MOTOR ARUS TERUS MAGNET KEKAL

      Kita mulakan dengan jarum magnetik. Sejak zaman berzaman diketahui bahawa jarum besi bermagnetik sentiasa menunjuk ke arah Utara dan Selatan bumi. Dengan pengetahuan ini, kita boleh memahami bahawa bumi adalah seumpama magnet yang besar yang dikelilingi dengan medan magnet. Disebabkan inilah jarum bermagnet sentiasa mengarah ke arah Kutub Utara. Oleh itu , apabila jarum bermagnet ini dibiarkan bergerak bebas , Kutub Utara magnet bagi jarum tadi mengarah ke Kutub Utara bumi dan Kutub Selatan jarum mengarah ke kutub selatan bumi. Jadi Kutub utara dan selatan bagi magnet bumi terletak berhampiran dengan Kutub Utara dan Selatan yang diwakili oleh satu paksi yang bersambungan.

Sekarang, jika magnetik kutub bumi bergerak jarum tersebut yang memusingkan turut bergerak mengikut pergerakan kutub bumi. Walaupun daya yang perlu dikenakan kepada jarum adalah sangat kecil, jarum terlibat akan menjadi motor berdasarkan kepada geofizik kajian terhadap baki-baki megnet yang sangat kecil kepada batu dipelbagai tempat dibumi mendapati bahawa magnet bumi telah bergerak dengan masa berjuta-juta tahun dan kutub magnet telah terbalik beberapa kali mengikut masa. Lebih dari itu kutub utara pernah terletak berhampiran khatulistiwa. Walaubagaimana pun pemerhatian dibuat dengan jarak masa 100 tahun, magnetik bumi adalah tetap dan oleh sebab itu jarum bukannya motor. Jika dengan medan magnet bumi kita menyediakan satu medan magnet  yang kuat dengan mengenakan gulungan wayar dan meletakkan jarum bermagnet yang berdaya. Kita boleh menghasilakn satu eksperimen yang hebat. Apabila bateri disambung kepada gabungan unutk menghasilkan arus, medan magnet akan terhasil.

Jarum sekarang terdedah kepada medan magnet dan menyebabkannya berpusing dan berhenti pada sudut kanan gelung . Seterusnya kita ambil 7 nombor gabungan 1, 2, 3… masing-masing  akan bersudut  120 darjah. Kita letakkan jarumditengah-tengah gelung dan dibiarkan arus kepada gelung 1. kemudian alirkan arus kepada gelung 2, 3 seterusnya gelung 7. Apa yang berlaku kepada jarum ? Setiap kali arusan dialirkan, jarum akan berputar melalui sudut 120 darjah. Inilah prinsip penghasilan motor magnet kekal sebagai paksi motor. Arus motor baik boleh dibina dengan membuat pengubahsuaian  pada pergerakan gelung dan menggunakan magnet yang kuat. Rajah 2.3 menunjukkan contoh motor tersebut di mana 4 gelungan diletakkan pada 4 sudut dengan mengalirkan arus mengikut turutan  (1, 2, 3, 4 atau terbalik ) motor magnet akan berpusing dengan sudut 90 darjah.

Motor arus terus magnet kekal digunakan untuk menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanik. Pada asasnya ia terdiri daripada gegelung yang disangga di sekitar suatu paksi dan ditempatkan didalam suatu medan magnet. Apabila arus mengalir melalui gegelung,maka tork terhasil dan  memutarkan gegelung (hukum tangan kanan Fleming). Putaran motor dalam gegelung ini dibuat supaya ia berputar secara berterusan. Untuk itu gegelung disambung dengan sepasang kolar logam yang dipanggil komutator. Komutator akan turut berputar bersama gegelung. Apabila gegelung berputar sebanyak 180°,maka susunan komutator yang bersentuhan dengan berus karbon akan menyebabkan arah aliran arus diterbalikkan. Keadaan ini memberikan tork pada gegelung dalam arah yang sentiasa sama dan gegelung motor akan terus berputar.

Apabila motor berputar,gegelung turut bergerak,tetapi aliran arus adalah tetap. Ini boleh diterangkan melalui hukum tangan kanan Fleming dan hukum tangan kiri fleming.

Peranan berus pula adalah bersamaan dengan 2 suis yang diletakkan secara sesiri. Fungsi berus dan komutator adalah bersaman dengan suis automatik yang berputar. Apabila rotor berpusing, putaran suis automatik ini akan secara terus mengalirkan arus gegelung yang betul untuk menghasilkan tork yang efektif. Jadi, berus dan komutator  perlu disatukan dengan bijak untuk menghasilkan motor arus terus dengan kos yang berpatutan.

Elektromagnet boleh digunakan untuk menyediakan fluks medan. Gelungan untuk elektrromagnet dipanggil “medan gegelung”. Pada asasnya terdapat tiga cara peenyambungan medan gegelung dengan armatur melalui berus yang telah dibekalkan daripada bateri arus terus.

Sambungan jenis A dinamakan sambungan simpang (shunt connection) iaitu apabila medan dan armatur disambung secara selari. Melalui sambungan ini, motor berputar hampir pada kelajuan tetap apabila voltan yang dikenakan adalah tetap.

Sambungan B pula dinamakan sambungn sesiri. Permulaan tork yang tinggi berkurangan dengan halajunya adalah ciri-ciri sambungan ini. Jika motor tidak membawa apa-apa beban, lajunya akan meningkat kepada aras yang membahayakan.

