Motor Induksi Satu Fasa

Motor tiga fasa dapat dijalankan dari sumber daya satu fasa. Namun, itu tidak akan memulai sendiri. Ini mungkin dimulai dengan tangan di kedua arah, menjadi cepat dalam beberapa detik. Ini hanya akan mengembangkan 2/3 dari peringkat daya 3- karena satu belitan tidak digunakan.

3-φ motor berjalan dari daya 1-φ tetapi tidak mulai

Koil Tunggal dari Motor Satu Fasa

Kumparan tunggal motor induksi satu fasa tidak menghasilkan medan magnet yang berputar, melainkan medan yang berdenyut yang mencapai intensitas maksimum pada listrik 0° dan 180°.

Stator fase tunggal menghasilkan medan magnet yang tidak berputar dan berdenyut

Pandangan lain adalah bahwa kumparan tunggal yang dieksitasi oleh arus satu fasa menghasilkan dua fasor medan magnet yang berputar berlawanan, bertepatan dua kali per putaran pada 0 ° (Gambar di atas-a) dan 180 ° (Gambar e). Ketika fasor berputar ke 90° dan -90 °, fasor-fasor tersebut batal pada gambar c.

Pada 45 ° dan -45 ° (gambar b) mereka sebagian aditif sepanjang sumbu +x dan membatalkan sepanjang sumbu y. Situasi analog ada pada gambar d. Jumlah dari kedua fasor ini adalah fasor yang diam dalam ruang, tetapi polaritasnya berselang-seling dalam waktu. Dengan demikian, tidak ada torsi awal yang dikembangkan.

Namun, jika rotor diputar ke depan pada sedikit kurang dari kecepatan sinkron, itu akan mengembangkan torsi maksimum pada slip 10% sehubungan dengan fasor berputar maju. Torsi yang lebih kecil akan dihasilkan di atas atau di bawah 10% slip.

Rotor akan melihat 200% - 10% slip sehubungan dengan fasor medan magnet yang berputar berlawanan. Torsi kecil (lihat kurva torsi vs slip) selain riak frekuensi ganda dikembangkan dari fasor putaran balik. Dengan demikian, kumparan fase tunggal akan mengembangkan torsi, setelah rotor dimulai.

Jika rotor dimulai dalam arah sebaliknya, maka akan menghasilkan torsi besar yang serupa saat mendekati kecepatan fasor yang berputar ke belakang.

Motor induksi satu fase memiliki sangkar tupai tembaga atau aluminium yang tertanam dalam silinder laminasi baja, tipikal motor induksi polifase.

Motor Kapasitor Pemisah Permanen

Salah satu cara untuk memecahkan masalah satu fasa adalah dengan membangun motor 2 fasa, yang menurunkan daya 2 fasa dari satu fasa. Ini membutuhkan motor dengan dua belitan yang terpisah 90° listrik, diumpankan dengan dua fase arus yang dipindahkan 90° pada waktunya. Ini disebut motor kapasitor split permanen.

Motor induksi kapasitor split permanen

Jenis motor ini mengalami peningkatan besaran arus dan pergeseran waktu mundur saat motor mencapai kecepatan, dengan pulsa torsi pada kecepatan penuh. Solusinya adalah menjaga kapasitor (impedansi) kecil untuk meminimalkan kerugian.

Rugi-ruginya lebih kecil daripada untuk motor kutub yang diarsir. Konfigurasi motor ini bekerja dengan baik hingga 1/4 tenaga kuda (200 watt), meskipun, biasanya diterapkan pada motor yang lebih kecil. Arah motor mudah dibalik dengan mengganti kapasitor secara seri dengan belitan lainnya. Jenis motor ini dapat disesuaikan untuk digunakan sebagai motor servo, yang dijelaskan di bagian lain bab ini.

Motor induksi satu fasa dengan kumparan stator tertanam

Motor induksi satu fasa mungkin memiliki kumparan yang tertanam ke dalam stator untuk motor ukuran lebih besar. Padahal, ukuran yang lebih kecil menggunakan lebih sedikit kompleks untuk membangun belitan terkonsentrasi dengan kutub yang menonjol.

Motor Induksi Pengaktifan Kapasitor

Pada gambar di bawah kapasitor yang lebih besar dapat digunakan untuk memulai motor induksi satu fasa melalui belitan bantu jika dimatikan oleh sakelar sentrifugal setelah motor mencapai kecepatan. Selain itu, belitan bantu mungkin lebih banyak lilitan kawat yang lebih berat daripada yang digunakan pada motor fase-terpisah resistansi untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan.

Hasilnya adalah torsi awal yang lebih banyak tersedia untuk beban berat seperti kompresor AC. Konfigurasi motor ini bekerja dengan sangat baik sehingga tersedia dalam ukuran multi-tenaga kuda (multi-kilowatt).

Motor induksi starter kapasitor

Motor Induksi Motor Pengoperasian Kapasitor

Sebuah variasi dari motor kapasitor-start (gambar di bawah) adalah untuk memulai motor dengan kapasitor yang relatif besar untuk torsi awal yang tinggi, tetapi meninggalkan kapasitor nilai yang lebih kecil di tempat setelah mulai meningkatkan karakteristik berjalan sementara tidak menarik arus yang berlebihan. Kompleksitas tambahan dari motor yang dijalankan oleh kapasitor dapat dibenarkan untuk motor berukuran lebih besar.

