Prinsip Kerja Motor Induksi

Motor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada kumparan rotornya. Bila kumparan stator motor induksi 3-fasa yang dihubungkan dengan suatu sumber tegangan 3-fasa maka kumparan stator akan menghasilkan medan magnet yang berputar.

Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl) atau tegangan induksi. Karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor.

Penghantar rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan induksi stator.

Medan putar pada stator tersebut akan memotong konduktor-konduktor pada rotor, sehingga terinduksi arus, dan sesuai dengan Hukum Lentz, rotor pun akan turut berputar mengikuti medan putar stator.

Perbedaan putaran relatif antara stator dan rotor disebut slip. Bertambahnya beban, akan memperbesar kopel motor yang oleh karenanya akan memperbesar pula arus induksi pada rotor, sehingga slip antara medan putar stator dan putaran rotor pun akan bertambah besar. Jadi, bila beban motor bertambah, putaran rotor cenderung menurun.

Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot-slotnya yang dililitkan pada sejumlah kutup tertentu. Jumlah kutup ini menentukan kecepatan berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Semakin besar jumlah katup akan mengakibatkan semakin kecilnya kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan berputarnya medan putar ini disebut kecepatan sinkron.

Prinsip kerja motor induksi berdasarkan macam fase sumber tegangannya dapat dijelaskan lebih lanjut sebagai berikut.

1. Prinsip Kerja Motor Induksi Sumber 3-fase

Sumber 3-fase ini biasanya digunakan oleh motor induksi 3-fase. Motor induksi 3-fase ini mempunyai kumparan 3-fase yang terpisah antar satu sama lainnya sejarak 120° listrik yang dialiri oleh arus listrik 3-fase yang berbeda fase 120° listrik antar fasenya, sehingga keadaan ini akan menghasilkan resultan fluks magnet yang berputar seperti halnya katup magnet aktual yang berputar secara mekanik.

2. Prinsip Kerja Motor Induksi Sumber 2-fase atau 1-fase

Pada dasarnya, prinsip kerja motor induksi 1-fase sama dengan motor induksi 2-fase yang tidak simetris karena pada kumparan statornya dibuat dua kumparan (yaitu kumparan bantu dan kumparan utama) yang mempunyai perbedaan secara listrik dimana antara masing-masing kumparannya tidak mempunyai nilai impedansi yang sama dan umumnya motor bekerja dengan satu kumparan stator (kumparan utama).

Khusus untuk motor kapasitor-start kapasitor-run, maka motor ini dapat dikatakan bekerja seperti halnya motor induksi 2-fase yang simetris karena motor ini bekerja dengan kedua kumparannya (kumparan bantu dan kumparan utama) mulai dari satart sampai saat running (jalan).

Motor induksi 1-fase yang bekerja dengan satu kumparan stator pada saat running (jalan) dapat dikatakan bekerja bukan berdasarkan medan putar, tetapi bekerja berdasarkan gabungan medan maju dan medan mundur.

Bila salah satu medan tersebut dibuat lebih besar maka rotornya akan berputar mengikuti putaran medan ini.

Pada dasarnya ada beberapa prinsip penting pada motor-motor induksi yaitu:

1. Apabila sumber tegangan tiga fasa dipasang pada kumparan stator timbulah medan putar dengan kecepatan
2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor
3. Akibarnya pada kumparan rotor timbul GGL
4. Karena kumparan rotor merupakan rangkaian yang tertutup, GGL akan menghasilkan arus
5. Adanya arus di dalam medan magnet menimbulkan gaya pada motor
6. Bila kopel mula dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar searah dengan medan putar stator
7. Tegangan induksi timbul karena terpotongnya batang konduktor oleh medan stator. Artinya agar tegangan terinduksi diperlukan adanya perbedaan relatif antara kecepatan medan putar stator (ns) dengan kecepatan berputar rotor (nr)
8. Perbedaan kecepatan antara nr dan ns disebut slip
9. Bila nr=ns, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar (rotor), dengan demikian tidak dihasilkan kopel. Kopel motor akan ditimbulkan apabila nr lebih kecil dari ns
10. DIlihat dari cara kerjanya maka motor tak serempak disebut juga motor induksi atau motor asinkron.

Prinsip kerja motor induksi ini juga dapat dijelaskan dengan gelombang sinusoidal seperti gambar berikut.

Terbentuknya medan putar pada stator motor induksi. Tampak stator dengan dua kutub.