Konstruksi dan

Arus Searah

5.6.1 Konstruksi dan

Inti besi stator dan rotor terbuat dari la-pisan baja silikon yang tebalnya berkisar antara 0,35 mm - 1 mm yang tersusun secara rapi dan masing-masing teriso-lasi secara listrik dan diikat pada ujung-ujungnya.

Celah udara antara stator dan rotor pada motor yg berukuran kecil 0,25 mm- 0,75 mm, sedangkan pada motor yang berukuran besar bisa mencapai 10 mm. Celah udara yang besar ini disediakan untuk mengantisipasi terjadinya peleng-kungan pada sumbu sebagai akibat pembebanan. Tarikan pada pita (belt) atau beban yang tergantung akan me-nyebabkan sumbu motor melengkung.

Gambar 5.96 Lilitan Motor Induksi

Pada dasarnya belitan stator motor in-duksi tiga fasa sama dengan belitan motor sinkron. Konstruksi statornya be-lapis-lapis dan mempunyai alur untuk melilitkan kumparan. Stator mempunyai tiga buah kumparan, ujung-ujung belitan kumparan dihubungkan melalui terminal untuk memudahkan penyambungan de-ngan sumber tegade-ngan. Masing-masing kumparan stator mempunyai beberapa buah kutub, jumlah kutub ini

menen-tukan kecepatan motor tersebut. Sema-kin banyak jumlah kutubnya maka puta-ran yang terjadi semakin rendah.

Motor Induksi bila ditinjau dari rotornya terdiri atas dua tipe yaitu rotor sangkar dan rotor lilit.

™ Rotor Sangkar

Motor induksi jenis rotor sangkar lebih banyak digunakan daripada jenis rotor lilit, sebab rotor sangkar mempunyai bentuk yang sederhana. Belitan rotor terdiri atas batang-batang penghantar yang ditempatkan di dalam alur rotor. Batang penghantar ini terbuat dari tem-baga, alloy atau alumunium. Ujung-ujung batang penghantar dihubung sing-kat oleh cincin penghubung singsing-kat, se-hingga berbentuk sangkar burung. Mo-tor induksi yang menggunakan roMo-tor ini disebut Motor Induksi Rotor Sangkar.

Karena batang penghantar rotor yang telah dihubung singkat, maka tidak dibu-tuhkan tahanan luar yang dihubungkan seri dengan rangkaian rotor pada saat awal berputar. Alur-alur rotor biasanya tidak dihubungkan sejajar dengan sum-bu (poros) tetapi sedikit miring.

Gambar 5.97 Rotor Sangkar

5.6.1.1 Stator

™ Rotor Lilit

Rotor lilit terdiri atas belitan fasa banyak, belitan ini dimasukkan ke dalam alur-alur initi rotor. Belitan ini sama dengan belitan stator, tetapi belitan selalu dihu-bungkan secara bintang. Tiga buah ujung-ujung belitan dihubungkan ke terminal- terminal sikat/cincin seret yang terletak pada poros rotor.

Pada jenis rotor lilit kita dapat mengatur kecepatan motor dengan cara mengatur tahanan belitan rotor tersebut. Pada keadaan kerja normal sikat karbon yang berhubungan dengan cincin seret tadi dihubung singkat. Motor induksi rotor lilit dikenal dengan sebutan Motor Induksi Slipring atau Motor Induksi Rotor Lilit.

Gambar 5.98 Rotor lilit

Gambar 5.99 Nilai Arus Sesaat dan Posisi Flux

Putaran motor pada mesin arus bolak-balik ditimbulkan oleh adanya medan putar

(fluksi yang berputar) yang dihasilkan dalam kumparan statornya. Medan putar ini timbul bila kumparan stator dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fasa.

Hubungannya dapat berupa hubungan bintang atau segitiga. Pada gambar 5.98 diperlihatkan bagaimana terjadinya medan putar pada motor induksi tiga fasa. Perhatikan gambar 5.99 a s/d f

x Pada posisi pertama atau a, fluks resultan mempunyai arah yang sa-ma dengan arah fluk yang dihasilkan oleh kumparan a - a.

x Pada posisi kedua atau b, fluks re-sultan mempunyai arah yang sama dengan arah fluks yang dihasilkan oleh kumparan c - c.

