Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer
Beranda / Motor

Motor Schrage: Diagram Rangkaian, Kelebihan & Aplikasinya

Pada tahun 1911, Mr. HK Schrage mendesain motor Schrage. Motor ini merupakan salah satu jenis motor induksi dimana perawatannya motor ini sedikit, murah, dan kasar. Ini adalah komutator 3-fasa, pemindah sikat, motor tipe rotor dan shunt. Motor ini memiliki tiga jenis lilitan, dari tiga lilitan tersebut dua lilitan ditempatkan pada rotor dan satu lilitan lainnya ditempatkan pada stator.

Belitan primer, belitan sekunder, dan belitan pengatur adalah tiga jenis belitan yang ada di motor ini. Ini motor induksi digunakan untuk kekuatan tinggi, sedang dan rendah dari komutator. Tegangan supply motor Schrage ini tidak melebihi 600V. Pada artikel kali ini akan dibahas penjelasan singkat tentang motor ini.

Apa itu Motor Schrage?

Definisi: Motor Schrage merupakan salah satu jenis motor induksi yang memiliki tiga jenis lilitan yaitu lilitan primer, sekunder dan tersier. Motor ini merupakan kombinasi konverter frekuensi dan induksi gulungan rotor.

Belitan primer motor ditempatkan pada rotor dengan bantuan tiga cincin selip & supply fasa diberikan ke belitan primer. Belitan sekunder ditempatkan pada stator & diperlukan untuk kontrol PF ( Faktor Daya ) dan kecepatan, dan belitan ketiga yang tersier yang terhubung ke komutator.

Diagram Rangkaian Motor Schrage

Diagram rangkaian ekuivalen dari motor induksi 3 fase tipe komutator kecepatan variabel (motor Schrage) ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

ekuivalen-rangkaian-pengembangan-dari-3-fasa-motor induksi motor-schrage

Dimana

  • r1 adalah resistansi stator per fasa
  • X1 adalah reaktansi kebocoran stator per fasa
  • X0 dan R0 adalah komponen inti rugi per fase
  • V1 adalah tegangan supply,
  • E1 adalah GGL per fasa
  • I0 adalah arus tanpa beban per fasa
  • Iw adalah komponen kerja I0
  • Im adalah I0 adalah magnetisasi komponen per fasa.

Diagram rangkaian perkiraan ekuivalen dari motor induksi Schrage atau motor induksi tiga fasa ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

diagram-rangkaian-ekuivalen-dari-motor induksi-Schrage

Pada gambar di atas, I2 adalah arus rotor yang dipantulkan di stator dan arus ini mengalir melalui semua komponen r1, r2, X1, dan X2. R2 (1-S)/S adalah ekuivalen listrik dari beban mekanis. Pada kondisi tanpa beban motor induksi tiga fasa, N = NS, ketika Ns sama dengan nol dan slip (S) juga sama dengan nol.

Sekarang tempatkan S = 0 di r2, lalu r2 menjadi tak terhingga. Jika r2 diperlakukan sebagai tak terhingga dalam kondisi tanpa beban, maka tidak ada arus yang mengalir melalui ekuivalen listrik dari beban mekanis. Pada saat ini, belitan sekunder dihubung-terbuka. Ketika N = 0, S = 1, letakkan S = 1 di r2 maka r2 menjadi nol. Pada saat ini kita dapat mengatakan bahwa belitan sekunder dihubung pendek.

Teori Motor Schrage

Motor komutator AC tiga fasa adalah jenis khusus dari motor induksi tiga fasa. Komutator digunakan untuk mengubah AC ke DC atau DC ke AC di generator DC. Di sini komutator tidak digunakan untuk mengubah AC ke DC atau DC ke AC, tetapi hanya digunakan untuk memasok arus dalam satu rangkaian ke rangkaian lain.

