TAJUK KEMAHIRAN DAN TAHAP

ELEKTRONIK INDUSTRI – TAHAP 2 (SEMESTER 2)

No. DAN TAJUK MODUL M06 ELECTRIC MACHINE

No. DAN TAJUK PENGALAMAN PEMBELAJARAN

LE1 MAINTAIN DC MOTORLE2 MAINTAIN AC MOTORLE3 CHECK FUNCTION OF SERVO MOTOR

OBJEKTIF PRESTASI AKHIRAN / TERMINAL PERFORMANCE OBJECTIVE

MAINTAIN AC/DC MOTOR AND CHECK OPERATING CONDITION OF SERVO SYSTEM USING SPECIFIED EQUIPMENT AND HAND TOOLS SO THAT OPERATING CONDITION AS PER SPECIFICATION.

29

INSTITUT LATIHAN JABATAN TENAGA MANUSIAKEMENTERIAN SUMBER MANUSIA

MALAYSIA

KERTAS PENERANGAN

(B05-02-06-LE1-IS1b)

ISI KANDUNGAN

LE1 – MAINTAIN DC MOTOR

TASK 05.05 – Maintain DC Motor

30

No. & TAJUKPENGALAMAN PEMBELAJARAN

LE1 Maintain DC Motor

No. & TAJUK TUGASAN

TASK 05.05 – Maintain DC Motor

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 1 drp. 16

TAJUK : MOTOR ARUS TERUS ( DC )

TUJUAN : Kertas penerangan ini menerangkan jenis – jenis motor DC dari segi binaan , operasi , cirian , kebaikan serta keburukannya , jenis – jenis kerosakan dan cara membaikinya . Apabila arus mengalir ke armature ( rotor ) maka medan aruhan terbentuk dan mengaruh medan magnet yang sedia maka rotor akan berpusing .

PENERANGAN :

MOTOR ELEKTRIK

- ialah mesin yang menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal .- Motor ini menggunakan bekalan elektrik sebagai sumber tenaga dan menghasilkan tenaga mekanik

dalam bentuk daya kilas dan putaran .- Motor elektrik digunakan untuk mengendalikan pelbagai jenis peralatan kecil dan besar seperti

pencukur elektrik , kipas angin , pembersih vakum dan juga kereta api elektrik . - Unit kuasa motor elektrik ialah watt dan simbolnya ialah W .- Selain watt , unit kuasa kuda ( HP ) juga digunakan dalam menentukan kuasa motor elektrik . ( 1 HP

= 746 W ) .

JENIS DAN SIMBOL MOTOR

- terbahagi kepada 2 jenis iaitu :-i. Motor Arus Terus ( DC Motor )ii. Motor Arus ulang alik ( AC Motor )

- Motor DC berkendali menggunakan bekalan kuasa DC atau bateri sebagai punca bekalan .- Motor AC terdiri daripada AC fasa tunggal ( 1 ) dan motor AC tiga fasa (3) .- Motor AC fasa tunggal menggunakan bekalan 240V AC manakala motor AC tiga fasa menggunakan

bekalan 415 V AC .- Motor AC tiga fasa lazimnya digunakan dalam sektor industri .

b) Motor AC Fasa Tunggal

Rajah 1 : Simbol Motor Elektrik

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 2 drp. 16

31

M+

a) Motor DC

ML N

BINAAN MOTOR DC

- Binaan asas motor DC terdiri daripada pemegun dan pemutar .- Pemegun ( Stator ) 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 .- Pemutar ( Rotor ) ialah bahagian motor yang berputar dalam motor elektrik .- Pemutar berada di tengah – tengah motor iaitu di tempat pemasangan aci .

Rajah 2 : Binaan motor AT

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 3 drp. 16

32

Rajah 1 : Keratan rentas motor AT

Motor boleh dijadikan penjana atau sebaliknya. Kedua-dua mesin ini adalah sama secara amnya. Perbezaan binaan mungkin berlaku pada bahagian penutup hujung dan aci. Perubahan ini dibuat bagi menyesuaikan dengan jenis beban dan tempat ia dipasang.Sebagai contoh, jika motor bekerja untuk menarik 2 beban ia mungkin memerlukan 2 aci .

