Motor DC : Pengertian, Fungsi, Prinsip Kerja, Jenis Bagian

Apakah Anda sebelumnya pernah mendengar istilah tentang motor DC? Secara umum, motor DC adalah motor listrik yang dalam pengaplikasiannya menggunakan arus DC atau arus searah.

Namun, kali ini kita tidak hanya akan mengulas pengertian motor ini secara umum saja. Karena kita akan membahas dengan lebih spesifik mengenai pengertian, fungsi, prinsip kerja, jenis, bagian, hingga kelebihan dan kekurangan dari motor DC.

Jangan lewatkan informasi selengkapnya di bawah ini!

Pengertian Motor DC

Motor DC adalah jenis motor listrik yang penggunaannya memerlukan jenis arus DC atau arus searah. Jadi pada motor DC, arus searah yang dihasilkan nantinya akan diubah menjadi energi mekanis yang berupa putaran atau gerak.

Pada umumnya, motor listrik dibedakan menjadi dua jenis yaitu motor AC dan DC.

Perbedaan motor AC dan DC sendiri dapat dilihat dari jenis arus yang digunakan. Misalnya saja untuk motor AC yang tentunya memakai tegangan dari jenis arus bolak balik (AC).

Dan begitupun berlaku pada motor DC yang dalam operasinya nantinya akan menggunakan arus searah (DC)

Pada motor dengan arus DC, di dalamnya biasanya terdapat kumparan yang berfungsi untuk menghasilkan putaran. Nah, jumlah putaran yang dihasilkan oleh motor tersebut disebut sebagai RPM (Revolutions Per Minute).

Untuk sebuah motor DC, biasanya putaran yang dihasilkan adalah gerakan dengan kecepatan sekitar 3000-8000 RPM. Dan biasanya juga memiliki tegangan operasional dengan kisaran sebesar 1,5 sampai dengan 3 volt.

Fungsi Motor DC

Bukan tanpa alasan, tentu saja motor DC ini hadir dengan beragam fungsi. Kira-kira apa saja fungsi dari motor DC?

Adapun fungsi motor DC adalah:

• Motor yang menggunakan arus DC biasanya sering diaplikasikan pada penggerak pintu putar.
• Motor DC ini juga bisa diaplikasikan pada jenis rangkaian robot sederhana.
• Dapat juga digunakan sebagai penggerak pada berbagai komponen elektronika. Misalnya saja seperti pada vibrator ponsel, baling- baling kipas, alat bor dan alat sejenisnya.

Prinsip Kerja Motor DC

Sebenarnya motor listrik yang menggunakan arus DC ini cukup mudah kita temukan di keseharian, lho. Karena memang alat yang satu ini banyak digunakan sebagai komponen penyusun dari berbagai perlengkapan elektronika.

Prinsip kerja motor DC sendiri yaitu mengubah energi listrik yang didapatkan dari sumber utama, menjadi energi gerak yang digunakan oleh peralatan listrik.

Adapun prinsip kerja motor DC adalah sebagai berikut :

• Pertama-tama, arus DC pada rangkaian akan dialirkan pada kumparan. Kemudian, medan magnet yang tercipta akan menghasilkan torsi yang nantinya akan memutar motor.
• Setelah terjadi torsi, komutator kemudian akan bekerja yaitu dengan cara menjaga putaran motor listrik agar tetap menghasilkan arus yang searah.
• Jadi pada alat ini, armature yang dihasilkan oleh medan magnet akan diputar searah sehingga menghasilkan gaya mekanik.

Dengan prinsip kerja di atas tentu tidak heran jika motor DC juga disebut sebagai perangkat elektromekanis. Karena pada dasarnya perangkat tersebut memang menggunakan medan magnet dan konduktor.

Utamanya yakni dalam proses menghasilkan energi mekanik atau gerak yang ada pada perangkat elektronik tertentu.

Mengenal Komponen Motor DC

Setelah membahas mengenai pengertian dan prinsip kerja motor DC, selanjutnya kita akan berkenalan dengan komponen motor DC. Apa saja yang bagian yang terdapat pada sebuah motor DC?

Mari langsung saja kita simak pembahasan lengkap mengenai komponen utama penyusun motor DC berikut ini.

1. Rotor

Bagian motor DC yang pertama adalah rotor. Dimana komponen bernama rotor inilah yang menjadi alat gerak secara dinamik. Terutama ketika ada tegangan yang mengalir pada rangkaian.

Adapun komponen-komponen yang menjadi penyusun rotor antara lain adalah:

• Poros (shaft)
• Inti jangkar (armatur core).
• Sikat komutator (brush).
• Belitan armature.

