SESIRI (SERIES) - Motor DC jenis siri atau dalam bahasa Inggeris dipanggil Motor DC Siri. Ini adalah motor DC yang gegelung medannya disambung secara bersiri dengan gegelung angker (belitan angker). Dengan sambungan siri ini, arus elektrik dalam gegelung medan adalah sama dengan arus elektrik dalam gegelung angker. - Kelajuan motor DC jenis siri ini akan berkurangan apabila beban yang diberikan kepada motor DC bertambah. Motor DC jenis ini tidak boleh digunakan tanpa beban yang dipasang kerana ia akan berputar dengan cepat tanpa kawalan.
35 Rajah 6.1.5 Litar Motor Siri ITotal = If = Ia E = Eb + IfRf = IaRf E = Eb + Ia (Ra + Rf) MEDAN ANGKER
6.4 Jenis-Jenis Motor Arus Ulang Alik JENIS HURAIAN MOTOR ARUHAN FASA Ta) Motor Jenis Fasa Belah (Split Phase Induction Motor) • Motor jenis ini digunakan umenggerakan beban ringan menjalankan pemampat sistdengan salur rerambut dimatinggi dan tekanan rendah aapabila motor berhenti. Motdisaizkan dalam keupayaan antara 1/20 kuasa kuda hingkuda. b) Motor Jenis Kapasitor Pemula (Capacitor Start Induction Motor) • Motor jenis ini mempunyai (starting torque) yang lebih memula dengan beban yangKeupayaannya disaizkan anhingga ¾ kuasa kuda.
36 JENIS LITAR/RAJAH TUNGGAL (SYNCHORONOUS MOTOR) untuk seperti untuk tem penyejukan ana tekanan akan seimbang tor jenis ini kuasa kuda gga 1/3 kuasa Rajah 6.4.1 Litar Motor Jenis Fasa Belah daya kilas tinggi. Ia boleh g lebih tinggi. ntara 1/16
c) Motor Jenis Kapasitor Pemula Dan Bergerak (Capacitor Start Induction Motor) • Motor aruhan jenis ini memkilas yang tinggi dan mempkecekapan operasi yang lebdigunakan untuk menjalankpemeluwap, kipas pencairwjenis pam dan pemampat. Iadisaizkan antara ½ hingga 1d) Permanent Split Capacitor • Binaan asas motor jenis percapacitor adalah lebih kuranmotor jenis capacitor start &motor. Perbezaannya ialah: • a. Motor jenis ini tidak mkapasitor pemula (starting c• b. Motor jenis ini tidak mangkir (centrifugal switch)
37 Rajah 6.4.2 Litar Motor Jenis Kapasitor Pemula mpunyai daya punyai ih baik. Ia biasa kan kipas wap, pelbagai a biasa 10 kuasa kuda Rajah 6.4.3 Litar Motor Jenis Kapasitor Pemula Dan Bergerak rmenant ng sama dengan & capacitor run mempunyai capacitor) mempunyai suis Rajah 6.4.4 Permanent Split Capacitor
• Kapasitor ini kecil dan tidakmengakibatkan perpindahandisplacement). Dengan itu dmotor jenis ini hanya renda• Motor ini akan bergerak papenuh dengan menggunakangelung bersama dengan kapRotor yang digunakan adalasangkar tupai. Motor aruhandigunakan untuk menjalanktertutup (hermatic compresspenyaman udara dan motor penyaman udara. Saiz motobiasanya berkeupayaan darikuasa kuda.
