Share to: share facebook share twitter share wa share telegram print page

Motor aruhan

Motor aruhan tiga fasa.
Animasi motor AC jenis sangkar tupai.
Tampilan skrin fluks magnetik di dalam motor aruhan 4 kutub.

Motor aruhan atau motor tidak segerak merupakan sejenis motor AC di mana kuasa dibekalkan kepada rotor melalui aruhan elektromagnet.

Motor elektrik berputar kerana daya magnet dikenakan antara elektromagnet pegun dipanggil stator dengan elektrimagnet berputar dipanggil rotor. Dalam motor DC serta motor AC gelang gelincir, arus dibekalkan kepada rotor melalui sesentuh bergerak dipanggil komutator serta gelang gelincir. Dalam motor aruhan pula, arus diaruhkan ke dalam rotor tanpa sebarang sentuhan oleh medan magnet stator, melalui aruhan elektromagnet. Motor aruhan kadang-kadang digelar sebagai transformer bergerak kerana stator membentuk bahagian primer transformer manakala stator membentuk bahagian sekunder transformer. Tidak seperti transformer biasa yang mengubah arus menggunakan fluks berkadaran masa, motor aruhan pula menggunakan medan magnet berputar untuk menukar voltan. Arus pada bahagian primer menghasilkan medan elektromagnet yang bertindak balas dengan medan magnet di bahagian sekunder bagi menghasilkan kilasan, dan seterusnya menukar tenaga elektrik kepada tenaga kinetik. Motor aruhan digunakan secara meluas, terutamanya motor aruhan berbilang fasa, yang sering digunakan dalam industri.

Motor aruhan menjadi pilihan utama sebagai motor industri kerana binaannya yang tahan lasak, ketiadaan berus yang mengurangkan kecekapan mekanikal (yang amat diperlukan dalam kebanyakan motor DC) serta — hasil teknologi elektronik kuasa moden — keupayaan untuk mengawal kelajuannya.

Sejarah

Idea medan magnet berputar dibangunkan oleh François Arago (1824)[1][2][3] serta mula diimplementasikan oleh Walter Baily.[4][5][6] Motor aruhan praktikal mula direalisasikan secara bebas oleh Galileo Ferraris, di Itali, dan Nikola Tesla, di Amerika Syarikat.[7][8][9] Menurut autobiografi 1915nya Tesla menemui prinsip medan magnet berputar pada tahun 1882 dan menggunakannya untuk mencipta motor AC tanpa berus atau motor aruhan pertama pada tahun 1883.[10][11] Ferraris membangunkan idea tersebut pada tahun 1885.[12][13][14] Pada tahun 1888, Ferraris menerbitkan hasil kajiannya kepada Akademi Diraja Sains di Turin semasa dia memperincikan asas teori bagi memahami cara motor tersebut beroperasi.[15] Pada masa berasingan tahun yang sama, Tesla memperoleh U.S. Patent 381,968 . Motor aruhan jenis sangkar tupai dicipta oleh Mikhail Dolivo-Dobrovolsky lebih kurang setahun kemudian.

Binaan

Corak lilitan bagi motor 3 fasa, 4 kutub (fasa dilabelkan sebagai W, U, V).

Stator terdiri daripada 'kutub' berlilit yang mengangkut arus bekalan untuk mengaruh medan magnet yang menembusi rotor. Bilangan 'kutub' boleh berbeza mengikut jenis motor tetapi mestilah sentiasa berpasangan (iaitu 2, 4, 6, dsb.).

Motor aruhan selalunya dibina untuk menggunakan bekalan fasa tunggal atau 3 fasa, tetapi motor 2 fasa juga wujud, Secara teori, motor dua fasa dan tiga fasa boleh wujud; kebanyakan motor fasa tunggal yang mempunyai dua lilitan serta memerlukan satu kapasitor sebenarnya boleh dirujuk sebagai motor dua fasa, memandangkan kapasitor tersebut menghasilkan fasa kedua 90 darjah daripada bekalan fasa tunggal serta disuapkan pada satu gelung motor berasingan. Bekalan fasa tunggal lazim terdapat dalam rumah kediaman, tetapi tidak berupaya menghasilkan medan magnet berputar di dalam motor, oleh itu motor aruhan fasa tunggal mestilah mempunyai mekanisme penghidup bagi menghasilkan medan berputar. Motor tiga fasa pula boleh dihidupkan tanpa memerlukan kapasitor sebagaimana motor fasa tunggal, sekaligus menjadikannya lebih cekap daripada motor fasa tunggal dengan kadaran kuasa yang sama.

Terdapat 3 jenis rotor yang digunakan:-

  • Rotor sangkar tupai - jenis rotor yang paling lazim digunakan. Ia terdiri daripada beberapa batang aluminimum sama panjang serta selari yang disusun membentuk satu silinder serta disambungkan oleh gelang, menjadikannya berbentuk seperti "sangkar tupai". Batang-batang tersebut disusun senget sedikit bagi mengurangkan bunyi bising serta harmonik.
  • Rotor gelang gelincir - menggantikan "sangkar tupai" dengan lilitan yang disambungkan pada gelang gelincir. Apabila gelang tersebut dipintaskan, ia akan berperwatakan seperti motor sangkar tupai. Ia boleh juga disambung dengan perintang untuk menghasilkan litar rotor berintangan tinggi, yang boleh membantu menghidupkannya.
  • Rotor teras pepejal - diperbuat daripada keluli lembut pejal. Arus yang diaruhkan stator akan menghasilkan putaran.

