Generator Arus Searah
Generator arus searah dapat dibagi 2 bagian utama: 1. Rotor, yaitu bagian yang berputar 2. Stator, yaitu bagian yang tidak berputar
Fungsi generator: Untuk mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik
Prinsip kerjanya: 1. Memenuhi Hukum Lens, yaitu: Arus listrik yang diberika pada penghantar rotor akan menimbulkan momen elekrtomagnetik yang bersifat melawan putaran rotor dan seterusnya menimbulkan EMF. 2. Tegangan EMF yang dibangkitkan menghasilkan arus jangkar.
Bagian-bagian rotor: 1. Poros jangkar (Armatur) 2. Inti jangkar 3. Komutator 4. Kumparan jangkar
Bagian-bagian stator: 1. Keragka generator 2. Kutub utama beserta belitannya 3. Kutub-kutub pembantu beserta belitan-belitannya 4. Bantakan-bantalan poros 5. Sikat
Jenis-jenis belitan jangkar: a. Beltan berat b. Belitan gelombang - Untuk belitan jerat : a = m p - Untuk belitan Gelombang : a = 2m m = kelipatan jumlah jangkar; m= a = jumlah hubungan parallel pada jangkar
1,2,3
dan
seterusnya
Berdasarkan penguatan (eksitasi) sumber yang diberikan pada belitan-belitan medan kutub, generator arus searah dapat dibagi : 1. Generator penguatan terpisah 2. Henerator penguatan sendiri : a. Hubungan seri 1
b. Hubungan parallel c. Hubungan compound.
Pada generator arus searah berlaku hubungan-hubungan: 1. Ea = V + Ia R a 2. Ea = ø Z N ( P) 60 a Dimana: Ea = gaya gerak listrik (EMF) yang bangkitkan pada jangka generator. V = tegangan terminal generator generator yang diberikan. Ia = arus jangkar R a = tahanan jangkar P = jumlah kutub Ø = flux per kutub z = jumlah penghantar total N = kecepatan putar, rpm a = jumlah hubungan parallel
3. Pada generator penguatan terpisah : Ea = K ø n Peratikan Gambar
a. Generator DC penguatan terpisah dengan medan parallel, penguatan dengan Rheostat R sh. sh.
2
b. Hubungan parallel c. Hubungan compound.
Pada generator arus searah berlaku hubungan-hubungan: 1. Ea = V + Ia R a 2. Ea = ø Z N ( P) 60 a Dimana: Ea = gaya gerak listrik (EMF) yang bangkitkan pada jangka generator. V = tegangan terminal generator generator yang diberikan. Ia = arus jangkar R a = tahanan jangkar P = jumlah kutub Ø = flux per kutub z = jumlah penghantar total N = kecepatan putar, rpm a = jumlah hubungan parallel
3. Pada generator penguatan terpisah : Ea = K ø n Peratikan Gambar
a. Generator DC penguatan terpisah dengan medan parallel, penguatan dengan Rheostat R sh. sh.
2
b. Generator DC Kompound, penguatan medan terpisah, diatur medannya melalui Rheostat. R D = Divertor untuk mengatur medan seri Ia = Is + Id Kalau penguatan tetap, maka ø tetap dan jika n dirubah-rubah, maka: Ea ~ n ; mislanya pada pengaturan tetap pada n = nr, Ea = En dan pada n = n2 = En2; maka dalam hal ini berlaku hubungan; En1 = En2 (tanpa beban) n1 n2 kalau n konstan dan tanpa beban, maka : Ia = 0, Ea = V; Ea dapat diukur dengan merubah-ubah ø atau If (arus medan), dengan menggunakan potensiometer Rheostat. 4. Generator penguatan sendiri juga berlaku ; E = K ø n a. Generator seri : Ia = IL = IS
V
= VL + ISR S = Ea - IaRa VL = Ea – Ea – (IaRa (IaRa + IsRs) Ia = Is + Id , jika mengunakan divertor R D dengan arus Id b. Generator Paralel Ia = If + + IL If = = Vf ; IL = VL R f R L
3
V = Vf = = VL V = Ea – I IaR a Pada keadaan tanpa beban : IL = 0 ; Ia = If dan Ea = V c. Generator dengan eksitasi sendiri-kompound