38 k n fasa (phase daya kilas ah sahaja. ada kelajuan n kedua-dua pasitor itu. ah dari jenis n jenis ini biasa kan pemampat sor) pada kipas pada or jenis ini i 1/20 hingga 3
e) Motor Jenis Kutub Terlindung (Shaded Pole Motor) • Binaan asas motor jenis ini dengan binaan asas motor-myang lain. Gelungan tambahmengandungi gelungan yandan mengelilingi sebahagiantersebut. Biasanya gelunganmengandungi satu lingkarantembaga yang kasar dan disterpintas dan hanya membawsahaja. Semasa operasi, medterhasil oleh arus aruhan dalyang terlindung itu akan memedan magnet pada kutub-kakan menghasilkan daya kildan mengakibatkan rotor samotor itu berputar. • Motor aruhan jenis ini biasauntuk menjalankan kipas-kimempunyai bilah yang dipa
39 adalah berbeza motor satu fasa hannya pula ng terlindung n stator motor n ini n dawai ambung wa arus aruhan dan yang lam gelungan elencongkan kutub stator dan las yang kecil angkar tupai anya digunakan ipas kecil yang asang secara Rajah 6.4.5 Litar Motor Jenis Kutub Terlindung
terus ke aci (shaft). Kapasitiantara 1/125 hingga 1/20 kuMOTOR TIGA FASa) Motor Sangkar Tupai (Squirrel cage motor) • Motor ini mempunyai pemegun atberbelit iaitu satu belitan mewakili • Pemegun stator ini berfungsi sebameletak belitan stator. • Selain itu, ianya juga berfungsi sepada motor a) Motor Pemutar Berbelit (Slip Ring Motor) • Dikenali sebagai motor gelang gering motor dan wound Rotor Induction Motor. • Pada binaannya berbeza dengan siaitu bahagian rotor atau pemutar dkepada 3 perintang luar menerusi g
40 inya ialah uasa kuda. A (ASYNCHORONOUS MOTOR) tau stator yang satu fasa. agai tempat ebagai teras besi Rajah 6.4.2 Motor Sangkar Tupai lincir atau Slip angkar tupai isambungkan gelang gelincir. Rajah 6.4.3 Motor Pemutar Berbelit
41 7.0 SPESIFIKASI Spesifikasi motor dan penjana merupakan aspek penting dalam merancang, membangun, dan mengoperasikan peranti tersebut. Motor, sebagai contoh, mempunyai pelbagai spesifikasi yang menentukan prestasinya. Antaranya, jenis motor (elektrik, pembakaran dalam, atau hidraulik), daya (kW atau HP), voltan operasi, dan kelajuan putaran (rpm). Spesifikasi ini mempengaruhi keupayaan motor untuk menangani beban tertentu, menghasilkan kuasa yang diperlukan, dan berfungsi secara optimum dalam pelbagai keadaan. Sebaliknya, penjana juga mempunyai spesifikasi khusus yang menentukan kebolehpercayaan dan kecekapan tenaga. Spesifikasi ini termasuk kapasiti penjana (dalam kW atau kVA), voltan keluaran, faktor daya, dan jenis bahan bakar yang digunakan (seperti diesel atau gas). Faktor-faktor ini penting dalam menentukan kemampuan penjana untuk menyediakan tenaga yang mencukupi, sesuai dengan keperluan sistem elektrik atau aplikasi khusus. Kesemua spesifikasi ini perlu diambil kira semasa pemilihan dan pemasangan motor atau penjana, untuk memastikan kesesuaian dengan keperluan aplikasi dan keberkesanan operasi jangka panjang. Dengan memahami spesifikasi ini, pengguna dapat membuat pilihan yang bijak, menjadikan motor dan penjana alat yang efisien dan andal dalam pelbagai konteks penggunaan 7.1 Motor Arus Terus JENAMA SPESIFIKASI GAMBAR POWERTEC BRUSHLESS DC MOTOR Model No.: L14ASA11007R0000 Horsepower: 5 HP RPM: 1750 RPM Frame: 143TC RMS AMP: 1.9 Peak RMS AMPS: 22
