Motor Induksi Sangkar Tupai (Squirrel Cage) dan Cara Kerjanya

Mesin yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik disebut motor listrik. Ini sederhana dalam desain, mudah digunakan, biaya rendah, efisiensi tinggi, perawatan rendah, dan andal. Motor induksi tiga fasa merupakan salah satu jenis dan berbeda dengan jenis motor listrik lainnya.

Perbedaan utamanya adalah tidak ada sambungan listrik dari belitan rotor ke sumber suplai mana pun. Arus dan tegangan yang dibutuhkan dalam rangkaian rotor disediakan oleh induksi dari belitan stator.

Inilah alasannya menyebutnya sebagai motor induksi. Artikel ini menjelaskan tentang motor induksi sangkar tupai  atau Squirrel Cage yang merupakan salah satu jenis motor induksi tiga fasa.

Apa itu Motor Induksi Sangkar Tupai?

Pengertian: Motor sangkar tupai atau Motor Squirrel Cage merupakan salah satu jenis motor induksi. Untuk menghasilkan gerakan, ini memperkuat elektromagnetisme. Sebagai poros keluaran yang terhubung ke komponen dalam rotor yang terlihat seperti sangkar. Makanya itu disebut kandang tupai. Tutup dua ujung yaitu, berbentuk lingkaran disambung dengan batang rotor.

Ini bekerja berdasarkan EMF yaitu, yang dihasilkan oleh stator. EMF ini juga dihasilkan rumah luar yang terbuat dari lembaran logam berlapis dan gulungan kawat. Dua bagian utama dari semua jenis motor induksi adalah stator dan rotor.

Sangkar tupai adalah metode sederhana untuk menarik efek induksi elektromagnetik. Motor induksi sangkar tupai 4 kutub ditunjukkan di bawah ini.

Prinsip Kerja Motor Induksi Sangkar Tupai 

Pengerjaan motor induksi tupai (Squirrel Cage) didasarkan pada prinsip elektromagnetisme. Ketika belitan stator disuplai dengan AC tiga fasa, menghasilkan medan magnet berputar (RMF) yang memiliki kecepatan yang disebut kecepatan sinkron.

RMF ini menyebabkan tegangan diinduksi pada batang rotor. Jadi, arus hubung singkat mengalir melalui itu. Karena arus rotor ini, medan magnet sendiri dihasilkan yang berinteraksi dengan medan stator.

Sekarang, sesuai prinsip, medan rotor mulai melawan penyebabnya. ketika RMF menangkap momen rotor, arus rotor turun menjadi nol. Maka tidak akan ada momen relatif antara rotor dan RMF.

Oleh karena itu, gaya tangensial nol dialami oleh rotor dan berkurang sesaat. Setelah pengurangan momen rotor ini, arus rotor diinduksi lagi oleh rekonstruksi gerakan relatif antara RMF dan rotor. Karenanya gaya tangensial rotor untuk rotasi dipulihkan dan dimulai dengan mengikuti RMF.

Dalam hal ini, rotor mempertahankan kecepatan konstan, yang kurang dari kecepatan RMF dan kecepatan sinkron. Di sini, perbedaan antara kecepatan RMF dan rotor diukur dalam bentuk slip. Frekuensi akhir rotor dapat diperoleh dengan perkalian slip dan frekuensi suplai.

Konstruksi Motor Induksi Sangkar Tupai

Bagian-bagian yang dibutuhkan untuk konstruksi motor induksi sangkar tupai adalah stator, rotor, fan, bantalan. Stator terdiri dari belitan tiga fasa yang terpisah secara mekanis dan elektrik 120 derajat dengan rumah dan inti logam.

Untuk menyediakan jalur reluktansi rendah untuk fluks yang dihasilkan oleh arus AC, belitan dipasang pada inti besi berlapis.

Rotor mengubah energi listrik yang diberikan menjadi keluaran mekanis. Poros, inti, batang tembaga hubung singkat adalah bagian dari rotor. Untuk menghindari histerisis dan arus eddy yang menyebabkan hilangnya daya, rotor dilaminasi. Dan I untuk mencegah cogging, konduktor miring yang juga membantu memberikan rasio transformasi yang baik.

Kipas yang dipasang di bagian belakang rotor untuk pertukaran panas membantu mempertahankan suhu motor di bawah batas. Untuk putaran halus, bantalan disediakan di motor.

Perbedaan antara Motor Induksi Sangkar Tupai (Squirrel Cage) dan Motor Induksi Cincin Selip (Slip Ring).

Motor Induksi Sangkar Tupai (Squirrel Cage)	Motor Induksi Slip Ring
Konstruksi induksi sangkar tupai sederhana dan kasar.	Konstruksi motor induksi slip ring membutuhkan cincin selip, sikat, perangkat hubung singkat, dll.
Motor jenis ini memiliki lebih sedikit overhang dan faktor ruang yang lebih baik di slot.	Motor ini memiliki faktor overhang tertinggi dan ruang yang buruk di slot.
Biaya dan perawatan lebih sedikit.	Biayanya lebih mahal.
Efisiensi lebih tinggi (untuk mesin, tidak dirancang untuk torsi awal yang tinggi)	Efisiensi rendah dan lebih banyak kehilangan tembaga.
Kerugian tembaga kecil dan faktor daya yang lebih baik.	Faktor daya buruk dan dapat ditingkatkan di awal.
Faktor pendinginan lebih baik karena cincin ujungnya yang telanjang dan ketersediaan lebih banyak ruang untuk kipas rotor.	Faktor pendinginan kurang efisien.
Motor ini memiliki pengaturan kecepatan yang lebih baik, start sederhana dan torsi menatap rendah dengan arus start yang tinggi	Pengaturan kecepatan yang buruk saat dioperasikan dengan resistansi eksternal di rangkaian rotor. Motor membutuhkan cincin selip, roda gigi sikat, perangkat hubung singkat dan resistor start, dll. Kemungkinan meningkatkan torsi awal karena resistansi eksternal di sirkuit rotor.
Faktor daya buruk saat memulai	Faktor daya dapat ditingkatkan.
Tidak ada kemungkinan kontrol kecepatan.	Kontrol kecepatan dimungkinkan dengan memasukkan resistor eksternal ke sirkuit rotor.
Tahan ledakan terhadap perlindungan.	Tahan ledakan terhadap perlindungan.

