Motor Arus Terus (AT)

14
3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK 1 TAJUK 4 MOTOR ARUS TERUS (AT) Sinopsis Dalam tajuk ini pelajar akan mempelajari beberapa isi pelajaran yang berkaitan dengan mesin elektrik iaitu motor arus terus. Antara perkara yang berkaitan itu ialah berkenaan dengan jenis-jenis dan simbol motor arus terus, bahagian-bahagian utama motor arus terus, kendalian dan kegunaannya. Hasil Pembelajaran: Di akhir bab ini anda seharusnya dapat 1. Menjelaskan kandungan ilmu yang berkaitan dengan motor AT 2. Menjelaskan kandungan ilmu yang berkaitan dengan jenis-jenis motor 3. Menggunakan kemahiran berfikir aras tinggi dalam prinsip asas motor AT 4. Menggunakan kemahiran berfikir aras tinggi dalam litar asas motor AT Kerangka Konsep Jenis-jenis motor Motor AT Bahagian utama motor AT dan fungsinya Prinsip kendalian motor AT Asas Teknologi Komputer dan Rangkaian Litar Asas dan pengunaan motor AT

description

Motor Arus Terus (AT)

Transcript of Motor Arus Terus (AT)

Page 1: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

1

TAJUK 4 MOTOR ARUS TERUS (AT)

Sinopsis

Dalam tajuk ini pelajar akan mempelajari beberapa isi pelajaran yang berkaitan dengan

mesin elektrik iaitu motor arus terus. Antara perkara yang berkaitan itu ialah berkenaan

dengan jenis-jenis dan simbol motor arus terus, bahagian-bahagian utama motor arus

terus, kendalian dan kegunaannya.

Hasil Pembelajaran:

Di akhir bab ini anda seharusnya dapat

1. Menjelaskan kandungan ilmu yang berkaitan dengan motor AT

2. Menjelaskan kandungan ilmu yang berkaitan dengan jenis-jenis motor

3. Menggunakan kemahiran berfikir aras tinggi dalam prinsip asas motor AT

4. Menggunakan kemahiran berfikir aras tinggi dalam litar asas motor AT

Kerangka Konsep

Jenis-jenis motor Motor AT

Bahagian utama motor AT dan fungsinya

Prinsip kendalian motor AT

Asas Teknologi

Komputer dan

Rangkaian

Litar Asas dan pengunaan motor AT

Page 2: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

2

Pencuci Vaccum

Motor Elektrik

MAKLUMAT

Motor DC yang bersaiz kecil. Cuba lihat saiz motor tersebut dibandingkan dengan mata pensil.

1 Kuasa Kuda (HP) = 746 Watt

1.1 Pengenalan

Motor elektrik ialah mesin yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanik.

Motor ini mengunakan bekalan elektrik sebagai sumber dan menghasilkan tenaga

mekanik dalam bentuk daya kilas dan putaran. Motor elektrik telah digunakan secara

meluas dalam kehidupan manusia moden pada hari ini. Antara

kegunaan yang biasa dilihat seperti pengisar, kipas angin .

penyaman udara dan sebagainya. Malah pada hari ini motor

elektrik telah digunakan sebagai kenderaan pengangkutan

manusia.

Unit kuasa motor elektrik ialah Watt (W) dan juga kuasa kuda (HP)

1.2 Jenis dan simbol motor

Mesin Elektrik terbahagi kepada dua jenis iaitu motor arus terus

(AT) dan motor arus ulang-alik(AU). Binaan motor AT hampir

menyamai penjana AT. Oleh itu tugasnya boleh ditukar ganti

dengan mudah. Jenis mesin elektrik

memperolehi namanya berdasarkan kepada

jenis bekalan kuasa yang digunakan. Motor AT berkendali

menggunakan bekalan kuasa AT sebagai punca bekalan. Motor

AU pula berkendali menggunakan bekalan kuasa AU. Motor AU

Keretapi Laju

Page 3: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

3

pula terbahagi kepada iaitu motor AU fasa tunggal (240V) dan motor AU fasa tiga

(415V). biasanya motor AU fasa tunggal digunakan di rumah-rumah kediaman dan

motor AU fasa tiga digunakan di indusri.