42 POWERTEC BRUSHLESS DC MOTOR Model No.: A28CSJ1000100000 Horsepower: 54 HP RPM: 1750 RPM Frame: 287TZ RMS AMP: 103 Peak RMS AMPS: 213 7.2 Arus Ulang Alik JENAMA SPESIFIKASI GAMBAR RS PRO AC MOTOR Model No.: AAP132M4A Horsepower: 10.5 HP RPM: 1460 RPM Frame: 63-160 Rated Current: 15.9 Frequency: 50 Hz RS PRO AC MOTOR Model No.: AAP160L4A Horsepower: 20.11 HP RPM: 1470 RPM Frame: 63-160 Rated Current: 30 Frequency: 50 Hz
43 7.3 Penjana Arus Terus JENAMA SPESIFIKASI GAMBAR 8340P-40422 26kW DIESEL DC GENERATOR Maximum Output: 26kW at 2600 RPM Output DC Voltage: 48 to 500 Vdc Perkins Engine: 404D-22 Coolant Capacity: 3.6 liters Fuel Consumption: 250g/kWhr Operating Temp: -40 to 72 Weight: 253 Kg PRIME POWER 10 KW DC GENERATOR Maximum Output: 10kW at 2600 RPM Output DC Voltage: 24 to 500 Vdc Perkins Engine: Kubota 972 Coolant Capacity: 1.8 liters Fuel Consumption: 396g/kWhr Operating Temp: -40 to 72 Weight: 137 Kg 7.4 Arus Ulang Alik JENAMA SPESIFIKASI GAMBAR YAMAMAX PRO 4400 RR Maximum Output: 2800 W Frequency: 50 Hz Engine: 7 HP Tank Capacity: 15 litre Oil Machine: 0.7 litre Weight: 51 Kg GENSET HONDA ER 2500 CX 22000 W Maximum Output: 2200 W Frequency: 50 Hz Engine: GP 160H Tank Capacity: 14.5 litre Oil Machine: 0.6 litre Weight: 40 Kg
44 8.0 KELEBIHAN DAN KEKURANGAN MOTOR DAN PENJANA Setiap barangan dan alatan di dalam dunia ini pasti ada kelebihan dan kekurangannya tersendiri begitu juga dengan penjana dan motor. Disini terdapat pelbagai jenis penjana dan motor. Maka terdapat pelbagai juga kelebihan dan kekurangan bagi tiap tiap jenis penjana dan motor ini. Bagi memudahkan untuk melihat kelebihan dan kekurangannya maka huraian ini dibuat dalam bentuk jadual seperti dibawah; 8.1 Penjana Arus Terus Kelebihan Kekurangan • Reka bentuk dan pembinaan penjana DC adalah mudah • Kelemahan utama penjana DC ialah ia tidak boleh digunakan dengan pengubah • Ia digunakan untuk mengendalikan mesin besar • Kecekapan penjana DC adalah sangat rendah • Penjana ini berguna dalam membekalkan elektrik kepada motor besar • Arus yang mengalir dalam penjana mengalami pelbagai kerugian seperti kehilangan arus Eddy, kehilangan tembaga, kehilangan mekanikal, dan lainlain • Peranti elektrik berat dibekalkan elektrik dengan menggunakan penjana DC • Penjana DC yang diletakkan pada jarak jauh mungkin mengalami kejatuhan voltan yang besar • Penjana DC dengan ketara mengurangkan turun naik elektrik dalam angker dan memberikan bekalan berterusan
45 8.2 Penjana Arus Ulang-Alik Kelebihan Kekurangan • Reka bentuk penjana AC adalah lebih mudah daripada penjana DC, dan oleh itu ia menjadi mudah untuk memahami prinsip kerjanya. • Ia tidak tahan lama sebagai penjana DC. • Penjana ini beroperasi secara senyap, peranti penyelenggaraan yang rendah dan mempunyai kos pemilikan terendah. • Ia memerlukan penebat tambahan kerana penjanaan arus yang besar. • Ia tidak memerlukan pemadanan voltan. • Ia memerlukan lebih berhati-hati apabila bekerja pada voltan tinggi. • Adalah mungkin untuk menukar arus daripada penjana AC kepada paras voltan lain menggunakan pengubah AC. Motor AC yang digunakan dalam penjana AC mudah diselenggara dan bebas bau, tidak seperti motor DC, yang mempunyai bau yang ketara. • Motor AC yang digunakan dalam penjana AC mudah diselenggara dan bebas bau, tidak seperti motor DC, yang mempunyai bau yang ketara. 8.3 Motor Arus Ulang-Alik Kelebihan Kekurangan • Reka bentuk mudah & ringkas • Tork permulaan motor ini sangat kurang • Faktor kuasa adalah baik • Pada kelajuan rendah, ia tidak akan beroperasi • Murah • Kawalan kedudukan yang lemah • Sumber AC boleh disambungkan terus ke motor ini • Kelajuan terhad melalui bekalan frekuensi • Nisbah kuasa kepada berat yang baik