Bagi motor yang dipasang ditempat yang mudah terbakar, penutup tepi dan rangka badan motor mestilah daripada jenis tahan haba. Binaan motor tidak boleh dikecualikan daripada tiga bahagian penting iaitu :

a) Sistem medan magnetb) Angkerc) Penukar tertib bersama berus

BAHAGIAN UTAMA MOTOR DC

- Bahagian utama motor DC terdiri daripada angker , penukartertib , kutub medan dan berus karbon .- Pemutar ( Rotor ) terdiri daripada :

a) Angkerb) Penukartertib

- Pemegun ( Stator ) terdiri daripada :a) Kutub Medan b) Berus Karbon

1. Stator housing

2. Exciter winding (section 1)

3. Stator iron core

4. Pole piece

5. Armature windings

6. Commutator

7. Shaft

8. Bearing

9. Armature iron core

10. Exciter winding (section 2)

a) Bahagian-bahagian Motor DC

a) Bearingb) Penukar tertibc) Belitan angkerd) Kipase) Teras angkerf) Baji penyendat

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 4 drp. 16

33

b) Bahagian-bahagian utama motor DC

Pemutar ( Rotor )

a) Angker- ialah bahagian motor yang berputar dan merupakan bahagian yang menerima tenaga elektrik .- Angker terdiri daripada :

i) Teras Angker berfungsi sebagai elektromagnet untuk menghasilkan medan magnet yang akan bersaling tindak dengan medan magnet pemegun untuk menghasilkan daya putaran pada aci .

ii) Belitan Angker berfungsi untuk mengalirkan arus supaya teras angker menjadi elektromagnet .iii) Lubang Alur berfungsi sebagai laluan untuk belitan angker dan memisahkan angker kepada

beberapa ruas .

b) Penukartertib

- ialah berfungsi untuk menghubungkan pengaliran arus dari bekalan kepada belitan angker melalui berus karbon .

- ialah komponen berbentuk silinder yang terdapat di dalam pemutar .- Komponen ini merupakan susunan ruas palang logam yang bertebat antara satu sama lain .

Rajah 6 : Penukartertib

34

Rajah 5 : Bahagian-bahagian angker

Rajah 4 : Pemutar

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 5 drp. 16

Pemegun ( Stator )

Rajah7 : Stator

a) Kutub Medan

- untuk menghasilkan medan magnet kekal dalam motor DC .- motor DC bersaiz kecil menggunakan magnet kekal sebagai kutub medan .- Belitan untuk menghasilkan kekuatan medan magnet pada kutub medan dinamai belitan medan

b) Berus Karbon- Berus karbon berbentuk bongkah karbon kecil yang bertindak sebagai media penyambung litar

elektrik yang berputar dengan bahagian yang pegun .- Digunakan untuk membawa arus masuk ke belitan angker atau keluar dari belitan angker .

Rajah 9 : Berus Karbon

35

Rajah 8 : Kutub Medan

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 6 drp. 16

JENIS – JENIS MOTOR DC

- Terdapat 4 jenis Motor DC iaitu : -

i) Motor DC Magnet Kekal ii) Motor DC Jenis Lilit Bersiri ( Series Wound )iii) Motor DC Jenis Lilit Selari ( Shunt Wound )iv) Motor DC Lilit Majmuk ( Compund Wound )

i) Motor DC Magnet Kekal

Rajah 10: Motor DC Magnet Kekal

ii) Motor DC Jenis Lilit Bersiri ( Series Wound )

Dari rajah 2 kita dapati litar medan dan armature disambungkan dalam bentuk siri dan terus ke punca bateri. Lilitan pengalir dibahagian, medan adalah hanya beberapa kali sahaja. Saiz muka keratan pengalirnya adalah besar dan ianya memberikan rintangan yang rendah.

Motor DC jenis siri ini mempunyai dayakilas mula yang tinggi dan kelajuannya adalah berubah-ubah.

Dengan adanya arus yang sama masuk melalui armature dan medan maka dayakilas mula yang tinggi terbentuk. Apabila motor ini berbeban kelajuan motor berkurangan, tetapi akan bertambah laju. Maka motor ini adalah bersesuaian jika disambungkan melalui jodohan atau gear untuk mengelakkan dari ianya tergelincir (slip).

