KONTRUKSI MESIN ARUS SEARAH

RANGKA

Rangka (frame atau yoke) mesin arus searah seperti juga mesin-mesin listrik lainnya secara umum memiliki dua fungsi, yaitu :

1.    Merupakan sarana pendukung mekanis untuk mesin secara keseluruhan.

2.    Untuk membawa fluk magnetis yang dihasilkan oleh kutub-kutub mesin.

Untuk mesin kecil, dimana pertimbangan harga lebih dominan dari pada beratnya, biasanya rangka terbuat dari besi tuang (cast iron), tetapi untuk mesin-mesin besar pada umunya terbuat dari baja tuang (cast steel) atau baja lembaran (rolled steel).

Rangka ini pada bagian dalam dilaminasi untuk mengurangi rugi-rugi inti, selain itu rangka ini juga harus memiliki permeabilitas yang tinggi, disamping kuat secara mekanis.

                                           Gambar 1 : Kontruksi mesin arus searah

KUTUB

Magnet penguat atau magnet medan terdiri atas inti kutub dan sepatu kutub.

Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah :

Menyebaran fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang lebar, maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet

Sebagai pendukung secara mekanis untuk keumparan penguat atau kumparan medan

Inti kutub terbuat dari lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu kutub dilaminasi dan dibaut ke inti kutub. Sedangkan kutub (inti kutub dan sepatu kutub) dubuat atau dikeliling (rivet) ke rangka mesin.

Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga (berbentuk bulat atau strip/persegi) yang dililitkan sedemikian rupa dengan ukuran tertentu.

KOMUTATOR DAN SIKAT

Komutator terbuat dari batangan tembaga yang dikeraskan (dropforged), yang diisolasi dengan bahan sejenis mika. Adapun fungsi komutator itu adalah untuk menmgumpulkan arus listrik induksi dari konduktor jangkar dan mengkonversikannya menjadi arus searah melalui sikat.

            Sedangkan sikat terbuat dari karbon, grafit (graphite), logam grafit atau campuran karbon – grafit, yang dilengkapi dengan pegas penekan dan kotak sikatnya. Besarnya tekanan pegas dapat diatur sesuai dengan keinginan. Permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Karbon yang ada diusahakan memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik, dan koefesien gesekan yang rendah untuk mengurangi keausan (excessive wear).

KUMPARAN JANGKAR

 

                                        Gambar 3 : Bentuk umum kumparan jangkar

Adapun jumlah konduktor dalam kumparan jangkar tersebut :

            Z =  2CN

Dimana : C = jumlah kumparan pada rotor atau segmen komutator pada rotor.

                N =  jumlah lilitan setiap kumparan.

Normalnya bentangan kumparan adalah 180⁰ listrik, yang berarti ketika sisi kumparan yang satu berada ditengah suatu kutub, sisi lainnya berada ditengah kutub yang berbeda polaritasnya. Sedangkan secara fisik kutub yang ada tidak saling terletak 180⁰ mekanis.

Kumparan yang membentang 180⁰ listrik memiliki tegangan yang sama antar sisi-sisinya dan berlawanan arah setiap waktu. Kumparan ini disebut sebagai kumparan kisar penuh (full-pitch coil).

Sedangkan kumparan yang bentangnya kurang dari kisar kutubnya (180⁰ listrik) disebut juga sebagai kumparan kisar fraksi (fractional-pitch coil)  atau kumparan tali busur (chorded winding).

Adapun hubungan antara kumparan rotor dengan segmen komutatornya terbagi atas 2 macam :

1.    Kumparan progresif (Progressive winding). Adalah kumparan yang salah satu ujungnya terhubung dengan logam komutator yang terletak di depan logam komutator di mana ujung lain kumparan yang sama terhubung.

2.    Kumparan retrogresif (Retrogressive winding). Adalah kumparan yang salah satu ujungnya terhubung dengan logam komutator yang terletak di belakang logam komutator di mana ujung lain kumparan yang sama terhubung.

Posted in: Elektro