46 • Penyelenggaraan kurang 8.4 Motor Arus Terus Kelebihan Kekurangan • Motor DC mempunyai pemasangan dan penyelenggaraan yang lebih mudah. • Kos permulaan yang tinggi. • Motor DC biasanya lebih cekap dan menggunakan tenaga inputnya dengan lebih baik. • Kos operasi dan kos penyelenggaraannya sangat tinggi kerana kehadiran alat komutator dan berus. • Mereka mempunyai kuasa permulaan yang tinggi • Risiko kegagalan komutasi kerana percikan berlaku pada berus ia tidak boleh beroperasi dalam keadaan letupan dan bahaya. • Mereka mempunyai tork permulaan yang tinggi; ia setinggi 500% berbanding tork operasi biasa. • Kos permulaan yang tinggi. • Mereka mempunyai masa tindak balas yang pantas untuk memulakan, berhenti dan pecutan. • Ia boleh didapati dalam beberapa voltan standard. • Ia menawarkan pelbagai kawalan kelajuan di atas dan di bawah kelajuan yang dinilai. • Pemacu tork malar adalah salah satu pemacu yang akan mempunyai pemalar tork aci motor pada julat kelajuan tertentu. • Bebas daripada harmonik, penggunaan kuasa reaktif.
47 9.0 PERBEZAAN APLIKASI MOTOR DAN PENJANA Setiap mesin, peralatan, atau jentera yang besar mempunyai motor dan penjana untuk melaksanakan kerja harian mereka. Jadual di bawah menunjukkan aplikasi bagi motor dan penjana untuk arus terus dan ulang alik yang digunakan dalam pelbagai industri, seperti industri besar iaitu kilang, pengangkutan seperti kereta atau kereta api, dan sebagainya. Seperti yang diketahui, fungsi motor adalah alat yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal, manakala penjana adalah alat yang menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrik [9]. Motor dan penjana mempunyai fungsi dan kegunaan yang berbeza untuk aplikasinya. 9.1 Perbezaan Aplikasi Motor AT Dan Penjana AT Aplikasi Lokomotif elektrik ialah lokomotif yang dikuasai oleh elektrik daripada talian atas, rel ketiga atau storan tenaga atas kereta api seperti bateri atau superkapasitor. Lokomotif elektrik dengan pengerak utama berbahan api atas kereta api, seperti enjin diesel atau turbin gas, dikelaskan sebagai elektrik diesel atau elektrik turbin gas dan bukan sebagai lokomotif elektrik, kerana gabungan penjana/motor elektrik hanya digunakan sebagai sistem penghantaran kuasa Motor AT Motor arus terus digunakan pada lokomotif ini adalah untuk mengerakkan roda lokomotif menggunakan motor arus terus sejenis siri [6]. Motor arus terus ini mendapatkan bekalan elektrik untuk berfungsi daripada penjana utama. Kegunaan motor arus terus adalah berbeza dengan penjana kerana motor memerlukan sumber bekalan untuk berfungsi dan bekerja
48 Penjana AT Lokomotif ini menggunakan penjana arus terus adalah untuk memberikan sumber tenaga elektrik kepada lokomotif ini. Putaran daripada penjana akan menghasilkan tenaga elektrik dan akan memutarkan mesin diesel sehingga hidup. Tenaga elektrik yang dihasil juga disalurkan kepada motor untuk memutarkan roda pada lokomotif tersebut. 9.2 Perbezaan Aplikasi Motor AU Dan Penjana AU Aplikasi Penjana Arus Ulang Alik yang digunakan di Stesen Janakuasa Motor Arus Ulang Alik yang sering digunakan pada peralatan seperti mesin basuh, pemanas air, pam dan sebagainya.
