Posted on Maret 15, 2010 by Hasrul Bakri
Telah dikatakan bahwa jika orang Romawi Kuno, dengan
peradaban maju dan pengetahuan tentang ilmu pengetahuan, telah mampu
mengembangkan sebuah motor uap, perjalanan sejarah akan jauh berbeda.
Perkembangan motor listrik di zaman modern telah menunjukkan kebenaran
dalam teori ini. Perkembangan motor listrik telah memberi kita yang
paling efisien dan efektif untuk melakukan kerja berarti dikenal
manusia. Karena motor listrik telah kita dapat sungguh-sungguh sangat
mengurangi kerja keras kelangsungan hidup manusia dan telah mampu
membangun peradaban yang sekarang sampai ke bintang-bintang. Motor
listrik perangkat sederhana pada prinsipnya. Aplikasi ini dapat
mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. Selama
bertahun-tahun, motor listrik telah berubah secara substansial dalam
desain, namun prinsip-prinsip dasar tetap sama. Dalam bagian ini,
Panduan Aksi kita akan membahas prinsip-prinsip dasar ini motor. Kita
akan membahas fenomena magnetisme, AC arus dan dasar operasi motor.
Sekarang, sebelum kita membahas operasi motor dasar
review singkat magnet mungkin bermanfaat bagi banyak dari kita. Kita
semua tahu bahwa sebuah magnet permanen akan menarik dan memegang benda
logam ketika objek itu sudah dekat atau bersentuhan dengan magnet.
Magnet permanen dapat melakukan hal ini karena gaya magnet yang melekat
disebut sebagai “medan magnet”. Dalam Gambar 1, medan magnet dua magnet
permanen yang diwakili oleh “garis-garis fluks”. Garis-garis fluks ini
membantu kita untuk memvisualisasikan medan magnet magnet apapun
walaupun mereka hanya mewakili fenomena yang tak terlihat. Jumlah garis
fluks magnet bervariasi dari satu bidang ke bidang lainnya. Semakin
kuat medan magnet, semakin besar jumlah garis fluks yang ditarik untuk
mewakili medan magnet. Garis-garis fluks yang digambar dengan arah yang
ditunjukkan karena kita harus memvisualisasikan garis-garis ini dan
medan magnet yang mereka wakili sebagai memiliki gerakan yang berbeda
dari N-tiang ke S-tiang seperti yang ditunjukkan pada Gambar 1. Lain
tapi sejenis medan magnet yang dihasilkan sekitar konduktor listrik bila
arus listrik mengalir melalui konduktor seperti ditunjukkan pada
Gambar 2-a. Baris ini mendefinisikan fluks dan medan magnet dalam
bentuk lingkaran konsentris di sekitar kawat. Beberapa dari Anda
mungkin ingat lama “Waktu Hand Rule” seperti yang ditunjukkan pada
Gambar 2-b. Aturan menyatakan bahwa jika Anda mengarahkan jempol tangan
kiri Anda ke arah arus, jari-jari anda akan menunjuk ke arah medan
magnet.
Gambar 1 – Garis-garis fluks dari medan magnet perjalanan dari N-tiang ke S-tiang.
Gambar 2 – Aliran arus listrik dalam suatu konduktor konsentris set up garis fluks magnet di sekitar konduktor.
 |
Gambar 3 – garis magnet di sekitar konduktor arus berangkat dari N-tiang dan re-enter pada S-tiang. |
Ketika kawat dibentuk menjadi sebuah kumparan seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 3 ini, semua individu garis-garis fluks yang
dihasilkan oleh setiap bagian dari kawat bergabung bersama untuk
membentuk satu medan magnet yang besar sekitar total koil. Seperti
halnya dengan magnet permanen, garis-garis fluks ini meninggalkan utara
kumparan dan masukkan kembali pada bagian kumparan kutub selatan. Medan
magnet dari kumparan kawat jauh lebih besar dan lebih terlokalisasi
dibandingkan dengan medan magnet di sekitar konduktor biasa sebelum
dibentuk menjadi sebuah kumparan. Ini medan magnet di sekitar kumparan
dapat diperkuat dengan menempatkan lebih inti dari besi atau logam
serupa di pusat inti. Menyajikan inti logam kurang perlawanan terhadap
garis-garis fluks daripada udara, sehingga menyebabkan kekuatan lapangan
meningkat. (Ini adalah persis bagaimana kumparan stator dibuat; sebuah
kumparan kawat dengan inti besi.) Keuntungan dari medan magnet yang
dihasilkan oleh arus kumparan kawat adalah bahwa ketika arus dibalik
arah kutub yang medan magnet akan beralih posisi sejak garis-garis fluks
telah berubah arah. Fenomena ini diilustrasikan pada Gambar 4. Tanpa
magnet ini fenomena yang ada, motor AC seperti yang kita kenal sekarang
tidak akan ada.
Gambar 4 – The kutub dari sebuah elektro-magnetik kumparan berubah ketika arah aliran arus perubahan.
Prinsip dasar dari semua motor dapat dengan mudah ditampilkan dengan
menggunakan dua elektromagnet dan magnet permanen. Arus mengalir
melalui koil no. 1 dalam arah yang seperti kutub utara dibentuk dan
melalui koil no. 2 dalam arah yang seperti kutub selatan didirikan.
Permanen magnet dengan kutub utara dan selatan merupakan bagian yang
bergerak sederhana ini motor. Pada Gambar 5-sebuah kutub utara magnet
permanen berlawanan kutub utara dari elektromagnet. Demikian pula,
kutub selatan saling berlawanan. Seperti kutub magnet saling tolak,
menyebabkan magnet permanen bergerak untuk mulai berbelok. Setelah
ternyata bagian jalan sekitar, gaya tarik-menarik antara kutub berbeda
menjadi cukup kuat untuk menjaga magnet permanen berputar. Magnet yang
berputar terus memutar sampai kutub tidak seperti berbaris. Pada titik
ini biasanya rotor berhenti karena tarik-menarik antara kutub berbeda.
(Gambar 5-b)
Gambar 5
Namun, jika arah arus dalam kumparan elektromagnetik tiba-tiba
terbalik, sehingga membalik polaritas dari dua kumparan, maka akan
kembali kutub berlawanan dan saling tolak. (Gambar 5-c). Magnet permanen
yang bergerak kemudian akan terus berputar. Jika arah arus dalam
kumparan elektromagnetik berubah setiap kali magnet berubah 180 derajat
atau setengah keliling, maka magnet akan terus berputar. Perangkat
sederhana ini motor dalam bentuk yang paling sederhana. Motor sebenarnya
lebih kompleks daripada perangkat sederhana yang ditunjukkan di atas,
tetapi prinsipnya sama.
Bagaimana dibalik arus dalam kumparan sehingga
mengubah polaritas kumparan, Anda bertanya. Yah, seperti yang mungkin
Anda ketahui, perbedaan antara DC dan AC adalah bahwa dengan arus DC
hanya mengalir dalam satu arah sementara dengan AC arah aliran arus
perubahan secara berkala. Dalam kasus AC umum yang digunakan di sebagian
besar dari Amerika Serikat, perubahan arah aliran arus 120 kali setiap
detik. Arus ini disebut sebagai “60 siklus AC” atau “60 Hertz AC”
untuk menghormati Mr Hertz yang pertama kali dikandung konsep arus AC.
Karakteristik lain aliran arus adalah bahwa hal itu dapat bervariasi
dalam kuantitas. Kita dapat memiliki 5 amp, 10 amp atau 100 ampli aliran
misalnya. Murni DC, ini berarti bahwa aliran arus sebenarnya adalah
5,10, atau 100 ampli secara terus-menerus. Kita bisa membayangkan
sederhana ini pada waktu-arus grafik dengan garis lurus seperti yang
ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 – Visualisasi dari DC
Tapi dengan AC itu berbeda. Seperti yang dapat Anda bayangkan, akan
lebih sulit bagi arus akan mengalir di misalnya 100 amp arah yang
positif satu waktu dan kemudian pada saat berikutnya akan mengalir pada
intensitas yang sama ke arah negatif. Sebaliknya, karena saat ini sudah
siap untuk mengubah arah, pertama kali mengecil dari nol sampai
mencapai aliran dan kemudian secara bertahap membangun di arah lain.
Lihat Gambar 7. Perhatikan bahwa arus maksimum (puncak garis) di setiap
arah adalah lebih dari nilai tertentu (100 amp dalam kasus ini). Oleh
karena itu, nilai tertentu diberikan sebagai rata-rata. Hal ini
sebenarnya disebut sebagai “root mean square” nilai, tapi jangan
khawatir tentang mengingat ini karena itu adalah tidak penting bagi
kita saat ini. Apa yang penting dalam studi kami motor, adalah
menyadari bahwa kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh AC
elektro-magnetik kumparan bertambah dan berkurang dengan peningkatan
dan penurunan aliran arus bolak-balik ini.
Figure 7 – Visualization of AC.
Motor AC listrik dasar memiliki dua bagian: “stator” dan “rotor”
seperti ditunjukkan pada Gambar 8. Stator adalah komponen listrik
stasioner. Ini terdiri dari sekelompok individu elektro-magnet diatur
sedemikian rupa sehingga membentuk sebuah lubang silinder, dengan
masing-masing satu kutub magnet menghadap ke arah pusat kelompok.
