Motor Induksi 1 Fasa (Single Phase)
Motor induksi 1 fasa dibangun dalam ukuran kecil (hingga 3 HP).
Motor tiga fasa dapat dijalankan dari sumber daya satu fasa. Namun, itu tidak akan memulai sendiri. Ini mungkin dimulai dengan tangan di kedua arah, naik ke kecepatan dalam beberapa detik.
Ini hanya akan mengembangkan 2/3 dari 3-φ power rating karena satu belitan tidak digunakan.
Single Coil dari Motor Induksi 1 Fasa
Koil tunggal dari motor induksi 1 fasa tidak menghasilkan medan magnet yang berputar, tetapi medan yang berdenyut mencapai intensitas maksimum pada listrik 0 ° dan 180 °.
Bisa kita lihat ilustrasi dibawah ini :
Disisi lain, koil tunggal yang tereksitasi oleh arus fase tunggal menghasilkan dua fasa medan magnet counter-rotating, bertepatan dua kali per revolusi pada 0° (Gambar di atas-a) dan 180° (gambar e). Ketika phasors berputar ke 90° dan -90° mereka membatalkan gambar c.
Pada angka 45° dan -45° (gambar b) mereka sebagian aditif sepanjang sumbu x dan membatalkan sepanjang sumbu y.
Situasi analog ada pada gambar d. Jumlah dari dua fasor ini adalah fasor diam di angkasa, tetapi bergantian polaritas dalam waktu. Dengan demikian, tidak ada torsi awal yang dikembangkan.
Namun, jika rotor diputar ke depan sedikit kurang dari kecepatan sinkron, itu akan mengembangkan torsi maksimum pada slip 10% sehubungan dengan fasor berputar ke depan. Torsi lebih kecil akan dikembangkan di atas atau di bawah 10% slip.
Rotor akan melihat slip 200% – 10% berkenaan dengan fasor medan magnet counter-rotating.
Torsi kecil (lihat kurva torsi vs slip) selain riak frekuensi ganda dikembangkan dari counter-rotating phasor. Dengan demikian, koil fase tunggal akan mengembangkan torsi, begitu rotor dimulai.
Jika rotor dimulai pada arah yang terbalik, itu akan mengembangkan torsi besar yang sama ketika mendekati kecepatan fasor berputar mundur.
Motor induksi 1 fasa memiliki sangkar tupai tembaga atau aluminium yang tertanam di dalam silinder laminasi baja, khas motor induksi polifase.
Permanent-Split Capacitor Motor
Salah satu cara untuk memecahkan masalah motor induksi 1 fasa adalah dengan membangun motor 2 fase, yang memperoleh daya 2 fase dari fase tunggal.
Ini membutuhkan motor dengan dua belitan yang terpisah 90° listrik, diumpankan dengan dua fase arus yang dipindahkan 90° dalam waktu. Ini disebut motor kapasitor split permanen .
Jenis motor ini mengalami peningkatan magnitudo arus dan pergeseran waktu mundur saat motor mencapai kecepatan, dengan denyut torsi pada kecepatan penuh. Solusinya adalah menjaga kapasitor (impedansi) kecil untuk meminimalkan kerugian.
Kerugiannya lebih kecil dari motor kutub yang diarsir.
Konfigurasi motor ini bekerja dengan baik hingga 1/4 daya kuda (200 watt), meskipun, biasanya diterapkan pada motor yang lebih kecil. Arah motor mudah dibalik dengan mengganti kapasitor secara seri dengan belitan lainnya.
Motor induksi 1 fasa mungkin memiliki kumparan yang tertanam ke dalam stator untuk motor berukuran lebih besar.
Padahal, ukuran yang lebih kecil menggunakan kurang kompleks untuk membangun gulungan terkonsentrasi dengan kutub yang menonjol.
Capacitor-Start Motor Induksi
Pada gambar di bawah, kapasitor yang lebih besar dapat digunakan untuk memulai motor induksi satu fase melalui belitan bantu jika dimatikan dengan sakelar sentrifugal setelah motor mencapai kecepatan.
Selain itu, belitan bantu mungkin lebih banyak lilitan kawat yang lebih berat daripada yang digunakan pada motor fasa resistansi untuk mengurangi kenaikan suhu yang berlebihan.
Hasilnya adalah torsi awal yang lebih banyak tersedia untuk beban berat seperti kompresor pendingin udara.