49 Motor AU Motor arus ulang alik mempunyai aplikasi yang berbeza dengan penjana arus ulang alik. Motor arus ulang alik tidak boleh membekalkan tenaga voltan pada jarak yang jauh serta tidak mampu untuk menampung beban yang tinggi seperti penjana arus ulang alik. Namun, dari segi penyelenggaran, motor arus ulang alik hanya memerlukan kos yang rendah untuk diselenggara [8]. Penjana AU Penjana arus ulang alik (AU) sering digunakan pada mesin yang besar dan berat serta mesin yang memerlukan sumber voltan yang besar. Sebagai contoh penggunaan bagi penjana arus ulang alik adalah di stesen janakuasa [7]. Ini adalah kerana penjana arus ulang alik lebih mempunyai kecekepan untuk dihantar pada jarak yang jauh. 10.0 CONTOH PENGIRAAN 10.1 Contoh 1 (Pengiraan Motor) 1. Sebuah motor arus terus mempunyai rintangan angker 0.5Ω dan kejatuhan berus tetap adalah 1.5V dan ianya mempunyai DGE balikan 220V apabila arus angkernya adalah 10A. Kirakan voltan terminal. JAWAPAN: Formula: V = E + IaRa + Vb Penyelesaian: V = E + IaRa + Vb V = 220 + (10) (0.5) + 1.5 V = 226.5V
50 2. Sebuah motor selari iaitu 120V mempunyai rintangan angker sebanyak 0.5Ω dan mengalami kejatuhan berus sebanyak 1.5V. Kirakan arus angker apabila Eb adalah 110V. JAWAPAN : Formula: Ia = V - Eb - Vb / Ra Penyelesaian: Ia = V - Eb - Vb / Ra Ia = 120 -110 – 1.5/ (0.5) Ia = 17A 10.2 Contoh 2 (Pengiraan Penjana) 1. Jika 4 kutub, bersamaan 90Hz penjana, berapakah kelajuan rotor di dalam rpm? JAWAPAN : Formula: N = 120f / P Penyelesaian: N = 120f / P N = 120(90)/4 N = 2700
51 2. Tentukan nilai frekuensi DGE terjana bagi sebuah penjana A.U yang mempunyai 6 kutub dan dipacu dengan kelajuan 2500 pusingan seminit. JAWAPAN: Formula: N = 120f / P Penyelesaian: 2500 = 120(f) / 6 f = 2500(6)/120 f = 125Hz
52 RUJUKAN [1] Anna Lava, “Generator,” What Is a Gener. A Compr. Explan. Work. Princ. Types, Components, 2022, [Online]. Available: https://www.linquip.com/blog/wpcontent/uploads/2020/10/linquip.com-What-Is-a-Generator-A-ComprehensiveExplanation-of-Working-Principle-Types-and-Components.pdf [2] Stephen J. Chapman, Fundamental of electrical machinery. The McGraw-Hill Companies. Inc, 2005. [Online]. Available: http://powerunit-ju.com/wpcontent/uploads/2016/11/Book-Fundamentals-of-Electric-Machinery-by-Chapman4ed.pdf [3] P.: Lee Layton, “AC Generators & Motors,” p. 4, 2020. [4] Saif M, “TYPES OF DC MOTORS,” TYPES DC Mot. Ser. SHUNT, Compd. Perm. [PDF], 2023, [Online]. Available: https://www.theengineerspost.com/dc-motorstypes/ [5] T. Regal, “AC & DC Motors,” The regal brands, 2013. https://www.mep.ca/Public/pdf/SB527AC-DCMotors-September2013.pdf [6] D. Fitria and M. Pamuji, “Sistem Transmisi Elektrik Pada Lokomotif CC201 di Lubuk Linggau,” JURNAL DESIMINASI TEKNOLOGI, vol. 3, no. 2, 2015, doi: 10.52333/DESTEK.V3I2.41. [7] R. H. Parsons, “The Early Days of the Power Station