1.3 Motor AT

Binaan asas motor AT terbahagi kepada dua bahagian iaitu pemegun dan pemutar.

I. Pemegun

Pemegun ialah bahagian yang mengandungi belitan medan yang

menghasilkan fluks medan magnet. Biasanya pemegun dipasang pada

rangka atau kuk motor dan merupakan bahagian motor yang tidak bergerak.

II. Pemutar

Pemutar ialah bahagian motor yang berputar dalam motor elektrik. Pemutar

berada di tengah-tengah motor iaitu ditempat pemasangan aci.

Pemegun

Pemutar

M M

Motor AT Motor AU

SIMBOL MOTOR ELEKTRIK

Page 4: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

4

Namakan bahagian bahagian motor DC yang bergerak dan

tidak bergerak apabila bekalan elektrik dibekalkan kepada

motor tersebut?

1.4 Bahagian Utama Motor AT

Bahagian utama motor AT terdiri daripada angker, penukartertib ,kutub medan dan

berus karbon.

i) Angker

Angker ialah bahagian motor yang berputar dan merupakan bahagian yang

menerima tenaga elektrik. Angker terdiri daripada beberapa bahagian iaitu teras

angker,belitan angker,dan lubang alur.

ii) Teras angker:

Teras angker berfungsi sebagai elektromagnet untuk menghasilkan medan magnet

yang akan bersaling tindak dengan magnet pemegun untuk menghasilkan daya

putaran aci.

iii) Belitan angker

Belitan angker berfungsi untuk mengalirkan arus supaya teras angker menjadi

elektromagnet.

iv) Lubang alur

Gambar Keratan Motor DC

Page 5: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

5

Penukartertib

Gelung Angker & penukartertib

Lubang alur berfungsi sebagai laluan untuk belitan angker dan memisahkan angker

kepada beberapa ruas.

v) Penukartertib

Penukartertib ialah komponen berbentuk silinder yang terdapat di dalam pemutar.

Komponen ini merupakan susunan ruas palang logam yang

bertebat antara satu sama lain. Bilangan ruas bergantung kepada

bilangan belitan angker. Penghujung setiap belitan angker akan

dipaterikan pada palang logam tersebut. Pengaliran arus ke

belitan angker adalah melalui penukartertib dengan

menggunakan berus karbon. Penukartertib dipasang

pada aci berhampiran dengan angker dan turut berputar

bersama-sama angker. Penukartertib berfungsi untuk

menghubungkan pengaliran arus dari bekalan kepada

belitan angker melalui berus karbon.

Page 6: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

6

Medan Magnet Kekal

Gelung Medan

vi) Kutub medan

Kutub medan ialah untuk menghasilkan medan magnet kekal

dalam motor AT. Motor AT bersaiz kecil menggunakan magnet

kekal sebagai kutub medan. Motor AT bersaiz

besar menggunakan elektromagnet sebagai

kutub medan. Belitan untuk menghasilkan

kekuatan medan magnet pada kutub medan dinamai belitan

medan.

vii) Berus karbon

Berus karbon berbentuk bongkah karbon kecil yang

bertindak sebagai media penyambung litar elektrik yang

berputar dengan bahagian yang pegun.Berus karbon

seperti yang ditunjukkan dalam gambar foto 5.8,digunakan

untuk membawa arus masuk ke belitan angker atau keluar

dari belitan angker.

Berus Karbon

Page 7: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

7

1.5 Prinsip Kendalian Motor AT

Lazimnya.putaran yang berlaku pada motor AT diperoleh melalui saling tindak medan

magnet iaitu antara medan magnet kekal dari kutub medan di pemegun dengan medan

magnet angker. Saling tindak kedua-dua medan ini menghasilkan daya kilas yang akan

menyebabkan pemutar berputar.

i) Penghasilan Daya Kilas

Kekuatan daya kilas yang terhasil bergantung kepada kekuatan medan magnet

di angker dan kutub medan. Penghasilan daya kilas dalam motor AT ditunjukkan

seperti dalam rajah 1. Rajah 1(a) menunjukkan fluks magnet yang wujud antara

dua kutub medan. Rajah 1(b) pula menunjukkan arah arus pada pengalir di

angker melalui penukartertib. Rajah 1(c)menunjukkan fluks magnet yang wujud

pada pengaliran di angker dan fluks dari kutub medan yang bersaling tindak.