Istilah, “stator” berasal dari kata stasioner. Kemudian stator adalah
bagian stasioner motor. Rotor merupakan komponen listrik berputar. Ini
juga terdiri dari sekelompok elektro-magnet diatur mengelilingi sebuah
silinder, dengan menghadap ke arah kutub kutub stator. Rotor, jelas,
terletak di dalam stator dan dipasang pada poros motor. Istilah “rotor”
berasal dari kata berputar. Maka rotor adalah bagian yang berputar dari
motor. Tujuan dari komponen motor ini adalah untuk membuat rotor
berputar yang pada gilirannya akan memutar poros motor. Rotasi ini akan
terjadi karena magnet yang telah dibahas sebelumnya fenomena yang tidak
seperti kutub magnet saling menarik satu sama lain dan seperti kutub
mengusir. Jika kita semakin mengubah polaritas kutub stator sedemikian
rupa sehingga mereka gabungan medan magnet berputar, maka rotor akan
mengikuti dan memutar dengan medan magnet stator.
Gambar 8 – dasar komponen listrik motor AC.
Ini “medan magnet berputar stator dapat lebih dipahami dengan
mengkaji Gambar 9. Seperti terlihat, stator magnet memiliki enam tiang
dan rotor memiliki dua kutub. Pada waktu 1, stator kutub A-1 dan C-2
adalah kutub utara dan kutub yang berlawanan, A-2 dan C-1, adalah kutub
selatan. S-tiang rotor tertarik oleh dua N-kutub stator dan N-kutub
rotor tertarik oleh dua kutub selatan stator. Pada waktu 2, polaritas
kutub stator berubah sehingga sekarang C-2 dan B-1 dan N-tiang dan C-1
dan B-2 adalah S-kutub. Rotor kemudian dipaksa untuk memutar 60 derajat
untuk berbaris dengan kutub stator sebagaimana ditunjukkan. Pada waktu
3, B-1 dan A-2 adalah N. Pada saat 4, A-2 dan C-1 adalah N. Seperti
setiap perubahan yang dibuat, kutub rotor tertarik oleh yang berlawanan
kutub pada stator. Jadi, sebagai medan magnet stator berputar, rotor
dipaksa untuk memutar dengan itu.
Gambar 9 – medan magnet berputar motor AC.
Salah satu cara untuk menghasilkan medan magnet yang berputar di
dalam stator dari motor AC adalah dengan menggunakan tiga fase catu daya
untuk kumparan stator. Apa, Anda mungkin bertanya, adalah tiga-phase
power? Jawaban untuk pertanyaan itu dapat lebih dipahami jika kita
memeriksa daya fase tunggal. Gambar 7 adalah visualisasi tunggal-phase
power. Generator AC yang terkait memproduksi hanya satu aliran arus
listrik yang arah dan intensitas yang bervariasi seperti ditunjukkan
oleh garis solid tunggal pada grafik. Dari waktu 0 ke waktu 3, arus
mengalir dalam konduktor dalam arah positif. Dari waktu 3 sampai waktu
6, arus mengalir dalam negatif. Pada suatu waktu, saat ini hanya
mengalir dalam satu arah. Tetapi beberapa generator menghasilkan tiga
terpisah arus mengalir (fase) semua ditumpangkan pada jaringan yang
sama. Hal ini disebut sebagai fase tiga daya. Pada satu instan,
bagaimanapun, arah dan intensitas dari masing-masing terpisah arus tidak
sama dengan fase-fase lain. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 10.
Tiga fase terpisah (arus mengalir) diberi label A, B dan C. Pada waktu
1, fasa A adalah nol ampli, fase B adalah dekat maksimum ampere dan
mengalir dalam arah positif, dan fase C sudah dekat secara maksimal
ampere tapi mengalir ke arah negatif. Pada saat 2, ampere fasa A adalah
meningkatkan dan aliran positif, fase B ampere menurun dan aliran masih
negatif, dan fasa C telah turun menjadi nol amp. Siklus lengkap (dari
nol sampai maksimum dalam satu arah, ke nol dan maksimum dalam arah
lain, dan kembali ke nol) diperlukan satu revolusi lengkap dari
generator. Oleh karena itu, siklus lengkap, dikatakan telah listrik 360
derajat. Dalam meneliti Gambar 10, kita melihat bahwa setiap fase
tersebut dipindahkan 120 derajat dari dua fase lain. Oleh karena itu,
kita katakan mereka 120 derajat keluar dari fase.
Gambar 10 – Pola fase yang terpisah tiga-phase power.
Untuk menghasilkan medan magnet yang berputar di dalam stator dari
fase tiga motor AC, semua yang perlu dilakukan adalah kumparan stator
angin dengan baik dan menghubungkan catu daya mengarah dengan benar.
Sambungan selama 6 tiang stator ditunjukkan pada Gambar 11. Setiap
fase-fase tiga catu daya terhubung ke kutub berlawanan dan kumparan yang
terkait luka dalam arah yang sama. Seperti yang Anda ingat dari Gambar
4, polaritas kutub sebuah elektro-magnet ditentukan oleh arah aliran
arus melalui kumparan. Oleh karena itu, jika dua berlawanan
elektro-magnet stator adalah luka dalam arah yang sama, polaritas kutub
harus dihadapi berlawanan. Oleh karena itu, ketika tiang A1 adalah N,
tiang A2 adalah S. Ketika tiang B1 adalah N, B2 adalah S dan sebagainya.
Gambar 11 – Metode dari tiga tahap menghubungkan daya ke enam-kutub stator.
Gambar 12 menunjukkan bagaimana medan magnet berputar yang
dihasilkan. Pada time1, aliran arus pada tahap “A” adalah kutub positif
dan kutub A-1 adalah N. arus dalam fase “C” adalah kutub negatif,
membuat C-2 N-tiang dan C-1 adalah S . Tidak ada aliran arus pada fase
“B”, jadi ini tidak kutub magnet. Pada saat 2, fase telah bergeser 60
derajat, membuat tiang C-2 dan B-1 baik N dan C-1 dan B-2 keduanya S.
Dengan demikian, sebagai fase pergeseran arus mereka, resultan N dan S
kutub bergerak searah jarum jam sekitar stator, menghasilkan medan
magnet yang berputar. Rotor bertindak seperti sebuah bar magnet,
sepanjang ditarik oleh medan magnet yang berputar.
Gambar 12 – Bagaimana daya tiga fase menghasilkan medan magnet yang berputar.
Sampai saat ini tidak banyak yang telah dikatakan tentang rotor.
Dalam contoh sebelumnya, telah diasumsikan rotor kutub yang luka dengan
gulungan, sama seperti kutub stator, dan disertakan dengan DC untuk
menciptakan tetap polaritas kutub. Ini, dengan cara, adalah persis
bagaimana motor AC sinkron bekerja. Namun, sebagian besar motor AC yang
digunakan saat ini tidak sinkron motor. Sebaliknya, apa yang disebut
“induksi” motor adalah workhorses industri. Jadi bagaimana adalah motor
induksi berbeda? Perbedaan besar adalah cara yang saat ini dipasok ke
rotor. Ini bukan catu daya eksternal. Seperti yang Anda bayangkan dari
nama motor, sebuah teknik induksi digunakan sebagai gantinya. Induksi
adalah karakteristik lain dari magnetisme. Ini adalah fenomena alam yang
terjadi ketika sebuah konduktor (aluminium batangan dalam kasus rotor,
lihat Figur 13) akan dipindahkan melalui medan magnet yang ada atau
ketika medan magnet melewati sebuah konduktor bergerak. Dalam kedua
kasus, gerakan relatif dari dua menyebabkan arus listrik mengalir dalam
konduktor. Hal ini disebut sebagai “disebabkan” aliran arus. Dengan
kata lain, dalam sebuah motor induksi aliran arus di rotor tidak
disebabkan oleh hubungan langsung ke konduktor ke sumber tegangan,
melainkan oleh pengaruh konduktor rotor memotong garis-garis fluks yang
dihasilkan oleh medan magnet stator . Arus induksi yang dihasilkan
dalam rotor menghasilkan medan magnet di sekeliling konduktor rotor
seperti yang ditunjukkan pada Gambar 14. Ini medan magnet di setiap
rotor konduktor akan menyebabkan setiap rotor konduktor untuk bertindak
seperti magnet permanen di Gambar 9 contoh. Sebagai medan magnet
stator berputar, karena efek dari tiga-fase catu daya AC, induksi medan
magnet rotor akan tertarik dan akan mengikuti rotasi. Rotor terhubung
ke poros motor, sehingga poros akan berputar dan mendorong hubungan
beban. Begitulah cara kerja motor! Sederhana, bukan?
Gambar 13 – Konstruksi AC motor induksi rotor.
Gambar 14 – Bagaimana tegangan diinduksikan dalam rotor, mengakibatkan arus pada konduktor rotor.
Pengantar
Tujuan makalah ini adalah untuk menyediakan satu dengan pemahaman DC
Motors agar mereka dapat diterapkan dengan percaya diri. Makalah ini
berisi informasi dasar dan informasi spesifik yang berlaku dengan
Reliance Menengah dan Besar HP HP DC Motors. Karena sifat bisnis Sistem
Baldor, penekanan telah ditempatkan pada motor DC Besar lini produk.