Motor induksi motor yang dijalankan kapasitor

Kapasitor starter motor dapat berupa kapasitor elektrolitik non-polar anoda ganda yang dapat berupa dua kapasitor elektrolitik terpolarisasi seri + ke + (atau - ke -). Kapasitor elektrolit pengenal AC tersebut memiliki rugi-rugi yang sangat tinggi sehingga hanya dapat digunakan untuk tugas terputus-putus (1 detik aktif, 60 detik mati) seperti start motor.

Kapasitor untuk menjalankan motor tidak boleh dari konstruksi elektrolitik, tetapi jenis polimer rugi yang lebih rendah.

Motor Induksi Motor Fase Terpisah Resistansi

Jika belitan bantu dengan lilitan yang jauh lebih sedikit, kawat yang lebih kecil ditempatkan pada 90° listrik ke belitan utama, dapat memulai motor induksi satu fasa. Dengan induktansi yang lebih rendah dan resistansi yang lebih tinggi, arus akan mengalami pergeseran fasa yang lebih sedikit daripada belitan utama.

Sekitar 30° perbedaan fasa dapat diperoleh. Kumparan ini menghasilkan torsi awal yang moderat, yang diputuskan oleh sakelar sentrifugal pada 3/4 kecepatan sinkron. Pengaturan sederhana (tanpa kapasitor) ini berfungsi dengan baik untuk motor hingga 1/3 tenaga kuda (250 watt) yang mengemudikan beban dengan mudah.

Resistensi motor induksi motor fase terbagi

Motor ini memiliki torsi awal yang lebih besar daripada motor kutub berbayang (bagian berikutnya), tetapi tidak sebanyak motor dua fase yang dibuat dari bagian yang sama. Densitas arus dalam belitan bantu sangat tinggi selama pengasutan sehingga kenaikan suhu yang cepat mengakibatkan seringnya memulai ulang atau beban pengasutan yang lambat.

Korektor Faktor Daya Nola

Frank Nola dari NASA mengusulkan korektor faktor daya untuk meningkatkan efisiensi motor induksi AC pada pertengahan 1970-an. Hal ini didasarkan pada premis bahwa motor induksi tidak efisien pada beban kurang dari penuh. Inefisiensi ini berkorelasi dengan faktor daya yang rendah.

Faktor daya yang lebih kecil dari satu disebabkan oleh arus magnetisasi yang dibutuhkan oleh stator. Arus tetap ini adalah proporsi yang lebih besar dari total arus motor karena beban motor berkurang. Pada beban ringan, arus magnetisasi penuh tidak diperlukan. Ini dapat dikurangi dengan menurunkan tegangan yang diberikan, meningkatkan faktor daya dan efisiensi.

Korektor faktor daya mendeteksi faktor daya, dan menurunkan tegangan motor, sehingga memulihkan faktor daya yang lebih tinggi dan mengurangi rugi-rugi.

Karena motor satu fase sekitar 2 sampai 4 kali lebih tidak efisien daripada motor tiga fase, ada potensi penghematan energi untuk motor 1-φ. Tidak ada penghematan untuk motor dengan beban penuh karena semua arus magnetisasi stator diperlukan.

Tegangan tidak dapat dikurangi. Tetapi ada potensi penghematan dari motor yang kurang dari beban penuh. Motor nominal 117 VAC dirancang untuk bekerja setinggi 127 VAC, serendah 104 VAC. Itu berarti lemari es tidak terisi penuh saat dioperasikan pada lebih dari 104 VAC, misalnya lemari es 117 VAC.

Aman bagi pengontrol faktor daya untuk menurunkan tegangan saluran ke 104-110 VAC. Semakin tinggi tegangan saluran awal, semakin besar potensi penghematan. Tentu saja, jika perusahaan listrik menghasilkan lebih dekat ke 110 VAC, motor akan beroperasi lebih efisien tanpa perangkat tambahan.

Setiap motor induksi fase tunggal yang secara substansial menganggur, 25% FLC atau kurang, adalah kandidat untuk PFC. Padahal, perlu beroperasi sejumlah besar jam per tahun. Dan semakin banyak waktu idle, seperti pada gergaji kayu, mesin press, atau konveyor, semakin besar kemungkinan membayar pengontrol dalam beberapa tahun operasi.

Seharusnya lebih mudah untuk membayarnya dengan faktor tiga dibandingkan dengan motor 3-φ yang lebih efisien. Biaya PFC tidak dapat dipulihkan untuk motor yang beroperasi hanya beberapa jam per hari.

Ringkasan:Motor induksi satu fase

• Motor induksi satu fasa tidak dapat memulai sendiri tanpa belitan stator bantu yang digerakkan oleh arus sefasa mendekati 90° . Setelah mulai gulungan bantu adalah opsional.
• Gulungan bantu dari motor kapasitor split permanen memiliki kapasitor secara seri dengannya selama memulai dan menjalankan.
• Sebuah motor induksi start-kapasitor hanya memiliki kapasitor yang dirangkai seri dengan belitan bantu selama pengasutan.
• Sebuah motor yang dijalankan oleh kapasitor biasanya memiliki kapasitor elektrolitik non-terpolarisasi besar yang dirangkai secara seri dengan belitan bantu untuk memulai, kemudian kapasitor non-elektrolitik yang lebih kecil selama berjalan.
• Gulungan bantu dari resistansi motor fase-terpisah mengembangkan perbedaan fase versus belitan utama selama pengasutan berdasarkan perbedaan resistansi.

LEMBAR KERJA TERKAIT:

• Lembar Kerja Teori Motor AC