SOALAN MEMORI
1. Apakah faktor yang menentukan arah putaran dalam motor arus terus?
Ø Arah arus angker dan arah fluks magnet dalam medan.
2. Peraturan Tangan Kanan bagi motor digunakan untuk mencari apakah hubungan antara ciri- ciri motor?
Ø Arah pergerakan konduktor (putaran), arah fluks dan arah aliran arus.
3. Apakah perbezaan antara komponen bagi penjana motor arus terus dan motor arus terus.
Ø Tiada perbezaan.
4. Apakah yang menyebabkan pembilang d.g.e dalam motor arus terus?
Ø Tindakan penjana.
5. Apakah ciri motor yang dipengaruhi oleh pembilang d.g.e?
Ø Kelajuan.
6. Apakah beban yang dikenakan ke atas motor arus terus?
Ø Alat yang dikendalikan oleh motor.
7. Apakah kekurangan utama bagi motor siri?
Ø Ia memerlukan beban yang disambung untuk mengelakkan kerosakan daripada kelajuan.
8. Apakah kelebihan utama bagi motor siri?
Ø Tork yang tinggi (daya putaran) pada kelajuan yang rendah.
9. Apakah kelebihan motor pirau berbanding motor siri?
Ø Ia kekal pada kelajuan tetap di bawah beban yang pelbagai.
10. Kenapakah angker Gramme-ring tidak lagi digunakan dengan meluas?
Ø Kerana hanya lilitan di luar sahaja yang dapat memotong fluks dengan berkesan.
11. Bagaimanakah kekurangan angker Gramme-ring mengatasi angker drum-wound?
Ø Dengan lilitan pada angker akan menyebabkan ia terdedah pada fluks maksimum.
12. Motor arus terus boleh berputar dalam du arah, bagaimanakah arah tersebut berubah?
Ø Dengan menterbalikkan samada sambungan medan atau angker.
13. Apakah kesan ke atas kelajuan motor jika arus medan bertambah?
Ø Motor akan perlahan.
14. Dalam arah manakah penukaran
'neutral plane' yang disebabkan oleh tindakan angker
dalam motor arus terus?
Ø Bertentangan dengan putaran.
15. Apakah arus yang mengalir dalam lilitan 'interpole'?
Ø Arus angker.
16. Apakah tujuan memulakan perintang?
Ø Untuk menghadkan arus angker sehingga pembilang d.g.e meningkat.
17. Apakah itu rotor?
Ø Magnet yang berputar.
18. Apakah itu stator?
Ø Elektromagnet yang pegun.
19. Nyatakan jenis-jenis motor?
Ø Motor siri, motor majmuk, motor teruja asing, motor pirau dan motor magnet kekal.
20. Bagaimanakah kelajuan motor pirau dapat dikawal?
Ø Dengan memasukkan perintang sesiri dengan angker dan
memasukkan perintang dalam
medan litar.
OBJEKTIF
1. Persamaan voltan bagi sebuah motor dc ialah
A. V = Eb + IaRa
B. Eb = V + IaRa
C. V = Eb / IaRa
D. V = Eb + Ia2Ra
2. Tork angker sebuah motor dc ialah fungsi
A. fluks medan
B. arus angker
C. laju
D. A dan B
3. Pilih kenyataan yang benar mengenai motor arus terus siri.
A. Tali sawat tidak sesuai digunakan untuk menghubungkan motor dengan beban.
B. Motor ini boleh dikendalikan tanpa beban.
C. Kelajuan tork motor pada awalnya adalah rendah berbanding kelajuan tork beban.
D. Motor ini lebih mudah dikendalikan berbanding motor arus terus jenis lain.
4. Antara berikut, manakah kombinasi yang betul bagi komponen utama motor.
і. angker.
іі. medan magnet
ііі.wayar
іν. kamutator.
ν. perintang.