Pertama generator dan motor dipanggil dynamoelertric
dinamo atau mesin. Dynamo adalah dari kata Yunani dynamis yang berarti
kekuasaan. Webster mendefinisikan dynamoelectric sebagai “yang
berhubungan dengan konversi energi mekanik menjadi energi listrik atau
sebaliknya”. Kata motor dari kata Latin yang berarti satu motus yang
memberi gerak atau penggerak utama. Untuk dinamo adalah hasil dari
usaha-usaha dari beberapa orang, di berbagai negara, pada pertengahan
abad kesembilan belas, untuk membuat listrik bekerja untuk mereka.
Definisi
| Dynamo: |
Dari kata Yunani dynamis, yang berarti kekuasaan |
| Dynamoelectric: |
Berkaitan dengan konversi oleh induksi dari energi mekanik menjadi energi listrik atau sebaliknya |
| Mesin Dynamoelectric: |
Sebuah dinamo atau generator |
| Motor: |
Dari kata Latin motus, salah satu yang
memberi gerak, penggerak utama. Suatu alat yang mengubah energi listrik
menjadi energi mekanik. |
| Generator: |
Suatu alat yang mengubah energi mekanik
menjadi energi listrik. Meskipun istilah generator AC dan DC dalam
penggunaan umum, generator biasanya dianggap sebagai alat yang
memberikan arus DC. |
| Alternator: |
Suatu alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik arus bolak-balik, generator AC. |
Landmark Of Electric Motor Pembangunan
| Elektromagnetisme penemuan pada tahun 1820 Hans Christian Oersted, Denmark |
| 1827 Pernyataan hukum konduksi listrik, hukum Ohm George S. Ohm, Jerman |
| 1830 Penemuan induksi elektromagnetik Joseph Henry, Amerika |
| 1831 Penemuan induksi elektromagnetik Michael Faraday, Inggris |
Praktis pertama dinamo, sekitar 1867
Bagian 2: Electric Motor Dan Generator Dasar
Hukum Faraday
Agar saat ini dapat diperoleh dari rangkaian listrik, sebuah gaya gerak
listrik (tegangan) harus dibangun dan dipertahankan antara kedua ujung
rangkaian. Gaya gerak listrik ini dapat dibentuk dalam beberapa cara,
salah satunya adalah melalui generator elektromagnetik.
Michael Faraday menemukan bahwa potensial listrik dapat dibuat antar ujung-ujung sebuah konduktor dalam tiga cara berikut:
- Oleh sebuah konduktor bergerak atau memotong medan magnet stasioner. (DC Generator)
- Dengan yang bergerak memotong medan magnet stasioner konduktor. (AC Generator)
- Oleh perubahan dalam jumlah garis-garis magnetik yang dilingkupi oleh loop atau kumparan stasioner. (Transformer)
Hukum Faraday menyatakan bahwa, “EMF (gaya gerak listrik) induksi di
antara ujung-ujung sebuah loop atau kumparan sebanding dengan laju
perubahan fluks magnet yang dilingkupi oleh kumparan; atau EMF
terinduksi antara ujung-ujung sebuah bar konduktor sebanding dengan
waktu tingkat di mana fluks magnet dipotong oleh kondektur. “
Undang-undang ini menekankan laju perubahan atau menilai atau memotong fluks daripada kepadatan atau luas medan magnet.
Hukum Lenz
Hukum Lenz menyatakan bahwa, “Suatu perubahan dalam fluks magnet yang
melewati atau menghubungkan dengan, satu lingkaran atau menyebabkan
kumparan induksi EMF harus dalam arah yang akan menentang setiap
perubahan dalam kondisi sirkuit, oposisi ini diproduksi magnetis ketika
arus mengalir sebagai tanggapan terhadap induced EMF. “
Setiap kali ada perubahan arus dalam sebuah magnetizing koil, yang
bekerja untuk mengubah fluks pada kumparan, tegangan diinduksikan yang
cenderung untuk mencegah perubahan. Jadi, jika kita mencoba untuk
mengurangi arus yang mengalir dalam kumparan magnetizing, tegangan akan
dikembangkan yang akan cenderung tetap tidak berubah saat ini. Demikian
juga, jika kita berusaha untuk mendirikan sebuah arus dalam sebuah
kumparan magnetizing, tegangan akan dikembangkan yang akan cenderung
untuk menjaga arus dari meningkat.
Konversi Energi
Untuk menghasilkan tegangan, perlu untuk memindahkan konduktor melalui
medan magnet seperti yang dinyatakan di atas. Mekanik energi yang
dibutuhkan untuk memberikan gerak konduktor ini. Dengan bidang energi
tetap konstan, kondektur adalah mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik.
Tegangan Generasi
Ada hubungan tertentu antara arah fluks magnet, arah gerakan dari
konduktor dan arah induksi EMF. Gambar 1 menunjukkan gerakan konduktor
tegak lurus terhadap medan magnet. Tegangan dan arus keluaran yang tegak
lurus terhadap kedua gerakan konduktor dan medan magnet.
 |
 |
Gambar 1.
Tegangan Generasi |
Untuk menggambarkan hal ini dengan tangan kanan Fleming aturan, ibu
jari dan dua jari pertama dari tangan kanan diperluas pada sudut yang
tepat untuk satu sama lain, ibu jari akan menunjukkan arah gerakan dari
konduktor, jari telunjuk akan menunjukkan arah medan magnet , dan jari
tengah akan menunjukkan arah tegangan atau arus.
Dengan menerapkan aturan ini, orang dapat melihat bahwa arus akan
terbalik jika gerakan perubahan konduktor dari bawah ke atas. Hal ini
berlaku meskipun medan magnet tidak berubah posisi. Oleh karena itu,
kumparan berputar pada Gambar 2 akan menghasilkan sebuah tegangan yang
terus-menerus berubah arah.
 |
|
Gambar 2.
Kumparan berputar dalam Medan Magnet
- Tegangan induced di Pindah Melalui Konduktor Medan Magnet
- Kumparan berputar dalam Medan Magnet
|
Kumparan di posisi AB, pada Gambar 2, membungkus jumlah maksimum
fluks. Fluks menurun sebagai kumparan posisi bergerak menuju CD dan
menjadi nol pada CD, karena bidang kumparan sejajar dengan medan magnet.
Kemudian peningkatan fluks arah yang berlawanan, mencapai maksimum
negatif di BA dan berkurang lagi ke nol pada DC. Fluks membalikkan dan
naik kembali pada arah yang asli untuk mencapai maksimum pada AB.
Meskipun fluks maksimum pada posisi AB dan BA dan posisi nol pada CD
dan DC, induksi EMF akan maksimum pada posisi CD dan DC dan posisi nol
pada AB dan BA. Hal ini benar karena EMF tergantung pada tingkat
perubahan laju fluks atau fluks memotong garis dan bukan pada kuantitas
terlampir.
Jika kumparan pada Gambar 2 yang diputar pada kecepatan konstan pada
medan magnet yang seragam, sebuah gelombang sinus tegangan akan
diperoleh. Hal ini diperlihatkan pada Gambar 3 di mana baik jumlah fluks
tertutup dan EMF terinduksi diplot terhadap waktu.
 |
|
Gambar 3.
Tegangan Sine Wave Disusun oleh rotasi dari sebuah kumparan dengan kecepatan konstan pada medan magnet yang seragam. |
Nilai Generated Tegangan
EMF pada setiap instan waktu adalah sebanding dengan jumlah belitan
dalam kumparan kali laju perubahan fluks. The C.G.S. (sentimeter gram
detik) unit EMF dikenal sebagai abvolt didefinisikan sebagai nilai yang
disebabkan, dalam gulungan satu putaran, ketika fluks menghubungkan
dengan kumparan berubah pada tingkat satu baris atau Maxwell per detik;
atau sebagai nilai yang diinduksi ketika fluks magnet dipotong oleh
konduktor pada tingkat satu baris per detik. A volt sama dengan 108
abvolts atau abvolt adalah sama dengan 10
-8 volt. Oleh karena itu, nilai sesaat tegangan dinyatakan sebagai:
|
e = N x (d  / Dt) x 10-8 |
mana:
|
e = tegangan |
|
N = jumlah belitan |
|
d / Dt = laju perubahan fluks |
Persamaan ini dapat dikembangkan lebih lanjut untuk mendapatkan
tegangan untuk pergerakan konduktor pada kecepatan konstan melalui suatu
medan magnet seragam:
|
E = N B  v tidak  x 10-8 |
mana:
|
E = tegangan |
|
N = jumlah belitan |
|
B = kerapatan fluks dalam baris per square inch |
|
= Panjang konduktor dalam inci |
|
v = kecepatan dalam inci per detik |
|
= Sudut antara konduktor dan medan fluks |
Jika konduktor bergerak langsung di lapangan pada sudut kanan, lalu
= 90 ° dan
= 1. Persamaan kemudian menjadi:
|
E = N B x 10 in-8 |
Perlu dicatat bahwa persamaan ini adalah bentuk khusus dari persamaan asli dan tidak berlaku dalam semua kasus.
Konversi Energi
Sebagaimana dinyatakan di atas, energi mekanik diubah menjadi energi
listrik oleh gerakan konduktor melalui medan magnet. Kebalikan dari ini
juga benar. Jika energi listrik dipasok ke sebuah konduktor berbohong
normal medan magnet, mengakibatkan arus di konduktor, gaya mekanis
sehingga energi mekanik akan diproduksi.
