Motor Listrik AC Satu Fasa4/16/2009HaGe11 komentarBerdasarkan
karakteristik dari arus listrik yang mengalir, motor AC
(Alternating Current, Arus Bolak-balik) terdiri dari 2 jenis,
yaitu:1. Motor listrik AC / arus bolak-balik 1 fasa2. Motor listrik
AC / arus bolak-balik 3 fasa
Pembahasan dalam artikel kali ini di titik beratkan pada motor
listrik AC 1 fasa, yang terdiri dari: Motor Kapasitor Motor Shaded
Pole Motor Universal
Sebelumnya akan lebih baik jika anda membaca artikel mengenai
motor listrik disini
Prinsip kerja Motor AC Satu Fasa
Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga
fasa, dimana pada motor AC tiga fasa untuk belitan statornya
terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor
sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan
putaran. Sedangkan pada motor satu fasa memiliki dua belitan
stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa
bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.
Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu
Motor Satu fasa
Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar
sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu
dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih
banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi
belitan utama.
Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama
berbeda fasa sebesar , hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya
impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini
menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan
arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga
berbeda fasa sebesar dengan medan magnet bantu.
Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan
utama
Gambar 3. Medan magnet pada Stator Motor satu fasa
Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan
fluks magnet tegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama
U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip. Hasilnya
adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45 dengan arah berlawanan
jarum jam. Kejadian ini berlangsung terus sampai satu siklus
sinusoida, sehingga menghasilkan medan magnet yang berputar pada
belitan statornya.
Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu
berbentuk batang-batang kawat yang ujung-ujungnya dihubung
singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka sering disebut
rotor sangkar.
Gambar 4. Rotor sangkar
Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator,
menghasilkan tegangan induksi, interaksi antara medan putar stator
dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada
rotor.
Motor Kapasitor
Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan
rumah tangga seperti motor pompa air, motor mesin cuci, motor
lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhana dengan
daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh
karena itu menjadikan motor kapasitor ini banyak dipakai pada
peralatan rumah tangga.
Gambar 5. Motor kapasitor
Belitan stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal
U1-U2, dan belitan bantu dengan notasi terminal Z1-Z2 Jala-jala L1
terhubung dengan terminal U1, dan kawat netral N terhubung dengan
terminal U2. Kondensator kerja berfungsi agar perbedaan sudut phasa
belitan utama dengan belitan bantu mendekati 90.Pengaturan arah
putaran motor kapasitor dapat dilakukan dengan (lihat gambar6):
Untuk menghasilkan putaran ke kiri (berlawanan jarum jam)
kondensator kerja CB disambungkan ke terminal U1 dan Z2 dan
terminal Z1 dikopel dengan terminal. Putaran ke kanan (searah jarum
jam) kondensator kerja disambung kan ke terminal Z1 dan U1 dan
terminal Z2 dikopel dengan terminal U1.
Gambar 6. Pengawatan motor kapasitor dengan pembalik
putaran.
Motor kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua
buah kondensator dan satu buah saklar sentrifugal. Belitan utama
U1-U2 dihubungkan dengan jala-jala L1 dan Netral N. Belitan bantu
Z1-Z2 disambungkan seri dengan kondensator kerja CB, dan sebuah
kondensator starting CA diseri dengan kontak normally close (NC)
dari saklar sentrifugal, lihat gambar 7.
Awalnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan
dari jala-jala L1 dan Netral. Kemudian dua buah kondensator CB dan
CA, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai berputar,
dan ketika putaran mendekati 70% putaran nominalnya, saklar
sentrifugal akan membuka dan kontak normally close memutuskan
kondensator bantu CA.
Gambar 7. Pengawatan dengan Dua Kapasitor
Fungsi dari dua kondensator yang disambungkan parallel, CA+CB,
adalah untuk meningkatkan nilai torsi awal untuk mengangkat beban.
Setelah putaran motor mencapai 70% putaran, saklar sentrifugal
terputus sehingga hanya kondensator kerja CB saja yang tetap
bekerja. Jika kedua kondensator rusak maka torsi motor akan menurun
drastis, lihat gambar 8.
Gambar 8. Karakteristik Torsi Motor kapasitor
MotorShaded Pole
Motor shaded pole atau motor phasa terbelah termasuk motor satu
phasa daya kecil, dan banyak digunakan untuk peralatan rumah tangga
sebagai motor penggerak kipas angin, blender. Konstruksinya sangat
sederhana, pada kedua ujung stator ada dua kawat yang terpasang dan
dihubung singkatkan fungsinya sebagai pembelah phasa.
Belitan stator dibelitkan sekeliling inti membentuk seperti
belitan transfor mator. Rotornya berbentuk sangkar tupai dan
porosnya ditempatkan pada rumah stator ditopang dua buah
bearing.
Gambar 9. motor shaded pole, Motor fasa terbelah.
Irisan penampang motor shaded pole memperlihatkan dua bagian,
yaitu bagian stator dengan belitan stator dan dua kawat shaded
pole. Bagian rotor sangkar ditempatkan di tengah-tengah stator,
lihat gambar 10.
Gambar 10. Penampang motor shaded pole.
Torsi putar dihasilkan oleh adanya pembelahan phasa oleh kawat
shaded pole. Konstruksi yang sederhana, daya yang kecil, handal,
mudah dioperasikan, bebas perawatan dan cukup di suplai dengan
Tegangan AC 220 V, jenis motor shaded pole banyak digunakan untuk
peralatan rumah tangga kecil.
Motor Universal
Motor Universal termasuk motor satu phasa dengan menggunakan
belitan stator dan belitan rotor. Motor universal dipakai pada
mesin jahit, motor bor tangan. Perawatan rutin dilakukan dengan
mengganti sikat arang yang memendek atau pegas sikat arang yang
lembek. Kontruksinya yang sederhana, handal, mudah dioperasikan,
daya yang kecil, torsinya yang cukup besar motor universal dipakai
untuk peralatan rumah tangga.
Gambar 11. komutator pada motor universal.
Bentuk stator dari motor universal terdiri dari dua kutub
stator. Belitan rotor memiliki dua belas alur belitan dan
dilengkapi komutator dan sikat arang yang menghubungkan secara seri
antara belitan stator dengan belitan rotornya. Motor universal
memiliki kecepatan tinggi sekitar 3000 rpm.
Gambar 12. stator dan rotor motor universal
Aplikasi motor universal untuk mesin jahit, untuk mengatur
kecepatan dihubungkan dengan tahanan geser dalam bentuk pedal yang
ditekan dan dilepaskan.