A. іі, ііі, іν.
B. і, ііі, іν.
C. і, іі, іν.
D. і, іі, ν.
5. Kawalan kelajuan motor arus terus boleh dilakukan dengan mengawal voltan dan __________
A. arus
B. fluks
A. kutub
B. beban
6. Penggunaan motor siri tanpa beban bahaya kerana _________
A. kelajuan melebihi had selamat
B. kelajuan tidak menentu
C. belitan medan siri akan terbakar
D. arus meningkat dengan tinggi
7. Motor yang dapat memberi kelajuan malar samada berbeban atau tidak adalah
A. motor siri
B. motor pirau
C. motor majmuk berlonggok
D. motor majmuk rata
8. Kawalan kelajuan motor arus terus boleh dilakukan dengan mengawal
voltan
dan
_______
A. arus
B. fluks
C. kutub
D. beban
9. Penggunaan motor siri tanpa beban bahaya kerana _________
A. kelajuan melebihi had selamat
B. kelajuan tidak menentu
C. belitan medan siri akan terbakar
D. arus meningkat dengan tinggi
10. Motor yang dapat memberi kelajuan malar samada berbeban atau tidak adalah
motor_______
A. siri
C. pirau
D. majmuk berlonggok
E. majmuk rata
Jawapan:
1. B
2. D
3. A
4. C
5. A
6. A
7. B
8. A
9. A
10. B
SOALAN ESEI
SOALAN 1
Bincangkan perbezaan di antara motor AT sesiri, motor AT pirau, motor AT majmuk dan motor AT magnet kekal.
Perbezaan di antara motor AT sesiri, motor AT pirau, motor AT majmuk dan motor AT magnet kekal adalah pada sistem penyambungan diantara gelung medan dan gelung angker. Di mana bagi mator sesiri, gelung medannya adalah bersambung secara sesiri dengan angker. Bagi motor pirau pula, gelung medannya adalah selari dengan angker. Manakala bagi motor majmuk, ia mempunyai dua gelung medan yang mana salah satunya bersambung secara bersiri dengan angker dan satu lagi bersambung terus kepada kuasa masukan. Motor magnet kekal pula, angkernya adalah bersambung terus kepada sumber arus.
SOALAN 2
Bagaimanakah arus medan pirau dapat mengawal kelajuan yang mempengaruhi pemusnahan atau kerosakan motor ?
Sekiranya arus medan dikurangkan untuk membenarkan operasi motor pada kelajuan yang tinggi , arus angker kesan langsung daripada operasi motor pada kelajuan tinggi tersebut adalah sama seperti semasa kelajuan rendah. Anggapan ini dibuat kerana tork memerlukan beban yang kekal malar semasa operasi. Walau bagaimanapun, arus medan dalam motor pirau yang dikurangkan semasa operasi boleh mengakibatkan arus angker yang tinggi dan berbahaya terhasil terutamanya dalam sesetengah mesin yang besar. Ini kerana pada peringkat awal arus medan dikurangkan, pembilang daya gerak elektrik akan cuba memperlahankan segera operasi menyebabkan arus angker bertambah mendadak.
Pecutan tork yang terhasil akan menjanakan laju yang cukup tinggi supaya pembilang d.g.e akan menerima arus yang hanya cukup untuk menjana tork mengikut keperluan beban. Tetapi disebabkan putaran angker dan beban, tindak balas pembetulan ini tidak dapat berlaku serta merta. Jadi semasa motor berfungsi (memecut pada kelajuan tinggi) arus angker yang tinggi wujud. Kecenderungan arus medan dalam mengawal kelajuan motor ini adalah sama, walaupun motor beroperasi dengan kehadiran beban ataupun tidak. Kewujudan beban menyebabkan pemusnahan mengambil masa yang lebih lama tetapi kerosakan disebabkan pengaliran arus lebih mudah berlaku.
SOALAN 3
Terangkan dengan ringkas ciri-ciri am motor arus terus magnet kekal (permanent magnet dc motor).
Ciri-ciri am motor arus terus magnet kekal :
a. Terdapat 4 saiz daripada 60 Watt (1/12 HP) sehingga 150 Watt (1/5 HP).
b. Beroperasi pada nilai voltan 12 Vdc sehingga 220 Vdc.
c. Pembinaan yang ekonomi.
d. Berusnya senang ditukarganti.
e. Terdapat berus dalaman (boleh ditambah kemudian).
f. Terdapat ball bearing.
g. Magnet kekal ferum/ferrite.
h. Rangka yang tertutup dan terdapat pengudaraan.