a. Komponen panjang b. Komponen pendek Untuk generator komponen panjang Ia = If + IL = Is (tanpa divertor) Dengan memakai diverter : R D // R S ; maka Ia = IS + Id = If + IL Untuk generator komponen pendek : Ia = If + IL IL = IS + ID (tanpa divertor) Pada compound pendek dan panjang berlaku : VL = Eg - (IsR s + IaR a) Jika medan seri mengurangi m.m.f medan shunt disebut generator bersifat diferensial dan apabila memperkuat m.m.f medan shunt disebut bersifat comultif. Berlaku hubungan : ˄ If N Nf = Is Ns R D = Is R s Id Dimana : ΔIf = pertambahan arus medan shunt yang diperlukan pada kondisi beban penuh dalam memperoleh generator compound yang diinginkan Nf = jumlah lilitan lilitan medan shunt, atau banyaknya lilitan tiap kutub. NS = jumlah lilitan medan seri, atau banyak liltan liltan tiap kutub IS = arus medan seri yang dibutuhkan untuk memperoleh kenaikan tegangan yang diingikan. Id = Arus diverter R S = tahanan medan seri
4
5. Voltage regukation (pengaturan tegangan) VR = VN - VFL × 100% VFL VNL = tegangan tanpa beban VFL = tegangan beban penuh 6. Effisiensi mesin-mesin arus searah . η = Poutput = Pinput - Ploss Pinput Pinput = Poutput Poutput + Ploss Dimana : Pinput = daya total yang diterima mesin Poutput= daya berguna dalam kerja Ploss = rugi-rugi daya, tang terdiri dari rugi-rugiTembaga dan rugi-rugi rugi-rugi Besi/mekanis Rugi-rugi tembaga terdiri dari: a. Rugi-rugi pada kumparan medan shunt, Vf If yang terdiri dari - Rugi-rugi pada Rhrostat : If2 Rh - Rugi-rugi pada liltan medan : If2 Rf b. Rugi-rugi pada kontak sikat , Ia Vsi (tegangan sikat) c. Rugi-rugi pada jangkar : Ia2 Ra d. Rugi-rugi pada kumparan medan seri : IS2 RS + I2D RD e. Rugi-rugi pada lilitan-lilitan lilitan-lilitan medan tambahan, misalnya belitan, “interpole” dan kompensasi. Rugi-rugi besi/mekanis teridiridari ; a. Rugi-rugi besi b. Rugi-rugi gesekan c. Rugi buta beban (“stray load loss”); 17% dari beban boleh diabaikan. 7. Kerja parallel generator DC a. Tegangan terminal dari generator-generator parallel harus sama, sehingga berlaku hubungan : VL = IL Zl (harus sama), atau : Ea1 - I3z3 = Ea2 - I3z2 = Ea3 I3z3 Dimana Zl = impedansi ekivalent beban 5
IL = arus bebban Z1, z2, z3 ……= impedansi ekivalent suber I1 , I2, I3…. = arus masing-masing generator.
a) VR harus sama. b) Polaritas dari masing-masing generator harus disambungkan pada posisi yang sama. c) Tegangan terminal generator harus lebih besar dari beban.
Karakteristik-karakteristik Generator DC Ada tiga karakteristik atau curve generator DC yang penting, yaitu : 1. Karakteristik pengjenuhan beban nol :
/ : Karakteristik ini dikenal sebagai karakteristik magnetik atau karakteristik untai terbuka (“Open Circuit Characteristic” = “O.C.C.”). Yang memberi hubungan antara EMF induksi jangkar
pada beban nol dan medan atau arus penguatan
pada kecepatan tetap. Dan sesungguhnya adalah merupakan curve magnetisasi untuk bahan elektromagnet. 2. Karakteristik total atau karakteristik dalam :
/ : a
Karakteristik ini memberi hubungan antara EMF induksi E yang sesunggunya dalam jangkar dan arus jangkar
. a
Karakteristik ini penting sekali dalam
perencanaan. 3. Karakteristik luar
/ :
6
Karakteristik ini menunjukan karakteristik unjuk kerja atau curve pengaturan tegangan. Memberi hubungan antara tegangan terminal (jala-jala) V dan arus beban
Generator penguat terpisah. a) (i) Karakteristik pengjenuhan beban nol.
/
Penguatan medannya terpisah, yang dapat diatur dengan mengatur potentiometer. Penguatan atau arus medan
dapat dirubah dari nol sampai yang dikehendaki dan
harganya dapat dibaca pada ammeter A yang terpasang seperti pada gambar i (a). Persamaan tegangan generator DC : Ea
∅ × volt P a
Jika kecepatan N tetap, maka hubungannya :
k ∅ ∅ , jika berubah Ea
∅
maka
juga berubah. Dan perubahan
perubahan Ea ; maka berarti perubahan
;
∅ mengakibatkan
pada kecepatan tetap mengakibatkan perubahan
( ). ( ), pada beban nol E E dapat digambarkan
Ea jadi dapat dituliskan Ea Karakteristik Ea
a
o
seperti gambar 1 (b).
