Motor Aruhan

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.

Idea medan magnet berputar dibangunkan oleh François Arago (1824) serta mula diimplementasikan oleh Walter Baily. Motor aruhan praktikal mula direalisasikan secara bebas oleh Galileo Ferraris, di Itali, dan Nikola Tesla, di Amerika Syarikat. 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. Ferraris membangunkan idea tersebut pada tahun 1885. Pada tahun 1888, Ferraris menerbitkan hasil kajiannya kepada Akademi Diraja Sains di Turin semasa dia memperincikan asas teori bagi memahami cara motor tersebut beroperasi. 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.

 

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.

 

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.

• 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.