Motor Asinkron Tiga-Fasa: Analisis Efek Merugikan Dalam Operasi Tegangan Asimetris

Kondisi yang diperlukan untuk pengoperasian normalmotor asinkron-fasa tigaadalah simetri tegangan. Namun tegangan asimetris sering terjadi pada pengoperasian sebenarnya karena gangguan pada jaringan listrik atau motor itu sendiri. Misalnya, beban-fasa tunggal yang besar yang tersambung ke jaringan listrik, hubung singkat-ke-fasa, gangguan pembumian-fasa, atau gangguan rangkaian-terbuka-fasa satu-pada jaringan, serta masalah kualitas seperti gangguan fasa-ke-fasa, kerusakan, atau kegagalan insulasi ke pembumian pada kabel internal motor, semuanya akan mengakibatkan tegangan tiga-fasa yang asimetris diterapkan pada belitan motor. Ketika sebuahmotor asinkron-fasa tigaberjalan di bawah tegangan asimetris, torsi awal, kapasitas beban berlebih, dan efisiensinya semuanya akan berkurang.

Bila tegangan tiga-fasa asimetris, baik medan magnet urutan-positif dan-urutan negatif hidup berdampingan di celah udara motor. Bidang urutan-positif menghasilkan torsi elektromagnetik maju, sedangkan bidang urutan-negatif menghasilkan torsi elektromagnetik terbalik dan daya mekanik negatif.

Karena torsi yang dihasilkan oleh bidang urutan-negatif adalah negatif, torsi ini bertindak sebagai torsi pengereman yang menghambat putaran normal rotor motor. Hal ini mengurangi torsi yang dihasilkan motor dan pada akhirnya menurunkan torsi maksimumnya, yang tentu saja mengakibatkan penurunan kapasitas kelebihan beban.

Dilihat dari slip motor, selama pengoperasian normal, slip amotor asinkron-fasa tigasangat kecil, sehingga torsi pengereman yang disebabkan oleh{0}}bidang urutan negatif tidak signifikan. Namun, masalah pemanasan pada belitan menjadi sangat parah, yang dapat menyebabkan belitan terbakar dalam waktu yang sangat singkat. Sementara itu, medan magnet urutan negatif meningkatkan rugi-rugi motor, menyebabkan efisiensi lebih rendah dan kenaikan suhu lebih tinggi.

Berdasarkan analisis di atas, dapat disimpulkan bahwa ketika tegangan suplai motor tiga-fasa tidak seimbang, kapasitas beban berlebih dan efisiensi menurun, sedangkan panas berlebih pada belitan menjadi bahaya kritis. Inilah sebabnya mengapa spesifikasi teknis motor memberlakukan batasan ketat pada ketidakseimbangan tegangan catu daya.

Kesimpulan ini dapat diverifikasi dengan menganalisis kondisi operasi yang ekstrim. Operasi-fase tunggal dapat terjadi selama pengujian atau servis motor; karakteristik gangguan-fase tunggal telah dibahas pada artikel sebelumnya dan tidak akan terulang di sini.

Dari analisis teoritis asimetri tegangan-fasa, kita dapat menarik kesimpulan yang jelas: motor tidak dapat beroperasi pada beban tetapan jika tegangan jaringan asimetris, jika tidak, kegagalan listrik yang parah akan terjadi karena belitan yang terlalu panas. Seperti yang telah dibahas dalam artikel sebelumnya tentang kesalahan pengoperasian-fasa tunggal, ketika motor kehilangan satu fasa selama pengoperasian, belitan yang terlalu panas akan menghasilkan bau terbakar, disertai dengan kebisingan elektromagnetik-frekuensi rendah dan penurunan kecepatan motor. Begitu motor berhenti, motor tidak dapat dihidupkan kembali.

Untuk produsen peralatan yang mengoperasikan banyak mesin, penyesuaian yang diperlukan harus dilakukan pada distribusi beban. Terutama bila terdapat beban-fase tunggal-berdaya tinggi dalam jumlah besar, simetri tegangan tiga-fasa harus dipantau untuk mencegah kegagalan motor yang disebabkan oleh asimetri tegangan.