(ii) Curve pengjenuhan beban V/If :
Curve menunjukkan hubungan antara tegangan terminak V dengan arus medan
apabila generator berbeban, dikenal sebagai Curve Penjenuhan (“saturation”) beban. 7
Pada curve penjenuhan beban nol hasil reaksi jangkar dan jatuh tegangan dalam jangkar
I R ditiadakan. a
a
Sedangkan pada curve untuk yang berbeban sudah diambil dan
gambarnya dapat dilihat pada gambar 2:
EMF pada keadaan beban nol sama pada keadaan berbeban, hanya karena reaksi jangkar atau pertambahan ampere lilit per kutub maka arus
bertambah: Sama dengan =
db. Dan karena adanya tahanan jangkar R a , maka terjadi jatuh tegangan dalam jangkar
I R d e. a
a
Titik-titik b, d, e letaknya tergantung dari besarnya penguatan atau
yang
diberikan.Dan masing-masing titik ini bergerak pada tempat kedudukan tertentu, yaitu :
titik d pada curve E (I titik e pada curve V (I
titik b pada curve EO I
Segitiga b d e dikenal sebagai segitiga reaksi rugi (“drop reaction triangle”). Curve penjenuhan untuk separuh beban dapat diperoleh dengan menghubungkan titiktitik tengah garis mn dan bd dan seterusnya titik tengah garis-garis yang lain (yang sejajar dengan bd atau mn). a. Karakteristik dalam dan luar. (“Internal” dan “External” Characteristic”). Sebuah generator penguatan terpisah diberikan tegangan beban nol E untuk arus medan tetap; Jika reaksi jangkar dan rugi tegangan jangkar diabaikan, maka kita akan peroleh tegangan EMF tetap = E . (curve I, gambar 3). Tetapi kalau generator dibebani, maka terjadi 2 hal, yaitu : 8
i.
Akibat reaksi jangkar E jatuh, maka diperoleh EMF yang sesungguhnya atau E, diperoleh : (curve II, Gambar 3).
ii.
Akibat adanya tahanan jangkar R a , maka terjadi jatuh tegangan Ia R a , yang mengurangi E yan sesungguhnya menjadi V, yang dikenal sebagai tegangan terminal, diperoleh (curve III, Gambar 3).
Curve II dikenal sebagai karakteristik dalam. Curve III dikenal sebagai karakteristik luar.
: E
I E
II : E =
a
O
I )
III : V =
a
I a
Curve beban nol untuk generator penguatan sendiri.
Belitan-belitan medan dari generator (baik belitan shunt atau seri) tidak dihubungkan dari mesin dan dihubungkan dengan sumber DC luar. 9
Medan atau arus penguatan If dapat diatur dengan Rheostat dan harganya dapat dibaca pada ammeter A. Mesin dijalankan pada kecepatan tetap dan EMF yang dibangkitkan pada beban nol diukur dengan volt meter yang dipasang pada ujung-ujung jangkar. Untuk pengukuran If dan E, maka dimulai dari nol dan selangkah demi selangkah If dan E diukur pada Ammeter A dan Voltmeter V. Dan hubungan antara If dan E dapat digambarkan seperti pada gambar 4b. Dari gambar grafik dapat dilihat bahwa pada saat If
0,∅, atau E sudah ada harganya,
ini disebabkan karena adanya magnet sisa dalam kutub-kutub, beberapa EMF yang dibangkitkan merata pada saat If
0. Hal ini merupakan syarat utama untuk dapatnya suatu mesin penguatan
sendiri dijalankan. Keadaan untuk dapat membangkitkan (“build up”) tegangan suatu generator DC pengutan sendiri adalah : i.
Harus ada beberapa sisa magnet dalam kutub-kutub.
ii.
Arah putaran yang diberikan, kumparan-kumparan medan shunt dapat menghasilkan fluksi atau EMF yang membantu fluksi magnet sisa atau E yang ada pada If
iii.
0.
Jika pengutan untai terbuka (“Open Circuit”), maka tahanan medan shunt-nya harus lebih kecil dari tahanan kritis.
iv.
