PRINSIP DASAR MOTOR INDUKSI
1.1 Pendahuluan
Mesin-mesin listrik digunakan untuk mengubah suatu bentuk energi ke energi yang lain, misalnya mesin yang mengubah energi mekanis ke energy listrik disebut generator, dan sebaliknya energi listrik menjadi energy mekanis disebut motor. Masing-masing mesin mempunyai bagian yang diam dan bagian yang bergerak.
Bagian yang bergerak dan diam terdiri dari inti besi, dipisahkan oleh celah udara dan membentuk rangkaian magnetic dimana fluksi dihasilkan oleh aliran arus melalui kumparan/belitan yang terletak didalam kedua bagian tersebut.
1.2 Pengertian motor listrik
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Prinsip kerjanya berdasarkan hukum gaya lorenz dan kaiadah tangan kiri Fleming, yang menyatakan bahwa : Apabila sebatang konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan didalam medan magnit maka konduktor tersebut akan mengalami gaya.
1.3 Motor induksi 3 fasa
Motor yang paling banyak dipakai di industri adalah jenis motor induksi . Motor Induksi terdiri dari stator dengan tiga kumparan yang ditempatkan secara simetris pada alur-alurnya. Disebut motor induksi karena arus yang mengalir pada rotor adalah arus induksi sebagai akibat dari timbulnya GGL induksi pada konduktor-konduktor pada rotor yang disebabkan medan putar stator. Ada dua jenis motor induksi tiga fasa yang banyak dipakai di industri yaitu jenis rotor sangkar (squirrel cage) dan rotor lilit (wound rotor) yang disebut motor slip-ring.
1.4 Prinsip kerja motor induksi 3 fasa
Prinsip kerja motor induksi atau terjadinya putaran pada motor, bisa dijelaskan sebagai berikut :
Bila kumparan stator diberi suplai tegangan tiga fasa, maka akan terjadi medan putar dengan kecepatan
Medan putar stator tersebut akan mengimbas penghantar yang ada pada rotor, sehingga pada rotor timbul tegangan induksi.
Tegangan yang terjadi pada rotor menyebabkan timbulnya arus pada penghantar rotor.
Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk menanggung kopel beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.
Supaya timbul tegangan induksi pada rotor, maka harus ada perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator(Ns) dengan kecepatan putar rotor (Nr).Perbedaan kecepatan antara Nr dengan Ns disebut Slip (S),
Bila Nr = Ns tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, sehingga tidak dihasilkan kopel. Kopel pada motor akan terjadi bila Nr lebih kecil dari Ns.
1.5 Kelebihan motor induksi
Mempunyai konstruksi yang sederhana.
Relatif lebih murah harganya bila dibandingkan dengan jenis motor yang lainnya.
Menghasilkan putaran yang konstan.
Mudah perawatannya.
Untuk pengasutan tidak memerlukan motor lain sebagai penggerak mula.
Tidak membutuhkan sikat-sikat,Sehingga rugi gesekan bisa dikurangi.
1.6 kelemahan motor induksi
Putarannya sulit diatur.
Arus asut yang cukup tinggi, berkisar antara 5 s/d 6 kali arus nominal motor
1.7 Konstruksi motor induksi 3 fasa
Gambar 4 Konstruksi motor induksi 3 fasa
Inti besi stator dan rotor terbuat dari lapisan baja silikon yang tebalnya berkisar antara 0,35 mm – 1 mm yang tersusun secara rapi dan masing-masing terisolasi secara listrik dan diikat pada ujungujungnya.
Celah udara antara stator dan rotor pada motor yg berukuran kecil 0,25 mm- 0,75 mm, sedangkan pada motor yang berukuran besar bisa mencapai 10 mm. Celah udara yang besar ini disediakan untuk mengantisipasi terjadinya pelengkungan pada sumbu sebagai akibat pembebanan. Tarikan pada pita (belt) atau beban yang tergantung akan menyebabkan sumbu motor melengkung.
1.7.1 Stator
Pada dasarnya belitan stator motor induksi tiga fasa sama dengan belitan motor sinkron. Konstruksi statornya belapis lapis dan mempunyai alur untuk melilitkan kumparan. Stator mempunyai tiga buah kumparan, ujung-ujung belitan kumparan dihubungkan melalui terminal untuk memudahkan penyambungan dengan sumber tegangan. Masing-masing kumparan stator mempunyai beberapa buah kutub, jumlah kutub ini menentukan kecepatan motor tersebut. Semakin banyak jumlah kutubnya maka putaran yang terjadi semakin rendah.
1.7.2 Rotor
Motor Induksi bila ditinjau dari rotornya terdiri atas dua tipe yaitu rotor sangkar dan rotor lilit.
