Jika ditinjau dari jenis rotor yang digunakan pada motor induksi tiga-fasa maka dibedakan :

1. Pendahuluan

Motor induksi sering disebut motor asyinkron (tidak serempak), disebut demikian karena jumlah putaran rotor tidak sama dengan putaran medan magnit stator.

Motor asyinkron (induksi) dapat dibedakan atas : 1. Motor induksi tiga-fasa

2. Motor induksi satu-fasa

Jika ditinjau dari jenis rotor yang digunakan pada motor induksi tiga-fasa maka dibedakan :

(a) Jenis rotor lilit ( wound rotor )

Motor jenis ini berkapasitas besar, juga sering disebut motor slipring atau motor cincin seret atau cincin hubung singkat.

(b) Jenis rotor sangkar ( squarrel cage rotor )

Motor jenis ini sering disebut motor dengan rotor hubung singkat.

Motor induksi tiga-fasa banyak sekali digunakan di industri-industri untuk menggerakkan peralatan mekanik, yang membutuhkan jumlah putaran relative konstan. Jenis motor induksi baik satu-fasa maupun tiga-fasa banyak digunakan, disebabkan Motor ini mempunyai beberapa keuntungan dan kerugian sebagai berikut :

Keuntungan :

1. Sangat sederhana, kuat dan konstruksinya yang sangat kuat terutama motor induksi dengan rotor sangkar (squirrel cage rotor)

2. Harganya relatif murah dan keandalannya tinggi

3. Efisiensinya relatif tinggi pada keadaan nominal, tidak ada sikat maka rugi gesekan kecil, dan pf-nya relatif baik

4. Pemeliharaan motor ini hampir tidak diperlukan

5. Dapat start dengan mudah tidak seperti motor sinkrun yang harus diparalelkan pada sistem terlebih dahulu

Kerugiannya :

1. Pengaturan putarannya sulit

2. Seperti motor dc shunt, putaran akan turun bila beban bertambah 3. Torsi start kecil dibandingkan dengan motor dc

2) Konstruksi Motor induksi tiga-fasa

Pada dasarnya konstruksi motor induksi tiga-fasa terbagi atas dua bagian penting yaitu :

a) Bagian yang diam disebut stator

b) Bagian yang gerak (berputar) disebut rotor

Stator

Secara prinsip stator motor induksi adalah sama dengan motor sinkron maupun generator. Pada stator terdapat susunan kawat yang dimasukkan kedalam alur untuk menerima belitan stator dari motor akan membawa belitan menurut jenis motornya misalkan motor satu fasa, maka statornya akan membawa belitan satu fasa, dimana diumpan dari penyedia tegangan satu fasa sedangkan untuk motor jenis tiga fasa, maka statornya akan membawa belitan tiga fasa yang diumpan dengan penyedia tegangan tiga fasa. Jumlah kutub dari suatu motor akan menentukan lambat cepatnya putaran suatu motor. Makin banyak jumlah kutub yang terpasang maka makin lambat putaran yang dihasilkan sedangkan apabila jumlah kutubnya makin sedikit maka putaran yang dihasilkan makin cepat. Hal semacam ini dapat dihitung dari :

p Ns f

. 60



Ns = Putaran sinkron f = Frekuensi jala – jala P = Jumlah pasang kutub

Gambar dibawah menunjukkan gambar Stator Motor Induksi Tiga-Fasa

Gambar 1.1 : Stator Motor Induksi Stator motor induksi tiga-fasa terdiri atas :

1. Inti stator, yang pada permukaannya terdapat alur-alur tempat meletakkan kumparan stator. Inti stator terbuat dari bahan ferromagnetik yang terbuat secara berlapis-lapis.

2. Lilitan / kumparan stator yaitu lilitan yang membangkitkan fluks medan stator pada inti stator.

3. Kotak terminal yaitu tempat meletakkan ujung-ujung kumparan dari lilitan stator dan tempat peyambungan hubungan kerja motor, apakah motor dalam hubungan bintang (Y) atau hubungan segitiga (



)

Gambar 1.2 : Konstruksi motor induksi tiga-fasa

2.2 Rotor

adalah bagian yang berputar, terdiri atas :

2.2.1 Rotor sangkar

Motor induksi yang berdaya kecil, rata-rata menggunakan rotor sangkar dan hampir 90 % pemakaiannya pada motor induksi. Bentuk fisiknya dapat dilihat pada gambar 1.2, di bawah ini.