Jika terangsang atas beban, maka tahanan medan shuntnya akan lebih dari harga minimum tahanan yang diberikan karakteristiknya ndalam.
Tahanan Kritis dan Kecepatan Kritis Generator Shunt. 1. Tahanan Kritis : Tahanan kritis diperoleh dari OCC, yaitu tahanan medan maksimum yang dapat digunakan untuk mesin tersebut pada kecepatan yang telah diberikan. Rc =
E I
maksimum
Pada tahanan kritis ini akan gagal memberi penguatan kepada mesin yaitu tidak dapat menimbulkan tegangan. Dapat dilihat pada (gambar 5). OR = tahanan kritis
10
Tegangan maximum yang dapat dibangkitkan oleh mesin adalah OM dan mempunyai tahanan medan yang terkecil. 2. Kecepatan Kritis : Kecepatan yang dapat diperoleh dari tahanan kritis daripada mesin yang sesuai dengan kecepatan penuh dari mesin tersebut. Perhatikan gambar 5 : BC
NC NC AC kecepatan penuh N Jadi N
NC =
BC AC
× N .
= kecepatan penuh
NC = kecepatan kritis
Untuk arus medan OH, E1 E2
HC ×
N N
HC pada N2 EMF yang terjadi E2
HD, jadi :
HD.
\ \
11
SOAL-SOAL & PENYELESAIAN :
1. Sebuah generator Shunt 100 Kw, 250 volt, pada jangkar diinduksikan tegangan 285 volt, dengan rated load. Tentukanlah berapa tahanan jangkar VR (Regulasinya) jika arus medan Shunt 6 Amp dan tegangan tanpa beban 264 volt. Penyelesaian :
P =V .I IL
. 1000 VP 100250
100000 250
400 Amp Ia
I I
. 285 = 250 + 406 , 406 = 285 - 250=35 Jadi tahanan jangkar : = −
−
L
400 + 6 = 406 Amp
0,086 ℎ.
× 100 % = 5,6 %
2. Sebuah generator dc shunt memberi arus ke beban 450 Amp,dengan tegangan 230 volt. Tahanan medan 50 ohm,tahanan jangkar 0,03 ohm.Hitunglah EMF yang dibangkitkan. Penyelesaian :
12
= 50 ohm. = 0,03 ohm. V = 230 volt.
= 450 Amp. = = 450 + = = 4,6 Amp. = 450 + 4,6 = 454,6 Amp. = V + = 230 + 454,6 ∙ 0,03 = 243,6 volt. 3. Sebuah generator dc,kompound panjang memberikan arus 100 Amp pada tegangan terminal 500 volt.Jika tahanan armatur 0,02 ohm,tahanan medan seri 0,04 ohm dan tahanan medan shunt 100 ohm ; Cari tegangan EMF yang dibangkitkan,jika jatuh tegangan setiap sikat 1 volt. Abaikan reaksi jangkar. Penyelesaian :
= 5 Amp.
Jadi arus yang melalui jangkar dan belitan seri : = 100 + 5 =105 Amp. Jatuh tegangan pada belitan medan seri = 105 x 0,04 = 4,2 volt.
13
Jatuh tegangan pada jangkar = 105 x 0,02 = 2,1 volt. Jatuh tegangan pada sikat = 2 x 1 =2 volt.
+ jatuh tegangan pada sikat = 50 + 4,2 +2,1 + 2 = 508,3 volt 4. Sebuah generator kompound dc 20 Kw,bekerja pada beban penuh dengan terminal 250 volt.Tahanan belitan shunt,seri dan jangkar,masing-masing 100 ohm,0,025 ohm dan 0,05 ohm. Tentukanlah jumlah total EMF yang dibangkitkan dalam jangkar jika mesin dihubungkan shunt pendek. Penyelesaian :
Arus beban
= 80 Amp Jatuh tegangan dalam belitan seri =80 x 0,025 =2 volt. Tegangan pada belitan shunt = 250 = 250 + 2 = 252 volt.
= 252 Amp. ; = 80 + 2,52 = 82,52 Amp. = 82,52 x 0,05 =4,126 volt. = 250 + 4,126 +2 = 256,126 volt. 5. Berapakah EMF yang akan dibangkitkan dalam suatu generator dc belitan jerat, 8 kutub jika putarannya 200 rpm. Flux per kutub 0,05 weber dari jumlah penghantar jangkar 960. Penyelesaian : 14
∅ ) volt. ∅ = 0,05 wb ; z =960 N = 200 rpm, a = P= 8 Jadi :
P=8
→
untuk belitan jerat
× = , × × volt. = 160 volt.