Motor AC15MARMotorArus Bolak-Balik (MotorAC)Motorarus
bolak-balik (motorAC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah
tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC) menjadi tenaga gerak
atau tenaga mekanik berupa putaran daripada rotor.Motorlistrik arus
bolak-balik dapat dibedakan atas beberapa jenis.
Pembagianmotorlistrik disini didasarkan pada bermacam-macam
tinjauan.A. Hubungan putaranmotordengan frekuensiBila ditinjau dari
hubungan antara putaran dan frekuensi/putaran fluks magnet pada
stator, makamotorAC dapat dibedakan atas :1. MotorSinkron
(motorserempak)Disebutmotorsinkron, karena putaranmotorsama dengan
putaran fluk magnet pada stator, sesuai dengan persamaan :Dimana
:n= jumlah putaran tiap menit (r.p.m)F= frekuensiP= jumlah
kutubPadamotorsinkron,motortidak dapat berputar dengan sendirinya
walaupun pada lilitan statornya telah dihubungkan dengan sumber
tegangan. Agarmotorsinkron dapat berputar, diperlukan penggerak
permulaan. Sebagai penggerak permulaan biasanya dikerjakan oleh
mesin lain.1. MotorAsinkron (motortak
serempak)Disebutmotorasinkron, karena putaranmotortidak sama dengan
putaran fluk magnit stator, atau dengan kata lain bahwa antara
rotor dengan fluks magnit stator terdapat selisih perputaran yang
disebut slip. Jadi padamotorasinkron jumlah putaranmotordapat
ditulis dengan persamaan :B. Cara penerimaan tegangan dan
arusDitinjau dari segi cara rotor menerima tegangan atau arus
listrik,motorAC dikelompokkan menjadi 2 jenis, yaitu :1. MotorAC
yang rotornya menerima tegangan secara langsungMotorjenis ini
biasanya dijumpai padamotoruniversal,motorDC. Padamotorjenis ini,
tegangan listrik diberikan secara langsung dari sumber tegangan
melalui suatu sambungan listrik secara langsung (bukan berdasarkan
prinsip induksi)1. MotorInduksiDisebutmotorinduksi, karena dalam
hal penerimaan tegangan dan arus listrik pada rotor dilakukan
dengan prinsip induksi listrik. Sehingga tidak ada sambungan
langsung antara bagian rotor dengan sumber tegangan listrik.C.
Jumlah phasa tegangan sumberDitinjau dari jumlah phase tegangan
sumber yang digunakan untuk mensuplaimotor, makamotorlistrik AC
dapat dikelompokkan menjadi 2 jenis, yaitu :1. Motor1
phasaDinamakanmotor1 phasa, karena untuk menghasilkan tenaga
mekanik, padamotortersebut dimasukkan tegangan 1 phasa. Di dalam
hal praktek kita sering menjumpaimotor1 phasa dengan lilitan 2
phasa. Dikatakan demikian karena dalammotor1 phasa, lilitan
stator-nya terdiri dari 2 jenis lilitan, yaitu lilitan pokok dan
lilitan bantu. Kedua jenis lilitan tersebut dibuat sedemikian rupa
sehingga walaupun arus yang mengalir padamotoradalah arus/tegangan
1 phasa, tetap akan mengakibatkan arus yang mengalir pada
masing-masing lilitan mempunyai perbedaan lhasa. Atau dengan kata
lain, bahwa arus yang mengalir pada lilitan pokok dan lilitan bantu
tidak sephasa.Motor1 phase yang seperti ini disebutmotorphase
belah.1. Motor3 phasaDisebutmotor3 phasa, karena untuk menghasilkan
tenaga mekanik tegangan yang dimasukkan kemotoradalah tegangan 3
phasa. Ditinjau dari jenis rotor yang digunakan,motorjenis ini
dikelompokkan dalam 3 jenis, yaitu :1. 1. Motordengan rotor lilit2.
Motordengan rotor sangkar tupai3. MotorkolektorSebagai alat
penggerak,motormotorlistrik lebih unggul daripada alat-alat
penggerak jenis lain, karenamotormotorlistrik dapat dikonstruksi
sesuai dengan kebutuhan-kebutuhan dan karakteristik-karakteristik
penggerakan, antara lain : 1. Bisa dibuat dalam berbagai ukuran
tenaga2. Mempunyai batas-batas kecepatan (speed range) yang luas3.
Pelayanan operasi mudah, dan pemeliharaannya sederhana4. Bisa
dikendslikan secara manual, atau secara otomatis dan bahkan kalau
diinginkan bisa dilayani dari jarak jauh (remote control).
Pemakaianmotorlistrik sebagai alat penggerak memungkinkan dilakukan
secara otomatis, sehingga dapat menekan biaya tenaga
kerja.Setiapmotorlistrik, sudah mempunyai klasifikasi tertentu,
sesuai dengan maksud penggunaannya sebagai alat penggerak sesuai
dengan kebutuhannya. Klasifikasi tiapmotordapat diketahui dari data
yang tertera padaname plateyang terpasang
padamotortersebut.PrinsipMotorInduksiA. Fluks Magnit Stator
padamotor3 phasaPadamotor3 phasa, lilitan stator tidak berbeda
dengan lilitan stator pada generator arus bolak-balik 3 phasa.
Karena pada lilitan stator dimasukkan arus listrik bolak-balik,
maka di sekitar stator juga terjadi fluks magnit yang berubah-ubah
pula.Jadi padamotorarus bolak-balik kutub magnitnya berputar. Untuk
jelasnya, prinsip terbentuknya medan magnit yang berputar
padamotor3 phasa dapat dilihat pada gambar 1 dan 2. Gambar 1
menunjukkan keadaan arus 3 phasa yang dimasukkan pada lilitan
stator pada saat tertentu. Gambar 2 menunjukkan arah-arah fluks
magnit pada beberapa keadaan.Gambar 1. Arus yang dimasukkan pada
lilitan statormotor3 phasa.Gambar 2. Fluks magnit statormotor3
phasa berkutub 2.A1 A2= lilitan phase IB1 B2= lilitan phase IIC1
C2= lilitan phase IIIPada kedudukan 1 (lihat gambar 1) :Arah arus
pada sisikumparanA1menjauhi kita.Arah arus pada
sisikumparanA2mendekati kita.Arah arus pada sisikumparanB1mendekati
kita.Arah arus pada sisikumparanB2menjauhi kita.Arah arus pada
sisikumparanC1mendekati kita.Arah arus pada sisikumparanC2menjauhi
kita.Arah arus pada sisikumparanB2, A1, C2menjauhi kita, sehingga
terbentuk medan-medan magnit yang searah dengan arah putaran jarum
jam. Sebaliknya arah arus pada sisikumparanC1, A2, B1mendekati
kita, sehingga terbentuk medan-medan magnit yang berlawanan dengan
arah putaran jarum jam. Oleh karena itu, secara keseluruhan arah
fluks magnitnya, adalah seperti ditunjukkan pada gambar 2a.Pada
kedudukan 2, harga IApositif, IBpositif dan ICnegatif.Pada
kedudukan 3, harga IAnegatif, IBpositif dan ICnegatif.Pada
kedudukan 4, harga IAnegatif, IBpositif dan ICpositif.Perhatikan
arah-arah arus, arah fluks magnitnya pada kedudukan 1,2,3 dan 4.
