Motor asinkron adalah motor arus bolak-balik (AC) yang arus motor induksinya didapatkan dari arus yang diinduksikan oleh fluks magnet bersama phase (ф), yang disebabkan oleh adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dan putaran medan putar pada stator. Pada motor asinkron perputarannya ditimbulkan sebagai akibat medan putar yang muncul pada stator ketika sumber tagangan dihubungkan pada kumparan stator. Sumber tegangan motor asinkron adalah sumber tegangan tiga phase (3ф) yang dihubungkan pada motor baik secara hubungan delta atau dapat juga menggunakan hubungan bintang.
Prinsip Kerja Motor Induksi
1. Apabila sumber tegangan 3 phase dihubungkan pada kumparan stator, maka akan timbul medan putar dengan kecepatan: Ns = 120 .f / p Dimana : Ns = kecepatan medan putar stator f = frekuensi p = jumlah kutub 2. Medan putar stator tersebut akan momotong batang konduktor pada rotor. 3. Sebagai akibatnya pada kumparan rotor timbul induksi (ggl) sebesar E2S = 4,44 f 2.N2 ( untuk tiap phase), Dimana :
f 2 = frekuensi pada rotor N2 = putaran rotor E2S = tegangan induksi pada saat rotor berputar
4. Karena kumparan rotor adalah rangkaian yang tertutup, maka ggl (E) akan menimbulkan arus (I). 5. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator, dimana kopel timbul karena rotor mempunyai jari-jari. T = K.Ir.Is.sinδ
Dimana ;
T = Kopel K = konstanta, K = 1x r Ir = Arus pada rotor Is = Arus stator
r = Jari-jari rotor δ = Sudut kopel 6. Agar pada rotor terbangkit tegangan terinduksi diperlukan perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr), perbedaan inilah yang disebut slip (S) dinyatakan dengan: S
ns
nr x100 100 % ns
7. Bila nr = ns, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan timbul apabila nr < ns, dilihat dari cara kerjan ya, motor induksi disebut juga sebagai motor tak serempak atau asinkron. Slip (S)
Karena berubah-ubahnya kecepatan rotor pada motor induksi ( nr ) mengakibatkan berubahnya harga slip sl ip dari 100 % pada saat start sampai 0 % pada saat berhenti / diam (nr = ns). Hubungan antara frekuensi dengan slip dapat dilihat sebagai berikut :
ns
120 120 f 1
p
atauf 1
p.ns
120 120
dimana f1 = Frekuensi jala-jala
Pada rotor berlaku hubungan :
f 2 f 2
p(nrel ) 120 120 p(ns nr )
Dimana ; f2 nrel
120 120
atau f 2
p.ns ns nr x 120 120 ns
nrel
= Frekuensi arus rotor = Kecepatan relative rotor thd kecepatan medan stator = ns-nr
Karena harga slip = ns-nr / ns dan f1 = p.ns / 120 , maka f2 = f1 x S Dan pada saat start (S) = 100%, sehingga f1 = f2. Dengan demikian terlihat bahwa pada saat start dan rotor belum berputar frekuensi pada rotor dan stator adalah sama. Pengaturan Putaran Motor Asinkron
Motor Induksi pada umumnya berputar dengan kecepatan konstan, mendekati kecepatan sinkronnya meskipun pada penggunaan tertentu dikehendaki adanya pengaturan putaran. Dengan persamaan di bawah ini dapat disimpulkan bahwa kecepatan dapat diatur dengan pengaturan jumlah kutub dan frekuensi jala.
ns
120 120 f
p
Dimana; ns = kecepatan stator p = jumlah kutubb f = frekuensi
a.
Mengatur jumlah kutub
Pengaturan dengan cara ini diperlukan perencanaan kumparan stator. Namun biasanya perubahan kecepatan asinkron dapat dilakukan dengan mengubah kutub dari 2 kutub menjadi 4 kutub
U
S
S
Gambar 2.1 kumparan stator dua kutub
U
S
U
S
Gambar 2.2 kumparan stator empat kutub
b. Mengatur frekuensi jala Secara teoritis hal ini bisa dilakukan akan tetapi dalam penerapannya
masih sulit
mendapatkan pengaturan frekuensi yang efektif dan ekonomis.
Membalik putaran Untuk membalik putaran dapat dilaksanakan dengan menukar dua diantara tiga kawat dari sumber.
R S T
M 3~ Gb.2.3
Putaran ke kiri
R S T
M 3~ Gb.2.4
Putaran ke kanan
Penggunaan Rangkaian Wye-Delta pada Motor Asinkron 3-Phase
Motor distart pada hubungan Wye untuk kemudian diubah menjadi hubungan Delta pada kecepatan nominalnya. Hubungan Hubungan Wye menghasilkan arus yang lebih rendah sehingga menurunkan tegangan. taoArus taoArus line pada hubungan hubungan Wye Wye adalah sama dengan 1/ arus fase.
3 kali
Tegangan fasa dan tegangan line mempunyai harga yang berbeda dalam hubungan Wye. Tegangan line adalah sama dengan 1/
3 kali
tegangan fase. Contohnya jika tegangan
fase 220 V maka tegangan line-nya adalah 380 V. Oleh karena itu pada umumnya pada motor 3 phase dipasang saklar wye-delta. Hal tersebut dilakukan agar arus start dapat diturunkan dengan memakai saklar wye-delta, sehingga daya yang tersedia dapat digunakan. Rotor Sangkar
Motor induksi dengan rotor sangkar memiliki rotor yang kumparannya terdiri dari beberapa batang konduktor yang disusun sedemikian rupa hingga menyerupai sangkar tupai. Konstruksinya sangat sederhana bila dibandingkan dengan motor mesin listrik lainnya. Dengan demikian harganya pun lebih murah. Karena konstruksinya yang demikian, padanya tidak bisa diberikan pengaturan tahanan luar seperti pada motor induksi dengan motor belitan. Untuk membatasi arus mula yang besar, tegangan sumberharus dikurangi dan biasanya digunakan ototransformator atau saklar deltawye. Tapi berkurannya arus akan mengakibatkan berkurangnya kopel mula. Untuk mengatasinya digunakan rotor jenis sangkar ganda.