SOALAN 4
Terangkan dengan ringkas aplikasi motor arus terus magnet kekal (permanent magnet dc motor)
Aplikasi motor arus terus magnet kekal :
a. Memberi pengudaraan, haba dan penyejukan pada kenderaan.
b. Membina alatan mesin yang berkuasa dan bertenaga untuk menarik sesuatu.
c. Kerusi roda bermotor.
d. Aplikasi marin.
e. Peralatan mesin.
f. Kompressor.
SOALAN 5
Vt = Ec + Ia ( Ra + Rs ). Dengan penerangan, cari ciri-ciri tork dan halaju bagi motor DC siri tersebut menggunakan persamaan yang diberi.
Kuasa bagi amatur ( kuasa dalaman ) diberi oleh ;
Pa = Ec · Ia ---------------- 1
Jalur bagi medan litar diberi oleh ;
Ec = K1 · K2 · If · w --------------- 2
Oleh kerana jalur medan disambung secara sesiri dengan
jalur amatur, adalah jelas disini bahawa arus amatur, Ia , arus
garisan, Il , dan arus medan, If , adalah sama.Maka,
persamaan 2 boleh ditulis sebagai berikut ;
Ec = K1 · K2 ·Ia · w --------------- 3
Menggunakan persamaan tork bagi amatur, persamaan 1 dan
persamaan 2, kita akan dapati ;
Ta = K1 · K2 · Ia² --------------- 4
Dengan itu, secara teorinya, tork berkadar terus dengan
kuasa dua bagi arus amatur.
Halaju motor dalam radian per saat dalam sebutan arus
amatur didapati melalui penggabungan persamaan bagi
voltan terminal dengan persmaan 3 bagi menghapuskan
sebutan Ec untuk mendapaatkan ;
Vt = K1 · K2 · Ia · w + Ia ( Ra + Rs )
Keputusannya ; w = (Vt / K1·K2·Ia) – (( Ra + Rs ) / K1·K2) –5
persmaan diatas menyatakan bahawa, bagi nilai arus amatur
yang kecil, halaju motor adalah amat tinggi dalam keadaan
motor tanpa beban.
Arus amatur dalam sebutan halaju amatur didapati dari
persamaan 4 sebagai ;
Ia = Vt / ( ( K1 · K2 · w ) + ( Ra + Rs ) ) --------- 6
Dengan menggantikan persamaan 6 dalam persamaan 4,kita
akan dapat ;
Ta = K1·K2·Vt² / ( ( K1·K2·w ) + ( Ra + Rs ) )²
Dimana, persamaan diatas memberikan ciri-ciri tork dan
halaju bagi satu motor DC siri.
Satu motor teruja asing dengan arus medan If = 1.5A menghasilkan voltan armatur 250V litar teruka apabila dijalankan pada 200 rad/s. Rintangan armatur, ra = 1.0Ω dan induktans boleh di abaikan. Motor membawa bean tetap dengan tork tetap, Ml = 37.5 Nm dan inersia J = 2.50kgm2.
i) Terbitkan satu persamaan******** bagi beban dengan tork tetap.
ii) Kirakan kelajuan dan arus yang terhasil daripada penggunaan terhadap armatur pada
a) voltan tetap, Va = 240V,
b) voltan, ½ Va = 120 V, bertambah tiba-tiba ke Va = 240 V selepas 3.0 saat.