Dengan memperhatikan gambar 2 di atas, ternyata kutub-kutub magnit
selalu berpindah atau dengan kata lain fluks magnit stator
berputar.B. Fluks Magnit Stator padamotor1 phasaPadamotor3 phasa
dapat dilihat bahwa fluks magnit yang terbentuk di sekitar stator
merupakan medan magnit yang berputar karena listrik yang dimasukkan
pada lilitan stator sudah merupakan arus listrik yang berputar.
Tetapi lain halnya dengan medan magnit yang terbentuk di sekitar
stator padamotor1 phasa. Di mana fluks magnit hanya bergantian arah
saja, sehingga menyulitkan bagimotorpada saat start.Untuk itu
diperlukan bantuan yang pada prinsipnya dilakukan dengan jalan
membentuk medan magnit baru yang tidak sephase dengan medan magnit
lilitan utama (harus terdapat aliran arus listrik baru yang tidak
sephase dengan arus listrik yang mengalir pada lilitan utama), yang
berarti harus terdapat lilitan kedua yang terpisah dari lilitan
utama.Jadi padamotortersebut meskipun meskipun menggunakan listrik
1 phasa, tetapi tidak demikian yang terjadi di dalam lilitan
stator. Di dalam lilitan stator terdapat listrik 2 phasa
masing-masing pada lilitan utama (main winding) dan lilitan bantu
(auxiliary winding). Apabilamotortelah berjalan normal maka lilitan
bantu dapat dilepas (tidak digunakan lagi). Untuk membentuk adanya
dua arus listrik yang berbeda phasa, dapat digunakan penggeser
phasa yaitu induktor atau kapasitor.C. Prinsip KerjaMotorInduksia.
Apabila sumber tegangan 3 phasa dipasang padakumparanstator, akan
timbul medan magnit putar dengan kecepatanb.Medan putar stator
tersebut akan memotong batang konduktor pada rotorc.Akibatnya pada
batang konduktor dari rotor akan timbul GGL induksi.d.Karena batang
konduktor pada rotor merupakan rangkaian tertutup, maka GGL
tersebut akan menyebabkan terjadinya aliran arus listrik
(I)e.Adanya arus (I) pada batang konduktor yang berada di dalam
medan magnit akan menimbulkan gaya (F) pada rotor.f.Bila kopel gaya
mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk
memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar
pada stator.g.Seperti telah dijelaskan, GGL induksi timbul karena
terpotongnya batang konuktor (rotor) oleh medan magnit putar
stator. Artinya agar GGL induksi tersebut timbul, diperlukan adanya
perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan
kecepatan putar rotor (nr).h.Perbedaan kecepatan antara nr dan ns
disebut slip, dinyatakan dengan :i.Bila nr= ns, GGL induksi tidak
akan timbul dan arus tidak mengalir pada batang konduktor (rotor),
dengan demikian tidak dihasilkan kopel.j.Dilihat dari cara
kerjanya,motorinduksi disebut juga sebagaimotortak serempak atau
asinkron.MotorSatu PhasaMotor1 phasa dengan kekuatan kurang dari 1
PK dewasa ini banyak dipergunakan di rumah tangga, kantor, pabrik,
bengkel maupun perusahaan-perusahaan.Motor1 phasa dapat
dikelompokkan menjadi beberapa kelompok berdasarkan konstruksi/cara
kerjanya.A.MotorInduksi (inductionmotor)1. Motorphase belah (split
phasemotor)Motorkapasitor (capasitormotor)a. start capasitorb.
permanent capasitor2.Motorkutub bayangan (shaded
polemotor)B.MotorRepulsi (RepulsionMotor)1. Induksi repulsi
(repulsion induction)2.Start repulsi (repulsion start)C.MotorSeri
(universalmotor/AC, DCmotor, seriesmotor)MotorInduksi Satu
PhasaPadamotorinduksi 3 phasa dapat dilihat bahwa fluks magnit yang
terbentuk di sekitar stator merupakan medan magnit yang berputar.
Akan tetapi, lain halnya dengan medan magnit yang terbentuk
padakumparansatu phasa, dimana fluks magnit hanya bergantian saja,
sehingga meyulitkan bagimotorsewaktu mula-mula dijalankan (start).
Untuk memperbesar daya bagi perputaranmotorsewaktu start, maka
untuk itu diperlukan bantuan, yang pada prinsipnya dilakukan dengan
jalan membentuk medan magnit baru yang berbeda arah dengan medan
magnit utama. Dalam hal ini, berarti harus terdapat aliran arus
listrik baru yang tidak sephase dengan arus listrik yang mengalir
padakumparanutama (main winding) yang berarti harus
adakumparankedua yang terpisah darikumparanutama.Oleh karena itu
sebenarnya padamotorspilt phase menggunakan listrik 1 phasa, tetapi
di dalam lilitan stator terdapat arus listrik 2 phase, yang
mengalir padakumparanutama dankumparankedua.Kumparankedua ini
umumjnya dinamakankumparanbantu (auxiliary winding).Untuk membentuk
adanya dua arus listrik yang berbeda phasa, digunakan sebuah
penggeser phase, sehingga dari tegangan listrik 1 phasa yang
dimasukkan maka di dalammotorterbentuk listrik 2 phasa. Umumnya hal
ini dapat dilakukan dengan memasang seri padkumparanbantu sebuah
rangkaiankumparan(induktor) atau dengan menggunakan kapasitor.1.
