10 motor satu fasa per rumah
Anda perlu tahu bahwa motor satu fasa jarang memiliki daya di atas 5 kW. Motor fraksional-kilowatt, yang sebagian besar merupakan motor satu fasa, mencakup 80−90% dari total jumlah motor yang diproduksi dan 20−30% dari total nilai komersialnya. Sebuah rumah modern biasanya memiliki 10 atau lebih motor satu fasa dalam peralatan listrik rumah tangganya.
Hal itu menjadikan motor satu fasa sebagai jenis motor yang paling banyak digunakan di dunia. Mari kita bahas jenis-jenis ini satu per satu.
Daftar isi:
1. Motor seri
Karena arah putaran dan torsi pada motor seri DC tidak bergantung pada polaritas catu daya, motor tersebut dapat beroperasi pada arus AC asalkan semua bagian feromagnetik dari rangkaian magnetik dilaminasi untuk meminimalkan kerugian inti.
1.1 Motor universal
Pada ukuran daya pecahan kilowatt, motor seri memiliki keunggulan, karena bukan motor sinkron, yaitu mampu beroperasi pada kecepatan hingga 10.000 putaran/menit . Motor ini sangat cocok untuk menggerakkan penyedot debu, bor, mesin jahit, dan perangkat putar berdaya rendah serupa lainnya.
Kemampuannya untuk beroperasi pada arus searah (DC) dan arus bolak-balik (AC) kini tidak lagi penting, tetapi merupakan asal mula istilah ” universal “.
Karakteristik tipikal untuk motor yang menggunakan catu daya DC dan 50 Hz dengan tegangan nominal yang sama ditunjukkan pada Gambar 1.
Lorem ipsum dolor sit amet, consectetur adipiscing elit. Ut elit tellus, luctus nec ullamcorper mattis, pulvinar dapibus leo.
Pada semua motor komutator AC, kondisi komutasi lebih berat daripada pada DC karena kumparan yang mengalami komutasi menghubungkan fluks bolak-balik utama dan memiliki GGL induksi dengan frekuensi suplai. GGL tersebut memiliki jalur hubung singkat melalui sikat dan berkontribusi pada percikan api di komutator.
Karena GGL (Gaya Gerak Listrik) berbanding lurus dengan fluks utama, frekuensi, dan jumlah lilitan per kumparan jangkar, maka GGL harus dibatasi. Batasan lebih lanjut pada arus dalam kumparan yang dihubung pendek diberikan oleh sikat karbon dengan resistansi tinggi.
1.2 Motor terkompensasi
Motor komutator AC seri hingga daya 700±800 kW digunakan di beberapa sistem traksi kereta api Eropa. Untuk komutasi yang memuaskan, frekuensi harus rendah, biasanya 16 2/3 Hz, dan tegangan juga harus rendah (400−500 V), yang disediakan oleh transformator yang dipasang pada lokomotif.
Motor jenis ini telah dibuat, dengan daya keluaran terbatas, untuk pengoperasian pada sistem traksi modern 50 Hz tetapi sekarang telah digantikan oleh motor DC yang diberi daya oleh penyearah atau thyristor. Lihat Gambar 1a.
2. Motor tolak
Motor repulsi adalah salah satu bentuk motor seri, dengan rotor diberi energi secara induktif, bukan konduktif . Gulungan rotor komutator dirancang untuk tegangan kerja rendah. Sikat dihubungkan dengan hubung singkat dan sumbu sikat bergeser dari sumbu gulungan stator satu fasa (Gambar 2, 3, dan 4).
Dengan motor non-pembalik (Gambar 2), satu lilitan stator saja sudah cukup.
Namun, untuk motor pembalik arah putaran, stator memiliki gulungan tambahan, yang dihubungkan secara seri dengan gulungan pertama untuk mendapatkan sudut yang dibutuhkan antara sumbu rotor dan sumbu stator efektif untuk kedua arah putaran, seperti pada Gambar 3.
Gulungan stator dengan N 1 lilitan seperti pada (a) dapat diuraikan menjadi dua gulungan komponen yang masing-masing koaksial dengan dan tegak lurus terhadap sumbu gulungan rotor, dan masing-masing memiliki lilitan N 1 sinα dan N 1 cosα . Gulungan (b) memberikan dua gulungan sumbu secara langsung, meskipun di sini jumlah lilitan dapat dirancang untuk efek optimal.
Oleh karena itu, pada kecepatan mendekati sinkron, kerugian inti rotor kecil dan kondisi komutasi baik.
Motor kecil dapat dengan mudah dihidupkan langsung dengan arus 2,5–3 kali arus beban penuh dan torsi 3–4 kali torsi beban penuh . Kecepatan operasi beban penuh normal dipilih mendekati, atau sedikit di bawah, kecepatan sinkron untuk menghindari percikan api yang berlebihan pada beban ringan.
Motor repulsi digunakan di tempat yang membutuhkan torsi awal tinggi dan di tempat yang tidak tersedia pasokan tiga fasa. Untuk lift kecil, kerekan, dan kompresor, daya nominalnya jarang melebihi sekitar 5 kW .
3. Motor induksi
Motor induksi satu fasa terkadang dibuat untuk daya keluaran hingga 5 kW , tetapi biasanya dibuat dengan daya antara 0,1 dan 0,5 kW untuk lemari es rumah tangga, kipas angin, dan peralatan mesin kecil di mana kecepatan yang relatif konstan diperlukan. Perilaku motor dapat dipelajari dengan teori medan putar atau teori medan silang.
Yang pertama lebih sederhana dan memberikan konsep fisik yang lebih jelas.
