Motor Sinkron: Prinsip Kerja, Jenis dan Aplikasi
Dalam sistem kelistrikan, kami menggunakan baik di industri, pembangkit listrik atau kebutuhan domestik, motor dan generator telah menjadi hal yang umum. Dengan permintaan akan energi tinggi yang efisien dan sistem konsumsi daya yang lebih sedikit, penemuan model baru dari perangkat listrik ini terlihat.
Faktor perhitungan dasar untuk operasi yang dapat diandalkan motor dan generator adalah faktor Daya. Ini adalah rasio daya yang diterapkan terhadap daya yang diperlukan. Biasanya, total daya yang dikonsumsi di industri dan pabrik dihitung berdasarkan faktor daya. Jadi, faktor daya harus selalu dijaga persatuan.
Tetapi karena meningkatnya daya reaktif dalam perangkat ini faktor daya berkurang. Untuk mempertahankan faktor daya pada kesatuan banyak metode diperkenalkan. Konsep motor sinkron adalah salah satunya.
Motor sinkron tidak bergantung pada arus induksi untuk bekerja. Pada motor-motor ini, tidak seperti motor induksi, elektromagnet AC multifasa hadir pada stator, yang menghasilkan medan magnet berputar. Di sini rotor adalah magnet permanen yang disinkronkan dengan medan magnet yang berputar dan berputar secara sinkron dengan frekuensi arus yang diterapkan padanya.
Rotor silinder dan bulat digunakan untuk aplikasi 6 kutub. Rotor kutub menonjol digunakan ketika jumlah yang lebih besar dari kutub diperlukan. Konstruksi motor sinkron dan alternator sinkron serupa.
Rotor masuk ke medan magnet berputar yang dihasilkan oleh belitan stator dan berputar dalam sinkronisasi. Sekarang, kecepatan motor tergantung pada frekuensi arus yang disediakan.
Kecepatan motor sinkron dikendalikan oleh frekuensi arus yang diterapkan. Kecepatan motor sinkron dapat dihitung sebagai
di mana,
f = frekuensi arus AC (Hz)
p = jumlah total kutub per fasa
P = jumlah pasangan total kutub per fasa.
Jika beban lebih besar dari beban breakdown diterapkan, motor menjadi tidak sinkron. Gulungan stator 3 fasa memberikan keuntungan menentukan arah rotasi. Dalam kasus belitan 1 fasa tunggal, tidak mungkin untuk menurunkan arah putaran dan motor dapat mulai pada salah satu arah. Untuk mengontrol arah putaran pada motor sinkron ini, pengaturan awal diperlukan.
Induksi berliku termasuk dalam motor besar yang menghasilkan torsi yang cukup yang diperlukan untuk akselerasi. Untuk motor yang sangat besar, untuk mempercepat mesin diturunkan, motor kuda digunakan.
Mengubah frekuensi arus stator, motor yang dioperasikan secara elektronik dapat berakselerasi bahkan dari kecepatan nol. Untuk motor yang sangat kecil, ketika momen Inersia rotor dan beban mekanik yang diinginkan kecil, mereka dapat mulai tanpa metode starting.
Motor-motor ini tersedia dalam kisaran ukuran tapal kuda fraksional hingga kisaran ukuran industri daya tinggi. Sementara digunakan dalam ukuran industri daya tinggi, motor ini melakukan dua fungsi penting. Salah satunya adalah sebagai cara yang efisien untuk mengubah energi AC menjadi energi mekanik dan yang lainnya adalah koreksi faktor daya.
Faktor perhitungan dasar untuk operasi yang dapat diandalkan motor dan generator adalah faktor Daya. Ini adalah rasio daya yang diterapkan terhadap daya yang diperlukan. Biasanya, total daya yang dikonsumsi di industri dan pabrik dihitung berdasarkan faktor daya. Jadi, faktor daya harus selalu dijaga persatuan.
Tetapi karena meningkatnya daya reaktif dalam perangkat ini faktor daya berkurang. Untuk mempertahankan faktor daya pada kesatuan banyak metode diperkenalkan. Konsep motor sinkron adalah salah satunya.
Apa itu Motor Sinkron?
Pengertian motor sinkron menyatakan bahwa "Motor AC di mana pada kondisi stabil, rotasi poros sinkron dengan frekuensi arus yang diterapkan". Motor sinkron berfungsi sebagai motor AC tetapi di sini jumlah rotasi yang dilakukan oleh poros sama dengan kelipatan bilangan bulat dari frekuensi arus yang diterapkan.Motor sinkron tidak bergantung pada arus induksi untuk bekerja. Pada motor-motor ini, tidak seperti motor induksi, elektromagnet AC multifasa hadir pada stator, yang menghasilkan medan magnet berputar. Di sini rotor adalah magnet permanen yang disinkronkan dengan medan magnet yang berputar dan berputar secara sinkron dengan frekuensi arus yang diterapkan padanya.