RotorJenis rotor yang banyak digunakan padamotorinduksi adalah
rotor sangkar tupai. Pada prinsipnya rotor sangkar tupai disusun
dari batang-batang konduktor yang kedua ujungnya disatukan oleh
cincin yang dibuat dari bahan konduktor pula sehingga bentuknya
menyerupai dengan sangkar tupai. Lihat gambar 3.(a)(b)Gambar 3a.
Prinsip rotor sangkar tupaib. Pelat dari rotorPada gambar di atas
sumbunya tidak digambarkan demikian pula bada rotor digambarkan
terpisah (gambar 3b.) Badan rotor terdiri dari pelat
berlapis-lapis. Dari luar nampaknya rotor sangkar seolah-olah hanya
silinder yang pejal.Untuk pendinginan darimotorpada bagian tepi
dari rotor dilengkapi dengan daun-daun kipas sehingga kalau rotor
berputar aliran udaranya akan membantu proses pendinginanmotor.
Susunan dari batang-batang ada yang sejajar dengan sumbu (poros),
kadang-kadang ada juga yang tidak sejajar dengan sumbu, agak miring
(skew). Selain rotor sangkar tupai, padamotorinduksi ada juga yang
menggunakan rotor lilit (motorslip ring).2.MotorPhase
belahMotorphase belah memilikikumparanutama dankumparanbantu yang
letaknya bergeser 90Olistrik dan disambung paralel.Gambar 4.a.
Letakkumparanutama dankumparanbantu pada statorb. Bagan
hubungankumparanutama dengankumparanbantuc. Diagram vektorTerlihat
pada gambar 4a, bahwa letakkumparanutama dankumparanbantu bergeser
90Olistrik.Selain tersebut diatas, diusahakan pula agar arus pada
keduakumparanbergeser sebesar mungkin (teoritis 90Olistrik) dengan
demikian seolah-olah seperti dua phasa. Dua arus
dalamkumparaninilah yang akan menimbulkan medan magnit berputar dan
menyebabkanmotorakan berputar dengan sendirinya (self
starting).Padamotorphasa belah,kumparanutama mempunyai tahanan
murni rendah dan reaktansi tinggi, sebaliknyakumparanbantu memiliki
tahanan murni tinggi dan reaktansi rendah. Tahahan
murnikumparanbantu dapat diperbesar dengan menambah R yang
disambung seri dengannya atau menggunakankumparandengan kawat yang
diameternya sangat kecil.Untuk memutuskan aliran arus listrik
kekkumparanbantu dilengkapi dengan saklar S yang dihubungkan seri
dengankumparanbantu. Alat ini secara otomatis akan memutuskan arus
padakumparanbantu setelahmotormencapai kecepatan 75 % dari
kecepatan penuh. Padamotorphasa belahyang dilengkapi saklar
pemutus, biasanya yang dipakai adalah saklar sentrifugal. Ada juga
yang menggunakan relay. Lihat gambar 5.Gambar 5a. Relay arusRelay
arus : saat start, arus besar kontak akan terhubung sesudah
berjalan, arus kecil kontak akan terputusGambar 5b. Relay arusRelay
tegangan : saat start, tegangan turun kontak akan terhubung (NC)
sesudah berjalan, tegangan normal kontak akan terbukaUntuk membalik
arah putaranmotordapat dilakukan dengan membalik arah arus
padakumparanbantu atau membalik arah arus padakumparanutama.
Apabila paada keduakumparantersebut dibalik arah arusnya maka arah
putaran tidak akan berubah. Pada umumnya yang dibalik adalah arah
arus padakumparanbantu.Arah vektor medan paduan (yang disebabkan
oleh arus padakumparanutama Iu dan arus padakumparanbantu Ib) pada
titik t1, t2, t3, t4, t5, t6, t7, t8dan t9digambarkan sepeti pada
gambar 6a, 6b dan 6c. Gambar 6a : Grafik sinus dan diagram vektor
Iudan Ib. Gambar 6b : Arah vektor medan paduan yang disebabkan
Iudan Ib(pada setiap saat). Gambar 6c : Besar vektor medan paduan
yang disebabkan Iudan Ib(pada setiap saat).Gambar 6. Diagram vektor
medan paduan yang disebabkan Iu dan Ib.Untuk lebih jelasnya
hubungankumparankumparan, digambar dengan diagram (gambar 7a).
Gambar diagram tersebut diperjelas lagi dengan gambar rangkaian
listrik seperti pada gambar 7b.Gambar 7a. Diagram
hubunganmotorphasa belah berkutub 4
Prinsip motor AC dan DCBYRAFAEL J. S. PURBAMAY 1, 2013POSTED
IN:UNCATEGORIZEDMotor ACLebih dari 90% motor bekerja dengan arus
bolak-balik.Baik motor ac maupun dc mempunyai karakteristik yang
mengatur penggunaannya.Karakteristik motor ac Harga lebih murah.
Pemeliharaannya lebih mudah. Ada berbagai bentuk displai untuk
berbagai lingkungan pengoperasian. Kemampuan untuk bertahan pada
lingkungan pengoperasian yang keras. Secara fisik lebih kecil
dibandingkan dengan motor dc dari HP yang sama. Biaya perbaikan
lebih murah. Kemampuan untuk berputar pada kecepatan di atas ukuran
kecepatan kerja yang tertera di nameplate.Karakteristik motor dc
Torsi tinggi pada kecepatan rendah. Pengaturan kecepatan bagus pada
seluruh rentang (tidak ada low-end cogging). Kemampuan mengatasi
beban-Iebih lebih baik. Lebih mahal dibandingkan motor ac. Secara
fisik lebih besar dibandingkan dengan motor ac untuk HP yang sama.
Pemeliharaan dan perbaikan yang diperlukan lebih rutin.Struktur
dasar dan Prinsip Kerja Motor acKeistimewaan umum dari semua motor
ac adalah medan-magnet putar yang diatur dengan lilitan stator.
