Bagaimana cara kerja motor listrik motor DC?

Motor DC, atau dalam istilah lain disebut motor arus searah, merupakan suatu perangkat yang sebenarnya ada di sekitar kita. Namun, banyak orang yang belum mengenal prinsip kerja motor DC. Nah, dibawah ini akan dijelaskan fungsi dan juga jenis-jenisnya bagi yang ingin mengenalnya lebih jauh.

Prinsip Kerja Motor DC

Motor DC merupakan komponen elektronik yang memiliki dua terminal. Kedua terminal tersebut, memerlukan tegangan arus searah agar dapat menggerakkannya. Motor DC biasa digunakan pada perangkat-perangkat listrik seperti :

1. Vibrator ponsel
2. Peralatan-peralatan industri
3. Peralatan rumah tangga
4. Disk driver
5. Bor listrik DC
6. Kipas DC
7. Peralatan mesin
8. Peralatan elektronik

Prinsip kerja motor listrik DC sangat bergantung pada rotor dan stator rotor merupakan bagian yang bisa berputar. Bagian rotor terdiri dari kumparan jangkar. Sementara stator adalah bagian motor yang tidak dapat berputar. Stator terbagi ke dalam rangka dan juga kumparan-kumparan medan.

Nah, kedua bagian utama tersebut, kemudian dikelompokkan kembali ke dalam beberapa komponen penting. Adapun komponen penting yang menjadi bagian prinsip kerja motor DC ini adalah sebagai berikut:

1. Field Winding (kumparan medan magnet)
2. Yoke (kerangka magnet)
3. Brushes (sikat arang)
4. Commutator (komutator)
5. Poles (kutub motor)

Agar bisa bergerak, prinsip kerja motor listrik DC ini menggunakan prinsip induksi elektromagnet. Ketika arus listrik dialirkan pada kumparan, maka bagian yang disebut “utara” pada kumparan akan menghadap ke bagian “selatan” magnet.

Selanjutnya akan terjadi saling tarik menarik yang menyebabkan pergerakan pada saat kumparan berhenti. Hal ini dikarenakan, kutub utara magnet, bertemu dengan kutub selatan magnet.

Agar bisa menggerakkannya kembali, pada saat kutub kumparan saling berhadapan dengan kutub magnet, maka arah arus kumparan dibalik. Pada saat kondisi ini terjadi, maka kutub utara kumparan akan berubah menjadi kutub selatan, dan sebaliknya, kutub selatan menjadi kutub utara.

Untuk lebih jelas berikut adalah animasi prinsip kerja motor DC brushed :

Prinsip kerja motor listrik DC ini akan menjadi siklus yang terus berulang-ulang hingga arus listrik pada kumparan tersebut diputuskan.

Ketika kutub utara saling berhadapan dengan kutub utara, dan kutub selatan berhadapan dengan kutub selatan, di sinilah terjadi tolak menolak sehingga otomatis kumparan bergerak memutar. Alhasil, kutub selatan pada kumparan akan berhadapan kembali dengan kutub selatan, begitu juga sebaliknya.

Baca juga : Prinsip kerja generator

Prinsip Kerja Brushless DC Motor

Brushes atau sikat arang merupakan bagian yang cukup penting pada motor DC. Namun, seiring dengan perkembangannya, ada juga jenis motor listrik yang berjalan tanpa komponen sikat di dalamnya.

Prinsip kerja motor DC brushless yaitu dengan menghilangkan komponen sikat pada motor magnet permanen. Motor DC brushless, menggunakan sistem servo yang mengganti kontak komutator mekanis.

Sensor elektronik pada komponen, kemudian akan mendeteksi sudut rotor. Selain itu, juga akan mengontrol saklar semikonduktor seperti transistor yang dapat mengalihkan arus melalui belitan. Setelah itu, kemudian elektromagnet menciptakan torsi dalam satu arah.

Prinsip Kerja Brushless DC Motor

Prinsip Kerja motor DC brushless memiliki umur yang lebih lama karena kontak geser yang mengakibatkan gesekan menjadi lebih sedikit. Umumnya, motor DC tanpa sikat memiliki jenis magnet yang permanen. Magnet tersebut dapat berputar di sekitar angker tetap.  

Prinsip kerja motor DC brushless ini memiliki sejumlah keunggulan dibandingkan dengan motor DC bersikat. Adapun keunggulannya yaitu:

1. Torsi lebih banyak per watt
2. Rasio torsi tinggi terhadap berat
3. Pengurangan kebisingan
4. Peningkatan keandalan
5. Masa pakai yang jauh lebih lama
6. Menghilangkan percikan listrik dari komutator

Prinsip Kerja Motor DC Seri

Pada dasarnya, motor DC seri ini sangat mirip dengan motor DC yang lainnya.  Karena, fungsi dari motor DC seri ini yaitu mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Cara kerja motor DC seri bergantung pada prinsip elektromagnetik.

