KOMUTATOR DAN MOTOR DC

PENGERTIAN KOMUTATOR
Komutator merupakan suatu konverter mekanik yang membuat arus dari sumber mengalir pada arah yang tetap walaupun belitan medan berputar. 

Fungsi komutator

komutator berfungsi sebagai alat penyearah mekanik, yang bersama-sama dengan sikat membentuk suatu kerja sama yang disebut komutasi.
Supaya menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan jumlahnya banyak. Karena itu tiap belahan/ segmen komutator tidak lagi merupakan bentuk sebagian silinder, tetapi sudah berbentuk lempeng-lempeng. Di antara setiap lempeng/segmen komutator terdapat bahan isolator. Isolator yang digunakan menentukan kelas dari mesin berdasarkan kemampuan suhu yang timbul dalam mesin tersebut.
Jadi di samping sebagai isolator terhadap listrik isolator yang digunakan harus mampu terhadap panas tersebut.

Ber- dasarkan jenis isolator yang digunakan terhadap kemampuan panas ini maka mesin DC dikenal atas:
Kelas A : Maks 70° C
Kelas B : Maks 110° C
Kelas H : Maks 185° C

Proses terbentuknya ggl pada sisi kumparan generator

Tegangan yang dibangkitkan pada sisi kumparan sebuah generator arus searah, sebenarnya adalah dalam bentuk gelombang arus bolak-balik, selanjutnya komutator akan mengubah menjadi arus searah. Proses perubahan arus bolak-balik menjadi arus searah oleh komutator bisa dijelaskan sebagai berikut.

 

Jadi kalau kumparan berputar, maka sikat komutator akan bergesekan dengan komutator secara bergantian. Peristiwa pergesekan/perpindahan sikat dari satu komutator ke komutator berikutnya biasa disebut komutasi. Peristiwa komutasi inilah yang menyebab- kan terjadinya penyearahan. Jangkar yang umum digunakan dalam mesin arus searah adalah yang berbentuk silinder, yang diberi alur pada bagian permukaannya untuk melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl imbas.

Teori Motor DC:

Motor DC adalah piranti elektronik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa gerak rotasi. Pada motor DC terdapat jangkar dengan satu atau lebih kumparan terpisah. Tiap kumparan berujung pada cincin belah (komutator). Dengan adanya insulator antara komutator, cincin belah dapat berperan sebagai saklar kutub ganda (double pole, double throw switch). Motor DC bekerja berdasarkan prinsip gaya Lorentz, yang menyatakan ketika sebuah konduktor beraliran arus diletakkan dalam medan magnet, maka sebuah gaya (yang dikenal dengan gaya Lorentz) akan tercipta secara ortogonal diantara arah medan magnet dan arah aliran arus. Mekanisme ini diperlihatkan pada Gambar berikut ini.

 

Bagan mekanisme kerja motor DC magnet permanen

Motor DC yang digunakan pada robot beroda umumnya adalah motor DC dengan magnet permanen. Motor DC jenis ini memiliki dua buah magnet permanen sehingga timbul medan magnet di antara kedua magnet tersebut. Di dalam medan magnet inilah jangkar/rotor berputar. Jangkar yang terletak di tengah motor memiliki jumlah kutub yang ganjil dan pada setiap kutubnya terdapat  lilitan. Lilitan ini terhubung  ke area kontak yang disebut komutator. Sikat  (brushes)  yang terhubung ke kutub positif dan negatif motor memberikan daya ke lilitan sedemikian rupa sehingga kutub yang satu akan ditolak oleh magnet permanen yang berada di dekatnya, sedangkan lilitan lain akan ditarik ke magnet permanen yang lain sehingga menyebabkan jangkar berputar. Ketika jangkar berputar, komutator mengubah lilitan yang mendapat pengaruh polaritas medan magnet sehingga jangkar akan terus berputar selama kutub positif dan negatif motor diberi daya. Kecepatan putar motor DC (N) dirumuskan dengan Persamaan berikut.

 

Pengendalian kecepatan putar motor DC dapat dilakukan dengan mengatur besar tegangan terminal motor V_TM. Metode lain yang biasa digunakan untuk mengendalikan kecepatan motor DC adalah dengan teknik modulasi lebar pulsa atau Pulse Width Modulation (PWM).