Konsep ini dapat diilustrasikan pada motor tiga-fase dengan
mempertimbangkan tiga kumparan yang diletakkan bergeser 120olistrik
satu sama lain. Masing-masing kumparan dihubungkan dengan satu fase
sumber daya tiga-fase (Gambar 7-1). Apabila arus tiga-fase melalui
lilitan tersebut, terjadi pengaruh medan-magnet berputar melalui
bagian dalam inti stator. Kecepatan medan-magnet putar tergantung
pada jumlah kutub stator dan frekuensi sumber daya. Kecepatan itu
disebutkecepatan sinkron.yang ditentukan dengan rumus:Dimana S =
kecepatan sinkron dalam rpmF = Frekwensi sumber daya dalam HzP =
Jumlah lilitan kutub pada tiap lilitan satu fasePembangkitan medan
magnit putarJenis-jenis Motor acMotor arus bolak-balik
diklasifikasikan berdasarkan prinsip pengoperasian sebagai: motor
induksi motor sinkron.Motor induksi Tiga fase rotor-sangkarMotor
induksi acadalah motor yang paling sering digunakan sebab motor ini
relatif sederhana dan dapat dibuat dengan lebih murah dibandingkan
dengan yang lain. Motor induksi dapat dibuat baik untuk jenis
tiga-fase maupun satu-fase, karena pada motor induksitidak ada
tegangan eksternal yang diberikanpada rotornya. Sebagai
penggantinya, arus ac pada statormenginduksikantegangan pada celah
udara dan pada Iilitan rotor untuk menghasilkan arus rotor dan
medan magnet. Medan magnet stator dan rotor kemudian berinteraksi
dan menyebabkan rotor berputarArus Induksi rotorAplikasi induksi
yang umum biasanya menggunakan motor induksi tiga-fase
rotor-sangkar. Karakteristik motor rotor sangkar adalah sebagai
berikut: Rotor terdiri dari penghantar tembaga yang dipasangkan
pada inti yang solid dengan ujung-ujung dihubung singkat mirip
dengan sangkar tupai. Kecepatan konstan. Arus start yang besar yang
diperlukan oleh motor menyebabkan tegangan berfluktuasi. Arah
putaran dapat dibalik dengan menukarkan dua dari tiga line daya
utama pada motor. Faktor daya cenderung buruk untuk beban yang
dikurangi. Apabila tegangan diberikan pada lilitan stator,
dihasilkan medan-magnet putar yang menginduksikan tegangan pada
rotor. Tegangan tersebut pada gilirannya menimbulkan arus yang
besar mengalir pada rotor. Arus tersebut menimbulkan medan magnet.
Medan rotor dan medan stator cenderung saling menarik satu sama
lain. Situasi tersebut membangkitkan torsi, yang memutar rotor
dengan arah yang sama dengan putaran medan magnet yang dihasilkan
oleh stator. Pada saat start, motor akan terus berjalan dengan rugi
fase sebagai motor satu-fase. Arus yang ditarik dari dua lin sisa
hampir dua kali, dan motor akan mengalami panas lebih.Motor rotor
sangkar biasanya dipilih dari jenis-jenis yang lain kesederhanaan,
kekuatan, dan keandalan. Karena keistimewaan yang unik tersebut,
motor sangkar-tupai diterima sebagai standar aplikasi motor ac
untuk semua keperluan kecepatan-konstan.Motor induksi rotor-sangkar
tiga-faseRotor motor induksi tidak berputar pada kecepatan sinkron,
tetapi agakketinggalan.Misalnya motor induksi yang mempunyai
kecepatan sinkron 1800 rpm akan sering mempunyai kecepatan kerja
1750 rpm pada horse power kerja. Ketinggalan tersebut biasanya
dinyatakan sebagai persentase kecepatan sinkron yang
disebutslip.Kecepatan rotor motor induksi tergantung pada kecepatan
sinkron dan beban yang harus digerakkan. Rotor tidak menarik pada
kecepatan sinkron tetapi cenderung untuk slip di belakang. Jika
rotor diputar pada kecepatan yang sama dengan medan putar, tidak
ada gerakan relatif antara rotor dan medan, dan tidak ada tegangan
yang diinduksikan. Karena motorslipsehubungan dengan medan magnet
berputar dari stator, maka tegangan dan arus diinduksikan pada
rotor. jadi, motor normal, katakanlah dengan slip 2,8% dan
kecepatan sinkron 1800 rpm, akan mempunyai slip 50 rpm dan
kecepatan beban penuh 1750 rpm (1800 50 = 1750 rpm). Inilah
kecepatan beban penuh yang akan dijumpai pada plat nama motor.Motor
induksi pada dasarnya adalah transformator di mana stator adalah
primer dan rotor yang dihubung singkat adalah sekunder.Arus tanpa
bebansama dengan arus penguatan pada transformator. Jadi, motor
induksi tersusun atas komponen kemagnetan yang menimbulkan gaya
tolak dan sedikit komponen aktif yang mensuplai kerugian angin dan
gesekan pada rotor, ditambah kerugian besi pada stator.Apabila
motor induksi dalam keadaanberbeban,arus motor membangkitkan fluks
yang berlawanan arah dan karena itu memperlemah fluks stator. Hal
ini mengakibatkan lebih banyak arus yang mengalir pada lilitan
stator, sama seperti kenaikan arus sekunder dari transformator
mengakibatkan kenaikan pada arus primemya. Arus penguatan dan daya
reaksi dalam keadaan terbeban bertahan hampir sama dengan pada saat
keadaan tanpa beban. Tetapi daya aktif (kW) yang diserap oleh motor
meningkat sebanding dengan beban mekanis. Hal ini mengikuti faktor
daya motor yang bertambah besar secara dramatis pada saat beban
mekanis bertambah. Pada keadaan beban penuh, faktor daya tersebut
berkisar antara 0,7 untuk mesin kecil dan sampai dengan 0,9 untuk
mesin besar. Efisiensi pada beban penuh adalah tinggi, dapat
mencapai 90% untuk mesin yang sangat besar.Arus rotor-ditahansampai
arus starting dari motor induksi adalah 5 sampai dengan 6 kali arus
beban penuh. Segera setelah rotor dilepas, rotor mempercepat
putaran dengan sangat cepat searah putaran medan. Pada saat rotor
mengambil kecepatan, kecepatan relatif medan terhadap rotor makin
berkurang. Hal ini menyebabkan kedua nilai dan frekuensi tegangan
yang diinduksikan turun karena batang-batang rotor memotong lebih
lambat. Arus rotor pertama kali turun dengan cepat pada saat motor
mengambil kecepatan. Oleh karena itu, motor harus tidak pemah di
