Armature : Pengertian, Komponen, Fungsi, Cara Kerja

⏩Armature Adalah?☑️ Penjelasan lengkap apa itu Armature☑️ Komponen Komponen, Fungsi, Cara Kerja dan Contohnya☑️

Armature merupakan salah satu komponen kritis dalam dunia mesin listrik, terutama dalam motor listrik dan generator. Artikel ini akan memberikan penjelasan lengkap tentang apa itu Armature, komponen-komponen yang membentuknya, fungsi utamanya, serta cara kerjanya baik pada motor listrik maupun generator listrik.

Apa itu Armature?

Armature adalah bagian utama dalam sebuah motor listrik atau generator yang berfungsi untuk menghasilkan energi listrik. Dengan kata lain, Armature adalah inti dari mesin tersebut yang bertanggung jawab atas konversi energi mekanis menjadi energi listrik atau sebaliknya.

Armature adalah salah satu elemen kunci dalam sistem motor listrik dan generator yang berfungsi sebagai pusat konversi energi mekanis menjadi energi listrik atau sebaliknya.

Dalam konteks mesin listrik, Armature menjadi komponen utama yang berinteraksi dengan medan magnet dan kumparan gulungan listrik, memungkinkan terjadinya proses elektromagnetik yang esensial untuk menghasilkan aliran listrik.

Armature adalah komponen dari mesin listrik (seperti motor atau generator) yang membawa arus bolak-balik (AC). Armature mengalirkan AC bahkan pada mesin DC (arus searah) melalui komutator (yang secara berkala membalik arah arus) atau karena komutasi elektronik (misalnya, pada motor DC tanpa sikat).

Armature ini seperti rumah dan pendukung bagi gulungan armature, yang punya peran penting dalam berinteraksi dengan medan magnet yang muncul di celah udara antara bagian yang berputar dan yang diam dalam mesin listrik. Bagian yang berputar disebut rotor, sedangkan yang diam disebut stator.

Kata “armature” sendiri diperkenalkan pada abad ke-19 sebagai istilah teknis yang artinya “keeper of a magnet”. Jadi, bisa dikatakan bahwa armature ini memang punya tugas penting dalam menjaga dan mengarahkan energi listrik yang dihasilkan oleh mesin listrik.

Fungsi Armature

Armature memiliki beberapa fungsi utama dalam operasi mesin listrik, antara lain:

• Induksi Listrik: Armature berperan dalam menghasilkan aliran listrik melalui proses induksi. Ketika Armature berputar di dalam medan magnet, terjadi perubahan fluks magnetik yang menginduksi arus listrik pada gulungan kumparan.
• Konversi Energi Mekanis: Armature menerima energi mekanis dari bagian lain mesin, seperti rotor motor atau rotor generator, dan mengubahnya menjadi energi listrik.
• Pemutaran Poros: Armature melalui porosnya menggerakkan bagian-bagian lain dari mesin, seperti rotor, sehingga menciptakan gerakan yang diperlukan untuk operasi motor atau generator.

Komponen Armature

Armature terdiri dari beberapa komponen yang bekerja secara sinergis untuk menciptakan aliran listrik. Berikut adalah komponen-komponen utama yang membentuk Armature:

1. Core (Inti): Core merupakan inti dari Armature, biasanya terbuat dari bahan besi atau paduan logam lainnya. Inti ini memberikan dukungan struktural dan mengarahkan aliran medan magnet, yang penting untuk proses konversi energi.
2. Winding Coil (Gulungan Kumparan): Winding Coil adalah kumparan kawat tembaga atau aluminium yang dililitkan di sekitar inti. Kumparan ini merupakan bagian yang sangat vital karena berperan dalam pembentukan medan magnet yang diperlukan untuk proses induksi listrik.
3. Commutator (Komutator): Komutator adalah cincin berbentuk silinder yang terbuat dari logam dan terhubung dengan gulungan kumparan. Fungsi komutator adalah untuk mengalihkan arus listrik dari gulungan satu ke gulungan lainnya, sehingga arus listrik tetap mengalir ke arah yang benar.
4. Shaft (Poros): Poros adalah bagian yang menghubungkan Armature dengan bagian lain dalam mesin, seperti rotor pada motor atau generator. Poros harus kuat dan tahan terhadap beban mekanis yang dihasilkan selama operasi.
5. Armature Stack (Tumpukan Armature): Armature Stack adalah tumpukan lapisan-lapisan yang terdiri dari inti dan kumparan gulungan. Tumpukan ini memberikan peningkatan luas permukaan untuk gulungan kumparan dan meningkatkan efisiensi konversi energi.
6. Stack Slot (Lubang Tumpukan): Stack Slot adalah ruang antara dua lapisan inti pada tumpukan Armature. Lubang ini memberikan tempat untuk kumparan gulungan dan memastikan bahwa medan magnet dapat bergerak melalui Armature dengan efisien.
7. Stack Tooth (Gigi Tumpukan): Gigi Tumpukan adalah bagian pada tumpukan Armature yang membantu dalam mengarahkan medan magnet dan menjaga jarak yang sesuai antara gulungan kumparan.

Cara Kerja Armature

1. Armature pada Motor Listrik

Pada motor listrik, Armature berperan sebagai angker. Angker adalah bagian yang berputar di dalam medan magnet yang dihasilkan oleh stator (bagian diam motor).