Digunakan untuk mengendalikan sistem berbeban pada permulaan kerja seperti kren , tali sawat

dan mesin CNC .

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 7 drp. 16

36

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 9 drp. 16

PENYAMBUNGAN MOTOR MAJMUK

Terdapat 2 jenis penyambungan motor majmuk diantara belitan pirau dan belitan siri iaitu penyambungan :

i) Majmuk Bertokok - Sambungan bertokok bererti arah kekutuban medan siri sama dengan medan pirau. Oleh itu

medan magnet menjadi bertambah.

ii) Majmuk Kebezaan - Sambungan kebezaan bererti sambungan belitan medan siri dan belitan pirau menghasilkan arah kutub yang berlawanan. Ini akan menyebabkan kekuatan medan magnet kutub berkurangan.

CIRI-CIRI MOTOR DC

Jenis Motor Ciri -ciri

SiriKilas permulaan tinggiPengaturan laju - kurang baik.Tidak boleh dikendalikan tanpa beban.

PirauKilas permulaan rendah.Pengaturan laju - baik.Litar gegelung medan tidak dibenarkan dalam keadaan terbuka

Majmuk Kilas permulaan sederhana.Pengaturan laja - baik

37

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 10 drp. 16

PRINSIP KENDALIAN MOTOR DC

Terdapat 2 prinsip kendalian pada motor DC iaitu : -a) Penghasilan Daya Kilas . b) Daya gerak Elektrik ( dge ) Balikan .

KAWALAN MOTOR DC

Semua motor elektrik mestilah mempunyai kawalan dan perlindungan, kawalan yang paling asas ialah kawalan menghidupkan dan kawalan henti.

Lain-lain kawalan yang biasa digunakan ialah:i. Menambahkan kelajuan/ pecutan ii. Mengurangkan kelajuan / pecutaniii. Kalajuan teraturiv. Brekv. Pembrekan palamvi. Jok ( Putaran berdikit-dikit secara berulangan)vii. Balikan putaranviii. Perlindungan daripada beban lebih dan lain-lain

i) Kawalan Kelajuan Motor DcKawalan kelajuan bermaksud kawalan yang memboleh sesuatu motor itu dipercepatkan atau sebaliknya. Kawalan kelajuan motor DC boleh diubah dengan mengubah arus medan, arus angker, atau voltan angker (masukan).

Kaedah yang digunakan untuk mengubah pemboleh ubah tersebut termasuklah dengan menggunakan reostat medan, reostat angker dan litar penerus terkawal.

a) Kawalan Laju Reostat Terkawal

Laju aci bagi motor pirau atau motor majmuk boleh diubah dengan menyambungkan satu reostat secara siri dengan belitan medan pirau. Motor menggunakan dua reostat, satu reostat mula dan satu lagi reostat untuk mengawal kelajuan. Motor dimulakan dengan melaraskan reostat medan pirau pirau untuk mendapatkan rintangan minima. Ini membolehkan arus medan mengalir dan menyebabkan motor mencapai laju larian minima. Reostat medan pirau dilaraskan untuk meningkatkan laju motor ke nilai yang dikehendaki. Dengan meningkatkan rintangan, arus medan menurun dan ini menyebabkan laju motor bertambah.

Rajah 14: Kawalan laju dengan reostat medan pirau

38

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 11 drp. 16

b) Kawalan Reostat Angker

Belitan ini disambungkan secara siri dengan angker pada motor berbelitan siri, kelajuannya boleh diubah dengan menyambungkan reostat secara siri dengan belitan angker dan belitan medan. Satu reostat mula dan satu reostat kawalan laju digunakan. Kelajuan motor meningkat apabila rintangan reostat kawalan laju dikurangkan dan begitu juga sebaliknya. Reosta kawalan laju merupakan peranti yang mempunyai tugas yang lebih berat berbanding reostat yabg digunakan dalam gambarajag di atas. Oleh sebab kesemua arus angker perlu mengalir melalui reostat kawalan laju, ia mesti berupaya melesapkan kuasa yang jauh lebih besar berbanding reostat medan pirau.

