Motor Listrik (AC) Induksi

Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan, dll.

Motor listrik digunakan juga sebagai penggerak pada perlatan rumah tangga (mixer, bor listrik, fan angin) dan juga sebagai penggerak mesin di industri. Motor listrik kadangkala disebut penggerak industri karena diperkirakan bahwa motor listrik menggunakan sekitar 70% beban listrik total di industri. Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Motor listrik pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu. Perubahan energi listrik menjadi mekanik ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnit

Dengan menggunakan prinsip bahwa : kutub-kutub dari magnet yang sama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak sama, tarik-menarik. Maka dengan demikian dapat memperoleh gerakan jika menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.

Motor induksi adalah salah satu jenis motor listrik yang paling luas pemanfaatannya baik di industri-industri  besar,  sedang  maupun  yang  berskala kecil  bahkan  banyak  digunakan  untuk  menggerakkan  alat-alat  bantu  peralatan rumah tangga. Sebagai penggerak mula (prime over) motor induksi pada pengoperasiannya  sering  melayani  beban yang  bervariasi.  

Motor Listrik Asinkron

Motor listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW). 

Motor  induksi  merupakan  salah  satu  mesin  asinkronous  (asynchronous motor)  karena  mesin  ini  beroperasi  pada  kecepatan  di  bawah  kecepatan  sinkron. Kecepatan  sinkron  sendiri  ialah  kecepatan  rotasi  medan  magnetik  pada  mesin. Kecepatan  sinkron  ini  dipengaruhi  oleh  frekuensi  mesin  dan  banyaknya  kutub pada  mesin.  Motor  induksi  selalu  berputar  dibawah  kecepatan  sinkron  karena medan magnet yang terbangkitkan pada stator akan menghasilkan fluks pada rotor sehingga  rotor  tersebut  dapat  berputar. 

Perputaran motor  pada mesin arus bolak balik yang biasajuga disebut dengan motor asinkron ditimbulkan oleh  adanya  medan  putar  fluks  yang  berputar  yang  dihasilkan  dalam  kumparan statornya  setelah  kumparan  stator  dihubungkan  dengan  sumber  tegangan  satu ataupun tiga phasa. Motor induksi merupakan motor listrik bolak-balik (ac)  yang putaran  rotornya  tidak  sama  dengan  putaran  medan  stator,  dengan  kata  lain putaran  rotor  dengan  putaran  medan  stator  terdapat  selisih  putaran  yang  disebut slip.

Prinsip Kerja Motor Listrik

Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa: kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap. 

Prinsip kerja motor listrik adalah berdasarkan hokum gaya Lorentz dan kaidah tangan kiri fleming, yaitu apabila ada konduktor yang dialiri arus listrik ditempatkan didalam medan magnet maka konduktor tersebut akan mengalami gaya. Dimana perubahan tersebut terjadi karena adanya tolak menolak maupun tarik menarik antara kutub kutub magnet tersebut.  

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama; yaitu :

• Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.
• Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.
• Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torque untuk memutar kumparan.
• Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Klasifikasi Motor Listrik Induksi

Motor induksi dapat diklasifikasikan menjadi dua kelompok utama; yaitu :

1. Motor induksi satu fasa. Motor ini hanya memiliki satu gulungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya. Sejauh ini motor ini merupakan jenis motor yang paling umum digunakan dalam peralatan rumah tangga, seperti fan angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaan hingga 3 sampai 4 Hp.
2. Motor induksi tiga fasa. Medan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbang. Motor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memiliki gulungan rotor; dan penyalaan sendiri. Diperkirakan bahwa sekitar 70% motor di industri menggunakan jenis ini, sebagai contoh, pompa, kompresor, belt conveyor, jaringan listrik , dan grinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan Hp.

Komponen Motor Listrik

Motor induksi memiliki dua komponen listrik utama; yaitu :
- Rotor; Motor induksi menggunakan dua jenis rotor:

1. Rotor yang terdiri dari batang penghantar tebal yang dilekatkan dalam petak-petak slots paralel. Batang-batang tersebut diberi hubungan pendek pada kedua ujungnya dengan alat cincin hubungan pendek.
2. Lingkaran rotor yang memiliki gulungan tiga fase, lapisan ganda dan terdistribusi. Dibuat melingkar sebanyak kutub stator. Tiga fase digulungi kawat pada bagian dalamnya dan ujung yang lainnya dihubungkan ke cincin kecil yang dipasang pada batang as dengan sikat yang menempel padanya.

- Stator; Stator dibuat dari sejumlah stampings dengan slots untuk membawa gulungan tiga fase. Gulungan ini dilingkarkan untuk sejumlah kutub yang tertentu. Gulungan diberi spasi geometri sebesar 120 derajat

Perawatan Motor Listrik

Perawatan yang tepat diperlukan untuk menjaga kinerja motor; antara lain sbb : 

1. Pemeriksaan motor secara teratur untuk pemakaian bearings dan rumahnya (untuk mengurangi kehilangan karena gesekan) dan untuk kotoran/debu pada saluran ventilasi motor (untuk menjamin pendinginan motor).
2. Pemeriksaan kondisi beban untuk meyakinkan bahwa motor tidak kelebihan atau kekurangan beban. Perubahan pada beban motor dari pengujian terakhir mengindikasikan suatu perubahan pada beban yang digerakkan, penyebabnya yang harus diketahui.
3. Pemberian pelumas secara teratur. Fihak pembuat biasanya memberi rekomendasi untuk cara dan waktu pelumasan motor. Pelumasan yang tidak cukup dapat menimbulkan masalah, seperti yang telah diterangkan diatas. Pelumasan yang berlebihan dapat juga menimbulkan masalah, misalnya minyak atau gemuk yang berlebihan dari bearing motor dapat masuk ke motor dan menjenuhkan bahan isolasi motor, menyebabkan kegagalan dini atau mengakibatkan resiko kebakaran.
4. Pemeriksaan secara berkala untuk sambungan motor yang benar dan peralatan yang digerakkan. Sambungan yang tidak benar dapat mengakibatkan sumbu as dan bearings lebih cepat aus, mengakibatkan kerusakan terhadap motor dan peralatan yang digerakkan.
5. Dipastikan bahwa kawat pemasok dan ukuran kotak terminal dan pemasangannya benar. Sambungan-sambungan pada motor dan starter harus diperiksa untuk meyakinkan kebersihan dan kekencangnya.
6. Penyediaan ventilasi yang cukup dan menjaga agar saluran pendingin motor bersih untuk membantu penghilangan panas untuk mengurangi kehilangan yang berlebihan. Umur isolasi pada motor akan lebih lama: untuk setiap kenaikan suhu operasi motor 10oC diatas suhu puncak yang direkomendasikan, waktu pegulungan ulang akan lebih cepat, diperkirakan separuhnya.

Referensi
Gambar; How Electric Motors Work - 3 phase AC induction motors ac motor; Youtube; The Engineering Mindset.    

Baca Juga :

1. Outsourcing atau Alih Daya
2. Mengenal tentang Kabel Daya - Power Cable