biarkan tertahan untuk waktu sebentar saja.Oleh karena motor
induksi tiga-fase membuat medan putar yang dapat menstart
motor,motor satu-fase memerlukan alat pembantu starting.Pada saat
motor induksi satu-fase berputar, motor membangkitkan medan magnet
putar. Motor induksi satu-fase lebih besar ukurannya untuk HP yang
sama dibandingkan dengan motor tiga-fase, motor satu-fase mengalami
pembatasan pemakaian di mana daya tiga-fase tidak ada. Apabila
berputar, torsi yang dihasilkan oleh motor satu-fase adalah
berpulsa dan tidak teratur, yang mengakibatkan faktor daya dan
efisiensi yang lebih rendah dibandingkan dengan motor banyak
fase.Arah putaran medan stator dari motor induksi tiga-fase
tergantung pada urutan-fase. Medan rotor ditarik oleh medan stator
dan karena itu berputar searah dengan medan stator. Penukaran
setiap dua kali dari ujung-ujung beda-fase yang mensuplai arus pada
stator akan membalik urutan fase dan menyebabkan rotor berbalik
arahnya.Perlu diingat bagaimana kecepatan motor induksi
ditimbulkan, yaitu dengan jumlah kutub dan frekuensi suplai
daya(bukan suplai tegangan).Kecepatan standar motor induksi
sangkar-tupai pada dasamya konstan. Meskipun demikian, motor
sangkar-suplai dengan multispeed khusus, diproduksi dengan lilitan
stator pada jumlah kutub yang dapat diubah dengan mengubah hubungan
eksternal. Motor kecepatan banyak (multispeed) ada pada dua atau
lebih kecepatan yang terhitung, yang ditentukan dengan hubungan
yang dibuat pada motor. Motor dua-kecepatan biasanya mempunyai satu
lilitan yang dapat dihubungkan sehingga mempunyai dua kecepatan,
salah satunya separuh dari yang lain.Hubungan lilitan motor-sangkar
tupai (multi-speed)Motor induksi Tiga fase rotor-lilitMotor induksi
rotor-lilitadalah motor induksi dengan rotordi lilitan-kawatyang
digunakan untuk aplikasi kecepatan yang variabel .Stator terdiri
dari tiga lilitan satu-fase yang diletakan berjarak 120olistrik
satu sama lain, dan dihubungkan ke sumber daya tiga-fase. Rotor
tiga-fase mempunyai ujung-ujung luar ke slip ring.Kecepatan rotor
lilit dapat diubah dengan menempatkan tahanan pada rangkaian rotor
melalui slip ring. Semakin besar tahanan ditempatkan pada rangkaian
rotor, semakin lambat motor berputar, apabila semua tahanan
dihilangkan dari rangkaian rotor, motor akan berputar pada
kecepatan penuh. Dengan menempatkan tahanan pada rangkaian rotor,
mengurangi arus start dan menyediakan torsi start yang tinggi.
Faktor daya motor jenis ini adalah rendah pada keadaan tanpa beban,
dan penuh pada keadaan beban. Untuk membalik putaran motor jenis
ini, tukarlah dua ujung-ujung sumber tegangan.beberapa keuntungan
dan kelemahan motor induksi rotor-lilit meliputi:keuntungan: Torsi
start tinggi dengan arus start rendah. Percepatan dengan beban
berat lembut. Tidak ada pemanasan abnormal selama periode starting.
Pengaturan kecepatan yang bagus selama bekerja dengan beban
konstan.Kelemahan: Harga awal dan pemeliharaan lebih tinggi
dibandingkan dengan motor sangkar tupai. Regulasi kecepatan jelek,
apabila bekerja dengan tahanan pada rangkaian rotor.Motor Induksi
tiga-fase rotor-lilitMotor SinkronMotor sinkron,seperti namanya,
menunjukkan motor yang berputar pada kecepatan konstan mulai tanpa
beban sampai beban-penuh. Kecepatannya adalah Sama dengan kecepatan
medan-magnet putar. Motor sinkron menggunakan stator satu-fase atau
tiga-fase untuk membangkitkan medan magnet-putar dan rotor
elektromagnetis yang disuplai dengan arus searah. Rotor bertindak
seperti magnet dan ditarik oleh medan stator yang berputar.
Penarikan akan menghasilkan torsi pada rotor dan menyebabkan rotor
berputar dengan medan. Motor sinkron tidak dapat berputar (start
sendiri) dan harus dibawa pada kecepatan yang mendekati kecepatan
sinkron sebelum motor dapat terus berputar sendiri.Pada motor
sinkron tiga-fase ,rotor biasanya mempunyai dua lilitan: lilitan
ac, yang kemungkinan jenis sangkar tupai atau jenis rotor lilit.
dan lilitan dc.Lilitan rotor ac membawa rotor sampai mendekati
kecepatan sinkron, di mana lilitan rotor dc diberi energi dan motor
mengunci satu langkah dengan medan yang berputar. Lilitan stator
sama dengan lilitan fase banyak, sangkar tupai dan motor rotor
lilit.Motor sinkron tiga-faseMotor sinkrontidak dapatdi-start
dengan medan dc yang diberi tenaga. Pada keadaan ini, torsi
bolak-balik dihasilkan pada rotor. Pada saat medan stator menyapu
pada rotor, cenderung menyebabkan rotor, mencoba berputar pertama
kali pada arah yang berlawanan dengan arah putaran medan berputar,
dan kemudian dengan arah yang sama. Aksi ini terjadi sedemikian
cepat sehingga rotor tetap diam.Untuk menjalankan (start) motor
sinkron, rotor dihilangkan tenaganya. Motor dijalankan dengan cara
yang sama seperti motor sangkar tupai atau rotor lilit tergantung
pada konstruksi rotor. Apabila rotor mencapai hampir 95% kecepatan
sinkron, arus searah diberikan pada lilitan penguat. Arus searah
menghasilkan kutub utara selatan yang pasti pada rotor, yang
mengunci pada magnet putar dari stator dan memutar rotor pada
kecepatan sinkron.Motor sinkron tiga-fase dapat digunakan untuk
perbaikan faktor daya. Motor yang dioperasikan dengan cara itu
disebutkapasitor sinkron.Motor sangkar tupai dan motor rotor lilit
adalah Jenis motor induksi yang menyebabkan faktor daya
ketinggalan. Faktor daya yang ketinggalan itu dapat dikoreksi
dengan pemberian penguat lebih dari rotor motor sinkron.Hal ini
akan membuat faktor daya yang mendahului membatalkan faktor daya
ketinggalan dari motor induksi. Medan dc yang diberi penguatan
kurang akan menghasilkan faktor daya ketinggalan (jarang