1.7.2.1 Rotor sangkar
Motor induksi jenis rotor sangkar lebih banyak digunakan daripada jenis rotor lilit, sebab rotor sangkar mempunyai bentuk yang sederhana. Belitan rotor terdiri atas batang-batang penghantar yang ditempatkan di dalam alur rotor. Batang penghantar ini terbuat dari tembaga, alloy atau alumunium. Ujungujung batang penghantar dihubung singkat oleh cincin penghubung singkat, sehingga berbentuk sangkar burung. Motor induksi yang menggunakan rotor ini disebut Motor Induksi Rotor Sangkar.
Karena batang penghantar rotor yang telah dihubung singkat, maka tidak dibutuhkan
tahanan luar yang dihubungkan seri dengan rangkaian rotor pada saat awal berputar. Alur-alur rotor biasanya tidak dihubungkan sejajar dengan sumbu (poros) tetapi sedikit miring.
1.7.2.2 Rotor lilit
Rotor lilit terdiri atas belitan fasa banyak, belitan ini dimasukkan ke dalam aluralur initi rotor. Belitan ini sama dengan belitan stator, tetapi belitan selalu dihubungkan secara bintang. Tiga buah ujung-ujung belitan dihubungkan ke terminal- terminal sikat/cincin seret yang terletak pada poros rotor.
Pada jenis rotor lilit kita dapat mengatur kecepatan motor dengan cara mengatur tahanan belitan rotor tersebut. Pada keadaan kerja normal sikat karbon yang berhubungan dengan cincin seret tadi dihubung singkat. Motor induksi rotor lilit dikenal dengan sebutan Motor Induksi Slipring atau Motor Induksi Rotor Lilit.
1.8 Medan Putar
Putaran motor pada mesin arus bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar (fluksi yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini timbul bila kumparan stator dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fasa.
1.9 Sistem pendinginan motor
Besaran arus listrik yang mengalir pada motor atau pengaruh-pengaruh lainnya akan menimbulkan panas baik pada kumparan stator maupun rotor, hal ini dapat merusak isolasi dari kumparan. Untuk menghindari hal tersebut diperlukan media pendingin dari motor agar panas yang timbul dapat berkurang atau dihilangkan.
Terdapat 2 (dua) cara untuk mensirkulasikan udara pendingin didalam motor, yaitu :
• Dengan memasang kipas pada poros motor.
• Dengan bantuan fan diluar motor.
Pendinginan motor dapat dilakukan dengan media Udara luar dengan bantuan kipas yang terpasang pada poros rotornya (Bisa juga dengan Additional fan ) dihisap dan didistribusikan kebelitan stator maupun rotor.
KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan
Motor listrik adalah mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
Motor yang paling banyak dipakai di industri adalah jenis motor induksi .
Prinsipkerja motor indksi ialah sebagai berikut
• Bila kumparan stator diberi suplai tegangan tiga fasa, maka akan terjadi medan putar dengan kecepatan
• Medan putar stator tersebut akan mengimbas penghantar yang ada pada rotor, sehingga pada rotor timbul tegangan induksi.
• Tegangan yang terjadi pada rotor menyebabkan timbulnya arus pada penghantar rotor.
• Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk menanggung kopel beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.
• Supaya timbul tegangan induksi pada rotor, maka harus ada perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator(Ns) dengan kecepatan putar rotor (Nr).Perbedaan kecepatan antara Nr dengan Ns disebut Slip (S), dan dinyatakan dengan persamaan
• Bila Nr = Ns tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, sehingga tidak dihasilkan kopel. Kopel pada motor akan terjadi bila Nr lebih kecil dari Ns.
Kelebihan motor induksi
• Mempunyai konstruksi yang sederhana.
• Relatif lebih murah harganya bila dibandingkan dengan jenis motor yang lainnya.
• Menghasilkan putaran yang konstan.
• Mudah perawatannya.
• Untuk pengasutan tidak memerlukan motor lain sebagai penggerak mula.
• Tidak membutuhkan sikat-sikat,Sehingga rugi gesekan bisa dikurangi.
Kelemahan motor induksi
• Putarannya sulit diatur.
• Arus asut yang cukup tinggi, berkisar antara 5 s/d 6 kali arus nominal motor
Stator : merupakan bagian dari Motor yang tetap
Rotor : merupakan bagian dari Motor yang bergerak
Berdasarkan konstruksinya STATOR terdiri dari bagian-bagian antara lain :
• Housing Stator
• Inti besi ( tempat slot kumparan )
• Kumparan Stator (core)
Sedangkan jenis rotor dibedakan menjadi :
• Rotor Sangkar ( squerel cage)
• Rotor Lilit