Klasifikasi Motor Induksi Sangkar Tupai

Untuk memenuhi persyaratan industri, motor induksi sangkar tupai tiga fasa dalam jangkauan hingga 150KW pada berbagai frekuensi, tegangan, dan kecepatan standar. Menurut karakteristik kelistrikannya, motor ini dibagi menjadi 6 jenis seperti yang dibahas di bawah ini,

Desain Kelas-A

Motor jenis ini memiliki resistansi rendah, reaktansi, slip, dan efisiensi yang lebih tinggi pada beban penuh. Kerugian utama adalah arus awal yang tinggi yaitu 5 hingga 8 kali arus beban penuh pada tegangan pengenal. Motor ini banyak digunakan dalam peringkat kecil untuk peralatan mesin, pompa sentrifugal, kipas angin, blower, dll.

Desain Kelas B

Motor ini memiliki reaktansi tinggi dan beroperasi pada kisaran 5-150KW. Motor tersebut dapat diganti dengan motor kelas A untuk instalasi baru karena karakteristiknya yang mirip dengan motor Kelas A dan memiliki arus staring yang sama. (sekitar 5 kali arus beban penuh pada tegangan pengenal).

Desain Kelas C

Motor ini dikenal sebagai motor sangkar ganda yang torsi awal tinggi dengan arus asut rendah. Aplikasi motor kelas C adalah, penggerak kompresor udara, konveyor, pompa reciprocating (bergerak maju mundur), crushers, mixer, mesin pendingin besar, dll.

Desain Kelas D

Motor-motor tersebut adalah motor sangkar tupai dengan resistansi tinggi. Oleh karena itu, mereka memberikan torsi awal yang tinggi dengan arus awal yang rendah.

Motor ini memiliki efisiensi pengoperasian yang rendah dan terbatas untuk menggerakkan beban intermiten yang terlibat dalam tugas akselerasi tinggi dan beban berdampak tinggi seperti mesin press, shear, bulldozer, kerekan atau lift kecil, dll.

Desain Kelas E

Motor ini beroperasi dengan torsi awal rendah, arus start normal, dan juga slip rendah pada beban pengenal.

Desain Kelas F

Motor ini dioperasikan dengan torsi awal rendah, arus awal rendah, dan selip normal.

Kelebihan 

Keuntungan dari motor induksi sangkar tupai meliputi yang berikut ini.

• Konstruksi sederhana dan kokoh.
• Biaya awal dan perawatan yang rendah.
• Mempertahankan kecepatan konstan.
• Kapasitas kelebihan beban tinggi.
• Pengaturan awal yang sederhana.
• Faktor daya tinggi.
• Kehilangan tembaga rotor rendah.
• Efisiensi tinggi.

Kekurangan

Kerugian dari motor induksi sangkar tupai meliputi yang berikut ini.

• Motor
• Arus awal yang tinggi
• Sangat sensitif terhadap fluktuasi tegangan suplai
• Faktor daya rendah pada beban ringan.
• Kontrol kecepatan sangat sulit
• Torsi awal yang sangat buruk karena hambatan rotor yang rendah.

Aplikasi

Penggunaan motor induksi sangkar tupai (squirrel cage) meliputi yang berikut ini.

• Cocok untuk penggerak industri dengan daya kecil di mana kontrol kecepatan tidak diperlukan seperti untuk mesin cetak, pabrik tepung, dan penggerak poros lain dengan daya kecil.
• Pompa sentrifugal, kipas angin, blower, dll
• Dalam menggerakkan kompresor udara, konveyor, pompa reciprocating, crushers, mixer, mesin pendingin besar, dll.
• Mesin press, crushers, buldoser, kerekan kecil, dll.

Pertanyaan

1) Mengapa disebut motor induksi sangkar tupai?

Karena memiliki rotor yang berbentuk sangkar tupai, dan disebut motor induksi sangkar tupai.

2) Apa perbedaan antara motor sangkar tupai dan motor induksi?

Perbedaan antara motor induksi sangkar tupai dan motor induksi adalah jenis rotor yang digunakan untuk konstruksi.

3) Apa tujuan dari Motor Induksi Sangkar Tupai?

Ini digunakan untuk meningkatkan torsi awal motor dan mengurangi waktu untuk berakselerasi.

4) Apakah motor sangkar tupai AC atau DC?

Ini adalah motor induksi sangkar tupai AC

5) Mengapa motor menggunakan laminasi?

Untuk mengurangi arus eddy, motor menggunakan laminasi.

Jadi, ini semua tentang motor induksi sangkar tupai (squirrel cage)- definisi, cara kerja, prinsip kerja, konstruksi, perbedaan antara sangkar tupai dan motor induksi slip ring, klasifikasi, kelebihan, kekurangan, dan aplikasi.

Berbagi :