Menjalankan Motor Induksi Tiga-Fase dari Sumber Listrik Satu-Fase: Metode dan Tips Teruji

Menjalankan Motor Induksi 3-Φ pada Sumber 1-Phase – 3 Metode

Menurut jenis sumber listrik AC, motor induksi diklasifikasikan menjadi dua jenis; motor induksi tiga-fase dan motor induksi satu-fase. Dalam sebagian besar aplikasi industri dan pertanian, motor induksi tiga-fase digunakan secara luas dibandingkan motor induksi satu-fase.

Karena kekurangan daya, listrik tiga-fase tidak terus-menerus tersedia dalam aplikasi pertanian. Dalam hal ini, satu fasa terputus dari sakter operasi geng (GOS). Jadi, sebagian besar waktu, dua dari tiga fasa tersedia. Namun dengan pengaturan khusus apa pun, tidak mungkin mengoperasikan motor tiga-fase pada sumber listrik satu-fase.

Seperti yang kita ketahui, motor induksi tiga-fase adalah motor self-start. Saat stator winding motor induksi tiga-fase menghasilkan medan magnet berputar. Ini akan menghasilkan pergeseran fase 120˚. Namun, dalam kasus motor induksi satu-fase, medan magnet berdenyut diinduksi. Oleh karena itu, motor induksi satu-fase bukan motor self-starting. Ia memerlukan auxiliary tambahan untuk keperluan starting.

• Post Terkait: Apa yang Terjadi Jika Anda Menghubungkan Motor Induksi 3-Φ ke Sumber 1-Phase?

Sama seperti di sini, kita perlu melakukan pengaturan tambahan untuk mengoperasikan motor induksi tiga-fase pada sumber satu-fase. Tiga metode;

• Menggunakan Kapasitor Statis (metode pergeseran fase)
• Menggunakan VFD (variable frequency drive)
• Menggunakan Rotary Converter

Dalam artikel ini, kita akan membahas setiap metode secara singkat.

Menggunakan Kapasitor Statis

Saat kita menyuplai daya AC tiga-fase ke stator motor induksi tiga-fase, medan magnet berputar time-varying 120˚ terpisah yang seimbang dihasilkan. Namun dalam kasus motor induksi satu-fase, medan magnet berdenyut diinduksi. Dan dalam kasus ini, torsi awal (starting torque) tidak dihasilkan. Dalam motor induksi satu-fase, winding tambahan digunakan untuk membuat pergeseran fase. Sebagai gantinya starting winding, kapasitor atau induktor juga digunakan untuk membuat pergeseran fase.

Mirip dengan prinsip ini, kita dapat menggunakan winding tiga-fase motor induksi tiga-fase dan menggeser satu winding menggunakan kapasitor atau induktor. Setelah motor induksi tiga-fase dimulai pada sumber satu-fase, ia terus berjalan pada kapasitas yang dikurangi. Output bersih atau efisiensi motor berkurang menjadi 2/3^rd dari kapasitas rated-nya.

Metode ini juga dikenal sebagai metode static phase converter atau phase-shifting method atau rewinding method.

Dalam beberapa pengaturan, dua kapasitor digunakan; satu untuk starting dan yang kedua untuk running. Start capacitor memiliki kapasitas 4 hingga 5 kali lebih besar dibandingkan running capacitor. Diagram rangkaian pengaturan ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Start capacitor hanya digunakan untuk keperluan starting. Ia akan terputus dari rangkaian setelah starting. Running capacitor selalu tetap dalam rangkaian. Di sini, seperti yang ditunjukkan pada gambar, motor terhubung dalam star connection. Dan kedua kapasitor terhubung di antara dua fasa winding.

Sumber satu-fase memiliki dua terminal. Satu terminal terhubung ke kombinasi seri winding dan terminal kedua terhubung dengan terminal sisa winding tiga-fase. Kadang hanya satu kapasitor yang digunakan. Tipe pengaturan ini ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Dalam sebagian besar kasus, motor induksi kecil terhubung dalam star connection. Di sini, kita mengambil motor induksi tiga-fase yang terhubung star. Sebuah autotransformer digunakan untuk meningkatkan tingkat tegangan. Karena tingkat tegangan sumber tiga-fase adalah 400-440 V dan tingkat tegangan sumber satu-fase adalah 200-230 V untuk supply 50 Hz.

