Apa Yang Dimaksud Motor 3 Fasa dan Bagaimana Prinsip Kerjanya?

Motor 3 fase sudah banyak digunakan di industri dan telah menjadi sistem utama dari banyak sistem mekanis dan elektromekanis karena sistemnya yang relatif lebih sederhana, sistem keandalan yang telah baik, dan masa pakai yang lama. 

Motor tiga fasa adalah salah satu contoh dari jenis motor induksi, juga dikenal sebagai motor asinkron, yang beroperasi menggunakan prinsip-prinsip induksi elektromagnetik. 

Meskipun ada juga motor induksi satu fasa yang tersedia, namun jenis motor induksi satu fase lebih jarang digunakan dalam aplikasi industri tetapi banyak digunakan dalam aplikasi domestik seperti dalam penyedot debu, kompresor kulkas, dll,karena listrik AC di rumah dan kantor mengunakan tegangan satu fase.

Pada artikel ini, kita akan membahas apa itu motor tiga fasa dan akan kita jelaskan prinsip kerjanya. Untuk mengetahui penjelasan lain tentang motor, bisa lihat salah satu penjelasan motor kami yang lainnya,  yang mencakup motor AC, motor DC, Motor induksi, atau artikel yang lebih umum tentang jenis jenis motor. 

Apa itu Daya 3 Fasa?

Untuk memahami motor tiga fasa, ada baiknya kita memahami daya tiga fase terlebih dahulu.
Dalam pembangkitan tenaga listrik, arus bolak-balik (AC) yang dihasilkan oleh generator memiliki karakteristik yang amplitudo dan arahnya berubah terhadap waktu. 

Jika ditunjukkan secara grafis dengan amplitudo pada sumbu y dan waktu pada sumbu x, hubungan antara tegangan atau arus vs waktu akan menyerupai gelombang sinus seperti yang ditunjukkan di bawah ini:

Daya listrik yang dibawa ke rumah-rumah adalah satu fasa, artinya ada satu penghantar pembawa arus ditambah satu sambungan netral dan satu sambungan arde atau grounding. 

Dalam daya tiga fasa, yang digunakan dalam industri dan komersial di gunakan untuk menjalankan mesin yang lebih besar yang memiliki kebutuhan daya yang lebih besar, terdapat tiga penghantar arus listrik, yang masing-masing beroperasi pada perbedaan fasa 120o dengan jarak 2π/3 radian.

Jika dilihat secara grafis, setiap fase akan muncul sebagai gelombang sinus yang terpisah, yang kemudian digabungkan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Motor tiga fase ditenagai dari tegangan dan arus listrik yang dihasilkan sebagai daya input tiga fase dan kemudian digunakan untuk menghasilkan energi mekanik dalam bentuk poros motor yang berputar.

Apa Yang Dimaksud Motor 3 Fasa?

Motor tiga fasa adalah jenis motor AC yang merupakan contoh spesifik dari motor polifase. Motor ini dapat berupa motor induksi (juga disebut motor asinkron) atau motor sinkron. Motor terdiri dari tiga komponen utama - stator, rotor, dan casing penahan.

Stator terdiri dari serangkaian laminasi baja paduan yang dililit dengan kawat untuk membentuk kumparan induksi, satu kumparan untuk setiap fasa sumber tenaga listrik. Kumparan stator diberi energi dari sumber listrik tiga fasa.

Rotor juga berisi kumparan induksi dan batang logam yang terhubung untuk membentuk sirkuit. Rotor mengelilingi poros motor dan merupakan komponen motor yang berputar untuk menghasilkan keluaran energi mekanik motor.

casing penahan motor menahan rotor dengan poros motornya pada satu set bantalan untuk mengurangi gesekan poros yang berputar. 

casing penahan memiliki tutup ujung yang menahan dudukan bantalan dan menampung kipas yang terpasang pada poros motor yang berputar saat poros motor berputar. 

Kipas berputar menarik udara sekitar dari luar selungkup dan memaksa udara melintasi stator dan rotor untuk mendinginkan komponen motor dan menghilangkan panas yang dihasilkan di berbagai kumparan dari resistansi kumparan. 

casing penahan juga biasanya juga di gunakan untuk mengangkat sirip mekanis di bagian luar yang berfungsi untuk lebih menghantarkan panas ke udara luar. Tutup ujung juga akan menyediakan lokasi untuk menampung sambungan listrik untuk daya tiga fase ke motor.

