Motor induksi

Motor induksi merupakan motor yang paling  umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.

a.       Komponen

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama (Gambar 1):

·         Rotor.  Motor induksi menggunakan dua jenis rotor: 

• Rotor kandang tupai terdiri dari  batang  penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek. 
• Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator.  Tiga fase digulungi kawat pada bagiandalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat  yang menempel padanya. 

·         Stator. Stator dibuat dari sejumlah  stampings dengan  slots   untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat

Gambar 1. Motor Induksi (Automated Buildings)

b.      Klasifikasi motor induksi 

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama (Parekh, 2003):

• Motor induksi satu fase. Motor  ini hanya memiliki satu gulungan  stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.  
• Motor induksi tiga fase. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang.  Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki kandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandang tupai); dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri  menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp. 

c.       Kecepatan motor induksi 

Motor induksi bekerja sebagai  berikut. Listrik dipasok ke stator yang akan menghasilkan medan magnet. Medan magnet ini bergerak dengan kecepatan sinkron disekitar rotor. Arus rotor menghasilkan medan magnet kedua,  yang berusaha untuk melawan medan magnet stator, yang menyebabkan rotor berputar.   

Walaupun begitu, didalam prakteknya motor tidak pernah bekerja pada kecepatan sinkron namun pada “kecepatan dasar” yang lebih rendah. Terjadinya perbedaan antara dua kecepatan tersebut disebabkan adanya “slip/geseran” yang meningkat dengan meningkatnya beban. Slip hanya terjadi pada motor induksi. Untuk menghindari slip dapat dipasang sebuah cincingeser/  slip ring, dan motor tersebut dinamakan “motor cincin geser/  slip ring motor”.

Persamaan berikut dapat digunakan untuk menghitung persentase  slip/geseran (Parekh, 2003):

%Slip = ((Ns-Nb)/Ns) x 100%

Dimana:

Ns = kecepatan sinkron dalam RPM

Nb = kecepatan dasar dalam RPM

d.      Hubungan antara beban, kecepatan dan torque

Gambar 2 menunjukan grafik torque-kecepatan motor induksi AC tiga fase dengan arus yang sudah ditetapkan. Bila motor (Parekh, 2003):

·         Mulai menyala ternyata terdapat arus nyala awal yang tinggi dan  torque  yang rendah (“pull-up torque”). 

·         Mencapai 80% kecepatan penuh, torque berada pada tingkat tertinggi (“pull-out torque”) dan arus mulai turun. 

·         Pada kecepatan penuh, atau kecepatan sinkron, arus torque dan stator turun ke nol.

Gambar 2. Grafik Torque-Kecepatan Motor Induksi AC 3-Fase  (Parekh, 2003)