Konfigurasi motor ini bekerja sangat baik sehingga tersedia dalam ukuran multi-horsepower (multi-kilowatt).
Capacitor-Run Motor Induksi
Variasi motor start kapasitor (gambar di bawah) adalah menjalankan motor dengan kapasitor yang relatif besar untuk torsi awal yang tinggi, tetapi biarkan kapasitor dengan nilai yang lebih kecil di tempat setelah mulai meningkatkan karakteristik berlari sambil tidak menarik arus berlebih.
Kompleksitas tambahan motor yang dijalankan kapasitor dibenarkan untuk motor ukuran yang lebih besar.
Kapasitor start motor dapat berupa kapasitor elektrolitik non-polar ganda anoda yang dapat berupa dua + ke + (atau – ke -) kapasitor elektrolit terpolarisasi seri-seri.
Kapasitor elektrolitik pengenal AC seperti ini memiliki kerugian yang sangat tinggi sehingga hanya dapat digunakan untuk tugas intermiten (1 detik aktif, 60 detik off) seperti motor start.
Kapasitor untuk menjalankan motor tidak boleh dari konstruksi elektrolitik, tetapi jenis polimer kerugian yang lebih rendah.
Perlawanan Split-Phase Motor Induksi Motor
Jika sebuah lilitan bantu belokan lebih sedikit jauh, kawat yang lebih kecil ditempatkan pada 90° listrik ke belitan utama, ia dapat memulai motor induksi satu fase.
Dengan induktansi yang lebih rendah dan resistansi yang lebih tinggi, arus akan mengalami lebih sedikit pergeseran fasa daripada belitan utama.
Sekitar 30° perbedaan fasa dapat diperoleh. Koil ini menghasilkan torsi awal yang sedang, yang terputus oleh sakelar sentrifugal pada kecepatan sinkron 3/4.
Pengaturan sederhana (tanpa kapasitor) ini berfungsi dengan baik untuk motor hingga 1/3 tenaga kuda (250 watt) yang menggerakkan muatan dengan mudah dimulai.
Motor ini memiliki lebih banyak torsi awal daripada motor kutub berbayang (bagian berikutnya), tetapi tidak sebanyak motor dua fase yang dibangun dari bagian yang sama.
Kerapatan arus dalam belitan bantu sangat tinggi selama start sehingga kenaikan suhu yang cepat mengakibatkan seringnya memulai ulang atau memperlambat beban awal.
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 kurang dari beban penuh. Inefisiensi ini berkorelasi dengan faktor daya rendah.
Faktor daya yang kurang dari satu disebabkan oleh arus magnet yang diperlukan 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 mengurangi tegangan yang diberikan, meningkatkan faktor daya dan efisiensi.
Korektor faktor daya merasakan faktor daya, dan mengurangi tegangan motor, sehingga memulihkan faktor daya yang lebih tinggi dan mengurangi kerugian.
Karena motor fase tunggal sekitar 2 hingga 4 kali lebih tidak efisien daripada motor tiga fase, ada potensi penghematan energi untuk motor 1-.. Tidak ada penghematan untuk motor yang terisi penuh karena semua arus magnetisasi stator diperlukan.
Tegangan tidak dapat dikurangi. Tetapi ada potensi penghematan dari motor yang kurang terisi penuh.
Motor 117 VAC nominal dirancang untuk bekerja pada ketinggian 127 VAC, serendah 104 VAC. Itu berarti bahwa itu tidak dimuat penuh ketika dioperasikan pada lebih dari 104 VAC, misalnya, kulkas 117 VAC.
Aman bagi pengontrol faktor daya untuk menurunkan tegangan saluran ke 104-110 VAC. Semakin tinggi tegangan saluran awal, semakin besar potensi penghematannya. Tentu saja, jika perusahaan listrik memberikan lebih dekat ke 110 VAC, motor akan beroperasi lebih efisien tanpa perangkat tambahan.
Setiap motor yang menganggur, 25% FLC atau kurang, motor induksi satu fase adalah kandidat untuk PFC.
Padahal, perlu beroperasi sejumlah besar jam per tahun. Dan semakin banyak waktu idle, seperti pada gergaji kayu, punch press, atau conveyor, semakin besar kemungkinan membayar controller dalam beberapa tahun operasi.
Seharusnya lebih mudah 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.
Leave a Comment