Gambar 1.3 : Konstruksi rotor sangkar

2.2.2 Rotor lilit

Jenis rotor ini hampir sama dengan rotor motor DC, perbedaannya terletak pada cincin seret atau slippringnya yang berfungsi sebagai penghubung arus listrik untuk penguatan medan rotor. Pada rotor lilit lilitan rotor selalu dihubungkan bintang dan ujung-ujung akhir lilitan rotor selalu dihubungkan seri dengan tahanan awal melalui slippring, tahanan awal tersebut berfungsi untuk starting motor, secara kelistrikan dapat dilihat pada gambar 1.4, di bawah ini.

Gambar 1.4 : Konstruksi Rotor Slippring

3. MEDAN PUTAR

Di sini akan ditunjukkan bahwa bila kumparan dua-fasa atau tiga-fasa yang diam (tidak bergerak) diberi tegangan yang sesuai yaitu dua-fasa atau tiga-fasa, maka akan timbul medan magnet yang besarnya konstan dan berputar.

3.1 SUPPLAI DUA-FASA

Prinsip dari stator yang mempunyai dua(2) kutub , dua-fasa dan mempunyai dua(2) kumparan yang terpisah 90^o dapat dilihat pada gambar 1.5. Bila ₁ dan ₂ adalah harga sesaat dari fluks yang ditimbulkan oleh kedua kumparan tersebut. Fulks resultan ₂ pada tiap saat adalah jumlah vektor dari kedua fluks tersebut di atas. Kita akan perhatikan keadaan pada selang waktu

1 8

dari perioda yaitu pada 0^o, 45^o, 90^o, 135^o, dan 180^o. akan dapat dibuktikan bahwa fluks resultan ₂ besarnya tetap =



_m

yaitu fluks maksimum karena salah satu phasa akan berputar satu putaran/cycle atau dengan kata lain fluks resultan berputar dengan kecepatan sinkrun.

Fluks karena arus yang mengalir pada tiap kumparan dimisalkan berbentuk sinusoidal dan digambar seperti pada gambar 1.7. arah positif dari fluks-fluks tersebut ditunjukkan seperti pada gambar 1.6.

Gambar 1.5

Waktu = 0^o . yaitu titik 0 pada gambar 1.7., ₁ 0 tetapi ₂ adalah maksimum =



_m dan negatif. Karena itu fluks resultan



₂

 

_m dan arahnya negatif seperti pada gambar 1.8 (i).

90

0

Φ

θ 900 135⁰ 180⁰ 450

Φm

Φ1 Φ²

Gambar 1.6 Gambar 1.7

(i). Pada waktu  = 45^o yaitu titik 1 pada gambar 1.7. pada saat ini

2

1 1

 



dan

positif;

2

2



m





tetapi masih tetap negatif.Resultannya seperti pada gambar

1.8 (ii) adalah _r

  

_m



 



  

 

 



  



2 2

2

2

sekalipun resultan ini sudah bergeser 45^o searah dengam jarum jam.

(ii). Waktu  = 90^o yaitu titik 2 pada gambar 1.7. di sini ₂ 0, tetapi ₁ ₂ dan positif. Maka



_r

 

_m dan bergeser lebih lanjut sebesar 45^o atau 90^o dari posisi pada (a)

(iii). Waktu  = 135^o yaitu titik 3 pada gambar 1.7 di sini

1

2



m





dan positif,

2

2



m





dan juga positif resultannya



_r

 

_m dan juga lebih bergeser yaitu

45^o seperti terlihat pada gambar (iv).

(iv). Waktu  = 180^o, yaitu titik 4 pada gambar 1.8. di sini ₁ 0,



₂

 

_m dan positif. Maka



_r

 

_m dan bergeser 45^o atau telah berputar dengan sudut sebesar 180^o dari posisi asalnya. Ini dapat dilihat pada gambar (v)

m

r Φ

Φ 

00

θ (i) 

m

2

1

Φ

Φ 

2m2ΦΦ

m r

Φ Φ 

450

θ (ii) 

m

r Φ

Φ 

900

θ (iii) 

m

2

1

Φ

Φ 

2m2ΦΦ

m

r Φ

Φ 

1350

θ (iv) 

m

r Φ

Φ 

1800

θ (v) 

Gambar 1.8 Dengan demikian kita dapat menyimpulkan :

(i). Besar dari fluks resultan adalah konstan yaitu

 

_m, fluks maksimum dari kedua phasa

(ii). Fluks resultan berputar dengan kecepatan sinkrun

Perlu dijelaskan di sini, sebenarnya tidak ada medan yang berputar. Fluks akibat perubahan arus pada tiap phasa berubah-ubah tetapi fluks magnetis ini tidak berputar pada stator. Hanya kedudukan dari fluks resultan yang terus berubah dengan kecepatan sinkrun pada stator.hal ini dapat dibuktikan secara matematis.