digunakan). Apabila medan yang umumnya diberi penguatan, motor
sinkron akan berputar pada faktor daya satu. Motor sinkron biasanya
digunakan untuk menggerakkan beban yang menghendaki putaran konstan
dan Jarang starting dan stopping. Jenis beban yang umum adalah
generator dc, blower, dan kompresor.Pemilihan, Pemasangan, dan
pemeliharaan MotorUkuran daya-mekanis kerja motor dinyatakan dalam
horse power (hp) atau watt (W), 1 hp = 746 Watt. Dua faktor penting
yang menentukan output daya-mekanis adalah torsi dan
kecepatan.Torsiadalah besamya puntiran atau daya pemutar, sering
dinyatakan dalam N.m ataupound-feet(lb/ft).Kecepatan
motorumumnyadinyatakan dalamputaran per menit (rpm).Jadi, untuk
setiap motor, horsepower tergantung pada kecepatan. Makin lambat
motor bekerja, makin besar torsi motor yang harus dihasilkan agar
memberikan jumlah daya yang sama. Untuk mempertahankan torsi yang
lebih besar, motor yang lambat memerlukan komponen yang lebih kuat
dibandingkan dengan komponen dari motor kecepatan lebih tinggi
untuk ukuran kerja daya yang sama. Motor yang lebih lambat biasanya
lebih besar, lebih berat, dan lebih mahal dibandingkan dengan motor
yang lebih cepat dengan ukuran kerja daya ekivalen. Besarnya torsi
yang dihasilkan oleh motor biasanya kecepatannya berubah dan
bergantung pada jenis dan desain motor.Grafik torsi-kecepatan
motorBeberapa faktor penting yang ditunjukkan oleh grafik mencakup:
Torsi start,adalah torsi yang diliasilkan pada kecepatan nol Torsi
percepatan,adalah torsi minimum yang diliasilkah selama percepatan
dari keadaan diam sampai kecepatan kerja. Torsi patah,Ini adalah
torsi maksimum yang dapat dihasilkan motor sebelum
mogok(stalling).Efisiensi motorKarena adanya kerugian-kerugian,
output mekanis yang berguna dari motor lebih kecil dibandingkan
dengan input listrik.Panas adalah faktor penentuan akhir dalam
menetapkan ukuran hp-kerja motor. Daya input pada motor ditransfer
pada poros sebagai output daya atau kerugian sebagai panas melalui
body motor. Efisiensi motor listrik berkisar antara 75 % sampai 98
persen.Motor efisien-energibiaya operasinya lebih rendah dan
mempunyai kerugian panas yang rendah sehingga memerlukan daya
listrik yang lebih rendah untuk memberikan output daya-mekanis yang
sama. Peningkatan efisiensi pada dasarnya dapat dlcapai dengan
penggunaan bahan material yang lebih banyak dan lebih baik serta
penerapan perubahan desain pada motor. Kerugian yang jelas
berkaitan dengan operasi motor meliputi: Rugi inti.Rugi inti
menyajikan energi yang diperlukan untuk memagnetisasikan bahan inti
(histerisis) dan kerugian-kerugian karena timbulnya listrik yang
kecil yang mengalir pada inti (arus eddy). Rugi stator.Rugi
pemanasan I2R pada lilitan stator karena arus I mengalir melalui
penghantar kumparan dengan tahanon R. Kerugian rotor.Kerugian I2R
pada lilitan rotor (pada motor induksi sangkar-tupai, lilitan
sesungguhnya batang-batang penghantar yang bergerak secara aksial
sepanjang rotor dan dihubungkan pada ujung-ujungnya). Kerugian
beban liar.Adalah akibat fluks bocor yang diinduksikan oleh arus
beban, bervariasi sebagai kuadrat arus beban. Kerugian angin dan
gesekan.Kerugian ini menyajikan gesekan angin dan bantalan terhadap
putaran rotor.Killowatt yang dikehendaki hampir sama, tidak peduli
ukuran motor yang peduli digunakan. Meskipun demikian, kilo VAR
yang dikehendaki meningkat dengan cepat karena motor lebih besar
dibandingkan dengan yang perlu digunakan. Akibatnya,
killovolts-ampere yang diperlukan yang menentukan ukuran alat
saklar dan kabel listrik yang digunakan, juga akan bertambah. Batas
ukuran lebih yang dapat diterima untuk mengoperasikan motor adalah
antara 75% sampai 100% beban. Ini biasanya dicapai dengan
mengetahui bahwa motor induksi tersedia dengan banyak ukuran. Ingat
bahwa apabila motor mempunyai faktorpelayanan (service factor = SF)
lebih besar dari 1,0 , maka motor itu dirancang untuk bekerja
secara memuaskan pada faktor-pelayanan beban (misalnya, faktor
pelayanan 1,15 dapat beroperasi pada 115 persen beban
terus-menerus), meskipun pada efisiensi yang agak rendah. Keadaan
beban-lebih dalam jangka waktu yang pendek sering dapat diakomodasi
dengan kemampuan faktor-pelayanan daripada penggunaan motor dengan
hp yang lebih besar.Tutup motordirancang untuk memberikan
perlindungan yang cukup, tergantung pada lingkungan di mana motor
harus bekerja. Tutup yang paling umum adalah: ODP (Open
Drip-Proof).Tutup ODP digunakan untuk lingkungan yang bersih akan
memberikan toleransi terhadap tetesan cairan tidak lebih besar dari
15 dari vertikal. Udara sekitar ditarik melalui motor untuk
pendinginan. TEFC (Totally Enclosed Fan Cooled).Tutup TEFC
digunakan untuk lingkungan berdebu dan korosif, udara didinginkan
oleh kipas angin eksternal terpadu. Tahan ledakan.motor TEFC ini
digunakan pada lingkungan yang mudah terbakar. Tahan terhadap
ledakan gas internal tanpa menyalakan gas eksternal (tidak
membolehkan percikan internal atau api untuk lolos).Motor induksi
telah distandardisasi menurut karakteristik torsinya seperti disain
A, B, C, D atau F dariNEMA (National Electrical Manufactures
association). Desainyang Anda pilih harus mempunyai torsi cukup
untuk mengasut beban dan mempercepat sampai kecepatan penuh. Tabel
7-1 memberikan daftar karakteristik torsi untuk berbagai desain
NEMA.Motor induksi sangkar-tupaiadalah motor yang paling sederhana
dan paling terpercaya karena kekerasan lilitan rotor sangkar dan
tidak adanya sikat. Arus awal (starting) yang besar diperlukan oleh
motor ini dapat menyebabkan fluktuasi tegangan. Kegunaan-umum,
motor induksi sangkar tupai(desain B NEMA)adalah motor induksi.