Page 8: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

8

Petua Tangan Kiri Fleming

Rajah 1(a): Medan Magnet pada stator Rajah 1(b): Arus dibekalkan pada rotor

Rajah 1(c) : Daya Kilas terhasil pada Rotor

Apabila dua medan magnet saling tindak, daya kilas

akan wujud pada pengalir. Arah daya dapat

ditentukan dengan Petua Tangan Kiri Fleming.

Kendalian motor AT adalah seperti yang dalam

digambarkan dalam Rajah 2. Merujuk kepada rajah

2(a) semasa gelung mendatar (pada 0 darjah),

arus dalam gelung mengalir dalam arah ‘pqrs’.

Daya kilas untuk memutarkan gelung akan wujud mengikut arah lawan jam

Page 9: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

9

sehingga mencapai kedudukan 90 darjah seperti yang ditunjukkan dalam rajah

2(b). Pada kedudukan 90 darjah (Rajah 2(b)) arus tidak lagi mengalir dalam

gelung, maka tiada lagi daya kilas yang wujud pada gelung di angker.

Walau bagaimanapun, disebabkan oleh momentum dalam angker semasa

berputar,gelung terus berputar melepasi kedudukan 90 darjah. Apabila gelung

mula berputar dari,kedudukan 90 darjah ke 180 darjah,arus dalam gelung akan

mengalir semula pada arah ‘srpq’seperti yang ditunjukkan dalam rajah 2(c). Arah

arus ini menyebabkan wujud semula daya kilas dalam arah yang sama seperti

dalam rajah 2(a) .Proses ini akan berterusan sehingga sumber tenaga elektrik

diputuskan.

Biasanya, angker mempunyai lebih daripada satu belitan. Tambahan belitan

meningkatkan daya kilas pada pusingan motor. Selain itu, angker juga

mempunyai lebih daripada satu gelung. Tambahan gelung akan menghasilkan

putaran yang lebih lancar.

Apabila angker berputar dalam medan magnet voltan teraruh akan wujud dalam

arah yang bertentangan dengan arah voltan bekalan seperti yang dinyatakan

dalam Hukum Faraday dan Hukum Lenz.Voltan teraruh ini dinamai daya gerak

elektrik balikan.

ii) Daya Gerak Elektrik (dge) Balikan

Apabila angker berputar,belitan angker akan memotong fluks kutub medan dan

menghasilkan daya gerak elektrik atau voltan teraruh dalam angker, Voltan ini

Rajah 2 : Proses Putaran angker

Page 10: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

10

mempunyai ciri menentang arah voltan bekalan dan dinamai daya gerak elektrik

(dge)balikan. Dge balikan berkadar terus dengan kelajuan angker dan kekuatan

fluks kutub medan. Dge balikan menentukan kekuatan arus sebenar yang

mengalir ke belitan angker.

1.6 Litar Asas Motor AT

Motor AT dikelaskan kepada tiga jenis iaitu motor siri,motor pirau dan motor majmuk.

Pengelasan ini dibuat mengikut cara penyambungan antara belitan angker dengan

punca bekalan.

i. Motor AT Siri

Bagi motor AT siri belitan medan dan belitan angker disambung bersiri dengan

punca bekalan seperti yang ditunjukkan dalam rajah 3. Arus dalam belitan

medan akan mengalir dalam belitan angker. Ketika voltan bekalan mula

dibekalkan, tidak terdapat dge balikan di angker. Ini membolehkan arus

permulaan yang tinggi mengalir pada belitan medan dan belitan angker.

Keadaan ini menghasilkan daya kilas permulaan yang tinggi . Oleh berbeban

pada permulaan kerja seperti kren, tali sawat dan mesin CNC.

Soalan

1. Terangkan kendalian motor AT.

2. Terangkan maksud Daya Gerak Elektrik Balikan

Page 11: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

11

Rajah 3 : Litar Motor AT Siri

ii. Motor AT Pirau

Motor AT pirau menggunakan sambungan selari bagi menyambung antara

belitan angker dengan punca bekalan seperti yang ditunjukkan dalam rajah 4.

