Prinsip apakah motor induksi beroperasi

Motor induksi adalah jenis motor AC yang banyak digunakan, prinsip kerjanya berdasarkan hukum induksi elektromagnetik. Berikut adalah penjelasan rinci tentang cara kerja motor induksi:

1. Struktur

Motor induksi terutama terdiri dari dua bagian: stator dan rotor.

Stator: Stator adalah bagian yang tetap, biasanya terdiri dari inti besi bertingkat dan tiga gulungan fasa yang tertanam dalam slot inti besi. Tiga gulungan fasa ini dihubungkan ke sumber daya listrik AC tiga fasa.

Rotor: Rotor adalah bagian yang berputar, biasanya terbuat dari batang konduktif (biasanya aluminium atau tembaga) dan cincin ujung, membentuk struktur kandang tupai. Struktur ini disebut "rotor kandang tupai."

2. Prinsip Kerja

2.1 Membentuk Medan Magnet Berputar

Sumber Daya Listrik AC Tiga Fasa: Ketika sumber daya listrik AC tiga fasa diterapkan pada gulungan stator, arus bolak-balik dibangkitkan di dalam gulungan stator.

Medan Magnet Berputar: Menurut hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik, arus bolak-balik di dalam gulungan stator menghasilkan medan magnet yang bervariasi seiring waktu. Karena sumber daya listrik AC tiga fasa memiliki perbedaan fase 120 derajat, medan magnet ini saling berinteraksi untuk membentuk medan magnet berputar. Arah dan kecepatan medan magnet berputar ini tergantung pada frekuensi sumber daya dan susunan gulungan.

2.2 Arus Terinduksi

Memotong Garis Fluks Magnet: Medan magnet berputar memotong garis fluks magnet di dalam konduktor rotor. Menurut hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik, hal ini menginduksi gaya gerak listrik (GGL) di dalam konduktor rotor.

Arus Terinduksi: GGL yang terinduksi menghasilkan arus di dalam konduktor rotor. Karena konduktor rotor membentuk rangkaian tertutup, arus terinduksi mengalir melalui konduktor tersebut.

2.3 Menghasilkan Torsi

Gaya Lorentz: Menurut hukum gaya Lorentz, interaksi antara medan magnet berputar dan arus terinduksi di dalam konduktor rotor menghasilkan gaya, yang menyebabkan rotor berputar.

Torsi: Gaya ini menghasilkan torsi, menyebabkan rotor berputar mengikuti arah medan magnet berputar. Kecepatan rotor sedikit lebih rendah dari kecepatan sinkron medan magnet berputar karena adanya slip yang diperlukan untuk menghasilkan arus terinduksi dan torsi yang cukup.

3. Slip

Slip: Slip adalah perbedaan antara kecepatan sinkron medan magnet berputar dan kecepatan aktual rotor. Hal ini dinyatakan oleh rumus:

Di mana:

s adalah slip ns adalah kecepatan sinkron (dalam putaran per menit)

nr adalah kecepatan aktual rotor (dalam putaran per menit)

Kecepatan Sinkron: Kecepatan sinkron 

ns ditentukan oleh frekuensi 

f sumber daya dan jumlah pasangan kutub 

p di dalam motor, dihitung dengan rumus:

4. Karakteristik

Karakteristik Startup: Selama startup, slip mendekati 1, dan arus terinduksi di dalam konduktor rotor tinggi, menghasilkan torsi awal yang besar. Seiring percepatan rotor, slip berkurang, dan arus terinduksi serta torsi juga berkurang.

Karakteristik Operasi: Dalam operasi stabil, slip biasanya kecil (0,01 hingga 0,05), dan kecepatan rotor mendekati kecepatan sinkron.

5. Aplikasi

Motor induksi banyak digunakan dalam berbagai aplikasi industri dan rumah tangga karena strukturnya yang sederhana, operasinya yang andal, dan perawatannya yang mudah. Aplikasi umum termasuk kipas, pompa, kompresor, dan sabuk pengangkut.

Ringkasan

Prinsip kerja motor induksi berdasarkan hukum induksi elektromagnetik. Medan magnet berputar dibentuk oleh daya listrik AC tiga fasa di dalam gulungan stator. Medan magnet berputar ini menginduksi arus di dalam konduktor rotor, yang menghasilkan torsi, menyebabkan rotor berputar.