Pengaturan Kecepatan Dan Karakteristik Motor DC Shunt

PENGATURAN KECEPATAN DAN KARAKTERISTIK MOTOR DC SHUNT

4.1. Tujuan

Setelah melaksanakan praktikum ini diharapkan dapat:

a. Menghubungkan diagram rangkaian motor DC shunt untuk tujuan pengaturan kecepatan

b. Mengoperasikan motor DC shunt untuk tujuan pengaturan kecepatan

c. Menggambarkan karakteristik beban dari nilai yang didapat dari pengukuran dan perhitungan

d. Menjelaskan dari karakteristik beban bahwa motor lebih efisien pada kecepatan nominalnya

4.2. Peralatan Yang Diganakan

• 6 HU DC stabilizer 240/15
• 1 saklar ON/OFF tiga kutub
• 1 magnetic powder brake
• 1 unit control
• 2 coupling
• 2 coupling guard
• 2 shaft and guard
• 1 tacho generator
• 1 mesin serbaguna
• 2 voltmeter
• 1 amperemeter
• Kabel secukupnya

4.3. Dasar Teori

Pada tegangan jangkar besar motor DC shunt mengkonsumsi arus besar dan menghasilkan torsi yang besar pula. Oleh sebab kenaikan kecepatan putar, ggl-lawan yang di induksikan besar, sehingga arus jangkarnya menjadi kecil.

Dari persamaan motor DC:

V= E + Ia Ra

V= Kφ n + Ia Ra

Atau

n = V-Ia.Ra/Kɸ

Maka ada 3 cara pengaturan kecepatan motor DC, yaitu dengan:

a.   Mengatur atau mengubah fluks medan (ɸ)

b.   Mengatur atau mengubah tahanan rangkaian jangkar (Ra)

c.   Mengatur atau mengubah tegangan terminal (V)

Tahanan dalam mesin tidak dapat diubah, karena itu tahanan total rangkaian jangkar dapat divariasi dengan rheostat (starter) yang diseri dengan jangkar. Rheostat ini harus mampu dilalui arus jangkar yang besar. Oleh sebab itu diameter kawat yang digunakan pada starter untuk pengaturan kecepatan putar ini harus cukup besar.

Apabila arus exciter diturunkan, ggl-lawan pada jangkar juga turun dan jangkarnya mengkonsumsi arus yang besar sehingga dihasilkan torsi yang besar.

Nilai tahanan diberikan dalam ohm, atau dalam persen sebagai referensi. Dalam percobaan ini, fungsi starter dan regulator medan sebagai pengatur kecepatan.

Harus diperhatikan bahwa rangkaian medan shunt motor yang sedang berjalan tanpa beban, sama sekali tidak boleh dibuka. Hilangnya fluks medan menyebabkan kecepatan motor naik hingga ke suatu harga tinggi yang membahayakan.

Apabila motor shunt dibebani, kecepatan putarnya turun sedikit. Arus rotor dan daya yang dikirimkan, naik sesuai dengan kenaikan beban.

Untuk menentukan karakteristik motor DC, perlu diingat dua rumus pokok, yaitu:

a.   Persamaan kecepatan

n = V-Ia.Ra/Kɸ

b.   Persamaan torsi:

M= Kɸ.Ia

Karakteristik motor DC yang terpenting adalah:

a.   Karakteristik putaran, yaitu putaran sebagai fungsi arus jangkar; n=ƒ(Ia), V konstan,

b.   Karaktristik torsi, yaitu torsi sebagai fungsi arus jangkar; M= ƒ(Ia), V konstan,

c.    Karakteristik mekanis, yaitu putaran sebagai fungsi torsi; n= ƒ(M), V konstan.

4.4. Gambar Rangkaian

 

Gambar 4.4.1 : Diagram rangkaian motor DC shunt untuk pengaturan kecepatan kecepatan dan karakteristiknya.

4.5. Langkah Percobaan

       1. merangkai rangkaian sesuai dengan diagram rangkaian pada gambar 4.4.1

       2. menghubungkan rangkaian ke sumber tegangan setelah rangkaian diperiksa oleh pengajar

       3. mengatur/setting control unit sebagai berikut:

Control unit	1.0
Speed range switch “min-1”	3000
Torque range switch “Nm”	10
Operation mode switch	MAN 1

4. memasukkan saklar tegangan DC tetap, mengatur arus penguat sampai lampu tanda

     berwarna kuning, kemudian menaikkan tegangan DC sampai 220 V

5. menjalankan motor dengan memindahkan saklar keposisi ON

6. mengatur kecepatan putaran motor dengan cara mengatur besarnya torsi

7. memasukkan hasil pengukuran kecepatan, arus jangkar dan arus penguat dengan nilai

    torsi yang bervariasi pada table 4.6.1

4.6. Tabel Percobaan

Table 4.6.1 Hasil pengukuran keccepatan, arus jangkar dan arus penguat

Pengaturan kecepatan motor DC shunt
Pengukuran	M (Nm)	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
	n (rpm)	2300	2210	2160	2100	2010	1930	1880	1840
	IA (A)	0.7	1.2	1.7	2.2	2.8	3.6	4.3	5.0
	IE (A)	0.45	0.45	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44	0.44

4.7. Perhitungan
 Menghitung nilai-nilai yang dibutuhkan untuk melengkapi table 4.7.1. adalah sebagai berikut:

•  Arus total

I_total = I_A+I_E = 4.3 A+0.44 A = 4.47 A

• Daya masuk (P1)

P1 = U.I_total= 220 x 4.47 = 1042.8 W

• Daya keluar (P2)

P2 = M.n/9.55 = 3.5x1880/9.55 = 689 W

• Efisiensi (ɳ)

ɳ = P2/P1 = 689/1042.8 = 0.66

Table 4.7.1 Hasil perhitungan besarnya arus total (I_total), Daya masuk (P1), Daya keluar (P2), dan Efisiensi (ɳ)

Pengaturan kecepatan motor DC shunt
Perhitungan	M (Nm)	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	3.0	3.5	4.0
	Itotal (A)	1.15	1.65	2.14	2.64	3.24	4.04	4.47	5.44
	P1 (W)	253	363	470.8	580.8	712.8	888.8	1042.8	1196.8
	P2 (W)	120	231	339	439	526	606	689	770
	ɳ	0.47	0.63	0.72	0.75	0.73	0.68	0.66	0.64

4.8 Karakteristik Beban

            Gunakan nilai-nilai pengukuran dan perhitungan menggambarkan karakterstik beban untuk semua fungsi : n, IA,  P1, P2, ɳ = f (M)

4.9 Buatlah Analisa Hasil Percobaan