Motor listrik mengubah energi listrik menjadi energi mekanik dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Ketika konduktor yang membawa arus ditempatkan dalam medan magnet, ia mengalami gaya sesuai dengan aturan tangan kiri Fleming.

Dalam motor listrik, stator menghasilkan medan magnet yang berputar dengan menggunakan magnet permanen atau elektromagnet. Armature, yang biasanya menjadi rotor, membawa gulungan armature yang terhubung dengan komutator dan sikat. Komutator membalik arah arus pada gulungan armature saat berputar sehingga selalu sejajar dengan medan magnet.

Interaksi antara medan magnet dan gulungan armature menghasilkan torsi yang menyebabkan armature berputar. Poros yang terhubung dengan armature mentransfer daya mekanik ke perangkat lain.

Arus listrik yang dihasilkan oleh Armature kemudian berinteraksi dengan medan magnet, menciptakan gaya yang mendorong angker untuk berputar. Gerakan rotasi inilah yang menghasilkan energi mekanis yang dapat digunakan untuk melakukan pekerjaan.

2. Armature pada Generator Listrik

Di sisi lain, pada generator listrik, Armature berfungsi sebagai pembangkit energi listrik. Ketika Armature diputar di dalam medan magnet, perubahan fluks magnetik menghasilkan arus listrik pada kumparan gulungan. Arus ini kemudian dapat diambil dan digunakan sebagai sumber energi listrik.

Generator listrik mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dengan menggunakan prinsip induksi elektromagnetik. Ketika konduktor bergerak dalam medan magnet, ia menimbulkan gaya elektromotif (EMF) sesuai dengan hukum Faraday.

Dalam generator listrik, armature biasanya menjadi rotor yang digerakkan oleh penggerak utama, seperti mesin diesel atau turbin. Armature membawa gulungan armature yang terhubung dengan komutator dan sikat. Stator menghasilkan medan magnet yang diam dengan menggunakan magnet permanen atau elektromagnet.

Gerakan relatif antara medan magnet dan gulungan armature menimbulkan EMF dalam gulungan armature, yang mendorong arus listrik melalui rangkaian eksternal. Komutator membalik arah arus pada gulungan armature saat berputar sehingga menghasilkan arus bolak-balik (AC).

Desain Armature

Desain armature mempengaruhi kinerja dan efisiensi mesin listrik. Beberapa faktor yang memengaruhi desain armature adalah:

1. Jumlah Slot: Slot digunakan untuk menampung gulungan armature dan memberikan dukungan mekanis. Jumlah slot bergantung pada jenis gulungan, jumlah kutub, dan ukuran mesin. Secara umum, lebih banyak slot menghasilkan distribusi fluks dan arus yang lebih baik, reaktansi dan kerugian yang lebih rendah, serta torsi yang lebih halus. Namun, lebih banyak slot juga meningkatkan berat dan biaya armature, mengurangi ruang untuk isolasi dan pendinginan, serta meningkatkan fluks kebocoran dan reaksi armature.
2. Bentuk Slot: Slot dapat terbuka atau tertutup, tergantung apakah mereka terpapar ke celah udara atau tidak. Slot terbuka lebih mudah diikat dan didinginkan, tetapi meningkatkan reluctansi dan fluks kebocoran di celah udara. Slot tertutup lebih sulit diikat dan didinginkan, tetapi mengurangi reluctansi dan fluks kebocoran di celah udara.
3. Jenis Gulungan: Gulungan bisa lap wound atau wave wound, tergantung bagaimana kumparan terhubung ke segmen komutator. Gulungan lap cocok untuk mesin dengan arus tinggi dan tegangan rendah, karena menyediakan beberapa jalur paralel untuk aliran arus. Gulungan wave cocok untuk mesin dengan arus rendah dan tegangan tinggi, karena menyediakan koneksi seri kumparan dan menambahkan voltase.
4. Ukuran Konduktor: Konduktor digunakan untuk membawa arus dalam gulungan armature. Ukuran konduktor bergantung pada densitas arus, yaitu rasio arus terhadap luas penampang. Densitas arus yang lebih tinggi menghasilkan kerugian tembaga dan peningkatan suhu, tetapi biaya dan berat konduktor yang lebih rendah. Densitas arus yang lebih rendah menghasilkan kerugian tembaga dan peningkatan suhu yang lebih rendah, tetapi biaya dan berat konduktor yang lebih tinggi.
5. Panjang Celah Udara: Celah udara adalah jarak antara kutub stator dan rotor. Panjang celah udara mempengaruhi kerapatan fluks, reluctansi, fluks kebocoran, dan reaksi armature dalam mesin. Celah udara yang lebih kecil menghasilkan kerapatan fluks yang lebih tinggi, reluctansi yang lebih rendah, fluks kebocoran yang lebih rendah, dan reaksi armature yang lebih tinggi. Celah udara yang lebih besar menghasilkan kerapatan fluks yang lebih rendah, reluctansi yang lebih tinggi, fluks kebocoran yang lebih tinggi, dan reaksi armature yang lebih rendah.

Demikianlah ulasan lengkap mengenai apa itu armature dan hal hal penting yang wajib kalian ketahui tentangnya. Semoga apa yang wikielektronika.com ulas diatas dapat memberikan wawasn baru untuk teman teman semua.