3.1 Teori medan berputar
Gaya magnetomotor (mmf) berdenyut pada kumparan stator diuraikan menjadi dua mmf “berputar” dengan besaran konstan dan sama yang berputar berlawanan arah. mmf ini diasumsikan menghasilkan fluks celah yang sesuai, yang, dengan rotor dalam keadaan diam, memiliki besaran yang sama dan masing-masing sama dengan setengah dari fluks berdenyut puncak.
Komponen balik b memberikan komponen torsi lainnya, dan torsi total adalah jumlah aljabarnya. Pada kecepatan nol, torsi komponen saling meniadakan sehingga motor tidak memiliki torsi awal bawaan , tetapi jika diberi dorongan awal ke salah satu arah, akan dihasilkan torsi kecil ke arah yang sama dan mesin akan berputar hingga mendekati kecepatan sinkron asalkan torsi beban dapat diatasi.
Torsi komponen pada Gambar 5 sebenarnya dimodifikasi oleh arus rotor. Dibandingkan dengan motor induksi tiga fasa, versi satu fasa memiliki torsi yang turun hingga nol pada kecepatan sedikit di bawah sinkron, dan slip cenderung lebih besar.
Selain itu, terdapat juga kehilangan daya inti pada rotor yang disebabkan oleh medan balik, sehingga mengurangi efisiensi. Lebih jauh lagi, terdapat pulsasi torsi frekuensi ganda yang dihasilkan oleh medan balik yang dapat menimbulkan kebisingan.
Efisiensinya berkisar antara sekitar 40% untuk motor 60 W dan sekitar 70% untuk motor 750 W , dengan faktor daya masing-masing sekitar 0,45 dan 0,65 .
Rangkaian ekivalen pada Gambar 6 didasarkan pada teori medan berputar, menggunakan parameter yang umumnya mirip dengan parameter pada mesin tiga fasa. GGL E f dan E b masing-masing dihasilkan oleh komponen medan maju dan mundur dan berbanding lurus dengannya.
Torsi komponen masing-masing sebanding dengan I 2f 2 × r 2 / 2s dan I 2f 2 × r 2 / [2(2 − s)] , torsi berikutnya adalah selisihnya.
3.2 Memulai
Untuk menghidupkan motor induksi satu fasa, disediakan sarana untuk mengembangkan medan gelombang berjalan pada awalnya. Susunan yang umum digunakan memunculkan istilah ” shaded-pole ” dan ” split-phase “.
3.3 Motor kutub berbayang
Stator memiliki kutub yang menonjol, dengan sekitar sepertiga dari setiap sepatu kutub dikelilingi oleh kumparan peneduh. Fluks yang melewati kumparan peneduh tertunda relatif terhadap fluks di bagian utama kutub, sehingga menghasilkan fluks yang bergeser secara kasar.
Torsi awal terbatas, efisiensinya rendah (karena ada kerugian pada kumparan peneduh), faktor daya 0,5−0,6 dan torsi putus hanya 1−1,5 kali torsi beban penuh .
Aplikasinya meliputi kipas kecil dengan daya keluaran yang tidak jauh melebihi 100 W.
3.4 Motor fase terpisah resistansi
Fluks tambahan disediakan oleh kumparan start bantu yang disusun secara spasial pada sudut 90° (listrik) terhadap kumparan utama (beroperasi). Jika arus kumparan masing-masing adalah I m dan I s dengan sudut fasa relatif α , torsi kira-kira sebanding dengan I m I s sinα .
Pada saat start, arus kumparan utama tertinggal dari tegangan yang diberikan sebesar 70−80° . Kumparan start, yang dihubungkan secara paralel dengan kumparan utama, dirancang dengan resistansi tinggi atau memiliki resistor seri sehingga I s tertinggal sebesar 30−40° .
Pengaruh resistansi ini terhadap karakteristik start ditunjukkan pada Gambar 7(a). Dengan jumlah lilitan per kumparan yang diberikan dan resistansi kumparan utama yang diberikan, maka untuk tegangan suplai dan frekuensi tertentu terdapat nilai resistansi kumparan start tertentu untuk torsi start maksimum.
Hubungan tersebut dapat diperoleh dari diagram fasor. Gambar 7(b), di mana V 1 adalah tegangan suplai dan I m pada sudut fasa Φ m adalah arus belitan utama. Lokus fasa arus awal I s dengan perubahan resistansi adalah setengah lingkaran dengan diameter OD (yang sesuai dengan resistansi nol). Torsi berbanding lurus dengan I m I s sin(Φ m − Φ s ) dan mencapai maksimum pada panjang saluran AC terbesar.
Dari geometri diagram dapat ditunjukkan bahwa untuk kondisi ini Φ s = 1/2 Φ m .
Pengalihan langsung adalah hal yang umum. Untuk mengurangi kerugian, kumparan bantu diputus segera setelah motor mencapai kecepatan operasi. Torsi start untuk motor kecil hingga 250 W adalah 1,5−2 kali torsi beban penuh, dan untuk motor yang lebih besar sedikit lebih kecil, masing-masing dengan arus 4−6 kali arus beban penuh.
Efisiensi pengoperasiannya adalah 55−65% dan faktor dayanya 0,6−0,7 .
KONTEN PREMIUM
Kategori “Motor Listrik” dikhususkan untuk artikel-artikel teknis tentang motor listrik. Ratusan artikel yang diterbitkan menjelaskan tentang motor induksi satu fasa dan tiga fasa serta jenis motor lainnya, konstruksinya, metode penyalaan, proteksi, diagram pengkabelan, perawatan, dan prosedur pengujian. Perhatian khusus diberikan pada analisis skema motor dan pemecahan masalah.