6. Hitung EMF yang dibangkitkan oleh 4 kutub ,jangkar belitan gelombang mempunyai 45 slot dengan 18 penghantar per slot apabila dijalankan pada 1200 rpm. Flux per kutub 0,016 weber. Penyelesaian :
∅ ∅ × ) volt. ∅ = 0,016 wb; N = 1200 rpm. z = 45 x 18 = 810; a=2
P=4
untuk belitan gelombang.
, × × volt.
= 518,4 volt 7. Sebuar generator 2 kutub dengan jangkar belitan gelombang mempunyai 51 slot,setiap slot mempunyai 24 penghantar.Flux per kutub 0,01 wb. Pada kecepatan berapa jangkar harus dijalankan sehingga menimbulkan EMF induksi 220 volt Penyelesaian :
= 220 volt , × × × × × = 1078 rpm. N = , × × 220 =
8. Jangkar dari 4 kutub generator dc adalah perlu membangkitkan EMF 520 volt atas untai terbuka apabila berputar pada kecepatan 660 rpm.Hitung flux magnet per kutub yang
15
diperlukan jika amatur mempunyai 144 slot dengan 2 sisi kumpraran per slot,tiap kumparan terdiri dari 3 lilitan.Armatur adalah belitan gelombang. Penyelesaian :
∅
volt.
Ea = 520 volt, N = 660 rpm.
∅ = 144 x 2 x 3 = 864 P = 4,
maka a = 2
∅ × × × × × × wb = 0,0274 wb.
520 =
∅
9. Sebuah generator dc 4 kutub berjalan pada 750 rmp dan membangkitkan 240 rpm. Armature adalah belitan gelombang dan mempunyai 792 penghantar.Jika total flux dari setiap kutub adalah 0,0145 weber,berapakah koefisien bocor flux per kutub. Penyelesaian :
∅ volt. ∅ × × × 240 = ∅ × ×× = 0,0121 weber.
∅
disini disebut flux kerja (‘’working flux”)`
koefisien flux bocor = λ
λ
, , 1,2.
10. Sebuah generator shunt dc,4 kutub,belitan jerat; menggunakan flux per kutub 0,07 wb. Belitan armature terdiri dari 220 lilitan masing-masing dari tahanan 0,004 ohm.Hitung tegangan terminal apabila dijalankan pada 900 rpm,jika arus jangkar 50 Amp. Penyelesaian : Jika setiap lilitan mempunyai dua sisi kumparan,maka: 16
z = 220 X 2 = 440; N=900 rpm.
∅ = 0,07 wb; P = a = 4. ∅ volt. Jadi
, × ×
× volt.
= 462 volt. Tahanan total dari 220 lilitan atau 440 penghantar = 220
× 0,004 = 0,88 ohm`
Jika ada 4 cabang paralel dalam jangkar (armature),maka tahanan tiap cabang =
, =
0,22 ohm.
50 × 0,055
Kejatuhan tegangan pada jangkar =
= 2,75 volt. Tegangan terminal :
462 2,75459,25 volt.
11. Generator dc 6 kutub mempunyai amatur hubungan jerat dengan 120 slot dan 8 penghantar per slot.Tampang dari setiap penghantar amature adalah 25 mm2 dan panjang rata-rata tiap lilitan adalah 220 cm. a. Hitung tahanan amature antara sikat pada temperatur kerja 75 . Resistivitas 1,72 Koefisien temperatur dari tahanan 0,00428 per pada . b. Hitung jumlah flux per kutub dari generator jika pada 500 rpm, EMF yang dibangkitkan 240 volt.Ambil faktor bocor (“leakage factor”) 1,15.
µ Ω .
℃
℃ 0℃
Penyelesaian : a. Tahanan total pada
75℃ adalah :
1 20 1 75 11 75 20
×0,00428 1,72 ∙ 10− × 11 75 20 ×0,00428 , 1,7 2 × 10− × , 2,1 ∙ 10− 17
2,1 ∙ 10− × z = 120 ∙ 8 = 960 buah (untuk 2 sisi kumparan),maka untuk 1 sisi kumparan = 480 lilitan. Jadi
480 × 220 105600 . 2,1 ∙ 10− × ∙ 0,8837 ℎ Disini adalah tahanan seluruh kawat. Jumlah cabang paralel= jumlah kutub= 6,maka tahanan per cabang =
b.
