Prinsip kerja motor AC

Motor AC adalah suatu alat yang mengubah energi listrik dari arus bolak-balik menjadi energi mekanik. Ini terutama terdiri dari belitan elektromagnetik atau belitan stator terdistribusi yang digunakan untuk menghasilkan medan magnet, bersama dengan jangkar atau rotor yang berputar. Motor beroperasi berdasarkan prinsip bahwa kumparan pembawa arus-mengalami gaya dalam medan magnet, sehingga menyebabkannya berputar. Motor AC dikategorikan menjadi dua jenis: motor AC sinkron dan motor induksi [1].

Gulungan stator motor AC tiga-fasa pada dasarnya adalah tiga kumparan yang berjarak 120 derajat, dihubungkan dalam konfigurasi delta atau bintang. Ketika arus tiga-fasa diterapkan, medan magnet dihasilkan di setiap kumparan, dan kombinasi ketiga medan ini menghasilkan medan magnet berputar.

Motor AC terdiri dari stator dan rotor, dan dibagi menjadi dua jenis: motor AC sinkron dan motor induksi. Kedua jenis motor tersebut menghasilkan medan magnet berputar dengan melewatkan arus bolak-balik melalui belitan stator, namun belitan rotor motor AC sinkron biasanya memerlukan suplai arus searah (arus eksitasi) dari eksitasi; Motor induksi, sebaliknya, tidak memerlukan arus untuk dialirkan melalui belitan rotor.

Gulungan stator motor AC tiga-fasa pada dasarnya terdiri dari tiga kumparan yang berjarak 120 derajat satu sama lain, dihubungkan dalam bentuk segitiga atau bintang. Ketika arus tiga-fasa diterapkan, medan magnet dihasilkan di setiap kumparan, dan ketiga medan magnet ini bergabung membentuk medan magnet yang berputar. Arus melengkapi getaran penuh, dan medan magnet yang berputar berputar tepat satu kali. Oleh karena itu, jumlah putaran per menit dari medan magnet yang berputar adalah N=60f. Dalam rumusnya, f adalah frekuensi daya.

Motor AC dapat dibagi menjadi motor sinkron dan motor asinkron (disebut juga motor asinkron) berdasarkan kecepatan putaran rotornya. Berapapun besarnya beban, kecepatan rotor motor sinkron selalu sama dengan kecepatan putaran medan magnet, sehingga kecepatan ini disebut kecepatan sinkron. Seperti disebutkan di atas, ini hanya bergantung pada frekuensi catu daya. Kecepatan motor asinkron tidak konstan, tergantung besar kecilnya beban dan tegangan suplai. Ada dua jenis motor asinkron tiga-fasa: motor tanpa penyearah dan motor asinkron dengan penyearah. Sebagian besar motor asinkron yang digunakan dalam aplikasi praktis adalah motor induksi tanpa penyearah (walaupun motor penyearah asinkron tiga-fase paralel dan seri memiliki keunggulan kecepatan yang dapat disesuaikan pada rentang yang luas dan faktor daya yang tinggi), dan kecepatannya selalu lebih rendah daripada kecepatan sinkron.

 

Tujuan utama

Efisiensi kerja motor listrik AC tinggi, tanpa asap, bau, pencemaran lingkungan, dan kebisingan rendah. Karena rangkaian keunggulannya, ia banyak digunakan di berbagai bidang seperti produksi industri dan pertanian, transportasi, pertahanan negara, peralatan komersial dan rumah tangga, peralatan listrik medis, dll.

 

Prinsip kerja

Motor induksi, juga dikenal sebagai motor asinkron, mengacu pada rotor yang ditempatkan dalam medan magnet yang berputar dan memperoleh torsi rotasi di bawah aksi medan magnet yang berputar, menyebabkan rotor berputar.

Penampilan dan struktur internal motor induksi. Rotor adalah konduktor yang dapat diputar, biasanya berbentuk sangkar tupai. Stator adalah bagian motor listrik yang tidak berputar, yang tugas utamanya menghasilkan medan magnet yang berputar. Medan magnet yang berputar tidak dapat dicapai melalui metode mekanis. Namun sebaliknya, arus bolak-balik dialirkan ke beberapa pasang elektromagnet, menyebabkan sifat kutub magnetnya berubah secara siklis, sehingga setara dengan medan magnet yang berputar. Motor jenis ini tidak memiliki sikat atau cincin kolektor seperti motor DC. Tergantung pada jenis daya AC yang digunakan, ada motor-fase tunggal dan motor-tiga fase. Motor satu fasa digunakan pada perangkat seperti mesin cuci dan kipas angin listrik; Motor listrik tiga fasa digunakan sebagai peralatan listrik di pabrik. Melalui gerak relatif antara medan magnet putar yang dihasilkan oleh stator (dengan kecepatan sinkron n1) dan belitan rotor, belitan rotor memotong garis induksi magnet dan menghasilkan gaya gerak listrik induksi, sehingga menghasilkan arus induksi pada belitan rotor. Arus induksi pada belitan rotor berinteraksi dengan medan magnet untuk menghasilkan torsi elektromagnetik, menyebabkan rotor berputar. Ketika kecepatan rotor secara bertahap mendekati kecepatan sinkron, arus induksi secara bertahap berkurang, dan torsi elektromagnetik yang dihasilkan juga menurun. Ketika motor asinkron beroperasi dalam keadaan motor, kecepatan rotor lebih rendah dari kecepatan sinkron. Untuk menggambarkan perbedaan antara kecepatan rotor n dan kecepatan sinkron n1, rasio slip diperkenalkan

 

 

Strategi Pengendalian

Dengan berkembangnya teknologi elektronika daya, teknologi mikroelektronika, teknologi kendali digital, dan teori kendali, karakteristik dinamis dan statis sistem penggerak AC dapat sepenuhnya sebanding dengan sistem penggerak DC. Sistem penggerak AC telah banyak digunakan, dan penggantian penggerak DC dengan penggerak AC secara bertahap menjadi kenyataan.