2. Stator

Komponen selanjutnya yaitu stator. Dimana stator merupakan komponen motor DC yang tidak bergerak. Meskipun demikian, stator berperan penting untuk membuat rotor agar tetap berputar.

Caranya yaitu dengan menghasilkan medan magnet disekitar rotor, agar rotor tersebut dapat bergerak ketika tegangan dialirkan pada rangkaian.

Adapun bagian-bagian yang menyusun stator diantaranya adalah sebagai berikut:

• Pole atau kutub.
• Belitan medan.
• Frame atau yoke.

3. Brush

Komponen yang satu ini letaknya berada di dalam comutator. Brush merupakan salah satu komponen elektronika yang disusun dari meterial graphite atau karbon.

Fungsi utama dari brush adalah untuk menghantarkan arus listrik menuju rotor.

4. Belitan Armature

Belitan armature merupakan komponen yang fungsinya untuk menghasilkan medan magnet yang bersifat statis.

Jadi, listrik statis yang mengalir pada rotor justru dihasilkan oleh belitan armature yang satu ini.

5. Commutator

Komponen yang satu ini sebenarnya berasal dari slip ring. Yang perlu diketahui bahwa slip ring akan dipotong menjadi beberapa bagian. Kemudian bagian dari potongan tersebut nantinya akan dibuat tersambung dengan belitan armature.

Komutator adalah komponen yang berfungsi untuk mengalirkan energi arus listrik menuju belitan armature. Nah komponen tersebut pada umumnya terbuat dari bahan atau material tembaga.

Ketika terjadi perubahan arus pada belitan armature, maka komutator menjadi bagian terpenting yang membantu melakukan perubahan arus pada rangkaian tersebut.

6. Frame Atau Yoke

Komponen motor DC bernama frame atau yoke ini nantinya akan difungsikan sebagai pelindung komponen lain. Yakni pelindung rotor yang terdapat pada motor DC.

Jadi bisa disimpulkan bahwa frame ini memang komponen yang didesain untuk melindungi semua komponen rotor. Misalnya saja mulai dari armature, pole, belitan medan, kutub magnet dan lain sebagainya.

7. Belitan Medan

Belitan medan ini menjadi salah satu komponen penyusun motor DC yang perannya juga penting. Belitan medan disebut juga sebagai istilah field winding.

Komponen yang satu ini mempunyai fungsi utama dalam proses menghasilkan medan statis pada stator pada motor DC.

8. Pole

Pole juga terdapat pada komponen di dalam stator. Jadi, pole ini merupakan alat yang fungsinya untuk menghasilkan medan magnet. Selain itu, pole juga difungsikan untuk memastikan rotor untuk tetap berputar sebagai mana mestinya.

Pole terletak di bagian dalam frame atau yoke. Jadi, pole ini berfungsi untuk menghasilkan fluks magnet. Kemudian fluks magnet akan menyebar diantara stator dan rotor. Hingga kemudian akan menghasilkan medan magnet yang membantu rotor untuk tetap berputar.

Untuk mengetahui lebih jauh mengenai konstruksi motor DC, simak contoh gambar motor DC di bawah ini :

Jenis – jenis Motor DC

Tidak hanya terdapat satu macam saja, motor DC ini diklasifikasikan menjadi dua macam. Dimana jenis keduanya yakni motor DC berdasarkan sumber daya pembentuknya adalah motor DC yang memakai sumber daya terpisah dan satunya dengan memakai sumber dayanya sendiri.

Untuk lebih jelasnya, mari langsung saja kita simak pembahasan mengenai jenis-jenis motor DC di bawah ini:

1. Motor DC Dengan Sumber Daya Sendiri

Jenis motor DC yang pertama yakni memakai sumber dayanya sendiri. Jenis ini ternyata juga dibagi lagi menjadi beberapa turunan.

Berikut ini beberapa jenis motor DC dengan sumber daya sendiri:

• Tipe Shunt

Pada motor tipe shunt, terdapat gulungan medan yang tersambung secara paralel pada power supply yang sama dengan lilitan armature.

Namun meskipun memiliki daya yang berasal dari power supply yang sama, namun ketentuan jenis arus dan jangkar yang nantinya dihasilkan akan berbeda.

Selain itu, meskipun terjadi variasi pada beban namun tidak akan berpengaruh pada kecepatan dari motor DC shunt. Hal ini karena kecepatan yang dihasilkan oleh alat tersebut tetap konstan.

Selain itu alat ini juga tidak bervariasi karena adanya beban mekanik yang dihasilkan oleh output-nya.