(a)

(c)

x Pada posisi ketiga atau c, fluks re-sultannya mempunyai arah yang sa-ma dengan fluks yang dihasilkan oleh kumparan b - b.

x Pada posisi keempat s/d keenam terlihat fluks resultan yang terjadi arahnya akan berlawanan dengan arah fluks sebelumnya pada masing-masing kumparan.

(b)

(d)

(e) (f)

Dari gambar diatas terlihat bahwa fluks resultan akan berputar, dan jumlah putarannya bisa ditentukan berdasarkan persamaan :

P

f

Ns ^120.

Rpm

Prinsip kerja motor induksi atau terjadinya putaran pada motor, bisa dijelaskan sebagai berikut :

x Bila kumparan stator diberi suplai tegangan tiga fasa, maka akan terjadi medan putar dengan kecepatan

P

f

Ns ^120.

x Medan putar stator tersebut akan mengimbas penghantar yang ada pada rotor, sehingga pada rotor timbul tegangan induksi.

x Tegangan yang terjadi pada rotor menyebabkan timbulnya arus pada penghantar rotor.

x Selanjutnya arus di dalam medan magnet menimbulkan gaya (F) pada rotor.

(a)

(b)

Gambar 5.100 Proses Terjadinya Medan Putar

5.6.1.3 Prinsip Kerja Motor Induksi Tiga Fasa

(c)

Gambar 5.101 Terjadinya Putaran pada Motor Induksi

x Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya (F) pada rotor cukup besar untuk menanggung kopel beban, maka rotor akan berputar searah dengan medan putar stator.

x Supaya timbul tegangan induksi pada rotor, maka harus ada perbe-daan relatif antara kecepatan medan putar stator(Ns) dengan kecepatan putar rotor (Nr).Perbedaan kecepat-an kecepat-antara Nr dengkecepat-an Ns disebut Slip (S), dan dinyatakan dengan

persa-maan x100%

Ns Nr Ns

S

x Bila Nr = Ns tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak mengalir pada kumparan jangkar rotor, se-hingga tidak dihasilkan kopel. Kopel pada motor akan terjadi bila Nr lebih kecil dari Ns.

Kumparan stator motor induksi tiga fasa bila dihubungkan dengan suplai tega-ngan tiga fasa akan mengasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepat-an sinkron sesuai dengkecepat-an persamakecepat-an

P f

Ns ¹²⁰ . Medan putar yang terjadi pada stator ini akan memotong peng-hantar- penghantar yang ada pada bagi-an rotor, sehingga terinduksi arus, dbagi-an sesuai dengan dengan Hukum Lentz, sehingga rotor akan berputar mengikuti putaran medan stator.

Perbedaan kecepatan medan putar stator dengan putaran rotor biasa dise-but slip. Apabila terjadi penambahan beban, maka akan mengakibatkan naik-nya kopel motor dan selanjutnaik-nya akan memperbesar arus induksi pada bagian rotor.

Frekuensi rotor saat motor belum ber-putar nilainya akan sama dengan fre-kuensi yang terjadi pada belitan stator, dan apabila sudah berputar frekuensi rotornya akan sebanding dengan peru-bahan slip yang terjadi pada motor ter-sebut.

Saat rotor belum berputar maka Slip = 1, frekuensi dari ggl rotor nilainya sama dengan frekuensi yang di suplai ke bagian stator. Nilai tegangan induksi pada rotor saat diam adalah maksimum, sehingga motor ekuivalen dengan se-buah transformator tiga fasa yang di hubung singkat pada sisi sekundernya. Saat rotor mulai berputar, kecepatan relatif antara rotor dengan fluks medan putar stator akan menurun, sehingga tegangan induksi rotor berbanding lang-sung dengan kecepatan relatif, dengan demikian tegangan induksi di rotor akan mengalami penurunan.