Bagaimana Prinsip Kerja Motor 3 Fasa?

Prinsip kerja Motor 3 fase beroperasi dengan prinsip induksi elektromagnetik yang ditemukan oleh fisikawan Inggris Michael Faraday pada tahun 1830. 

Faraday memperhatikan bahwa ketika sebuah konduktor seperti kumparan atau belitan kawat, ditempatkan dalam medan magnet yang berubah, ada gaya gerak listrik induksi atau EMF yang dihasilkan dalam konduktor. 

Dia juga mengamati bahwa arus yang mengalir dalam konduktor seperti kawat akan menghasilkan medan magnet dan medan magnet akan bervariasi saat arus dalam kawat berubah baik besaran maupun arahnya. 

Ini dinyatakan dalam bentuk matematis dengan menghubungkan lengkungan medan listrik dengan laju perubahan fluks magnet terhadap waktu:
Prinsip-prinsip ini membentuk dasar untuk memahami prinsip kerja motor 3 fase.

Gambar 3 di bawah ini merupakan ilustrasi hukum induksi Faraday. Perhatikan bahwa keberadaan EMF tergantung pada gerakan magnet yang menghasilkan medan magnet yang berubah.

Untuk motor induksi, ketika stator ditenagai dari sumber energi listrik tiga fasa, setiap kumparan menghasilkan medan magnet yang kutubnya (utara atau selatan) berubah posisi saat arus AC berosilasi melalui siklus lengkap. 

Karena masing-masing dari tiga fase arus AC digeser fase sebesar 120o, polaritas magnet dari ketiga kumparan tidak semuanya identik pada saat yang sama. 

Kondisi ini mengakibatkan stator menghasilkan apa yang dikenal sebagai RMF atau Rotating Magnetic Field. 

Saat rotor berada di tengah kumparan stator, medan magnet yang berubah dari stator menginduksi arus dalam kumparan rotor, selanjutnya arus  menghasilkan medan magnet yang berlawanan yang dihasilkan oleh rotor. 

Medan rotor akan menyelaraskan polaritasnya dengan medan stator, hasilnya adalah torsi neto akan menggerakkan poros motor dan poros motor mulai berputar saat berusaha menyelaraskan medannya.
Perhatikan bahwa pada motor induksi 3 fasa, tidak ada sambungan listrik langsung ke rotor; induksi magnet yang menyebabkan putaran motor.

Dengan motor induksi 3 fase, rotor berusaha mempertahankan keselarasan dengan RMF stator, tetapi tidak pernah mencapainya, itulah sebabnya motor induksi juga disebut motor asinkron. Fenomena yang menyebabkan kecepatan rotor dari kecepatan RMF dikenal sebagai slip, seperti yang dinyatakan sebagai:
di mana Nr adalah kecepatan rotor, dan Ns adalah kecepatan sinkron medan putar (RMF) stator.

Motor sinkron beroperasi dengan cara yang mirip dengan motor induksi kecuali bahwa dalam kasus motor sinkron, medan stator dan rotor terkunci pada keselarasan sehingga RMF stator akan menyebabkan rotor berputar pada kecepatan putaran yang sama persis (sinkron). – oleh karena itu slip sama dengan 0). 

Untuk informasi lebih lanjut tentang prinsip kerja motor sinkron, lihat artikel ini tentang Prinsip Kerja Motor Sinkron dan motor DC brushless. Perhatikan bahwa motor sinkron, tidak seperti motor induksi, tidak perlu ditenagai oleh daya AC.

Pengendali Motor untuk Motor 3-Fase

Kecepatan putar yang di hasilkan oleh motor AC tiga fasa itu tergantung dari frekuensi suplai AC karena RMF merupakan sumber pada kumparan stator. 

Oleh karena itu, beberapa pengontrol motor AC beroperasi dengan menggunakan input arus AC untuk menghasilkan input frekuensi termodulasi atau terkontrol ke motor, sehingga dapat mengontrol kecepatan motor. 

Cara lain yang dapat digunakan untuk mengontrol kecepatan motor adalah dengan mengubah slip (dijelaskan sebelumnya). Jika slip meningkat, kecepatan motor (yaitu kecepatan rotor) berkurang.
Untuk mempelajari lebih lanjut tentang cara untuk kontrol motor, tinjau artikel kami tentang Pengontrol Motor AC.

Ajif Tutorial

Seorang dari kampung memiliki impian yang tinggi

Bagikan Artikel ini