage Control.
Pembahasan rinci tentang berbagai metode pengendalian kecepatan diberikan di bawah ini.
Kontrol Resistansi Armature (Angker) Motor DC
Motor Shunt
Diagram koneksi motor shunt dari metode kontrol resistansi jangkar ditunjukkan di bawah ini. Dalam metode ini, resistor variabel Re dimasukkan ke dalam rangkaian jangkar. Variasi resistansi variabel tidak mempengaruhi fluks karena medan terhubung langsung ke suplai utama.
Karakteristik arus kecepatan motor shunt ditunjukkan di bawah ini.
Motor Seri
Sekarang, mari kita perhatikan diagram koneksi kontrol kecepatan motor Seri DC dengan metode kontrol resistansi jangkar.
Dengan memvariasikan resistansi rangkaian jangkar, arus dan fluks keduanya terpengaruh. Penurunan tegangan pada resistansi variabel mengurangi tegangan yang diberikan ke angker, dan sebagai hasilnya, kecepatan motor berkurang.
Karakteristik kecepatan-arus motor seri ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Ketika nilai resistansi variabel Re dinaikkan, motor berjalan pada kecepatan yang lebih rendah. Karena resistansi variabel membawa arus jangkar penuh, maka harus dirancang untuk mengalirkan arus jangkar penuh secara terus menerus.
Kekurangan Metode Kontrol Resistansi Armature
Sejumlah besar daya terbuang dalam resistansi eksternal Re.
Kontrol tahanan jangkar dibatasi untuk menjaga kecepatan di bawah kecepatan normal motor dan peningkatan kecepatan di atas tingkat normal tidak dimungkinkan dengan metode ini.
Untuk nilai resistansi variabel yang diberikan, pengurangan kecepatan tidak konstan tetapi bervariasi dengan beban motor.
Metode kontrol kecepatan ini hanya digunakan untuk motor kecil.
Metode Kontrol Fluks Medan Motor DC
Fluks dihasilkan oleh arus medan. Dengan demikian, kontrol kecepatan dengan metode ini dicapai dengan mengontrol arus medan.
Motor Shunt
Pada Motor Shunt, resistor variabel RC dihubungkan secara seri dengan gulungan medan shunt seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah. Resistor RC ini dikenal sebagai Shunt Field Regulator.
Arus medan shunt diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:
Sambungan RC di medan mengurangi arus medan, dan karenanya fluks juga berkurang. Pengurangan fluks ini meningkatkan kecepatan, dan dengan demikian, motor berjalan pada kecepatan yang lebih tinggi dari kecepatan normal.
Oleh karena itu, metode ini digunakan untuk memberikan kecepatan motor di atas normal atau untuk mengoreksi penurunan kecepatan karena beban.
Kurva kecepatan-torsi untuk motor shunt ditunjukkan di bawah ini:
Motor Seri
Pada motor seri, variasi arus medan dilakukan dengan metode siapa saja, yaitu dengan diverter atau dengan kontrol medan yang disadap.
Dengan Menggunakan Pengalih
Sebuah resistor variabel Rd dihubungkan secara paralel dengan gulungan medan seri seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:
Resistor paralel disebut Diverter. Sebagian dari arus utama dialihkan melalui resistansi variabel Rd. Dengan demikian, fungsi diverter adalah untuk mengurangi arus yang mengalir melalui belitan medan. Pengurangan arus medan mengurangi jumlah fluks dan akibatnya kecepatan motor meningkat.
Kontrol Medan yang Disadap
Metode kedua yang digunakan pada motor seri untuk variasi arus medan adalah dengan kontrol medan sadap. Diagram koneksi ditunjukkan di bawah ini:
Di sini lilitan ampere divariasikan dengan memvariasikan jumlah lilitan medan. Jenis pengaturan ini digunakan dalam sistem traksi listrik. Kecepatan motor dikendalikan oleh variasi fluks medan.
Karakteristik kecepatan-torsi motor seri ditunjukkan di bawah ini.
Keuntungan Kontrol Fluks Lapangan
Berikut ini adalah keuntungan dari metode kontrol fluks medan.
- Cara ini mudah dan nyaman.
- Karena medan shunt sangat kecil, rugi daya di medan shunt juga kecil.
Fluks biasanya tidak dapat ditingkatkan melebihi nilai normalnya karena saturasi besi. Oleh karena itu, kontrol kecepatan oleh fluks terbatas pada melemahnya medan, yang memberikan peningkatan kecepatan.
Metode ini hanya dapat diterapkan pada rentang terbatas karena jika medan terlalu lemah, ada kehilangan stabilitas.
Kontrol Tegangan Armature Motor DC
Dalam metode kontrol tegangan jangkar, kontrol kecepatan dicapai dengan memvariasikan tegangan yang diberikan pada belitan jangkar motor. Metode kontrol kecepatan ini juga dikenal sebagai Metode Ward Leonard, yang dibahas secara rinci di bawah topik Metode Ward Leonard atau Kontrol Tegangan Armature. Tautan disediakan di bawah ini.