Bila



₁

 

_m

sin 

t



⁰



2

 

_m

sin 

t

 90



2 2 2 1

2

 

  



_r

       



^{2 2}



²

2

0 2 2

cos sin

90 sin

sin

m m

m m

r

t t

t t































m r



 



Gambar 1.9

3.2 SUPPLAI TIGA-FASA

Sekarang akan dijelaskan bila ada tiga kumparan yang bergeser 120^o di ruang dan diberi tegangan atau arus yang 120^o bergeser terhadap waktu (tiga-fasa) maka fluks resultan akan ditimbulkan dan ini seolah-olah ada kutub magnetis yang diputar secara mekanis.

Prinsip dari stator dua(2) kutub, tiga-fasa yang mempunyai kumparan terpisah 120^o ditunjukkan pada gambar 1.10. Fluks (anggap sinusoidal) karena kumparan tiga- fasa dapat dilihat pada gambar 1.10.

Arah positif fluks-fluks ditunjukkan oleh gambar 1.11. Misalkan fluks maksimum karena arus pada tiap phasa adalah Ø_m. Resultan fluks _r , pada tiap saat didapat dari jumlah vektor dari fluks



₁

, 

₂

,

dan



₃ akibat ketiga phasa tersebut. Kita akan melihat harga ₂ pada empat keadaan yaitu pada perioda ₆¹ dan 1 cycle yaitu titik 0, 1, 2, dan 3 pada gambar 1.10.

Φm

Φ

θ Gambar 1.10

1200

1200

1200

Gambar 1.11

(i). Waktu

  0

⁰ yaitu titik 0 pada gambar 1.10. di sini



₁

 0

⁰,

 

_m

2 3

2



,



m

 2

3

3



. Vektor



₂ dalam gambar 1.12 (i) digambar dengan arah berlawanan dibanding arah positif gambar 1.11.

m m

m

r x



x

 

 2

3 2

3 3 2 cos 60 2

2 3

0

 



(ii). Waktu

  60

⁰ yaitu titik 1 gambar 10 Di sini

 

_m

2 3

1



digambar paralel terhadap OI. Gambar 1.11 seperti pada gambar 1.12 (ii).



m

 2

3

2

 

digambar berlawanan terhadap OII. Gambar 1.11.

0 3

 0



m m

r x

 

 2

30 3 2 cos

2 3

⁰







(gambar 1.12 (ii)). Di sini



_r sekali lagi sama

dengan



_m

2

3

tetapi bergeser dengan sudut 60^o searah jarum jam.

(iii). Waktu

  120

⁰ yaitu titik 2 Di sini

 

_m

2 3

1



,



₂ 0,

 

_m

2 3

3

 

bisa dibuktikan juga bahwa ₂ tetapi bergeser kembali 60^o (gambar 1.12 (ii) ).

Φ

2

- 60

0

m

r

Φ

Φ  1 . 5 Φ

3

Φ

2

- 60

0

m

r

Φ

Φ  1 . 5

Φ

1

60

0 m

r

Φ

Φ  1 . 5

Φ

3

Φ

1

Φ

2

60

0 m

r

Φ

Φ  1 . 5

Φ

3

-

Gambar 1.12

(iv). Waktu

  180

⁰ yaitu titik 3 gambar 1.11.

0 1

 0



,

 

_m

2

3

2



,

 

_m

2 3

3

 

Fluks resultan adalah



_m

2

3

dan bergeser lagi 60^o atau 180^o dari posisi mula (i).

Dapat diambil kesimpulan :

(i). Fluks resultan selalu konstan



_m

2 3

(ii). Fluks berputar dengan kecepatan sinkrun

p n

 60 .

f

Pembuktian secara matematis :



^j



^t

m







₁

 cos 0

⁰

 sin 0

⁰

sin



^{0 0}

 

⁰



2

 

_m

cos 240 

j

sin 240 sin 

t

 120





^{0 0}

 

⁰



3

 

_m

cos 120 

j

sin 120 sin 

t

 240



Dengan menjabarkan dan menjumlah persamaan-persamaan di atas :



t j t



_m t

m

r

    

     90

⁰



2 cos 3

2 sin 3

Fluks resultan besarnya konstan dan tidak berubah dengan waktu t.