i) Apabila voltan armatur yang tetap, Va diberikan untuk memulakan motor teruja asing, persamaan ******** diperolehi dari er = Kfωr dan
Ia = (Va – er) / (ra + Lap) Me = Kfia = Ml + Jpωr
Dimana Ml adalah fungsi kelajuan
Jika induktans adalah kecil sehingga boleh di abaikan, serta bean sifar, persamaan ****** menjadi
pωr + ( K2f / Jra ) ωr = ( Kf / Jra ) Va
di selesaikan dalam bentuk standard,
ωr = ( Va / Kf ) [ 1 – exp(-K2f / Jra ) t ]
bagi beban dengan tork tetap, Ml , penyelesaian adalah sama kecuali factor Va / Kf di ganti dengan [ ( Va / Kf ) – Ml . ra / K2f ]
ii) (a) Parameter yang di perlukan adalah
GIf = Kf = 250 / 200 = 1.25 V per rad / s
( Va / Kf ) – Ml . ra / K2f = 192 – 24 = 168 rad / s
K2f / Jra = 1.252 / 2.50 x 1.0 = 0.625s
Maka ωr = 168[ 1 – exp(-0.625 t) ] dan
Ia = 240 – 210[ 1 – exp( - 0.625 t) ]
(b) Kf = 1.25 seperti sebelumnya. Bagi keaadan 120V, had kelajuan adalah 72 rad / s. Oleh itu ωr = 72[ 1 – exp(-0.625 t) ] dan ia = 120 – 90[ 1 – exp(-0.625 t) ]. Bagi t = 3.0 saat, ωr = 61 rad / s dan er = 76 V. Apabila voltan armatur erubah ke 240 V , perubahan adalah sama dengan Va – er = 164 V.
Maka, ω = 61 + 107 [ 1 – exp(-0.625 t) ] dan
Ia = 30 + 134 exp(-0.625 t)
SOALAN 7
Terangkan dengan ringkas
a) ciri-ciri motor arus terus majmuk.
Motor arus terus majmuk mempunyai dua ciri iaitu kumulatif dan pembezaan.
- Kumulatif adalah dimana medan siri yang disambungkan akan membantu medan pirau menghasilkan tindak balas yang cepat daripada motor pirau itu sendiri.
- Pembezaan adalah dimana medan siri akan menentang medan pirau dan ia dikenali sebagai “suicide motor” kerana kecenderungan untuk memusnah.
b) pertambahan tork yang mendadak dalam motor arus terus majmuk.
- pertambahan tork yang mendadak ini disebabkan oleh fluks medan berkutub bertambah dengan beban akibat lilitan pirau. Selain itu pertambahan tork ini juga menyebabkan laju motor berkurangan.
SOALAN PENGIRAAN
1. Suatu mesin at mempunyai dge teraruh 360V dibawah beberapa keadaan kelajuan dan
medan. Kirakan dge teraruh jika kelajuan dinaikkan 20% sementara uratdaya medan
dikurangkan sebanyak 10%.
E µ Fn maka E1/E2 = F1/F2 x n1/n2
Dan E2 = E1 x F2/F1 x n2/n1
Jika kelajuan meningkat sebanyak 20% n2/n1= 120/100
Jika uratdaya medan berkurangan 10% F2/F1 = 90/100
E2 = 360 x 90/100 x 120/100
= 389V
2. Mesin at empat kutub berbelitan tindih mempunyai uratdaya/kutub sebanyak 100mWb
dan jumlah pengalir angkir 300. Kirakan dge teraruh pada 40 p.p.s
Untuk mesin berlilitan tindih
A = 2p = 2 x 4/2 = 4 laluan selari
E = 2pFZ/a = 2 x 4/2 x (100 x 10-3 x 40 x 300/4) = 600V
3. Dayakilas yamg dihasilkan oleh suatu mesin at adalah 30Nm didalam keadaan operasi
tertentu. Kirakan dayakilas jika arus angker berkurangan 10% dan uratdaya/kutub
meningkat 20%.
T µ FIA , maka T1/T2 = F1/F2 x IA1/IA2
T2 = T1 x F2/F1 x IA2/IA1 = 30 x 120/100 x 90/100 = 32.4Nm
4. Suatu mesin at memberikan dayakilas 600Nm apabila uratdaya/kutub adalah 80mWb
dan arus angkir adalah 60A. Kirakan dayakilas yang baru jika uratdaya/kutub bernilai 50mWb
sementara arus angker meningkat ke 100A.