Memproduksi Mechanical Force
Seperti pada generator, motor memiliki hubungan tertentu antara arah
fluks magnet, arah gerakan konduktor atau kekuatan, dan arah tegangan
atau arus.
Karena motor adalah kebalikan dari generator, Fleming aturan tangan
kiri dapat digunakan. Jika ibu jari dan dua jari tangan kiri diperluas
pada sudut yang tepat untuk satu sama lain, ibu jari akan menunjukkan
arah gerakan, maka telunjuk akan menunjukkan arah medan magnet, dan jari
tengah akan menunjukkan arah arus . Dalam baik motor atau generator,
jika arah dari setiap dua faktor diketahui, ketiga dapat dengan mudah
ditentukan.
Nilai Mechanical Angkatan
Gaya yang bekerja pada sebuah konduktor membawa arus tergantung pada
kerapatan medan magnet, panjang konduktor, dan nilai arus yang mengalir
dalam konduktor. Dengan mengasumsikan bahwa konduktor yang terletak
pada sudut kanan medan magnet, gaya yang dikembangkan dapat dinyatakan
sebagai berikut:
|
F = (B I) / 10 |
mana:
|
F = gaya dalam dyne |
|
B = kerapatan fluks dalam baris per sentimeter persegi |
|
= Panjang konduktor dalam sentimeter |
|
I = arus dalam ampere. |
Pada saat yang sama torsi sedang diproduksi, konduktor bergerak dalam
medan magnet dan menghasilkan tegangan. Tegangan ini bertentangan
dengan tegangan yang menyebabkan arus melalui konduktor dan disebut
sebagai countervoltage atau EMF kembali. Nilai arus yang mengalir
melalui angker tergantung pada perbedaan antara tegangan dan
countervoltage.
Contoh Perhitungan
Generator
Diketahui:
|
N = 60 ternyata |
|
B = 40,000 baris per square inch |
|
= 3,0 inci |
|
v = 600 inci per detik |
Cari:
|
E = tegangan |
|
|
E = 60 x 40.000 x 3 x 600 x 10-8 = 43,2 volt |
Motor
Diketahui:
|
B = 6.000 baris per sentimeter persegi |
|
= 10 cm, |
|
Aku = 50 ampli |
Cari:
|
F = gaya |
|
F = (6.000 x 10 x 50) / 10 = 300.000 dyne |
|
Newton = Pounds x 4,44823 |
|
Dyne = Newton x 100.000 |
Generator
Dalam generator, konduktor bergerak melalui sebuah medan magnet
stasioner menghasilkan tegangan. Jika sebuah kumparan diputar melalui
medan magnet seperti yang ditunjukkan pada Gambar 4, tegangan
bolak-balik akan diproduksi. Untuk membuat tegangan ini tersedia untuk
sebuah sirkuit eksternal stasioner, dua slip cincin dan sikat harus
disediakan. Untuk rangkaian eksternal untuk menghasilkan tegangan DC,
maka perlu untuk membalikkan polaritas mengarah eksternal pada waktu
yang sama dalam kumparan tegangan dibalik. Hal ini dicapai dengan
segmentasi secarik cincin untuk membentuk apa yang disebut komutator.
Dasar dua segmen komutator diilustrasikan pada Gambar 5. Kumparan
tunggal ini, dua potong komutator akan menghasilkan sebuah searah tetapi
tegangan berdenyut seperti ditunjukkan pada Gambar 6. Namun, ketika
sejumlah besar segmen komutator atau panel digunakan, tegangan yang
dihasilkan akan lebih seragam seperti yang ditunjukkan pada Gambar 7.
 |
|
Gambar 4.
Sikat dan slip ring memberikan tegangan AC |
 |
|
Gambar 5.
Kuas dan Commutator memberikan tegangan DC |
Gambar 6.
Searah, berdenyut Voltage
Gambar 7.
Uniform DC Voltage
Sebagaimana dinyatakan di atas, tegangan yang dihasilkan dalam satu konduktor adalah:
|
E = N B x 10 in-8 |
mana:
|
B = kerapatan fluks dalam baris per square inch |
|
= Panjang konduktor dalam inci |
|
v = kecepatan dalam inci per detik |
Persamaan ini dapat dikembangkan untuk persamaan berikut mesin DC:
|
E = (Z / path) x x kutub x (rpm / 60) x 10-8 |
mana:
|
Z = jumlah konduktor |
|
= Fluks per kutub dalam garis |
Persamaan ini mewakili tegangan rata-rata. Untuk mesin tertentu, itu dapat dikurangi untuk:
|
E = K1 Dengan |
mana:
|
= Fluks per kutub |
|
S = kecepatan dalam rpm |
|
Ke arah1 = Semua faktor-faktor lain |
Motor
Seperti dinyatakan sebelumnya, jika saat ini dipasok ke sebuah konduktor
dalam medan magnet, sebuah kekuatan akan diproduksi. Gaya dikembangkan
dalam satu konduktor adalah:
|
F = (B I) / 10 |
mana:
|
F = gaya dalam dyne |
|
B = kerapatan fluks dalam baris per sentimeter persegi |
|
= Panjang konduktor dalam sentimeter |
|
I = arus dalam ampere |
Persamaan ini dapat dikembangkan untuk berikut ini untuk motor DC:
|
T = 11,73 x (Z / path) x x kutub x ISebuah x 10-10 |
mana:
|
T = torsi dalam ft-lb |
|
Z = jumlah konduktor |
|
= Fluks per kutub dalam garis |
|
I = arus dalam ampere |
Untuk mesin tertentu, ini dapat dikurangi dengan:
|
T = K2 IA |
mana:
|
= Fluks per kutub dalam garis |
|
DiSebuah = Arus dalam ampere |
|
Ke arah2 = Semua faktor-faktor lain |
Ke arah
2 tidak sama dengan K
1 untuk tegangan.
Torsi di atas bukan output torsi dari poros, melainkan total torsi yang
dikembangkan oleh angker. Bagian dari torsi total ini diperlukan untuk
mengatasi inersia angker itu sendiri.
Output tenaga kuda dari setiap motor dapat dinyatakan sebagai:
mana:
|
T = output torsi dalam ft-lb |
|
N = kecepatan dalam rpm |
|
Konstanta C = 5.252 |
Tipikal generator atau motor DC biasanya terdiri
dari: Sebuah inti angker, sebuah celah udara, tiang, dan kuk yang
membentuk rangkaian magnetik; yang angker berkelok-kelok, berliku-liku
lapangan, sikat dan komutator yang membentuk rangkaian listrik dan
bingkai , akhirnya lonceng, bantalan, sikat mendukung dan poros yang
menyediakan dukungan mekanis. Lihat gambar 8.
Gambar 8.
Empat Kutub DC Motor
Armature Core atau Stack
Stack yang angker terdiri magnetik tipis dicap dari laminasi baja
lembaran baja dengan blanking mati. Slot menekan laminasi dengan slot
mati. Kadang-kadang kedua operasi ini dilakukan sebagai satu. The
laminasi yang dilas, terpaku, melesat atau terikat bersama.
Armature Winding
Berkelok-kelok yang angker adalah berkelok-kelok, yang cocok dalam slot
angker dan akhirnya dihubungkan ke komutator. Entah itu menghasilkan
atau menerima tegangan tergantung pada apakah unit generator atau motor.
Angker berliku yang biasanya terdiri dari kawat tembaga, baik bulat
atau persegi panjang dan terisolasi dari tumpukan angker.
Lapangan Polandia
Core tiang dapat dibuat dari baja padat coran atau dari laminasi. Pada
celah udara, biasanya tiang penggemar keluar ke apa yang dikenal sebagai
kepala tiang atau tiang sepatu. Hal ini dilakukan untuk mengurangi
keengganan dari celah udara. Biasanya kumparan lapangan terbentuk dan
ditempatkan pada tiang core dan kemudian seluruh perakitan sudah
terpasang untuk kuk.
Field Coils
Lapangan adalah mereka kumparan gulungan, yang terletak di kutub dan
mengatur medan magnet dalam mesin. Mereka juga biasanya terdiri dari
kawat tembaga yang terisolasi dari kutub. Bidang kumparan shunt dapat
berupa gulungan (secara paralel dengan angker berliku) atau gulungan
seri (di seri dengan gulungan angker) atau kombinasi keduanya.
Kuk
Beban adalah cincin baja yang melingkar, yang mendukung lapangan, tiang
mekanis dan menyediakan jalur magnetik yang diperlukan di antara tiang.
Beban dapat padat atau dilaminasi. Dalam banyak mesin-mesin DC, beban
juga berfungsi sebagai bingkai.
Komutator
Komutator adalah penyearah mekanis, yang mengubah tegangan AC yang
berputar ke DC tegangan konduktor. Terdiri dari sejumlah segmen biasanya
sama dengan jumlah slot. Segmen atau komutator batang bantalan terbuat
dari perak, tembaga dan dipisahkan dari satu sama lain oleh isolasi
mika.
Kuas dan Brush Holder
Kuas melakukan arus dari komutator ke sirkuit eksternal. Ada banyak
jenis kuas. Pemegang kuas biasanya kotak logam yang berbentuk persegi
panjang. Pemegang kuas pegas yang memegang sikat kontak dengan
komutator. Setiap sikat biasanya memiliki tembaga fleksibel shunt atau
dikepang, yang meluas ke kabel memimpin. Sering kali, seluruh sikat
perakitan adalah terisolasi dari frame dan dibuat bergerak sebagai satu
unit tentang komutator untuk memungkinkan penyesuaian.