Kita dapat menggunakan rangkaian ini tanpa menggunakan autotransformer. Dalam hal itu, tingkat tegangan tetap pada daya satu-fase (200-230 V). Dalam kondisi ini juga, motor akan berjalan. Namun karena tegangan rendah, torsi yang dihasilkan motor rendah. Masalah ini dapat diatasi dengan menghubungkan starting capacitor tambahan (fig-1). Kapasitor ini dikenal sebagai starting capacitor atau phase-lock capacitor.

Jika Anda perlu membalikkan arah motor, ubah diagram koneksi seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.

Limitations:

Keterbatasan metode kapasitor statis tercantum di bawah ini.

• Output power motor induksi tiga-fase berkurang sebesar 2/3^rd dari full load power.
• Metode ini dapat digunakan untuk tujuan sementara. Tidak cocok untuk aplikasi running berkelanjutan.
• Dalam metode ini, efek loading terus-menerus pada dua fasa. Ini akan mengurangi umur motor.

Menggunakan VFD

VFD berarti variable frequency drive. Ini adalah perangkat yang digunakan untuk mengontrol motor (kecepatan yang dapat disesuaikan saat running). VFD menyesuaikan arus input motor sesuai dengan permintaan (beban). Perangkat ini memungkinkan motor untuk beroperasi secara efisien dalam kondisi beban yang bervariasi.

Metode ini adalah yang terbaik untuk mengoperasikan motor induksi tiga-fase pada sumber satu-fase. Dalam hal ini, sumber satu-fase yang tersedia diberikan sebagai input ke VFD. VFD mengubah sumber satu-fase menjadi DC dengan rectifying. Lagi, ia mengubah supply DC menjadi supply AC tiga-fase. Dan frekuensi output tiga-fase diatur oleh VFD.

Oleh karena itu, daya yang tersedia (satu-fase) diberikan ke VFD, dan output (daya tiga-fase) VFD digunakan sebagai input motor tiga-fase. Ini juga menghilangkan rush current saat starting motor. Ini juga memberikan starting yang halus dari posisi diam hingga kondisi full speed. Ada berbagai jenis dan rating VFD yang tersedia untuk aplikasi dan motor yang berbeda. Anda hanya perlu memilih VFD yang tepat untuk aplikasi Anda.

Biaya VFD lebih mahal dari kapasitor statis. Namun, ia memberikan kinerja motor yang lebih baik. Biaya VFD lebih murah daripada rotary phase converter. Jadi, dalam sebagian besar aplikasi, VFD digunakan sebagai pengganti rotary phase converters.

Keuntungan VFD:

Keuntungan menggunakan VFD untuk menjalankan motor induksi tiga-fase pada sumber listrik satu-fase.

• Dengan menyesuaikan parameter VFD, kita dapat mencapai soft start motor.
• Mudah untuk beroperasi pada kinerja terbaik dengan efisiensi lebih tinggi.
• Ia memiliki fungsi self-diagnosis yang digunakan untuk melindungi motor dari overvoltage, overload, overheating, dll.
• Ia diprogram untuk mencapai kontrol otomatis motor.

Menggunakan Rotary Phase Converter

Metode lain yang digunakan adalah menjalankan motor induksi tiga-fase pada sumber listrik satu-fase menggunakan rotary phase converter (RPC). Proses ini sangat mahal. Ini akan memberikan kinerja terbaik dibandingkan semua metode lainnya. Karena rotary phase converter menghasilkan sinyal tiga-fase yang sempurna pada output. Lalu juga, ini tidak digunakan secara luas karena biaya rotary converter sangat tinggi.

Diagram koneksi rotary phase converter ditunjukkan pada gambar di bawah ini.