T µ FIA , maka T1/T2 = F1/F2 x IA1/IA2
T2 = T1 x F2/F1 x IA2/IA1 = 600 x 50/80 x 100/60
= 625Nm
5. Sebuah motor arus terus jenis pirau; 50-hp, 2250-V, 1200 ppm mempunyai arus armatur
terkadar 170 A dan arus medan terkadar 5 A. Apabila motor disekat, voltan armatur 10.2
V (termasuk berus) menghasilkan 170 A aliran arus, dan voltan medan 250 V menghasilkan
arusmedan 5 A. Kejatuhan voltan berus dianggap 2 V. Pada ketiadaan beban dengan voltan
terminal 240 V, arus armatur bersamaan 13.2 A, arus medan 4.8 A, dan kelajuan motor 1150
ppm. Kirakan :
a) kuasa keluaran motor ini pada keadaan terkadar.
b) efisiensi motor.
Kerintangan armatur mesin ini adalah
dan kerintangan medan ialah
Maka,ketika beban penuh, kehilanganI2R armatur ;
dankehilanganI2R litar medan ;
Kehilangan berus pada beban penuh ;
Pberus = VBDIA = (2V)(170 A) = 340 W
Kehilangan putaran pada beban penuh selalunya bersamaan kepada kehilangan putaran pada tiada beban, maka kelajuan motor tidak banyak berubah pada kedua-dua keadaan.
a) Kuasa masukan motor ini pada beban terkadar ;
Kuasa keluaran ;
di mana kehilangan bekas(stray) dianggap 1 % daripada kuasa masukan.
b) Efisiensi motor ketika beban penuh ;
6. Motor arus terus sesiri 250-V dengan jumlah rintangan sesiri 0.08.W Medan sesiri itu
mempunyai 25 putaran setiap pola dengan magnetisasi. Cari kelajuan dan tork
rangsangan motor ini apabila arus armatur 50 A.
Untuk IA = 50 A ;
Diberi, daya magnetomotif adalah 1250 A· pusingan and EAO = 80 V. Maka
Untuk mencari tork rangsangan yang dibekalkan oleh motor pada kelajuan terbabit, ingati semula rumus Pconv = EAIA = tindw. Maka
7. Mesin arus terus jenis pirau menghasilkan 250 V pada litar buka dan 1000ppm. Rintangan efektif
armatur ialah 0.5 W, rinangan medan ialah 250 W, masukan motor ketika berputar pada
tiadabeban ialah 4 A dan 250 V. Kirakan kelajuan motor pada ketika 40 A dan 250 V.
Pertimbangkan kes di mana pergerakan motor ketika tiada beban. Sekarang,
Maka,
Telahdiberi bahawa ketika laju armatur adalah 1000ppm, ini akan menghasilkan 250 V.Ketika ia menghasilkan 248.5 V, kelajuannya adalah
Maka; No = 995 rpm
Ketika berbeban
8. Sebuah motor arus terus mempunyai diameter luar rotor 3.8 ± 0.01 cm dan diameter dalam
stator 3.9 ± 0.01 cm. Cari mmf / pole untuk ketumpatan flux nominal bagi 0.8 tesla.
Dengan mengunakan diameter nominal, nilai 2g ialah
2g = diameter dalam stator – diameter luar motor
= 3.90 – 3.80
= 0.1 cm.
Daripada persamaan
Bm = µo 2 n If
2g
0.8 = 4 Π x 10-7 x 2 n If
2g
n If = 318 A t.
9. Kira kuasa maksimum yang dapat dibangunkan dalam armature jika voltan armature adalah malar.
Untuk mendapatkan V dan Ra yang tetap,persamaan
Pdev = E Ia = E(V-E)
Ra
Menerangkan parabola dengan maksimum di E = V/2. Maka, kuasa maksimum yang boleh dibangunkan ialah
Pmak = V x V- V/2
2 Ra
= V2
4Ra
10. Dengan menggunakan lengkung permagnetan yang diberikan. Cari tork yang terhasil jika
If = 1.1 A dan Ia = 5A. (Rajah 6.9)
Pada n = 1200 rpm dan If = 1.1 A, E = 159V.
Tdev = E x Ia
Wm
= 159 x 5
1200 x 2Π/60.
= 6.31 Nm.
[PENGENALAN] [PRINSIP & PEMBINAAN] [TEORI] [JENIS - JENIS MOTOR ARUS TERUS]
[CONTOH SOALAN] [RUJUKAN] [AHLI - AHLI KUMPULAN] [webmasters]