Motor AC adalah perangkat yang mengubah energi listrik arus bolak-balik (AC) menjadi energi mekanik, dan pengoperasiannya didasarkan pada prinsip-prinsip elektromagnetik fundamental. Untuk memahami cara kerjanya, mari kita bahas komponen-komponen utamanya dan urutan kejadian yang memungkinkan terjadinya gerakan.

 

Pertama, mari kita identifikasi bagian-bagian utamanya. Kebanyakan motor AC, terutama motor induksi umum, terdiri dari dua komponen utama: stator dan rotorStator adalah bagian luar motor yang diam, berisi seperangkat elektromagnet (disebut belitan stator) yang tersusun melingkar mengelilingi sumbu pusat. Belitan ini terhubung ke sumber daya AC. Di sisi lain, rotor adalah bagian dalam yang berputar, biasanya berupa inti silinder yang terbuat dari lembaran logam laminasi dengan batang konduktif (seringkali tembaga atau aluminium) yang tertanam di permukaannya, membentuk struktur "sangkar tupai" pada banyak motor induksi. Batang-batang ini dihubung singkat di kedua ujungnya oleh cincin, sehingga arus listrik dapat mengalir melaluinya.

 

Keajaiban motor AC dimulai dengan medan magnet berputar dihasilkan oleh stator. Ketika arus bolak-balik mengalir melalui belitan stator, setiap belitan menjadi elektromagnet yang polaritasnya terbalik seiring arus berganti (karena arus bolak-balik berubah arah secara periodik). Yang terpenting, belitan stator ditempatkan pada sudut tertentu (biasanya 120 derajat pada motor tiga fasa) dan terhubung ke fasa-fasa suplai AC yang tidak sinkron satu sama lain. Perbedaan fasa ini menyebabkan medan magnet yang dihasilkan oleh stator berputar dengan mulus di sekitar sumbu dengan kecepatan yang dikenal sebagai kecepatan sinkron, yang bergantung pada frekuensi daya AC dan jumlah kutub pada belitan stator. Misalnya, catu daya 60 Hz dengan stator 4 kutub menghasilkan kecepatan sinkron 1800 putaran per menit (RPM).

 

Berikutnya, induksi elektromagnetik mulai berperan, menggerakkan rotor untuk berputar. Ketika medan magnet berputar dari stator memotong batang-batang konduktif rotor, medan tersebut menginduksi arus listrik pada batang-batang rotor (berkat hukum induksi Faraday). Arus induksi ini, pada gilirannya, menciptakan medan magnetnya sendiri di sekitar rotor (hukum Ampère). Interaksi antara medan magnet berputar stator dan medan magnet rotor menghasilkan torsi—gaya puntir—yang menyebabkan rotor mengikuti medan putar.

 

Pada motor induksi, rotor tidak pernah mencapai kecepatan sinkron medan magnet stator. Perbedaan ini, yang dikenal sebagai tergelincir, diperlukan untuk mempertahankan induksi arus pada rotor. Jika rotor sesuai dengan kecepatan sinkron, tidak akan ada gerakan relatif antara rotor dan medan magnet, sehingga tidak ada arus yang diinduksi, dan tidak ada torsi yang dihasilkan. Sebaliknya, rotor berputar pada kecepatan yang sedikit lebih rendah (biasanya 2–5% lebih rendah daripada kecepatan sinkron pada motor standar), memastikan induksi arus dan torsi yang berkelanjutan.

 

Singkatnya, motor AC beroperasi melalui aksi terkoordinasi dari medan magnet berputar (yang dihasilkan oleh lilitan stator yang ditenagai AC) dan induksi elektromagnetik (yang menginduksi arus pada rotor, menciptakan medan magnet yang berinteraksi dengan medan stator untuk menghasilkan torsi). Proses elegan ini secara efisien mengubah energi listrik menjadi gerak mekanis, menjadikan motor AC sangat diperlukan dalam berbagai aplikasi, mulai dari peralatan rumah tangga hingga mesin industri.