Motor Induksi 3 Phase

Medan Putar Motor Induksi 3 Fasa   Sumber 3 fasa yang di hubungkan ke terminal motor induksi 3 fasa , maka arus bolak-balik sinusoidal IR, IS, IT akan mengalir pada belitan stator. Arus-arus ini akan menghasilkan ggm (gaya gerak magnet), yang mana pada kumparan akan menghasilkan fluks magnetik yang berputar sehingga disebut juga dengan medan putar.

   Untuk mengetahui bagaimana medan putar dibangkitkan. Sebagai contoh, perhatikan motor induksi 3 fasa dengan jumlah kutub 2 berikut

Flux yang dihasilkan arus bolak-balik pada belitan stator adalah :

Berikut merupakan gambar tiap-tiap keadaan medan putar motor induksi 3 fasa

Gambar 1, Medan putar motor induksi 3 fasa

Slip Motor Indusksi 3 fasa

    Slip timbul karena adanya perbedaan antara kecepatan medan putar (synchronous speed) dan kecepatan rotor (rotor speed). Berubahnya kecepatan motor induksi 3 fasa dikarenakan oleh perubahan beban maka harga slip juga berubah dan Ketika motor diam slip mencapai 100% (nr=ns)

Persamaan slip pada motor induksi 3 fasa sebagai berikut :

Keterangan :  *  S : Slip                                 *  f1 : Frek. sumber daya (Hz)
*  nr : Kec. medan putar (rpm)    *  f2 : Frek. rotor (Hz)
*  ns : Kec. rotor (rpm)               *  P : Jumlah kutub
Frekuensi Rotor Motor Induksi 3 Fasa 

   Frekuensi rotor tidak persis sama seperti frekensi stator. Jika rotor motor terkunci sehingga tidak dapat bergerak nr = 0 rpm, maka rotor akan mempunyai frekuensi yang sama seperti stator f2 = f1, dimana pada kondisi ini slip s = 1. Akan tetapi, jika rotor berputar pada kecepatan (mendekati) sinkron ns ≈ nr maka frekuensi rotor akan menjadi (mendekati) nol f2  ≈ 0, dimana pada kondisi ini slip  S = 0.
Persamaan frekuensi rotor pada motor induksi 3 fasa sebagai berikut :

Keterangan :
* P : Jumlah kutub                 * f1 : Frek. sumber daya(Hz)
* nr : Kec. medan putar(rpm)   * f2 : Frek. rotor (Hz)
* ns : Kec. rotor (rpm)

Prinsip Kerja Motor Induksi 3 Fasa

Hukum gaya lorentz : ” bila suatu konduktor yang dialiri arus berada dalam suatu kawasan medan magnet, maka konduktor tersebut akan mendapat gaya elektromagnetik “.
Gaya elektromagnetik ( Gaya lorentz) tersebut sebesar :
F = B.i.l.sin θ
F : Gaya yang bekerja pada konduktor (N)
B : Kerapatan fluks magnetik  (Wb/m^2)
i  : Besar arus pada konduktor (A)
θ : Sudut antara konduktor dan vektor kerapatan fluks
l : panjang konduktor (m)

• Jika sumber 3 fasa di hubungkan ke terminal motor induksi 3 fasa, maka pada stator motor induksi ini akan timbul medan putar, dengan kecepatan : ns = 120f/p
• Medan putar akan terinduksi melalui celah udara menghasilkan ggl induksi (ggl lawan) pada belitan fasa stator sebesar :

untuk mendapatkan harga maksimum maka sin = 1, jadi :

Keterangan :
*  e1    : ggl induksi sesaat stator/fasa (V)    * f1   : Frek. sumber daya (Hz)
*  Em1 : ggl induksi maks. stator/fasa (V)    * N1  : jumlah lilitan kumparan stator/fasa
*  E     : ggl induksi efektif stator/fasa (V)     * Om : fluks magnetik maksimum (Wb)

• Medan putar tersebut juga akan memotong konduktor-konduktor belitan rotor yang diam, perhatikan gambar berikut

Gambar 1, Proses induksi medan putar stator pada kumparan rotor

•  Akibat adanya slip, maka ggl (gaya gerak listrik) akan terinduksi  pada konduktor-konduktor rotor sebesar :

           Keterangan :
*  e2    : ggl induksi sesaat stator/fasa (V)    * f2  : Frek. arus rotor (Hz)
*  E     : ggl induksi efektif stator/fasa (V)     * N1 : jumlah lilitan kumparan stator/fasa
*  Om  : fluks magnetik maksimum (Wb)

• Karena belitan rotor merupakan rangkaian tertutup, baik melalui cincin ujung (end ring) ataupun tahanan luar, maka arus akan mengalir pada konduktor-konduktor rotor. Karena konduktor-konduktor rotor yang mengalirkan arus ditempatkan di dalam daerah medan magnet yang dihasilkan stator, maka akan terbentuklah gaya mekanik (gaya lorentz) pada konduktor-konduktor rotor
• Gaya Lorentz merupakan hal yang sangat penting karena merupakan dasar dari bekerjanya suatu motor listrik. Gaya F yang dihasilkan pada konduktor-konduktor rotor tersebut akan  menghasilkan torsi (τ). Bila torsi mula yang dihasilkan pada rotor lebih besar  daripada torsi beban maka rotor akan berputar searah dengan putaran medan putar stator dan motor akan tetap berputar bila kecepatan medan putar lebih besar dari pada kecepatan putaran rotor
• Jika ns = nr  tegangan akan terinduksi dan arus tidakmengalir pada rotor, dengan demikian tidak ada torsi yang dapat dihasilkan. Torsi   suatu motor   akan timbul apabila ns > nr. Dilihat dari cara kerjanya motor induksi 3 fasa disebut juga dengan motor tak serempak atau asinkron.