Interpoles
Interpoles mirip dengan lapangan utama terletak di kutub dan beban
antara kutub medan utama. Mereka telah gulungan secara seri dengan
gulungan armature. Interpoles memiliki fungsi mengurangi efek reaksi
angker di zona commutating. Mereka menghilangkan kebutuhan untuk
menggeser sikat perakitan.
Frame, Akhiri Bells, Shaft, dan Bearings
Frame dan akhir biasanya lonceng baja, aluminium atau magnesium coran
digunakan untuk mewadahi dan mendukung bagian-bagian mesin dasar. Yang
angker dipasang pada poros baja, yang didukung antara dua bantalan.
Bantalan yang baik lengan baju, bola atau roller tipe. Mereka biasanya
dilumasi oleh lemak atau minyak.
Back End, Front End
Akhir beban motor adalah Back End. Akhir beban yang berlawanan, paling sering akhir komutator, adalah Front End dari motor.
Ring program Winding
Cincin program tua jenis berkelok-kelok, sekarang usang, ditampilkan
pada Gambar 9 dan ekuivalen rangkaian pada Gambar 10. Hal ini dapat
dilihat bahwa terdapat jumlah yang sama menghasilkan tegangan konduktor
pada setiap sisi angker dan tegangan konduktor aditif dari bawah ke
atas di setiap sisi. Ada dua jalur antara positif dan sikat negatif dan
tegangan per path adalah tegangan yang dihasilkan mesin. Setiap jalan
memberikan setengah dari arus keluaran.
 |
|
Gambar 9.
Dua program Pole Ring Winding |
 |
|
Gambar 10.
Equivalent Circuit, Dua program Pole Ring Winding |
Drum Winding
Jenis Drum berkelok-kelok yang terbuat dari gulungan, salah
satu yang diilustrasikan pada Gambar 11. Bagian lurus kumparan adalah
bagian yang berputar melalui medan magnet di mana tegangan terinduksi.
Oleh karena itu, setiap satu kumparan memiliki dua konduktor. Hal ini
memiliki keuntungan atas program Cincin berliku di mana hanya satu sisi
dari masing-masing kumparan digunakan sebagai konduktor aktif. Ada dua
kelas drum gulungan tergantung bagaimana kumparan yang terhubung ke
komutator.
 |
|
Gambar 11.
Jenis drum Winding Coil |
Lap Winding
Ketika mengakhiri sambungan dari kumparan dibawa ke bar yang
bersebelahan seperti ditunjukkan pada Gambar 12, satu putaran atau
paralel terbentuk berkelok-kelok. Dalam jenis ini berkelok-kelok, ada
banyak jalan melalui angker karena ada kutub di mesin. Oleh karena itu,
untuk mendapatkan penggunaan penuh jenis ini berkelok-kelok, harus ada
banyak sikat karena ada kutub, sikat alternatif yang positif dan
negatif. Setiap berkelok-kelok dapat digambarkan dalam salah satu dari
dua bentuk, bentuk bundar atau bentuk pembangunan. Sebuah pangkuan
simplex berliku ditunjukkan pada Gambar 13 (bentuk lingkaran) dan Gambar
14 (bentuk pengembangan.) Dalam bentuk melingkar khusus ini, memotong
fluks bagian dari konduktor akan ditampilkan sebagai garis lurus yang
memancar dari pusat dan diberi nomor untuk memudahkan dalam
menghubungkan mereka ke komutator yang di tengah-tengah diagram. Terluar
garis-garis yang menghubungkan mewakili mengakhiri sambungan di bagian
belakang angker dan garis-garis yang menghubungkan batin mewakili
sambungan pada komutator depan atau akhir angker. Bentuk pengembangan
mewakili angker berkelok-kelok seakan-akan terbelah dan berguling keluar
datar. Hal ini agak mudah untuk memahami tetapi kontinuitas dari
gulungan rusak. Berliku putaran paling cocok untuk tegangan rendah, arus
tinggi peringkat karena jumlah jalur paralel.
 |
|
Gambar 12.
Lap Winding terhubung ke komutator bar |
 |
|
Gambar 13.
Simplex Lap Winding, Edaran Form |
Gambar 14.
Simplex Lap Winding, Pengembangan Formulir
Wave Winding
Ketika mengakhiri sambungan dari kumparan tersebar terpisah seperti
ditunjukkan pada Gambar 15 gelombang atau serangkaian terbentuk
berkelok-kelok. Dalam gelombang berliku hanya ada dua jalan terlepas
dari jumlah kutub. Oleh karena itu, jenis ini berkelok-kelok hanya
memerlukan dua kuas tapi dapat digunakan sebagai banyak kuas sebagai
tiang-tiang. Simplex gelombang yang berkelok-kelok pada Gambar 16
(melingkar) dan Gambar 17 (pembangunan) menunjukkan bahwa koneksi ke
pangkuan angker tidak kembali ke kumparan namun kemajuan ke depan.
Kumparan tegangan bersifat kumulatif tapi itu perlu perjalanan beberapa
kali di sekitar angker dan untuk melewati setengah total berliku dalam
rangka untuk menelusuri jalan antara positif dan sikat negatif. Berliku
gelombang paling cocok untuk tegangan tinggi arus peringkat rendah
karena hanya memiliki dua jalur.
 |
|
Gambar 15.
Wave Winding terhubung ke komutator bar |
 |
|
Gambar 16.
Simplex Wave Winding, Edaran Form |
Gambar 17.
Simplex Wave Winding, Pengembangan Formulir
Slots dan Coils
Jumlah dan ukuran slot tergantung pada persyaratan generator atau motor.
Slot harus cukup besar untuk menampung jumlah yang benar konduktor
tapi pada saat yang sama, gigi harus cukup besar untuk melewati fluks
magnet yang diperlukan. Biasanya, secara sederhana berkelok-kelok, ada
banyak kumparan karena ada slot. Ini berarti bahwa setiap slot berisi
dua kumparan sisi, satu sisi setiap kumparan berada di atas sebuah slot
dan yang lainnya di bagian bawah slot. Setiap kumparan dapat terdiri
dari satu atau lebih berubah tergantung pada diterapkan atau tegangan
yang dihasilkan unit. Susunan khas kumparan sisi dan slot ditunjukkan
pada Gambar 18. Garis solid mewakili mengakhiri sambungan ke depan
komutator dan garis putus-putus mewakili mengakhiri sambungan belakang.
Slot Pitch
Slot lapangan mengacu pada jumlah slot direntang oleh masing-masing
kumparan. Sebagai contoh, pada Gambar 18, bagian atas kumparan di slot 1
mempunyai dasar dalam slot 4, oleh karena itu, slot lapangan adalah
1-4 atau 3. Sejak bagian atas kumparan secara langsung di bawah kutub
utara dan bagian bawah secara langsung di bawah kutub selatan, yang
berkelok-kelok dikenal sebagai lapangan penuh berliku. Dalam banyak
kasus, karena berbagai alasan, lapangan dikurangi menjadi kurang dari
lapangan penuh. Sebagai contoh, jika kumparan pada Gambar 6 membentang 2
slots bukannya tiga, yang berkelok-kelok akan menjadi dua pertiga
lapangan yang berkelok-kelok.
 |
|
Gambar 18.
Coil Sides di Amature Slots |
Lapangan gulungan memberikan eksitasi yang diperlukan
untuk mengatur medan magnet dalam mesin. Ada berbagai jenis gulungan
medan yang dapat digunakan dalam generator atau rangkaian motor. Selain
gulungan medan berikut jenis, bidang magnet permanen digunakan pada
beberapa produk DC yang lebih kecil. Lihat Gambar 19 untuk jenis
berkelok-kelok.
 |
|
Shunt luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveLuka shunt motor, dengan didorong angker di
lapangan, menawarkan kecepatan relatif datar-karakteristik torsi.
Dikombinasikan dengan dikontrol secara inheren kecepatan tanpa beban,
ini memberikan kecepatan yang baik regulasi atas beban lebar kisaran.
Sementara torsi awal relatif lebih rendah daripada jenis lainnya
berkelok-kelok DC, shunt motor luka menawarkan kontrol sederhana untuk
layanan pembalikan. |
 |
|
Senyawa luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveCompound luka (stabil shunt) motor menggunakan
sebuah gulungan medan secara seri dengan angker di samping lapangan
shunt untuk memperoleh suatu kompromi dalam kinerja antara rangkaian dan
jenis shunt motor. Jenis ini menawarkan kombinasi awal yang baik torsi
dan kecepatan stabilitas. Standar peracikan adalah sekitar 12%.
