Motor Induksi dan Karakteristiknya Berdasarkan Standar NEMA

Motor induksi merupakan jenis motor listrik dengan penggunaan yang paling luas di dunia perindustrian. Motor induksi memiliki stator dan rotor yang dipisah oleh air gap. Bagaimanapun juga, baik stator maupun rotor dari motor induksi mengalir arus bolak-balik. Arus bolak-balik diberikan langsung ke stator dan terinduksikan ke rotor. oleh sebab itulah disebut dengan motor induksi. Motor induksi memiliki banyak ukuran, motor satu phasa dengan ukuran kecil digunakan pada peralatan rumah tangga, seperti blender, juice mixer, mesin cuci, lemari es, dan sebagainya. Motor induksi tiga phasa dengan puluhan bahkan ribuan horsepower biasa digunakan sebagai pompa, kipas, kompresor, konveyor di pabrik kertas, pabrik tekstil, dan sebagainya. Motor induksi dengan tingkatan lebih tinggi telah dikembangkan untuk digunakan dalam sistem transportasi [1].

Prinsip Kerja Motor Induksi
Apabila sumber tegangan tiga phasa dihubungkan pada kumparan stator, maka akan timbul medan putar dengan kecepatan ns = 120 f/p pada stator. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduktor pada rotor, akibatnya pada kumparan rotor timbul tegangan induksi (ggl). Karena kumparan rotor merupakan rangkaian tertutup, maka ggl akan menghasilkan arus yang mengalir pada kumparan rotor. adanya arus di dalam medan magnet akan menimbulkan gaya pada rotor, hal ini sesuai dengan hukum Lorentz. Bila kopel mula yang dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besar untuk memikul kopel beban, rotor akan berputar sesuai dengan arah medan putar stator.

Motor Induksi Standard NEMA
Perindustrian membutuhkan banyak jenis motor listrik. Agar didapatnya karakteristik start dan running yang sesuai dengan kebutuhan, beberapa desain standar dari motor sangkar tupai diciptakan oleh berbagai pabrik. Karakteristik torsi-kecepatan motor induksi telah distandardisasi oleh National Electrical Manufacture Association (NEMA) seperti terlihat pada Gambar 1. Variabel yang berbeda dari tiap kelas motor adalah resistansi efektif dari rangkaian rotor sangkar tupai [1].

Gambar 1. Karakteristik torsi-kecepatan tiap kelas motor induksi standard NEMA

1. Motor Kelas A

Karakteristik dari motor kelas A adalah torsi starting yang normal, arus start yang tinggi, slip kerja yang rendah. Motor kelas A memiliki tahanan rangkaian rotor yang rendah dengan persentase slip rendah berkisar 0.5 < s < 1.5 pada beban penuh. Mesin jenis ini sesuai diaplikasikan untuk beban yang memerlukan torsi rendah saat awal (seperti kipas angin atau pompa) sehingga kecepatan penuh dapat dicapai dengan cepat, dan overheating akibat arus start yang tinggi pada saat awal dapat diatasi. Pada motor besar, rangkaian wye - delta dibutuhkan untuk membatasi arus start.

2. Motor Kelas B

Adapun karakteristik dari motor kelas B yakni memiliki torsi start yang normal, arus start rendah, dan slip yang rendah. Torsi awal motor kelas B hampir sama dengan motor kelas A, namun arus start 75 persen lebih rendah dari motor kelas A. Arus start dapat dikurangi akibat desain rotor bar yang dalam sehingga kebocoran reaktansi semakin besar. Kebocoran reaktansi yang besar mengakibatkan torsi yang rendah. Sedangkan slip saat beban penuh dan efisiensi sama bagusnya dengan motor kelas A.

3. Motor Kelas C

Karakteristik motor kelas C memiliki torsi awal yang besar, dan arus start yang kecil. rotor dengan double-cage bar digunakan, sehingga tahanan rotor lebih besar dari motor kelas B. Slip saat beban penuh lebih tinggi dan efisiensi lebih rendah daripada motor kelas A maupun B. Motor kelas C cocok digunakan sebagai kompresor, konveyor, penghancur, dan sebagainya.

4. Motor Kelas D

Karakteristik motor kelas D yakni memiliki torsi awal yang besar, arus start yang kecil, dan nilai slip yang besar. Batang konduktor rotor terbuat dari bahan yang memiliki tahanan dalam tinggi seperti kuningan atau tembaga. Karakteristik torsi-kecepatan sama dengan motor induksi dengan rotor belitan yang diberi tahanan luar. Slip saat beban penuh mencapai 8 hingga 15 persen, namun efisiensi motor rendah. Motor ini cocok untuk menggerakkan beban yang terputus-putus seperti hoist, akselerasi yang cepat, beban yang besar seperti menekan, memukul, atau memotong.

Artikel diambil dari laporan kerja praktek penulis

Referensi
[1] Sen, P.C. 1997. Principles Of Electric Machines And Power Electronic. Wiley: New York