Karena fakta bahwa motor AC pada dasarnya adalah objek kompleks dengan nonlinier, multivariabel, kopling kuat,-parameter yang bervariasi terhadap waktu, dan gangguan besar, pengendalian efektifnya selalu menjadi topik penelitian hangat baik di dalam negeri maupun internasional, dan berbagai strategi serta metode pengendalian telah diusulkan. Diantaranya, kontrol linier klasik tidak dapat mengatasi pengaruh beban,-perubahan skala besar dalam parameter model, dan faktor nonlinier, sehingga menghasilkan kinerja kontrol yang rendah; Pengendalian vektor dan pengendalian torsi langsung juga mempunyai beberapa masalah: dalam beberapa tahun terakhir, dengan berkembangnya teori pengendalian modern dan pengendalian cerdas, algoritma pengendalian tingkat lanjut telah diterapkan pada pengendalian motor AC dan telah mencapai hasil tertentu [2].

Metode kontrol model keadaan tunak

Skema kontrol model keadaan tunak yang umum digunakan mencakup kontrol rasio v/f konstanta loop terbuka (yaitu konstanta tegangan/frekuensi) dan kontrol frekuensi slip loop tertutup.

(1) Kontrol rasio frekuensi tegangan konstan

Metode ini adalah metode kontrol loop-terbuka yang dimulai dari mode kontrol dasar konversi tegangan dan frekuensi variabel dan tidak menyertakan umpan balik kecepatan. Karena kenyataan bahwa di bawah frekuensi pengenal, jika tegangan tetap konstan dan hanya frekuensi yang dikurangi, fluks celah udara akan terlalu besar, menyebabkan saturasi magnet dan, dalam kasus yang parah, motor terbakar. Untuk menjaga fluks magnet celah udara yang konstan, rasio konstan antara potensial induksi terhadap frekuensi digunakan untuk kontrol.

 

 

Kesalahan Umum

Motor AC rentan terhadap kegagalan fungsi selama pengoperasian karena gesekan, getaran, penuaan isolasi, dan alasan lainnya. Jika kesalahan ini diperiksa, ditemukan, dan dihilangkan pada waktu yang tepat, hal ini dapat secara efektif mencegah terjadinya kecelakaan.

Inspeksi kesalahan umum

1. Dengarkan suaranya dan identifikasi titik kesalahannya dengan cermat. Selama pengoperasian motor asinkron AC, jika ditemukan suara "dengung" samar tanpa fluktuasi apa pun, itu adalah suara normal. Jika bunyinya kasar dan disertai bunyi "mendengung" atau "mendesis" yang tajam, hal ini merupakan awal dari suatu kesalahan. Alasan-alasan berikut harus dipertimbangkan:

(l) Getaran dan fluktuasi suhu motor dengan inti besi yang longgar selama pengoperasian dapat menyebabkan deformasi pada baut pemasangan inti besi, mengakibatkan lembaran baja silikon lepas dan menimbulkan kebisingan elektromagnetik yang besar.

(2) Bunyi yang dihasilkan oleh putaran rotor yang dihasilkan oleh kipas pendingin merupakan bunyi “wuwu”. Jika timbul bunyi “dongdong” seperti ketukan drum, hal ini disebabkan oleh kendornya kesesuaian antara inti besi rotor dan poros akibat torsi percepatan motor pada saat start mendadak, berhenti, pengereman mundur dan situasi kecepatan variabel lainnya. Casing yang ringan dapat terus digunakan, sedangkan casing yang parah dapat dibongkar untuk diperiksa dan diperbaiki.

(3) Selama pengoperasian motor kebisingan bantalan, perlu diperhatikan perubahan suara bantalan. Dengan menyentuhkan salah satu ujung obeng pada penutup bantalan dan ujung lainnya pada telinga, maka perubahan suara internal motor dapat terdengar. Bagian dan kesalahan yang berbeda memiliki suara yang berbeda. Bunyi “berderit” ini disebabkan oleh gerakan rolling gun yang tidak teratur di dalam bearing, hal ini berhubungan dengan jarak bebas bearing dan kondisi minyak pelumas. Bunyi “mendesis” merupakan bunyi gesekan logam yang biasanya disebabkan oleh kurangnya oli pada bearing akibat keausan. Bantalan harus dibongkar dan dilumasi dengan gemuk, dll.

2. Gunakan indra penciuman untuk menganalisis bahwa motor yang rusak tidak berbau selama pengoperasian normal. Jika Anda mencium bau apa pun, itu adalah sinyal kesalahan, seperti bau terbakar, yang dikeluarkan oleh pemanggang insulasi dan bahkan dapat mengeluarkan asap seiring dengan peningkatan suhu motor; Jika terdapat bau oli gosong, hal ini sebagian besar disebabkan oleh kurangnya oli pada bearing, dan bau tersebut disebabkan oleh penguapan oli dan gas saat mendekati kondisi penggilingan kering.

3. Gunakan sensasi sentuhan untuk memeriksa kesalahan. Dengan menyentuh casing TV dengan tangan Anda, Anda dapat menentukan suhu secara kasar. Jika Anda merasa sangat panas dan nilai suhu tinggi saat menyentuh casing motor dengan tangan, sebaiknya periksa penyebabnya, seperti beban berlebihan atau tegangan tinggi, lalu atasi masalah berdasarkan penyebabnya.