Komutator diperlukan karena memberikan beberapa sifat khusus seperti penggerak kecepatan konstan seperti mesin shunt, berbagai kecepatan dengan percepatan seragam, faktor daya (PF), dan efisiensi operasional secara keseluruhan tinggi. Mekanisme kontrol kecepatan dan mekanisme faktor daya adalah dua aspek konstruksi.

Mekanisme kontrol faktor daya pada dasarnya diperoleh dengan menggeser sikat dan mekanisme kontrol kecepatan diperoleh dengan injeksi EMF (Medan Elektro-Magnetik) pada frekuensi yang sesuai. Akan ada injeksi EMF rotor dalam mekanisme kontrol kecepatan. Rangkaian rotor ditunjukkan di bawah ini.

rangkaian rotor

Pada rangkaian di atas, SE2 adalah tegangan input ke rotor. Rotor memiliki impedansinya sendiri seperti Z2. Arus di rotor dapat diberikan oleh

I2 = SE2/Z2

Kita tahu bahwa torsi pada motor induksi berbanding lurus dengan !I2 2 * R2/S. Jika arus dinaikkan, torsi akan bertambah. Jika torsi bertambah, kecepatan akan berkurang. Nama lain dari motor Schrage adalah komutator AC tiga fasa yang diumpankan rotor. Motor ini merupakan tipe khusus dari motor induksi terbalik yang memiliki supply tiga fasa pada rotor dan statornya.

Konstruksi

Motor Schrage memiliki stator dan rotor, dimana rotor adalah input dan memiliki dua komponen belitan seperti belitan primer dan belitan pengatur. Belitan primer menerima suplai tiga fasa, dan fluks utama yang diperlukan untuk mesin dihasilkan oleh belitan primer yang terdapat pada rotor.

Belitan pengatur juga disebut sebagai belitan tersier. Tujuan utama belitan ini adalah untuk mendukung pergantian. Stator hanya memiliki belitan tunggal yaitu belitan sekunder, belitan ini merupakan belitan hubung singkat 3 fasa.

Motor ini memiliki enam sikat seperti A1, A2, B1, B2, C1, dan C2 yang terbuat dari perunggu fosfor. Komutator pada dasarnya berbentuk lingkaran, motor Schrage tiga fasa ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

motor Schrage tiga fasa

Misalkan, jika kita ingin memindahkan atau menggeser terminal 'A1' pada suatu sudut maka terminal B1 & C1 juga ikut bergeser bersama dengan terminal 'A1'. Terminal A2, B2 & C2 diselaraskan dalam mekanisme yang sama. Kuas seperti A1, B1, C1 bergerak ke satu arah dan kuas A2, B2, dan C2 bergerak ke arah lain yang berlawanan dengan terminal A1, B1, dan C1.

Sudut yang dipertahankan antara A1, B1, dan C1 adalah 120° demikian pula sudut yang dipertahankan antara A2, B2, dan C2 juga 120°. Sudut yang dipertahankan antara A1 & A2, B1, dan B2, C1 dan C2 yang menjadi titik pertimbangan disebut sebagai sudut beta (β) yang disebut sudut geser sikat.

Dengan mengubah beta ini (β) hanya kita bisa mendapatkan kontrol faktor daya. Keseluruhan operasi bergantung pada berapa banyak sudut yang Anda geser atau berapa banyak sudut yang Anda pertahankan pada akhir awal dan akhir belitan satu fasa. Demikian penjelasan dari konstruksi motor Schrage.

Prinsip Kerja

Cara kerja motor Schrage sederhana saja, ketika anda memberikan supply tiga fasa ke rotor, maka akan menghasilkan sebuah Rotating Magnetic Field (RMF). Medan magnet yang berputar ini berputar dengan kecepatan sinkron (Ns), awalnya kecepatan rotor pada 'Nr' akan sama dengan nol.

Stator selalu nol karena merupakan titik diam yang tidak akan berputar. Jika medan magnet yang berputar berputar searah jarum jam, EMF akan diinduksi di dua tempat pada belitan sekunder dan pada belitan pengatur atau belitan tersier.