Pada saat medan magnet terbentuk, konduktor pembawa arus akan bekerja sama dengan medan magnet luar. Setelah itu, gerakan berputar pun bisa dihasilkan.

Komponen utama pada motor DC seri meliputi:

1. Angker dinamo (rotor)
2. Gandar
3. Belitan medan (Field winding)
4. Stator
5. Sikat (brush)
6. Memiliki dua bagian kutub elektromagnet yang lebih banyak

Motor DC seri memiliki beberapa keunggulan sebagai berikut:

1. Maintenance mudah
2. Hemat biaya
3. Torsi awal yang lebih kuat
4. Perakitan mudah
5. Desain sederhana

Motor DC seri memiliki arus angker dan medan yang setara. Pasalnya, dalam komponen ini, bidang dan belitan stator digabungkan secara seri oleh satu sama lain. Itulah yang sedikit membedakannya dari jenis motor DC yang lain.

Ciri-ciri motor DC seri  yaitu memiliki kumparan penguat medan disatu pada kumparan armature. Selain itu, perangkat ini juga memiliki daya output yang tergolong besar. Namun, beban arus yang diminta oleh motor pun tergolong besar juga.

Perangkat ini akan menghubungkan gulungan medan atau medan shunt secara seri dengan gulungan dinamo. Itulah kenapa, arus medannya sama dengan arus dinamo.

Penggunaan motor DC seri ini sangat cocok untuk penggunaan yang membutuhkan torque penyelaan awal yang tinggi. Misalnya seperti derek dan alat pengangkat hoist.

Jenis-Jenis Motor DC

Selain mengenal prinsip kerjanya, kenali juga jenis-jenisnya. Pada dasarnya, perangkat ini terbagi ke dalam dua jenis secara fungsinya. Adapun kedua jenis tersebut adalah sebagai berikut:

1. Motor DC Penguat Sendiri

Jenis yang satu ini memiliki cara kerja di mana penguat magnet didapatkan dari motor itu sendiri. Perangkat ini bisa dibedakan menurut hubungan lilitan penguat magnet yang ada pada lilitan jangkar motor tipe ini.

Untuk motor DC penguat sendiri, dibagi ke dalam beberapa jenis seperti shunt, motor seri, dan motor kompon yang merupakan gabungan motor seri dan shunt.

2. Motor DC Penguat Terpisah

Tipe yang satu ini memiliki penguat magnet yang bisa mendapatkan arus dari sumber khusus. Selain itu, arus tersebut didapatkan juga secara terpisah dengan sumber arus ke rotor.

Arus yang diberikan untuk menguatkan magnet dan arus untuk jangkar, dibuat secara terpisah, atau tidak terikat antara satu dengan yang yang lain.

Prinsip Kerja Motor DC Shunt

Motor DC shunt sama dengan perangkat motor DC yang lain. Perangkat ini dibangun dengan bagian-bagian dasar seperti:

1. Belitan medan/ Field winding (stator)
2. Angker dinamo (rotor)
3. Komutator

Prinsip kerjanya yaitu, pada setiap kali motor DC ini diaktifkan, atau dinyalakan, maka DC akan mengalir ke seluruh bagian rotor dan stator. Aliran arus tersebut, nantinya akan menghasilkan dua bidang, yaitu anker dinamo dan kutub.

Pada perangkat ini terdapat dua medan magnet yang terdapat pada celah udara. Letaknya berada di antara medan dan angker dinamo. Kedua medan magnet tersebut, nantinya akan saling merespon untuk memutar angker dinamo.

Kemudian, komutator akan menjungkirbalikkan angker dinamo. Jadi, nantinya medan angker dinamo tersebut ditolak dengan medan kutub. Hal tersebut akan terjadi secara berkelanjutan hingga memutar angker dinamo ke arah yang sama.

Fungsi dan Manfaat Motor DC Secara Luas

Perangkat motor DC ini, memiliki banyak fungsi dan manfaat sebagai berikut:

1. Digunakan sebagai komponen rangkaian robot sederhana. Dalam dunia robotika, perangkat ini akan dirangkai bersama dengan relay, resistor, dan transistor.
2. Berfungsi sebagai penggerak alat-alat elektronik. Misalnya seperti menggerakkan baling-baling pada kipas, mata bor, vibrator ponsel, dan masih banyak lainnya.
3. Berfungsi juga untuk penggerak pintu putar agar bisa bergerak secara otomatis.

Demikian informasi seputar prinsip kerja motor DC yang kini sudah berkembang semakin pesat. Dari informasi di atas, kini Anda mulai mengenal betapa pentingnya perangkat tersebut dalam kehidupan sehari-hari kita.

Semoga informasi di atas bisa menambah wawasan tentang motor DC.