Desain Motor Sinkron
Stator dan rotor adalah komponen utama motor sinkron. Di sini bingkai stator memiliki plat pembungkus yang terpasang dengan bilah kunci dan tulang rusuk melingkar. Pijakan, Rangka dudukan digunakan untuk mendukung mesin. Untuk merangsang belitan medan dengan DC, gunakan slip ring dan sikat (brushes).Rotor silinder dan bulat digunakan untuk aplikasi 6 kutub. Rotor kutub menonjol digunakan ketika jumlah yang lebih besar dari kutub diperlukan. Konstruksi motor sinkron dan alternator sinkron serupa.
Prinsip Kerja Motor Sinkron
Cara Kerja motor sinkron tergantung pada interaksi medan magnet stator dengan medan magnet rotor. Stator berisi belitan 3 fasa dan disupply dengan daya 3 fasa. Dengan demikian, belitan stator menghasilkan Medan Magnet berputar 3 fasa. Supply DC diberikan ke rotor.Rotor masuk ke medan magnet berputar yang dihasilkan oleh belitan stator dan berputar dalam sinkronisasi. Sekarang, kecepatan motor tergantung pada frekuensi arus yang disediakan.
Kecepatan motor sinkron dikendalikan oleh frekuensi arus yang diterapkan. Kecepatan motor sinkron dapat dihitung sebagai
Ns = 60f/P = 120f/p
f = frekuensi arus AC (Hz)
p = jumlah total kutub per fasa
P = jumlah pasangan total kutub per fasa.
Jika beban lebih besar dari beban breakdown diterapkan, motor menjadi tidak sinkron. Gulungan stator 3 fasa memberikan keuntungan menentukan arah rotasi. Dalam kasus belitan 1 fasa tunggal, tidak mungkin untuk menurunkan arah putaran dan motor dapat mulai pada salah satu arah. Untuk mengontrol arah putaran pada motor sinkron ini, pengaturan awal diperlukan.
Metode Starting Motor Sinkron
Momen inersia rotor menghentikan motor sinkron berukuran besar dari self-starting. Karena inersia rotor ini, rotor tidak mungkin disinkronkan dengan medan magnet stator pada saat daya diterapkan. Jadi diperlukan beberapa mekanisme tambahan untuk membantu rotor disinkronkan.Induksi berliku termasuk dalam motor besar yang menghasilkan torsi yang cukup yang diperlukan untuk akselerasi. Untuk motor yang sangat besar, untuk mempercepat mesin diturunkan, motor kuda digunakan.
Mengubah frekuensi arus stator, motor yang dioperasikan secara elektronik dapat berakselerasi bahkan dari kecepatan nol. Untuk motor yang sangat kecil, ketika momen Inersia rotor dan beban mekanik yang diinginkan kecil, mereka dapat mulai tanpa metode starting.
Jenis-jenis Motor Sinkron
Tergantung pada metode magnetisasi rotor, ada dua jenis motor sinkron -- Motor Non-excited
- Motor DC Arus Excited
Motor Non-excited
Pada motor ini, rotor dimagnetisasi oleh medan stator eksternal. Rotor berisi medan magnet konstan. Baja dengan retensi tinggi seperti baja kobalt digunakan untuk membuat rotor. Ini diklasifikasikan sebagai magnet permanen, reluktansi, dan motor histerisis.- Pada motor sinkron magnet permanen, magnet permanen digunakan bersama dengan baja untuk desain rotor. Mereka memiliki medan magnet konstan di rotor, sehingga belitan induksi tidak dapat digunakan untuk memulai (starting). Biasanya digunakan sebagai motor elevator (lift) tanpa roda gigi.
- Pada motor reluktansi, rotor terbuat dari baja yang diproyeksikan dengan kutub yang diproyeksikan. Untuk meminimalkan riak torsi, kutub rotor lebih kecil dari kutub stator. Berisi Sangkar Tupai Berliku untuk memberikan torsi awal ke rotor. Digunakan dalam aplikasi instrumentasi.
- Motor histerisis adalah motor yang memulai sendiri. Di sini rotor adalah silinder halus yang terbuat dari baja kobalt yang keras dengan kekuatan koersitif tinggi. Motor ini mahal dan digunakan di mana kecepatan konstan yang tepat diperlukan. Umumnya digunakan sebagai servo motor.
Motor DC Arus Excited
Di sini rotor excited menggunakan arus DC yang dipasok langsung melalui slip ring. Induksi AC dan penyearah juga digunakan. Ini biasanya berukuran besar seperti lebih besar dari 1 tenaga kuda dll.Aplikasi Motor Sinkron
Umumnya, motor sinkron digunakan untuk aplikasi di mana kecepatan yang tepat dan konstan diperlukan. Aplikasi daya rendah dari motor ini termasuk mesin positioning. Ini juga diterapkan dalam aktuator robot. Pabrik bola, jam, pemutar piringan hitam pemutar rekaman juga memanfaatkan motor sinkron. Selain itu motor ini juga digunakan sebagai servo motor dan mesin timing.Motor-motor ini tersedia dalam kisaran ukuran tapal kuda fraksional hingga kisaran ukuran industri daya tinggi. Sementara digunakan dalam ukuran industri daya tinggi, motor ini melakukan dua fungsi penting. Salah satunya adalah sebagai cara yang efisien untuk mengubah energi AC menjadi energi mekanik dan yang lainnya adalah koreksi faktor daya.