Menghidupkan motor aruhan

Lengkuk kilasan bagi 4 jenis motor aruhan tidak segerak:
A) Motor fasa tunggal
B) Motor sangkar tupai berbilang fasa
C) Motor sangkar tupai batang dalam berbilang fasa
D) Motor sangkar tupai berkembar berbilang fasa.

Fasa tunggal

Dalam motor fasa tunggal, litar pemula diperlukan untuk memulakan putaran rotor. Jika ia tidak dilakukan, putaran boleh dimulakan dengan memutar rotor sedikit menggunakan tangan. Motor fasa tunggal boleh berputar pada mana-mana arah, maka hanya litar penghidup sahaja yang menentukan arah putaran.

Sumber

  • Henri Boy de la Tour (1906). The induction motor: its theory and design, set forth by a practical method of calculation. Translated Cyprien Odilon Mailloux. McGraw Pub. Co.
  • Benjamin Franklin Bailey (1911). The induction motor. McGraw-Hill.
  • Bernhard Arthur Behrend (1901). The induction motor: A short treatise on its theory and design, with numerous experimental data and diagrams. Electrical world and engineer.

Rujukan

  1. ^ Annales de chimie et de physique (1824), vol. 27, page 363: "M. Arago communique verbalement les résultats de quelques expériences qu'il a faites sur l'influence que les métaux et beaucoup d'autres substances exercent sur l'aiguille aimantée, et qui a pour effet de diminuer rapidement l'amplitude des oscillations sans altérer sensiblement leur durée. Il promet, à ce sujet, un Mémoire détaillé." (En. Arago secara lisan mengumumkan keputusan eksperimen yang dikendalikannya mengenai logam serta bahan lain yang dikenakan pada jarum magnet, yang mempunyak kesan mengurangkan amplitud ayunan dengan pantas tanpa mengubah tempohnya. Dia berjanji untuk menyatakan memoir yang lebih lanjut mengenainya.)
  2. ^ Arago (1826) "Note concernant les Phénomènes magnétiques auxquels le mouvement donne naissance" (Nota mengenai fenomena magnetik yang dihasilkan oleh gerakan), Annales de chimie et de physique, vol. 32, pages 213-223.
  3. ^ Babbage, C. and Herschel, J.W.F. (1825) "Account of the repetition of M. Arago's experiments on the magnetism manifested by various substances during the act of rotation," Philosophical Transactions of the Royal Society of London, vol. 115, pages 467-496.
  4. ^ Silvanus Phillips Thompson, Polyphase electric currents and alternate-current motors (London, England: E. & F.N. Span, 1895), Page 84.
  5. ^ Walter Baily (October 1879) "A mode of producing Arago's rotations," Philosophical Magazine, 5th series, vol. 8, pages 286-290.
  6. ^ AC Power History (cf. "1879 - London: Walter Baily membuatkan sekeping ceper tembaga berputar menggunakan arus ulang-alik (ini merupakan motor AC terawal yang lemah) yang tidak cukup kuat untuk mengangkut sebarang beban [...]")
  7. ^ Alternating currents of electricity: their generation, measurement, distribution, and application by Gisbert Kapp, William Stanley, Jr.. Johnston, 1893. Page 140. [cf., Arah ini mula diindikasikan oleh Profesor Galileo Ferraris, dari Turin, lebih kurang enam tahun dahulu. Berasingan daripada Ferraris, penemuan sama dilakukan oleh Nikola Tesla, dari New York; dan sejak kepentingan penemuan praktikal ini diiktiraf, agak ramai pengkaji bebas tampil mendakwa mereka sebagai penemu terawal.]
  8. ^ Larned, J. N., & Reiley, A. C. (1901). History for ready reference: From the best historians, biographers, and specialists; their own words in a complete system of history. Springfield, Mass: The C.A. Nichols Co.. Page 440. [cf., Lebih kurang pada masa yang sama [1888], Galileo Ferraris, dari Itali, dan Nikola Tesla, dari Amerika Syarikat, membawakan motor yang dikendalikan oleh sistem arus ulang-alik disesarkan antara satu sama lain dalam fasa oleh amaun tertentu serta menghasilkan apa yang dikenali sebagai medan magnet berputar.]
  9. ^ The Electrical engineer. (1888). London: Biggs & Co. Pg., 239. [cf., "[...] aplikasi baharu arus ulang-alik dalam penghasilan gerakan berputar ditemui hampir serentak oleh dua pengkaji, Nikola Tesla dan Galileo Ferraris, dan perkara ini menarik perhatian umum berikutan tiada komutator atau apa jua sambungan dengan armatur diperlukan."]
  10. ^ Seifer, M. J. (1998). Wizard: The life and times of Nikola Tesla : biography of a genius. New York: Citadel Press. Page 24
  11. ^ Prodigal Genius: The Life of Nikola Tesla. Pg 115
  12. ^ Galileo Ferraris, "Electromagnetic rotation with an alternating current," Electrican, Vol 36 [1885]. pg 360-75.
  13. ^ "The History of Alternating Current".
  14. ^ Neidhöfer, Gerhard (2007), "Early three-phase power", Power and Energy Magazine, Vol. 5, No. 5. IEEE. ISSN: 1540-7977, DOI: 10.1109/MPE.2007.904752.
  15. ^ "Two-Phase Induction Motor" Diarkibkan 2012-11-18 di Wayback Machine (2011), The Case Files: Nikola Tesla, The Franklin Institute.

Pautan luar
Kembali kehalaman sebelumnya