Peracikan berat hingga 40 hingga 50% dapat diberikan untuk torsi awal
tinggi khusus aplikasi, seperti hoists dan crane. |
 |
|
Seri luka – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveLuka series motor memiliki angker terhubung
secara seri dengan lapangan. Meskipun mulai menawarkan torsi sangat
tinggi dan torsi baik output per ampere, motor seri memiliki kecepatan
miskin peraturan. Kecepatan motor DC seri umumnya terbatas pada 5.000
rpm dan di bawah ini. Seri motor harus dihindari dalam aplikasi di mana
mereka akan kehilangan ada beban karena kecenderungan mereka untuk
“melarikan diri” di bawah kondisi tanpa beban. Biasanya ini digunakan
pada hoist crane dan aplikasi. |
 |
|
Permanent Magnet – DC Operasi
Khas Speed – Torque CurveMotor magnet permanen tidak memiliki lapangan
dan luka luka konvensional angker dengan komutator dan sikat. Motor ini
memiliki torsi awal yang sangat baik, dengan peraturan kecepatan tidak
sebagus senyawa motor. Namun, peraturan kecepatan dapat ditingkatkan
dengan berbagai desain, dengan nilai lebih rendah torsi yang sesuai
untuk suatu bingkai. Karena lapangan permanen, motor kerugian kurang
dengan efisiensi operasi yang lebih baik. Motor ini dapat mengerem
secara dinamis dan terbalik di beberapa angker tegangan rendah (10%),
tetapi seharusnya tidak plug terbalik dengan tegangan armature penuh.
Membalikkan arus bisa tidak lebih tinggi daripada arus armature yang
terkunci. |
Gambar 19.
Gulungan medan
Terpisah Excited Winding
Ketika bidang terhubung ke sumber daya eksternal, ini adalah bidang bersemangat secara terpisah.
Straight Shunt Winding
Berkelok-kelok ini terhubung secara paralel dengan angker. Lilitan shunt
biasanya terdiri dari sejumlah besar belitan kawat ukuran kecil. Ini
adalah berkelok-kelok yang baik untuk membalikkan aplikasi karena
menyediakan jumlah yang sama torsi di kedua arah. Torsi / kurva saat ini
adalah non-linear di atas beban penuh. Luka shunt motor sering
memiliki karakteristik kecepatan meningkat dengan meningkatnya beban.
Series Winding
Berkelok-kelok ini tersambung secara seri dengan angker. Serangkaian
berliku biasanya terdiri dari sejumlah kecil belitan kawat ukuran besar.
Dengan ini berkelok-kelok, motor dapat menghasilkan mulai tinggi dan
kelebihan torsi. Desain ini tidak digunakan untuk aplikasi dengan beban
ringan atau tidak ada kondisi beban.
Compound Winding
Berkelok-kelok ini terdiri dari shunt seri berkelok-kelok dan berliku.
Hal ini juga dikenal sebagai senyawa eksitasi. Berliku seri dapat
dirancang sebagai rangkaian awal hanya atau sebagai seri mulai dan
jalankan.
Stabil Shunt Winding
Seperti senyawa berkelok-kelok, berkelok-kelok ini terdiri dari shunt
seri berkelok-kelok dan berliku. Seri atau stabilisasi berliku memiliki
jumlah putaran lebih sedikit daripada seri berkelok-kelok dalam senyawa
mesin luka. Sebuah menstabilkan berliku digunakan untuk menjamin
kecepatan terkulai dengan berlebihan. Ini juga menambah torsi dalam satu
arah operasi dan mengurangi dari torsi dalam arah sebaliknya operasi
dan di regenerasi.
Kompensasi shunt Winding
Kompensasi shunt shunt motor memiliki berkelok-kelok dan berliku seri
wajah tiang terbuat dari konduktor besar ditempatkan di slot dalam
menghadapi lapangan utama kutub. Arah arus dalam gulungan kompensasi
adalah lawan dari arus dalam konduktor angker lewat di bawah tiang.
Fluks yang dihasilkan oleh gulungan kompensasi menetralkan fluks dari
konduktor angker lewat di bawah tiang sehingga distorsi dari fluksi
celah udara dapat dikurangi. Kompensasi shunt motor menjaga kecepatan
konstan atau diatur dengan baik pada semua beban, tidak ada beban
melalui overload. Tidak seperti shunt stabil berkelok-kelok,
berliku-liku wajah tiang menambah torsi baik di depan dan berbalik arah
rotasi. Kompensasi shunt gulungan, karena masalah biaya dan kesulitan
konstruksi, diberikan hanya pada motor besar, biasanya 840 frame dan
lebih besar.
Tegangan maksimum dari sebuah angker berliku dapat
diperoleh bila kuas berada dalam kontak dengan orang-orang konduktor,
yang di tengah-tengah antara kutub. Ini akan menghasilkan kemungkinan
terbesar jumlah konduktor memotong garis-garis magnetik dalam satu arah
antara yang positif dan sikat negatif. Posisi sikat ini dikenal sebagai
posisi netral tidak ada beban dari kuas. Arus dalam suatu kumparan
armature berbalik arah sebagai sisi kumparan berpindah dari satu tiang
ke lain yang berlawanan polaritas, sedangkan fungsi dari komutator ini
adalah untuk menjaga arus searah. Pembalikan ini sekarang dikenal
sebagai pergantian. Komutator bertindak sebagai saklar untuk menjaga
arus yang mengalir dalam satu arah. Namun, tingkat perubahan yang cepat
dalam arah arus dalam kumparan tertentu menginduksi sebuah tegangan
yang cukup dalam kumparan yang cenderung untuk menjaga arus yang
mengalir dalam arah yang asli. Oleh karena itu, pembalikan saat ini
tertunda menyebabkan laju perubahan dipercepat dekat akhir periode
pergantian. Hal ini menghasilkan busur jika pembalikan tidak selesai
sebelum istirahat sikat kontak dengan kumparan yang terlibat. Setiap
lengkung merugikan pengoperasian mesin dan harus menetral.
Armature Reaksi
Karena konduktor angker arus membawa mereka mendirikan sebuah medan
magnet yang mendistorsi atau menentang lapangan utama. Hal ini disebut
reaksi angker dan merupakan fungsi dari jumlah beban hadir. Gambar 21
menunjukkan MMF dan bentuk gelombang fluks karena reaksi angker saja;
dan Gambar 22 menunjukkan efek gabungan dari keduanya. Hal ini dapat
dilihat bahwa reaksi angker menyebabkan fluks bergeser, sehingga
cenderung jenuh salah satu ujung tiang. Jika efek ini cukup berarti,
dapat merugikan kinerja yang memuaskan dari mesin. Jika cukup parah, hal
itu mungkin mengakibatkan flashover, yang merupakan lengkung progresif
atas bar berturut-turut sampai busur membentang dari sikat positif ke
negatif, sehingga mesin yang mengalami hubungan arus pendek terminal.
Gambar 20.
MMF and Flux Wave Shape due to Main Field only
Gambar 21.
MMF dan Flux Gelombang Shape karena hanya Amature Reaksi
Gambar 22.
Flux Wave Shape, efek gabungan
Brush Shifting
Satu metode untuk mengurangi lengkung karena pergantian non-linear
adalah untuk menggeser sikat geometris jauh dari posisi netral. Kemudian
pergantian akan terjadi jika yang berlaku kumparan berada di bawah
pengaruh medan magnet yang lemah yang akan menghasilkan tegangan pada
kumparan, yang menentang tegangan induksi akibat perubahan arus. Oleh
karena itu, tegangan baru ini akan membantu bukannya menghalangi
pembalikan arus. Dalam generator, perlu untuk menggeser sikat maju dalam
arah pergantian rotasi untuk selamanya. Hal ini benar karena aliran
arus melalui konduktor berada dalam arah yang sama dengan tegangan dan,
itu ditunda sampai pergantian adalah sisi kumparan berada di bawah
tiang berikutnya, maka akan dibantu oleh membalikkan arus tegangan.
Dalam sebuah motor, perlu untuk menggeser sikat melawan arah rotasi
karena aliran arus adalah berlawanan dengan tegangan induksi. Jumlah
pergeseran yang diperlukan tergantung pada beban sehingga pergeseran
tertentu tidak akan memuaskan untuk semua beban. Salah satu efek dari
pergeseran kuas adalah bahwa komponen demagnetization reaksi angker
diperkenalkan. Dengan kata lain, ketika kuas dialihkan, reaksi yang
angker tidak hanya akan mendistorsi fluks medan utama tetapi juga akan
langsung menentang lapangan utama. Ini akan mengakibatkan penurunan
fluks medan. Efek lainnya adalah bahwa jika kuas dipindahkan cukup
jauh, adalah mungkin untuk mengurangi jumlah ternyata efektif karena
akan ada tegangan bertentangan satu sama lain di antara dua kuas.
Pada generator komponen yang demagnetization reaksi angker akan
merugikan karena akan ada penurunan tegangan yang dihasilkan dengan
meningkatnya beban. Namun, dalam sebuah motor, efeknya akan bermanfaat
karena kecepatan akan cenderung tetap konstan.
Interpoles
Metode lain untuk memerangi tegangan induksi yang disebabkan oleh
pembalikan arus adalah penggunaan interpoles. Para interpoles terletak
di titik netral geometris tengah antara kutub utama dan memberikan
pembalikan medan magnet kekuatan dan polaritas yang tepat. Mereka
menghilangkan perlunya sikat pergeseran dan, karena ini, efek
demagnetization reaksi angker dihilangkan. Para interpole harus memiliki
cukup kekuatan untuk mengatasi reaksi angker dan menyediakan lapangan
membalik Oleh karena itu, terhubung secara seri dengan gulungan
armature. Ketika angker arus meningkat dalam proporsi yang sama. Dalam
generator, yang interpole harus memiliki polaritas yang sama seperti
tiang berikutnya dalam arah rotasi sementara di sebuah motor yang
interpole harus memiliki polaritas yang sama seperti tiang terakhir.