Motor desain B NEMA dlgunakan untuk menggerakkan kipas, pompa
sentrifugal, dan sebagainya.Motor torsi start-tinggi (desain C
NEMA)digunakan apabila kondisi start sukar. Elevator dan kerekan
yang harus start dalam keadaan berbeban adalah dua aplikasi yang
umum. Pada umumnya, motor-motor tersebut
mempunyaisangkar-dobel.Motor slip-tinggi (desain D NEMA)dirancang
untuk mempunyai torsi start yang tinggi dan arus start yang rendah.
Motor-motor tersebut mempunyai tahanan rotor tinggi dan bekerja
antara 85% dan 95% dan kecepatan sinkron Motor-motor tersebut
menggerakkan beban kelembaman tinggi (misalnya pengering
sentrifugal), yang mengambil waktu yang relatif lama untuk mencapai
kecepatan penuh. Rotor sangkar tahanan-tinggi dibuat dari kuningan
dan motor-motor tersebut biasanya dirancang untuk operasi yang
sifatnya sebentar-sebentar untuk mencegah pemanasan lebih.
Prinsip Kerja Motor AC dan DC14.31/HENDRI WIJAYA/3 COMMENTS/
SHARE THIS: FACEBOOK TWITTER GOOGLE+ STUMBLE DIGGkonnichiwa minna
san... \\m// kali ini gue meng-share tugas fisika gue yang d
kumpulin pada tanggal 4-3-2013.. tugasnya sih tentang prinsip kerja
motor AC dan DC gitu.. cekidot..
PRINSIP KERJA MOTOR AC
Motor arus bolak-balik (motor AC) ialah suatu mesin yang
berfungsi mengubah tenaga listrik arus bolak-balik (listrik AC)
menjadi tenaga gerak atau tenaga mekanik berupa putaran daripada
rotor. Motor listrik arus bolak-balik dapat dibedakan atas beberapa
jenisSeperpadamotor DCpada motor AC,arus dilewatkan melalui
kumparan, menghasilkan torsi pada kumparan. Sejak saat itu bolak,
motor akan berjalan lancar hanya pada frekuensi gelombang sinus.
Hal ini disebut motor sinkron. Lebih umum adalah motor induksi, di
mana arus listrik induksi dalam kumparan berputar daripada yang
diberikan kepada mereka secara langsung.Salah satu kelemahan dari
jenis motor AC adalah arus tinggi yang harus mengalir melalui
kontak berputar. Memicu dan pemanasan pada kontak-kontak dapat
menghabiskan energi dan memperpendek masa pakai motor. Dalam motor
AC umum medan magnet yang dihasilkan oleh elektromagnet didukung
oleh tegangan AC sama dengan kumparan motor. Kumparan yang
menghasilkan medan magnet yang kadang-kadang disebut sebagai
"stator", sedangkan kumparan dan inti padat yang berputar disebut
"dinamo". Dalam motor AC medan magnet sinusoidal bervariasi,
seperti arus dalam kumparan bervariasi.
PRINSIP KERJA MOTOR DC
Motor arus searah merupakan salah satu mesin listrik yang
mengubah energi listrik searah menjadi energi gerak. Motor arus
searah banyak sekali dipakai, motor-motor kecil untuk aplikasi
elektronik menggunakan motor arus searah seperti: pemutar kaset,
pemutar piringan magnetik di harddisk komputer, kipas pendingin
komputer, dan tentu saja mainan legendaris tamiya menggunakan motor
arus searah. Tentu saja untuk keperluan-keperluan yang berdaya
besar, motor arus searah masih dipakai pada aplikasi tertentu.Gerak
atau putaran yang dihasilkan oleh motor arus searah diperoleh dari
interaksi dua buah medan yang dihasilkan oleh bagian jangkar
(armature) dan bagian medan (field) dari motor arus searah. Pada
gambar ilustrasi diatas, bagian medan berbentuk suatu kumparan yang
terhubung ke sumber arus searah. Sedangkan bagian jangkar
ditunjukkan sebagai magnet permanen (U-S), bagian jangkar ini tidak
harus berbentuk magnet permanen, bisa juga berbentuk belitan yang
akan menjadi elektro-magnet apabila mendapatkan sumber arus searah.
Sehingga apabila motor arus searah kita berjenis jangkar belitan,
maka kita harus menyediakan dua sumber arus searah, satu untuk
bagian jangkarnya, satu lagi untuk bagian medannya. Bagian lain
yang tidak kalah penting pada motor arus searah adalah adanya
komutator(comutator). Komutator merupakan suatu konverter mekanik
yang membuat arus dari sumber mengalir pada arah yang tetap
walaupun belitan medan berputar. Komutator berpasangan dengan
cincin belah (slip-rings) untuk menjalankan tugas yang saya sebut
baru saja. Pada gambar ilustrasi diatas, gambar lingkaran yang
dibagi menjadi dua buah dan terhubung ke bagian belitan medan
merupakan cincin belah yang saya maksud. Bagian yang digambarkan
berbentuk kotak menempel pada cincin belah tersebut yang dinamakan
komutator. Tentu saja pada aplikasi yang sebenarnya, jumlah cincin
belah tidak hanya dua dan terhubung ke sejumlah banyak belitan
medan.Sekarang bagaimana putaran dapat dihasilkan??Untuk menjawab
ini, tentu saja kita harus ingataturan tangan kananbahwa gaya,
medan magnet, dan arus membentuk suatu sumbu tiga dimensi seperti
ditunjukkan di gambar sebelumnya. Semua setuju bahwa medan magnet
berarah dari kutub Utara (N) ke kutub Selatan (S), sehingga di
gambar yang atas seharusnya ada medan magnet yang berarah dari N ke
S. Interaksi adanya arus dan medan magnet dengan menggunakan aturan
tangan kanan mengakibatkan munculnya gaya. Pada gambar yang atas,
dapat dicoba sendiri, di konduktor yang dekat dengan kutub S akan
muncul gaya ke arah atas, sebaliknya pada konduktor yang dekat
dengan kutub N akan muncuk gaya ke arah bawah. Akibatnya bagian
medan akan berputar karena adanya dua gaya yang berlawanan arahnya.
Setelah satu putaran maka konduktor yang tadinya dekat dengan kutub
S akan berpindah dekat ke kutub N, dan juga sebaliknya. Akibat
adanya pasangan cincin belah-komutator, arus akan mengalir dengan
arah yang tetap, walaupun konduktornya berganti, sehingga gaya pada
titik tersebut akan selalu tetap arahnya. Begitu seterusnya
sehingga motor arus searah akan berputar pada arah yang tetap.
Secara sederhana, apabila sumber arus searahnya kita balik arahnya
maka putaran yang dihasilkan akan berlawanan arah.