Industry,” Cambridge University Press, 1940. https://books.google.com.my/books?hl=id&lr=&id=ghREBgAAQBAJ&oi=fnd&pg= PR9&dq=power+station+ac+generator&ots=0MtSyU51YF&sig=ZT6xnaZ3xGPh0Xy DaS_I4NG_QYQ&redir_esc=y#v=onepage&q&f=false (accessed NOV 27, 2023). [8] D. Xu, B. Wang, G. Zhang, G. Wang, and Y. Yu, “A review of sensorless control methods for AC motor drives,” CES Transactions on Electrical Machines and Systems, vol. 2, no. 1, pp. 104–115, Jul. 2020, doi: 10.23919/TEMS.2018.8326456. [9] Wei Tong, “Mechanical Design of Electric Motors,” Taylor & Francis Group, LLC, 2014. https://books.google.com.my/books?hl=id&lr=&id=DizNBQAAQBAJ&oi=fnd&pg= PP1&dq=motor+convert+mechanical+to+electric&ots=tsaGRSZR7_&sig=FgR3z45p
53 sDfBGe1jU4gpX3pinPw&redir_esc=y#v=onepage&q&f=true (accessed NOV 27, 2023). [10] Electrical4U, “Electric motor: What is it? (types of electrical motors),” Electrical4U, https://www.electrical4u.com/electrical-motor-types-classification-and-history-ofmotor/ (accessed NOV 25, 2023). [11] Electrical4U, “DC generator: Working Principle & Diagrams,” Electrical4U, https://www.electrical4u.com/principle-of-dc-generator/ (accessed NOV 25, 2023). [12] 3 PHASES MOTOR.ppt. (n.d.). Scribd. https://www.scribd.com/presentation/252097434/3-PHASE-MOTOR-ppt [13] Motor 3 fasa. (2012, October 19). [Slide show]. PDF. https://www.slideshare.net/mmh301107/motor-edit [14] “LnP01.01 Prinsip Kendalian Motor Fasa Tunggal,” www.slideshare.net, Nov. 17, 2014. https://www.slideshare.net/badrolhisamjaafar/lnp0101-prinsip-kendalian-motorfasa-tunggal (accessed Dec. 11, 2023). [15] K. I. Khamis, “Penjana Arus Terus teruja-diri (Self-Excited DC Generator),” Pakcik.Engineer, Aug. 02, 2021. https://pakcikengineer.com/elektrik/penjana-arus-terus-teruja-diri-self-excited-dcgenerator/ (accessed Dec. 11, 2023). [16] “Sistem - Membalik Buku Halaman 51-86 | AnyFlip,” anyflip.com. https://anyflip.com/xdwde/vcmm/basic/51-86 [17] D. Kho, “Jenis-jenis Motor DC (Motor Arus Searah),” Teknik Elektronika, Aug. 24, 2017. https://teknikelektronika.com/jenis-jenis-motor-dc-motor-arussearah/#:~:text=Motor%20DC%20sumber%20daya%20sendiri%20ini%20dapat%20d ibedakan (accessed Dec. 11, 2023). [18] “Types of AC Generators – Single Phase and Three Phase AC Generator,” www.tutorialspoint.com. https://www.tutorialspoint.com/types-of-acgenerators-single-phase-and-three-phase-ac-generator [19] “Types of DC Generators: Diagram (Shunt, Series & Compound) | Linquip.” https://www.linquip.com/blog/classification-of-types-of-dc-generators/
54 [20] “7 Types of DC Generators [Working, Parts, Digram] with PDF,” The Engineers Post, Feb. 24, 2020. https://www.theengineerspost.com/dc-generator-types/ [21] “Advantages and Disadvantages of AC Generator,” Unacademy. https://unacademy.com/content/neet-ug/study-material/physics/advantages-anddisadvantages-of-ac-generator/