PRINSIP KERJA MOTOR INDUKSI 3 FASA

Jika lilitan stator dihubungkan pada sumber tegangan 3 fasa, maka arus bolak-balik sinusoidal  IR,  IS,  IT  yang terpisah sebesar 120o akan mengalir pada belitan stator. Arus-arus ini akan menghasilkan ggm (gaya gerak magnet), yang mana pada kumparan akan menghasilkan fluks yang berputar sehingga disebut juga dengan medan putar.Kecepatan medan putar dapat dinyatakan dengan:

Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot-slotnya yang dililitkan pada sejumlah kutub tertentu. Jumlah kutub ini menentukan kecepatan berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Makin besar jumlah kutub akan mengakibatkan makin kecilnya kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan putaran medan putar stator dinamakan kecepatan sinkron.

Medan putar tersebut juga akan memotong konduktor-konduktor belitan rotor yang diam sehingga pada konduktor rotor timbul tegangan induksi (ggl induksi/emf) sebesar E2 yang beasrnya adalah:

Karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar (kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis medan magnet yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz (Arus listrik (i) yang dialirkan didalam suatu medan magnet dengan kerapatan Fluks (B) akan menghasilkan suatu gaya(F)) yang menimbulkan torsi (gaya/F) yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan putar stator.

Bila torsi awal yang dihasilkan oleh gaya F pada rotor cukup besar untuk memikul torsi beban, maka rotor akan berputar searah dengan arah medan putar stator. Arah putaran rotor motor induksi searah dengan arah putaran medan putar, namun kecepatan putaran rotor lebih rendah dari kecepatan sinkronnya. Putaran rotor tidak akan sama dengan putaran medan stator, karena bila rotor berputar sama cepatnya dengan medan stator, tidak akan timbul perbedaan kecepatan sehingga tidak ada GGL induksi yang timbul pada rotor, tidak ada arus dan tidak ada kopel yang mendorong rotor. Itulah sebabnya rotor selalu berputar pada kecepatan dibawah kecepatan medan putar stator. Perbedaan kecepatan tergantung pada besarnya beban motor.

Perbedaan kecepatan putaran ini dinamakan slip motor induksi. Slip timbul karena adanya perbedaan antara kecepatan medan putar (synchronous speed) dan kecepatan rotor (rotor speed). Jika ns = nr tegangan akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada rotor, dengan demikian tidakadatorsi yang dapat dihasilkan. Torsi suatu motor akan timbul apabila ns > nr.

Perputaran rotor akan semakin meningkat hingga mendekati kecepatan sinkron. Pada saat rotor dalam keadaan berputar, besarnya tegangan yang terinduksi pada kumparan rotor akan bervariasi tergantung besarnya slip. Tegangan induksi ini dinyatakan dengan E2s.

E2s= Tegangan induksi pada rotor dalam keadaan berputar

Bila Ns= Nr, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir pada kumparan rotor, karenanya tidak dihasilkan kopel. Kopel ditimbulkan jika Nr< Ns. Apabila Nr> Ns maka mesin induksi akan beroperasi sebagai generator induksi yang akan menghasilkan energi listrik

Apabila rotor dari motor induksi berputar dengan kecepatan Nr, dan medan magnet stator berputar dengan kecepatan Ns, maka bila ditinjau perbedaan kecepatan relatif antara kecepatan medan magnet putar stator terhadap kecepatan rotor, ini disebut kecepatan slip yang besarnya sebagai berikut:

Frekuensi rotor tidak persis sama seperti frekensi stator. Jika rotor motor terkunci sehingga tidak dapat bergerak nr = 0 rpm, maka rotor akan mempunyai frekuensi yang sama seperti stator f2 = f1, dimana pada kondisi ini slip s = 1. Akan tetapi, jika rotor berputar pada kecepatan (mendekati) sinkron ns ≈ nr maka frekuensi rotor akan menjadi (mendekati) nol f2 ≈0, dimana pada kondisi ini slip  S=0. Persamaan frekuensi rotor pada motor induksi 3 fasa sebagai berikut :

Keterangan :* P : Jumlah kutub                 * f1 : Frek. sumber daya(Hz)* nr : Kec. medan putar(rpm)   * f2 : Frek. rotor (Hz)* ns : Kec. rotor (rpm)