MOTOR ARUS TERUS MAGNET KEKAL

Motor arus terus magnet kekal adalah motor arus terus yang dibuat daripada kutub magnet kekal. Motor a.t. magnet kekal memberikan beberapa kelebihan berbanding motor a.t. pirau dalam sesuatu aplikasi.Oleh kerana motor ini tidak memerlukan medan litar luaran, maka ianya tidak mempunyai kehilangan  medan litar tembaga yang bergabung dengan motor a.t. pirau.              Disebabkan tidak memerlukan medan pusingan, ianya boleh menjadi lebih kecil berbanding motor a.t. pirau yang sama atau serupa. 

Motor a.t. magnet kekal adalah kebiasaannya dalam bentuk kuasa kuda yang mempunyai saiz pecahan kecil dan sub-pecahan kecil.  Walaubagaimanapun,  motor a.t. magnet kekal juga mempunyai beberapa kelemahannya.  Motor a.t. magnet kekal tidak boleh menghasilkan kepekatan fluks yang tinggi seperti mana yang dihasilkan oleh medan pirau.Jadi, motor a.t. magnet kekal mempunyai tork rangsangan per ampere daripada arus amatur yang rendah berbanding motor a.t. pirau untuk bentuk yang sama saiz dan sama pembentukkannya.   Tambahannya, motor a.t. magnet kekal mempunyai risiko dinyahmagnetkan.   Seperti mana yang kita tahu, arus amatur dalam motor a.t. menghasilkan medan magnet amaturnya sendiri. 

Ø      * mmf = magnetomotive force 

Ø      Dalam mesin motor a.t. magnet kekal, fluks kutub adalah baki fluks dalam  magnet kekal. 

Ø      Jika arus amatur menjadi sangat besar, terdapat risiko di mana mmf amatur boleh menyahmagnetkan kutub-kutub, menyebabkan baki fluks dalam magnet kekal akan berkurangan. 

Ø      Nyahmagnet juga boleh berlaku akibat daripada pemanasan yang berlebihan yang mana boleh terjadi disepanjang tempoh beban berlebihan yang berpanjangan 

Ø      Rajah 1

Ø      Rajah menunjukkan lengkung kemagnetan untuk beban magnetik yang diperkukuhkan. 

Ø      Apabila mmf luaran yang kuat dikenakan pada bahan ini dan dialihkan, baki fluks akan kekal didalam bahan tersebut. Untuk memaksa baki fluks menjadi sifar, ia memerlukan “coercive magnetizing intensity” dengan polariti “magnetizing intensity” yang asal yang membina medan magnetik. 

Ø      Untuk aplikasi mesin yang biasa seperti rotor  dan stator, bahan magnet yang diperkukuhkan hendaklah mempunyai nilai baki fluks dan “coercive magnetizing intensity” yang sekecil mungkin kerana ia menyebabkan bahan tersebut mempunyai kehilangan “hysteresis” yang rendah. 

Ø      Dalam kata yang lain, bahan terbaik untuk kutub-kutub tang terdapat dalam motor a.t. magnet kekal seharusnya mempunyai nilai kepekatan fluks baki yang setinggi mungkin dan serentak dengan itu mempunyai “coercive magnetizing intensity” setinggi mungkin.

Ø      Rajah 2

Ø      Rajah menunjukkan lengkungan kemagnetan. 

Ø      Nilai fluks baki yang besar akan menghasilkan fluks yang besar dalam mesin, manakala nilai “coercive magnetizing intensity” yang besar bermaksud arus yang sangat besar diperlukan untuk menyahmagnetkan kutub-kutub. 

Ø      Dalam tempoh 40 tahun kebelakangan ini, terdapat beberapa bahan magnet yang baru dicipta yang mana mempunyai ciri-ciri karakter yang sesuai untuk membuat magnet kekal. 

Ø      Bahan utama tersebut adalah seramik magnetik dan “rare-earth magnetic”.

 Ø      Rajah 3

 Ø      Rajah menunjukkan kuadrant kedua lengkungan kemagnetan bagi beberapa magnet seramik dan “rare-earth” berbanding lengkungan kemagnetan aloi “ferromagnetic” biasa. 

Ø      Secara nyata daripada perbandingan tersebut didapati bahawa magnet “rare-earth” yang baik boleh menghasilkan baki fluks yang sama jumlahnya dengan yang dihasilkan oleh aloi “ferromagnetic” biasa. 

Ø      Secara asasnya motor a.t. magnet kekal adalah mesin yang sama seperti motor a.t. pirau, kecuali fluks pada motor a.t. magnet kekal telah ditetapkan. 

Ø      Dengan itu tidak mustahil untuk mengawal kelajuan motor a.t. magnet kekal iaitu dengan membezakan medan arus atau fluks.

 Ø      Hanya terdapat 2 cara yang boleh digunakan untuk mengawal kelajuan motor a.t. magnet kekal iaitu dengan kawalan voltan amatur dan kawalan rintangan amatur.

[PENGENALAN] [PRINSIP & PEMBINAAN] [TEORI] [JENIS - JENIS MOTOR ARUS TERUS]

[CONTOH SOALAN] [RUJUKAN] [AHLI - AHLI KUMPULAN] [webmasters]

[HOME]