Prinsip Kerja Motor Sinkron

Struktur dan Eksitasi Motor Sinkron

Motor sinkron terdiri dari dua komponen utama: stator (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang berputar). Stator dipasok oleh sumber listrik AC tiga fasa, sementara rotor dipasok oleh sumber listrik DC.

Prinsip Eksitasi:
Eksitasi merujuk pada proses induksi medan magnet di stator dan rotor, mengubah keduanya menjadi elektromagnet. Keterkaitan magnet ini penting untuk mengubah energi listrik menjadi rotasi mekanis.

Pembangkitan Medan Magnet dalam Motor Sinkron

Sumber listrik AC tiga fasa menginduksi kutub utara dan selatan yang bergantian di stator. Karena pasokan listrik bersifat sinusoidal, polaritas gelombangnya (positif/negatif) berbalik setiap setengah siklus, menyebabkan kutub utara dan selatan stator bergantian. Hal ini menghasilkan medan magnet berputar di stator.

Medan magnet rotor dibentuk oleh sumber listrik DC, yang menetapkan polaritas dan menciptakan medan magnet statis—artinya kutub utara dan selatan tetap konstan.

Kecepatan putaran medan magnet stator disebut kecepatan sinkron, ditentukan oleh frekuensi pasokan dan jumlah kutub motor.

Interaksi Kutub Magnet dalam Motor Sinkron

Ketika kutub yang berlawanan dari stator dan rotor sejajar, gaya tarik timbul antara keduanya, menghasilkan torsi berlawanan arah jarum jam. Torsi, sebagai ekuivalen rotasi dari gaya, mendorong rotor untuk mengikuti kutub magnet stator.

Setelah setiap setengah siklus, polaritas kutub stator berbalik. Namun, inersia rotor—tendensinya untuk menolak perubahan gerak—menjaga posisinya. Ketika kutub yang sama (utara-utara atau selatan-selatan) sejajar, gaya tolak menghasilkan torsi searah jarum jam.

Untuk memvisualisasikan ini, pertimbangkan motor 2 kutub: pada gambar di bawah, kutub stator-rotor yang berlawanan (N-S atau S-N) menginduksi gaya tarik, seperti yang ditunjukkan.

Setelah setengah siklus, kutub pada stator berbalik. Kutub yang sama dari stator dan rotor saling menghadap, dan gaya tolak berkembang antara keduanya.

Torsi non-unidireksional yang berdenyut hanya membuat rotor bergerak di satu tempat, dan karena alasan ini, motor sinkron tidak dapat dimulai sendiri.

Mekanisme Pengoperasian Motor Sinkron

Untuk memulai operasi, rotor diputar terlebih dahulu oleh penggerak eksternal, menyelaraskan polaritasnya dengan medan magnet berputar stator. Ketika kutub stator dan rotor terkunci, torsi unidireksional dihasilkan, menarik rotor untuk berputar pada kecepatan sinkron medan stator.

Setelah sinkron, motor berjalan pada kecepatan konstan yang sama dengan kecepatan sinkron, yang ditentukan oleh frekuensi pasokan dan jumlah kutub.