• Tipe Seri

Jenis motor DC tegangan sendiri yang selanjutnya adalah tipe seri. Pada motor jenis tersebut, lilitan armature dan belitan medan akan tersambung secara seri pada alat catu daya.

Pada motor DC tipe seri, arus yang masuk kedalam rangkaian akan bergerak ke arah yang sama berdasarkan polaritas sumber tegangan. Jadi ketika polaritas dari sumber tegangan diubah, maka secara otomatis arah medan magnet akan berubah haluan juga.

Selain itu, motor dengan tipe seri ini juga disebut sebagai motor universal. Disebut demikian karena motor tersebut sangat fleksibel. Hal ini karena dapat bekerja dengan dua jenis catu daya, baik yang menggunakan tegangan AC ataupun DC.

• Tipe Gabungan / Compound

Disebut sebagai tipe gabungan, karena motor ini terbuat dari kombinasi antara rangkaian seri dan shunt. Jadi, rangkaian compound ini memiliki dua sirkuit yang menghasilkan medan magnet.

Berdasarkan orientasi fluks-nya motor DC tipe gabungan juga masih dibagi menjadi dua macam. Yaitu ling shunt compound DC motor dan short shunt compound DC motor.

Jika ling shunt compound DC memiliki rangkaian kumparan yang dihubungkan secara paralel pada belitan armature. Maka short shunt compound DC memiliki rangkaian kumparan yang terdiri dari kombinasi antara kumparan angker paralel dan juga kumparan medan seri.

2. Motor DC Dengan Sumber Daya Terpisah

Seperti namanya, jenis motor DC yang menggunakan sumber daya terpisah alias bukan dari dalam. Jadi, sumber arus yang berfungsi untuk mensuplai rotor dan armature berbeda dengan sumber arus inilah yang nantinya bisa digunakan untuk menggerakkan kumparan.

Karena memiliki rangkaian tambahan yang bertugas untuk mensuplai arus listrik, maka motor DC dengan sumber daya terpisah ini memiliki harga yang jauh lebih mahal di pasaran. Tentu saja jika dibandingkan dengan harga motor DC yang memiliki sumber daya sendiri.

Kelebihan dan Kekurangan Motor DC

Contoh motor DC yang dapat ditemukan dalam kehidupan sehari-hari sangat banyak. Misalnya motor DC 12 volt, motor DC arduino, motor DC 5v dan lain sebagainya.

Namun sebenarnya apa sajakah kelebihan dan kekurangan dari perangkat elektronik tersebut? Mari simak pembahasan selengkapnya di bawah ini.

1. Kelebihan Motor DC

Beberapa kelebihan yang dimiliki oleh motor DC adalah:

• Terbilang mempunyai torsi dan tingkat kecepatan yang jauh lebih mudah untuk dikendalikan.
• Motor DC jenis ini sengaja didesain agar mempunyai torsi awal yang besar.
• Memiliki sistem kontrol yang lebih mudah mudah dipahami karena tergolong cukup sederhana.
• Motor DC juga memiliki respon yang baik. Selain itu cocok juga digunakan meskipun daya yang tersedia terbilang rendah sekalipun.
• Memiliki performa yang mendekati linier dan sejenisnya.

2. Kekurangan Motor DC

Selain kelebihan-kelebihan yang kita bahas diatas, motor tersebut juga memiliki kekurangan. Diantaranya kekurangan motor DC adalah seperti berikut ini:

• Motor jenis tersebut nantinya akan memerlukan perawatan yang khusus dan tidak bisa dilakukan secara sembarangan agar fungsinya tetap terjaga.
• Cenderung tidak cocok jika digunakan pada tegangan dengan daya yang sangat besar.
• Harganya jauh lebih mahal dibandingkan perangkat sejenisnya.
• Tidak dapat digunakan untuk kecepatan tinggi dan lain sebagainya.

Kesimpulan

Motor DC merupakan perangkat elektronik yang bersifat elektromekanis. Jadi, alat tersebut berfungsi untuk mengubah arus listrik menjadi energi gerak yang dibutuhkan oleh piranti elektronik.

Motor jenis ini juga memiliki beberapa kelebihan. Diantaranya seperti memiliki torsi yang besar dan dapat dikendalikan, performa bagus, sistem kontrol dan respon yang baik. Dan menarinya lagi yakni bias diaplikasikan pada daya rendah.

Sebagai motor yang menggunakan jenis tegangan DC, motor DC banyak diaplikasikan pada berbagai perangkat elektronik. Diantaranya seperti digunakan untuk bor listrik maupun vibrator ponsel. Dan untuk perangkat sehari – hari yang penggunaan motor DC ini juga ada pada pintu putar otomatis dan baling-baling kipas angin.