Rajah 15 : Kawalan laju dengan reostat siri

Bagi motor siri, kawalan kelajuan biasanya menggunakan rintangan pembahagi medan atau rintangan pembahagi angker. Perintang ini akan dipasang selari dengan medan bagi jenis kawalan pembahagi medan atau disambung selari dengan angker bagi kawalan jenis pembahagi angker. Kawalan pembahagi medan mengawal medan. Ia boleh mengurangkan arus di medan, seterusnya fluk akan berkurangan dan laju motor bertambah. Bagi kawalan pembahgi angker, ia dapat menambahkan arus di medan seterusnya laju akan berkurangan.

39

Rajah 16a: Kawalan pembahagi medan Rajah 16b: Kawalan pembahagi angker menambah laju motor mengurang laju motor

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 12 drp. 16

ii) Menghentikan Motor

Motor boleh diberhentikan dengan beberapa cara. Dalam sesetengah penggunaan, motor dibiarkan berhenti dengan sendiri, manakala dalam penggunaan lain, putaran perlu diberhentikan sebaik saja suis henti ditekan.

3 kaedah yang sering digunakan untuk menghentikan motor dengan cepat.

a. pembrekan dinamikb. pembrekan palamc. pembrekan geseran.

a. Pembrekan dinamik.Jika pembrekan dinamik digunakan, motor disambung sebagai penjana apabila suis henti ditekan. Ini menghasilkan kilas balas yang memperlahankan dan menghentikan motor dengan cepat.

b. Pembrekan palam. Pembrekan palam dicapai dengan memaksa motor menterbalikan arah pusingan/putaran apabila suis henti ditekan. Semasa motor berhenti dengan cepat, voltan talian dibuang untuk mengelakkan motor daripada berpusing dalam arah terbalik.

c. Pembrek geseran.

Pembrek geseran merupakan suatu teknik mekanik yang menggunakan kasut brek dan sebuah gelendong brek dipasang pada rotor. Sebuah geganti yang ditenagakan akan menyebabkan kasut brek tebuka dan terletak jauh dari gelendong semasa motor dikendalikan. Apabila suis henti ditekan, geganti dinyahtenaga untuk membolehkan kasut brek mengapit disekeliling gelendong brek, lalu menghentikan motor.

iii) Pendikitan Dan Pengincian

Sesetengah mekanisme memerlukan pacuan dengan menggunakan motor seperti perkakas mesin, perlu diletakkan dengan persis secara insani. Ini boleh dicapai dengan suis pendikitan atau suis incian. Penggunaan pendikitan dan pengincian selalunya bertukar ganti untuk merujuk kepada penutupan suis ssecara pantas dan berulang kali untuk mencapai tokokan yang kecil dalam pergerakkan mesin. Walaupun suis mula dan suis henti lazim digunakan untuk pendikitan, tetapi suis tersebut tidak dapat memberi kepersian yang diperlukan. Setiap kali suis mula ditekan, motor terus berpusing sehingga suis henti digerakkan. Apabila suis pendikitan digunakan, motor hanya berpusing selagi suis pendikitan itu ditekan.

40

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 13 drp. 16

iii) Menterbalikan Arah Pusingan Motor

- Arah pusingan rotor motor bergantung pada kekutuban ,medan magnet dan juga arah aliran arus yang mengalir melalui angker.

- Arah pusingan rotor boleh diubah dengan menukar sambungan gegelung medan atau sambungan angker.

- Menterbalikan kekutuban voltan talian tidak akan mengubah arah pusingan.- Ini disebabkan penukaran tesebut akan mengubah kekutuban kutub medan dan juga arah aliran arus.- Teknik yang digunakan untuk menterbalikan arah pusingan rotor motor AC bergantung pada jenis

motor berkenaan.- Arah pergerakkan rotor motor tiga fasa bergantung pada jujukan fasa punca bekalan yang

disambungkan pada motor tersebut.- Menikar mana-mana dua daripada tiga sambungan voltan tiga dawai kan menterbalikan pusingan

rotor.- Arah pusingan rotor motor satu fasa, motor fasa pisah dan motor aruhan pemuat mula boleh

diterbalikan dengan menukar samada sambungan belitan stator utama atau sambungan belitan stator bantunya.

iv) Perlindungan Arus Beban Lebih Dan Voltan Kurang

- Peranti beban lebih seperti fius talian dan pemutus litar talian perlu digunakan untuk melindungi motor daripada arus beban lebih apabila beban yang berlebihan disambungkan pada motor .