Tidak Load Curve Saturasi
Tipikal kurva kejenuhan tanpa beban ditunjukkan pada Gambar 23. Ini
mirip dengan kurva magnetisasi disebutkan sebelumnya, kecuali bahwa itu
mewakili seluruh rangkaian magnetik mesin daripada bahan magnetik
tertentu. Juga, ia memiliki tegangan keluaran generator bersekongkol
melawan arus medan daripada kerapatan fluksi magnetizing melawan
kekerasan. Hal ini dapat dilakukan karena generator tegangan berbanding
lurus dengan fluks medan dan jumlah belitan adalah tetap. Ada kurva
kejenuhan yang berbeda untuk setiap kecepatan. Semakin rendah garis
lurus bagian dari kurva mewakili celah udara karena bagian-bagian magnet
tidak jenuh. Bila bagian magnetik mulai jenuh, kurva membungkuk sampai
kejenuhan lengkap tercapai. Maka kurva menjadi garis lurus lagi.
Gambar 23.
Tidak Load Curve Saturasi
 |
|
Gambar 23,1
Tidak Load Curve Saturasi |
 |
|
Gambar 23,2
Tidak Load Curve Saturasi |
Generator Build Up
Generator membangun biasanya mengacu pada kenaikan bertahap tegangan
pada terminal angker ketika mesin diri bersemangat dan dioperasikan
dengan kecepatan normal. Hal ini diilustrasikan pada Gambar 25 dengan
mengacu pada garis resistensi lapangan yang menunjukkan bagaimana arus
medan bervariasi sebagai tegangan bidang bervariasi. Kemiringan garis
ini adalah bidang resistensi pada temperatur konstan. Naik tegangan
dimulai dengan magnetisme sisa besi lapangan. Hal ini memberikan
tegangan kecil keluaran E
1 yang makan kembali ke lapangan sebagai
1.
1 meningkatkan fluks memberikan tegangan yang sedikit lebih besar, E
2 . Dan
2 menyebabkan
2
mengalir. Proses ini berlanjut sampai mesin mulai jenuh dan berhenti
pada titik di mana garis perlawanan lapangan memotong kurva saturasi.
Jika kecepatan mesin dikurangi sehingga kurva saturasi menjadi lapangan
bersinggungan dengan kurva resistansi, tegangan tidak akan membangun.
Hal ini dikenal sebagai kecepatan kritis. Juga, pada kecepatan tertentu,
jika resistensi bidang meningkat dengan penambahan resistensi
eksternal, resistensi kritis dapat dihubungi.
Gambar 25.
DC Motor Curves
Output tegangan persamaan tegangan telah dinyatakan sebagai:
|
E = K1 S. |
Namun, ini adalah dihasilkan tegangan dan bagian dari itu harus
digunakan untuk mengatasi IR tetes dalam mesin, yang disebabkan oleh
perlawanan itu dari angker, lapangan seri, interpoles, sikat, dll Jika
resistensi itu digabungkan bersama-sama dan disebut angker perlawanan,
maka output tegangan pada terminal generator dapat dinyatakan sebagai:
|
V = E – Isebuah Rsebuah – K1 S –sebuah Rsebuah |
mana:
|
E = dihasilkan tegangan |
|
Disebuah = Amature saat |
|
Rsebuah = Amature rangkaian hambatan |
|
Ke arah1 = Konstanta mesin |
|
= Fluks per kutub |
|
S = kecepatan. |
Karakteristik eksternal
Kurva yang menunjukkan hubungan antara tegangan keluaran dan arus
keluaran dikenal sebagai karakteristik eksternal. Ditunjukkan pada
Gambar 24 adalah kurva karakteristik eksternal untuk generator dengan
berbagai jenis eksitasi. Jika generator, yang secara terpisah
bersemangat, digerakkan dengan kecepatan konstan dan memiliki arus medan
tetap, tegangan keluaran akan berkurang dengan peningkatan arus beban
seperti pada gambar. Penurunan ini disebabkan oleh angker angker reaksi
penolakan dan efek. Jika fluks medan tetap konstan, tegangan yang
dihasilkan akan cenderung tetap konstan dan tegangan keluaran akan sama
dengan yang dihasilkan tegangan drop minus inframerah dari rangkaian
armature. Namun, komponen demagnetizing reaksi angker cenderung
mengurangi fluktuasi, sehingga menambah faktor tambahan, yang mengurangi
tegangan keluaran.
Gambar 24.
Generator DC Curves
Dalam bersemangat shunt generator, dapat dilihat bahwa tegangan
keluaran berkurang lebih cepat daripada dengan eksitasi terpisah. Hal
ini disebabkan oleh kenyataan bahwa, karena tegangan keluaran berkurang
karena efek reaksi angker dan angker IR jatuhkan, tegangan lapangan
juga berkurang yang selanjutnya mengurangi fluks. Juga dapat dilihat
bahwa di luar nilai kritis tertentu, maka generator shunt menunjukkan
tren pembalikan nilai-nilai saat ini dengan penurunan tegangan. Titik
ini arus keluaran maksimum dikenal sebagai titik breakdown. Pada
kondisi sirkuit pendek, satu-satunya fluksi yang tersedia untuk
menghasilkan arus magnet residual dari angker.
Membangun tegangan pada rangkaian generator, rangkaian eksternal
harus tersambung dan hambatan direduksi menjadi nilai yang relatif
rendah. Karena angker adalah seri dengan lapangan, arus beban harus
mengalir untuk memperoleh fluks di lapangan. Sebagai tegangan dan arus
beban naik resistensi dapat ditingkatkan ke nilai normal. Sebagai kurva
karakteristik eksternal menunjukkan, tegangan output yang dimulai dari
nol, mencapai puncaknya, dan kemudian jatuh kembali ke nol.
Kombinasi dari medan shunt lapangan dan serangkaian memberikan yang
terbaik karakteristik eksternal seperti yang diilustrasikan pada Gambar
24. Jatuh tegangan, yang terjadi di mesin shunt, yang diimbangi dengan
tegangan naik, yang terjadi di mesin seri. Penambahan dalam jumlah yang
memadai ternyata offset seri IR yang angker angker drop dan efek
reaksi, menghasilkan rata-senyawa generator yang memiliki tegangan yang
hampir konstan. Jika lebih seri berubah ditambahkan, tegangan akan
naik dengan beban dan mesin dikenal sebagai over-senyawa generator.
Voltage Regulation
Peraturan tegangan adalah perubahan tegangan terminal dengan perubahan
arus beban dengan kecepatan konstan. Sebuah generator memiliki peraturan
yang baik jika perubahan tegangan antara tanpa beban dan beban penuh
kecil. Jika perubahan besar, peraturan yang miskin. Dinyatakan dalam
bentuk persamaan:
Persen Voltage Regulation = (E
NL – E
FL ) / E
FL x 100 atau untuk beberapa mesin senyawa, Persen Voltage Regulation = (E
FL – E
NL ) / E
FL x 100
Gambar 24 menunjukkan bahwa regulasi mesin yang terpisah gembira
adalah lebih baik daripada mesin shunt. Namun, peraturan yang terbaik
adalah senyawa yang diperoleh dengan mesin. Mesin seri praktis tidak ada
peraturan sama sekali dan, karenanya, memiliki sedikit aplikasi
praktis.
Motor Operasi
Seperti yang dinyatakan sebelumnya, sebuah konduktor bergerak melalui
sebuah medan magnet karena tindakan motor juga menghasilkan tegangan
yang berlawanan dengan tegangan yang diberikan. Ini adalah EMF kembali.
Kemudian untuk motor tindakan persamaan tegangan adalah:
|
V = E + ISebuah RSebuah = K1 S + ISebuah RSebuah |
mana:
|
V = diterapkan atau terminal tegangan |
|
E = kembali EMF |
|
DiSebuah = Amature saat |
|
RSebuah = Angker rangkaian hambatan’s |
|
Ke arah1 = Konstanta mesin |
|
= Fluks per kutub |
|
S = kecepatan |
Ketika membandingkan persamaan ini dengan persamaan tegangan
generator, dapat dilihat bahwa dalam generator tegangan yang dihasilkan
lebih tinggi dari tegangan terminal sementara di sebuah motor yang
sebaliknya adalah benar. Oleh karena itu, selama tegangan yang
dihasilkan kurang dari tegangan terminal, mesin beroperasi sebagai motor
dan mengambil daya dari sisi listrik, tetapi ketika tegangan yang
dihasilkan menjadi lebih besar daripada tegangan terminal, mesin menjadi
generator, pasokan listrik , dan membutuhkan energi mekanik untuk
tetap beroperasi.
Bagian belakang atau counter EMF bertindak sebagai kontrol untuk
jumlah arus mekanis yang dibutuhkan untuk setiap beban. Ketika beban
mekanik meningkat, efek pertama adalah pengurangan kecepatan. Namun
pengurangan kecepatan juga menyebabkan penurunan di belakang EMF,
sehingga membuat tersedia peningkatan tegangan untuk arus dalam
armature. Oleh karena itu, saat ini meningkat yang pada gilirannya akan
meningkatkan torsi. Karena tindakan ini, yang sangat sedikit penurunan
dalam kecepatan cukup untuk memenuhi peningkatan permintaan torsi.
Juga, daya input diatur ke jumlah yang diperlukan untuk mensuplai motor
kerugian dan output.