Sambungan selari menyebabkan arus pada belitan medan sentiasa malar. Arus

pada belitan angker pula bergantung kepada dge balikan. Motor AT pirau lebih

sesuai digunakan apabila kelajuan malar diperlukan dan tidak memerlukan daya

kilas permulaan yang tinggi. Oleh itu, motor ini sesuai untuk mengendalikan

sistem yang memerlukan kelajuan malar seperti pekakas mesin.penggilap dan

penyambur.

Rajah 4 : Litar Motor AT Pirau

Page 12: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

12

Soalan

1. Nyatakan kelebihan antara motor siri, pirau dan motor

majmuk.

2. Nyatakan faktor-faktor yang boleh meningkatkan kelajuan

motor DC.

iii. Motor AT Majmuk

Motor AT majmuk mempunyai dua belitan medan. Satu daripadanya di sambung

secara siri dengan belitan angker dan punca bekalan manakala belitan yang satu

lagi disambung secara selari dengan punca bekalan. Cara penyambung

keseluruhan litar ditunjukkan dalam rajah 5.

Motor AT majmuk menggabungkan ciri motor AT siri dengan motor AT pirau.

Bilangan belitan medan sambungan siri adalah kurang daripada bilangan belitan

medan sambungan pirau. Motor AT majmuk mempunyai daya kilas permulaan

yang baik dan member kelajuan malar. Motor jenis ini biasanya digunakan untuk

beban lampau berat seperti mesin pemotong dan pengisar.

Rajah 5 : Litar Motor AT Majmuk

Page 13: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

13

1.7 Menukar Arah Putaran Angker Motor AT

Arah putaran motor AT dapat ditukar dengan dua cara sama ada dengan

menyongsangkan sambungan belitan angker atau menyongsangkan sambungan

belitan medan. Jadual 1 menunjukkan kaedah menukarkan arah putaran angker motor

AT.

Dengan merujuk kepada motor AT pirau, bagi menyongsangkan belitan angker

sambungan A1 dan A2 hendaklah disongsangkan cara penyambungannya ke punca

bekalan.A1 disambung ke punca negatif dan A2 ke punca positif bekalan dengan

merujuk kepada litar asal. Kesan daya pada pemutar boleh diperhatikan pada gambar

rajah fluks dalam jadual 1. Bagi menyongsangkan belitan medan,sambungkan F1 ke

punca negatif dan F2 ke punca positif bekalan dengan merujuk kepada litar asal.

Dengan menyongsangkan sambungan satu daripada belitan medan atau belitan

angker, saling tindak antara medan magnet pemegun dan pemutar akan mengubah

arah daya kilas pada pengalir di angker.Ini akan mengubah arah putaran motor seperti

yang ditunjukkan pada gambar rajah fluks dalam Jadual 1.

Page 14: Motor Arus Terus (AT)

3107 ELEKTRIK DAN ELEKTRONIK

14

1.8 Penggunaan Motor AT

Motor AT banyak digunakan dalam peralatan elektrik mudah alih. Contoh peralatan

yang menggunakan motor AT ialah pemutar pita, alat permainan bermotor, penghidup

kenderaan, kipas radiator kereta, motosikal elektrik dan penyejuk unit CPU komputer.

Rujukan :

1. David A. Bell (1996);(edisi keempat) , Asas Litar Elektrik.

2. Abd Samad (1988);(edisi Kedua), Pemasangan dan Penyelenggaraan Elektrik)

3. Abd Samad ; Nazi ) (1995);(Teknologi Elektrik Untuk Sekolah Menengah

Vokasional, Tingkatan 4 & 5)

4. Pengajian Kejuruteraan Elektrik dan Elektronik; Tingkatan 4 &5 (2003)

Jadual 1

Kereta mainan Kipas Penyejuk Komputer Basikal elektrik

Soalan

1. Nyatakan fungsi penukartertib.

2. Nyatakan dua cara bagaimanakan arah putaran

pada motor DC dapat disongsangkan