- Kebanyakkan motor menjadi terlampau panas dan mungkin akan terbakar jika dikendalikan pada voltan yang rendah.

- Peranti perlindungan voltan kurang akan memutuskan bekalan kuasa kepada motor apabila berlakunya keadaan voltan rendah atau keadaan tanpa voltan.

- Kebanyakkan peranti perlindungan tersebut membolehkan permulaan semula secara automatik apabila amplitud voltan kembali kepada keadaan biasa atau bekalan kuasa dipulihkan

PENGELASAN LAJU MOTOR NEMA ( National Electrical Manufactures Association )

i) Laju berubah - Kelajuan berkadar songsang dengan beban

ii) Laju malar - Kelajuan masih malar biarpun beban motor berubah daripada keadaan tanpa beban kepada berbeban penuh

iii)Laju boleh laras - Kelajuan boleh diubah secara berterusan, tetapi setelah dilaraskan, kelajuan malar tanpa mengira keadaan beban.

iv)Berbilang laju - Motor boleh dikendalikan pada salah satu kelajuan diskret.Setelah dilaraskan, kelajuan malar tanpa mengira keadaan beban.

v)Laju berubah - Kelajuan boeh dilaraskan secara berterusan dalam julat yang besar, tetapi setelah boleh laras kelajuan dipilih, ia berunayh bergantung pada keadaan beban.

41

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 14 drp. 16

42

MENUKAR ARAH PUTARAN ANGKER MOTOR DC

Terdapat 2 cara menukarkan arah putaran motor DC iaitu :i) menyongsangkan sambungan belitan angker .ii) menyongsangkan sambungan belitan medan .

Motor Siri

a) Litar Asal

b) Menyongsangkan Sambungan c) Menyongsangkan Sambungan Belitan Angker Belitan Medan

Rajah 1 : Motor Siri

Motor Selari

a) Litar Asal

b) Menyongsangkan Sambungan c) Menyongsangkan Sambungan Belitan Angker Belitan Medan

Rajah 2 : Motor Selari

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 15 drp. 16

43

-ve

A1

A2

A

+veS1 S2

Belitan Medan

A

+

-

S1 S2

A1

A2

+ve

-ve

S1 S2

+ve

-ve

A

A1

A2

F1

F2

A1

A2

+ve

-ve

Belitan Medan Selari A

+ve

-ve

F1

F2

A1

A2

A

+ve

-ve

F1

F2

A1

A2

A

Motor Majmuk

a) Litar Asal

b) Menyongsangkan Sambungan c) Menyongsangkan Sambungan Belitan Angker Belitan Medan

Rajah 3 : Motor Majmuk

PENGGUNAAN MOTOR DC

- Motor DC banyak digunakan dalam peralatan elektrik mudah alih .- Contoh peralatan yang menggunakan motor DC ialah pemutar pita , alat permainan bermotor ,

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

Code No. : B05-02-06-LE1-IS1b Muka : 16 drp. 16

44

A

+ve

-ve

S1 S2

F1

F2

A1

A2

Belitan Medan Siri

Belitan Medan Pirau

-ve

+veS1 S2

F1

F2

A

A1

A2

A

+ve

-ve

S1 S2

F1

F2

A1

A2

SOALAN :

1. Jelaskan bahagian utama Motor DC?

2. Berikan 4 jenis-jenis Motor DC yang utama.

3. Berikan 2 jenis penyambungan bagi motor majmuk.

4. Binaan bagi sesebuah motor hendaklah terdiri daripada 3 tiga bahagian penting. Nyatakan 3 bahagian penting bagi sesebuah motor.

5. Pusingan motor boleh diberhentikan dengan 3 cara yang asas. Nyata dan terangkan dengan jelas 3 cara tersebut.

RUJUKAN:1. “Electrical And Electronics Engineering Studies”. Kementerian Pendidikan Malaysia; 2006;.

Dewan Bahasa dan Pustaka .

45