Belitan pengatur diinduksi oleh aksi transformator dan belitan sekunder diinduksi oleh EMF yang diinduksi secara dinamis. Bandingkan dengan motor induksi normal, RMF rotor pada SNS sehubungan dengan rotor dan pada NS sehubungan dengan stator. NS - Nr adalah kecepatan celah udara terhadap stator. Pada karakteristik di bawah ini, kita dapat mengamati bahwa ketika beban bertambah, faktor daya bertambah, kecepatan berkurang, dan efisiensi meningkat.

karakteristik motor schrage

Faktor Kontrol Daya

Perpindahan sudut 'ρ' dimasukkan antara sumbu belitan sekunder dan tersier untuk meningkatkan faktor daya. Fluks memotong sumbu belitan tersier ketika fluks menutupi perpindahan sudut 'ρ'.

Di antara belitan primer dan pengatur, aksi transformator akan terjadi dan di antara belitan sekunder dan primer akan terjadi aksi motor induksi.

Kontrol Kecepatan Motor Schrage

Kecepatan motor Schrage dapat dikontrol dengan memvariasikan medan elektromagnetik yang diinjeksikan (EMF) ke dalam motor. Kuas terhubung ke komutator, gambar di bawah ini menunjukkan koneksi kuas ke komutator.

kontrol kecepatan motor schrage

Pada gambar (a), sikat A dan B terhubung ke komutator tunggal atau komutator yang sama. Medan elektromagnetik yang diinjeksikan adalah nol dan n r sama dengan ns (nr = ns) dalam hal ini.

Dalam gambar (b), sikat 'A' terhubung ke terminal 'a' dan sikat 'B' terhubung ke terminal 'b'. Dalam hal ini, nr kurang dari ns (nr <ns).

Dalam gambar (c), posisi sikat dipertukarkan dalam kasus ini dan nr lebih besar dari ns (nr > ns).

EMF yang diinjeksikan untuk setiap pemisahan sikat 'θ' diberikan oleh

Ej = Ejmax sin (θ/2)

Ketika θ = 0, EMF Ej = 0 dan ketika θ = 90°, EMF Ej = Ejmax

Kelebihan

Keuntungan dari motor Schrage adalah

  • Kecepatan bagus
  • Faktor daya (PF) tinggi untuk kecepatan tinggi
  • Mudah untuk mengontrol kecepatan

Kekurangan

Kelemahan dari motor Schrage adalah

  • Kerugian lebih banyak
  • Strukturnya rumit
  • Efisiensi rendah

Aplikasi

Penerapan dari motor Schrage adalah

  • Cranes
  • Kipas angin
  • Pompa sentrifugal
  • Mesin cetak dan pengepakan
  • Konveyor
  • Rajutan dan ring spinning
  • Pabrik kertas
  • Stokers
  • Penggerak pakan dan pemisah
  • Perubahan frekuensi
  • Dll.

Pertanyaan

1). Motor apa yang paling efisien?

Motor yang paling efisien adalah motor tanpa sikat.

2). Apa itu motor rotor wound?

Wound adalah motor listrik arus bolak-balik.

3). Apa itu motor induksi tunggal?

Motor induktor tunggal adalah salah satu jenis motor arus bolak-balik, yang digunakan untuk melakukan tugas fisik.

4). Motor mana yang memiliki torsi awal tertinggi?

Motor arus searah memiliki torsi awal tertinggi.

5). Apa itu motor self-start?

Motor self-start adalah motor yang berjalan secara otomatis tanpa gaya tambahan atau gaya eksternal.

Pada artikel ini, tinjauan umum kerja motor Schrage, diagram rangkaian motor Schrage, kontrol faktor daya, dan kontrol kecepatan, kelebihan, kekurangan, dan aplikasi dibahas.