Kontrol Tegangan Stator pada Motor Induksi

Kontrol tegangan stator merupakan metode yang digunakan untuk mengatur kecepatan motor induksi. Kecepatan rotasi motor induksi tiga fasa dapat disesuaikan dengan mengubah tegangan pasokan. Seperti yang sudah dikenal, torsi yang dihasilkan oleh motor berbanding lurus dengan kuadrat dari tegangan pasokan, sementara slip pada titik torsi maksimum tetap tidak tergantung pada tegangan pasokan. Perlu dicatat, fluktuasi tegangan pasokan tidak mempengaruhi kecepatan sinkron motor.

Karakteristik torsi-kecepatan motor induksi tiga fasa pada tegangan pasokan yang berbeda, serta karakteristik untuk beban kipas, ditunjukkan di bawah ini:

Kontrol tegangan stator adalah teknik yang digunakan untuk mengatur kecepatan motor induksi. Kecepatan rotasi motor induksi tiga fasa dapat disesuaikan dengan mengubah tegangan pasokan. Torsi yang dihasilkan oleh motor berbanding lurus dengan kuadrat dari tegangan pasokan, sementara arus berbanding lurus dengan tegangan. Dengan demikian, kecepatan dikendalikan dengan menyesuaikan tegangan hingga motor menghasilkan torsi yang dibutuhkan oleh beban pada kecepatan yang diinginkan.

Untuk mengurangi kecepatan sambil mempertahankan arus yang sama, tegangan dikurangi, yang pada gilirannya mengurangi output torsi. Metode kontrol tegangan stator ini sangat cocok untuk aplikasi di mana torsi beban berkurang seiring kecepatan, seperti beban kipas.

Pendekatan ini memungkinkan pengendalian kecepatan hanya di bawah kecepatan nominal normal, karena operasi pada tegangan lebih tinggi dari nilai nominal tidak diperbolehkan. Ini ideal untuk drive yang memerlukan operasi intermiten, serta sistem kipas dan pompa, di mana torsi beban bervariasi dengan kuadrat kecepatan. Drive ini membutuhkan torsi yang lebih rendah pada kecepatan yang lebih rendah, kondisi yang dapat dipenuhi dengan menerapkan tegangan yang lebih rendah tanpa melebihi rating arus motor.

Untuk kontrol kecepatan motor berukuran kecil (terutama satu fasa), variasi tegangan dapat dicapai melalui metode-metode berikut:

• Menghubungkan resistansi eksternal dalam rangkaian stator motor.

• Menggunakan auto-transformer.

• Menggunakan kontroler tegangan tiristor.

• Menggunakan kontroler triac.

Metode kontroler tegangan tiristor sekarang menjadi pilihan utama untuk variasi tegangan. Untuk pasokan satu fasa, dua tiristor dihubungkan back-to-back, seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini:

Motor kipas rumah tangga, yang bersifat satu fasa, dikendalikan oleh Triac Voltage Controller satu fasa seperti yang ditunjukkan dalam gambar di bawah ini:

Kontrol kecepatan dicapai dengan menyesuaikan sudut pemutaran Triac. Kontroler-kontroler ini sering disebut sebagai regulator kipas padat. Dibandingkan dengan variabel regulator konvensional, regulator padat menawarkan kompak dan efisiensi yang lebih besar, menjadikannya pilihan yang lebih disukai dibandingkan regulator tradisional.

Untuk motor induksi tiga fasa, dibutuhkan tiga pasang tiristor, dengan setiap pasang terdiri dari dua tiristor yang dihubungkan back-to-back. Diagram di bawah ini menggambarkan kontrol tegangan stator motor induksi tiga fasa menggunakan kontroler tegangan tiristor:

Setiap pasang tiristor mengontrol tegangan fase yang sesuai. Regulasi kecepatan dicapai dengan menyesuaikan periode konduksi tiristor. Untuk daya yang lebih rendah, pasangan tiristor back-to-back di setiap fase dapat diganti dengan Triac.