Speed Torque Curves
Kecepatan kurva torsi untuk tiga bentuk eksitasi ditunjukkan pada Gambar
25. Dalam bersemangat shunt motor, perubahan kecepatan sedikit dan,
karenanya, dianggap motor kecepatan konstan. Juga, fluks medan hampir
konstan dalam shunt motor dan torsi bervariasi hampir langsung dengan
arus armature.
Dalam motor seri kecepatan penurunan dengan peningkatan torsi jauh
lebih besar. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa fluks medan meningkat
dengan meningkatnya arus, sehingga cenderung untuk mencegah penurunan
kembali EMF yang sedang disebabkan oleh penurunan kecepatan. Fluks medan
bervariasi dalam serangkaian torsi motor dan bervariasi sebagai
kuadrat dari arus angker sampai saturasi tercapai. Setelah mencapai
kejenuhan, kurva cenderung mendekati garis lurus tren dari shunt motor.
Beban yang tidak kecepatan motor seri biasanya terlalu tinggi untuk
keamanan dan, oleh karena itu, tidak boleh dioperasikan tanpa beban
memadai.
Senyawa kecepatan motor memiliki karakteristik torsi yang terletak antara shunt dan motor seri.
Speed Peraturan
Kecepatan peraturan adalah perubahan kecepatan dengan perubahan beban
torsi, kondisi lain yang konstan. Sebuah motor memiliki peraturan yang
baik jika tidak ada perubahan antara kecepatan beban dan beban penuh
kecepatan kecil.
Persen Speed Peraturan = (S
NL – S
FL) / S
FL
x 100 A shunt motor memiliki kecepatan yang baik peraturan sementara
motor seri memiliki kecepatan miskin peraturan. Untuk beberapa aplikasi
seperti crane atau hoists, motor seri memiliki keunggulan karena hasil
yang lebih gerakan disengaja beban lebih berat. Juga, memperlambat
dari seri motor lebih baik untuk mulai berat beban. Namun, untuk banyak
aplikasi yang shunt motor lebih disukai.
Motor Starting
Ketika angker tidak berputar, bagian belakang EMF adalah nol dan
tegangan total tersedia untuk mengirimkan arus melalui armature. Karena
resistensi angker rendah, arus yang sangat besar akan mengalir jika
tegangan yang diaplikasikan di bawah kondisi ini. Oleh karena itu, perlu
untuk memasukkan perlawanan tambahan secara seri dengan angker sampai
kecepatan yang memuaskan dicapai di mana EMF belakang akan mengambil
alih untuk membatasi input.
Gesekan dan Windage
Kerugian tersebut termasuk bantalan gesekan, gesekan kuas, dan windage.
Mereka juga dikenal sebagai kerugian mekanis. Mereka adalah konstan
pada kecepatan tertentu, tetapi bervariasi dengan perubahan kecepatan.
Power kerugian akibat gesekan meningkat dengan kuadrat dari kecepatan
dan yang disebabkan oleh peningkatan windage sebagai kubus dari
kecepatan.
Armature Tembaga Kerugian
Ini adalah aku
2 R kerugian dari rangkaian angker, yang
meliputi angker berkelok-kelok, komutator, dan sikat. Mereka bervariasi
secara langsung dengan perlawanan dan sebagai kuadrat dari arus.
Lapangan Tembaga Kerugian
Ini adalah aku
2 R kerugian dari rangkaian medan yang dapat
mencakup gulungan medan shunt, gulungan medan seri, interpole gulungan
dan setiap shunts digunakan dalam kaitannya dengan gulungan ini. Mereka
bervariasi secara langsung dengan perlawanan dan sebagai kuadrat dari
arus.
Core Kerugian
Ini adalah arus eddy histeresis dan kerugian dalam armature. Dengan
perubahan terus-menerus arah fluks dalam besi angker, pengeluaran energi
yang dibutuhkan untuk membawa besi melalui loop histeresis lengkap.
Ini adalah kerugian histeresis. Juga karena besi merupakan konduktor
dan berputar dalam medan magnet, tegangan akan dihasilkan. Hal ini,
pada gilirannya, akan mengakibatkan arus yang bersirkulasi kecil yang
dikenal sebagai arus eddy. Jika inti yang solid yang digunakan untuk
angker, maka kerugian arus eddy akan tinggi. Mereka dikurangi dengan
menggunakan laminasi tipis, yang terisolasi dari satu sama lain.
Histeresis dan kerugian arus eddy bervariasi dengan kerapatan fluksi
dan kecepatan.
Efisiensi
Untuk generasi atau motor, efisiensi sama dengan output dibagi dengan
input. Namun, dalam generator, input mekanis sementara output listrik.
Dalam sebuah motor yang sebaliknya adalah benar, karena itu:
|
Motor Efisiensi = (Input – Rugi) / Input |
|
Generator Efisiensi = Output / (Output + Rugi) |
Pada abad ke-18 Inggris, batubara sedang memberi makan
revolusi industri dan Thomas Newcomen didorong menciptakan mesin uap
yang digunakan untuk memompa air dari tambang batu bara. Itu Scott
Namun, dengan nama James Watt, yang pada 1769 memperbaiki mesin uap
sehingga benar-benar bisa dilaksanakan dan praktis. Dalam upayanya untuk
menjual mesin uap baru, pertanyaan pertama pemilik tambang batu bara
bertanya adalah “mesin anda bisa keluar kerja salah satu kuda saya?”
Watt tidak tahu karena ia tidak tahu berapa banyak pekerjaan seekor kuda
bisa lakukan. Untuk mengetahuinya, Watt dan mitranya membeli beberapa
ukuran rata-rata diukur kuda dan pekerjaan mereka. Mereka menemukan
bahwa kuda rata-rata bekerja di tingkat kaki 22.000 pound per menit.
Watt memutuskan, untuk beberapa alasan tidak diketahui, untuk
menambahkan 50% ke angka ini dan tingkat rata-rata 33.000 kaki kuda di
pon per menit.
Yang penting adalah bahwa sekarang ada sistem di tempat untuk
mengukur tingkat melakukan kerja. Dan ada satuan daya, tenaga kuda.
Jika mesin uap telah dikembangkan suatu tempat lain di dunia, di mana
kuda itu tidak ada binatang beban, kita mungkin rating lembu motor di
kekuasaan atau kekuatan unta. Hari ini, motor juga dinilai dalam Watts
output.
|
hp = lb x FPM / 33.000 |
|
hp = ft-lb x rpm / 5.252 |
|
kW = hp x 0,7457 |
|
hpMetrik = Hp x 1,0138 |
Horsepower seperti yang didefinisikan oleh Watt, adalah sama untuk AC dan DC motor, mesin bensin, anjing kereta, dll
Horsepower dan Electric Motors
|
Torsi = gaya x jari-jari = lb x ft = T |
|
Speed = rpm = N |
|
Konstan = 5.252 = C |
|
HP = T x N / C |
Torsi dan DC Motors
|
T = k Disebuah |
Pada overload, torsi meningkat pada beberapa tingkat lebih rendah daripada peningkatan akibat arus saturasi
D2 L dan Torque
|
258AT = 324 D2 L |
|
259AT = 378 D2 L |
Dengan diameter frame yang sama, yang 259AT memiliki 17% lebih D
2 L dan dengan demikian 17% lebih
dan
17% lebih Torque. Torsi motor meningkat dengan peningkatan besi dan
tembaga, dikombinasikan dengan saat ini. Ini dapat dikatakan bahwa
dibutuhkan besi dan tembaga untuk menghasilkan torsi dan torsi membuat
produk. Atau dengan kata lain, apa yang membuat Anda membeli produk
TORSI dan yang BESI dan TEMBAGA. Tingkat melakukan pekerjaan adalah
kekuatan dan HORSEPOWER adalah satuan kekuasaan.
Kecepatan dan DC Motors
Motor DC shunt luka
Dengan beban motor, temperatur dan arus medan tetap konstan, kecepatan armature dikendalikan oleh tegangan.
|
E = ((Z / a) x x P x (N / 60) x 10-8 ) + (I, Rsebuah R & Iip R & Ib ) |
Jumlah dari penurunan tegangan rangkaian angker dapat digambarkan sebagai IR
Speed contoh: desain motor diberikan G6219, bingkai MC3212, 50 hp, 1150 rpm, 500 volt angker, 85 ampli beban penuh, 0,432
resistansi sirkuit angker panas, 0,206
angker rangkaian resistansi dingin
|
Danjatuh = IR = 85 amp x 0.432 = 36,72 volt |
|
|
500 v lengan – 36,72 v drop = 463,28 bekerja volt |
|
|
Volt per rpm = 463,28 / 1150 rpm = 0,40285 |
|
Nkecepatan dasar = 1150 rpm = (500 v – 36.72 v) / 0.40285 |
|
Dengan 250 v pada angker, ada bekerja 213,28 volt (250-36,72) |
|
213,28 / 0,40285 = 529 rpm (bukan 1 / 2 kecepatan, 575 rpm) |
|
|
N = 529 rpm = (250 v – 36.72 v) / 0.40285 |
|
N = (E – IR) / Ke arah = (E – IR) / 0,40285 |
|
K perubahan dengan perubahan beban dan suhu |
|
|
|
HPMetrik = HP x 1,0138 |
|
|
|
kW = HP x 0,7457 |