, 0,1473 ohm. Tahanan armatur = , 0,0246 ohm. ∅ . ∅ × × × 240 × ∅ = × =0,03 wb.
Koefisien bocor = 1,15 Jadi jumlah flux/kutub = 0,03 x 1,15 = 0,0345 wb. 12. Sebuahh generator shunt dc 4 kutub dengan belitan gelombang,mempunyai 41 slot dengan setiap slot 12 penghantar. =0,5 ohm, =200 ohm.Flux per kutub 25 mwb.Jika beban 10 ohm dipasang pada terminal jangkar,hitung tegangan beban apabila generator dijalankan pada 1000 rpm.
Ea =
∅ ( ) volt.
P= 4 : a = 12. Z = 41 x 12 = 492 N= 1000 rpm ; = 25 x 10-3 wb
∅
̅ Ea = ( ) = 410 volt. Tahanan yang telah dikombinasi =
. + = +_ = 18
= Tahanan total untai = 0,5 + Tahanan jangkar : Ia =
ohm
= 10 ohm.
= 41 Amp.
Jatuh tegangan jangkar = IaRa = 41 x 0,5 = 20,5 volt. Jadi tegangan beban = 410 — 20,5 volt. = 389,5 volt. 13. Sebuah generator shunt 4 kutub mengalirkan arus 42 Amp pada tegangan 220 volt. Tahanan jangkar 0,1 ohm, tahanan medan 110 ohm. Hitunglah : (a) Arus dalam tiap penghantar dari jangkar jika b elitannya belitan jerat (b) EMF yang dibangkitkan Kejatuhan tegangan kontak per sikat boleh diambil 1 volt. Penyelesaian : (a) IL = 42 Amp. Ish =
= 2 Amp
Ia = IL + Ish = 42 + 2 = 44 Amp. Belitan jangkar merupakan belitan jerat, maka A=P : 4 Jadi arus tiap cabang penghantar : =
= 11 Amp
(b) Jatuh tegangan jangkar = Ia Ra 44 x 0,1 = 4,4 volt. Jatuh tegangan sikat = 2x 1 = 1 volt. Jadi EMF yang dibangkitkan : Ea = Ia Ra + jatuh tegangan jangkar + jatuh tegangan sikat Ea = 220 + 4,4 + 2 = 226,4 volt 14. Sebuah penghantar dipasang atas sebuah jangkar pada keliling 50 cm. Berputar dalam medan 1 wb/m2 . Jika pada panjang penghantar 10 cm EMF induksinya 6,2 volt, carilah kecepatan putar jangkar. Penyelesaian : Rumus : V= B V volt. B = kerapatan flux wb/m2 = panjang penghantar dalam m. V= kecepatan linier dari penghantar dalam m/det.
Maka : 6,2 = 1 x 0.1
,
19
N =
, = 7, 440 rpm . , ,
15. Sebuah generator dc shunt dengan jangkar hubungan gelombang mempunyai tahanan jangkar dan medan berturut turut 0,2 dan 50 ohm ; dan mensuply 6 lampu masing masing 100 volt , 40 watt. Hitunglah arus jangkar total, arus tiap cabang dan emf yang dibangkitkan. Jatuh tegangan sikat diizinkan 1 volt pada tiap sikat. Penyelesaian : Total daya yang disediakan = 60 x 40 = 2400 watt. Arus keluaran : IL = Ish =
= 24 Amp.
= 2 Amp
Jadi arus jangkar total = 24 +2 = 26 Amp. Jatuh tegangan jangkar Ia Ra = 26 x 0,2 = 5,2 volt. Jatuh tegangan sikat = 2 x 1 volt = 2 volt. Jadi total EMF yang dibangkitkan : = 100 + 5,2 + 2 = 107,2 volt. 16. Sebuah generator dc shunt mengalirkan arus ke beban sebesar 195 Amp pada tegangan 250 volt. Tahanan jangkar dan tahanan medan shunt berturut-turut 0,02 ohm dan 50 ohm. Rugi-rugi besi dan gesek 950 watt. Carilah : (a) EMF yang dibangkitkan (b) Rugi-rugi Cu (c) Pi dalam hp (d) Efisiensi : mekanik, listrik, ekonomi. Penyelesaian : (a) Ish =
= 5 Amp.
Ia = 195 + 5 = 200 Amp. Jatuh tegangan jangkar = IaRa = 200 x 0,02 = 4 volt Jadi EMF yang dibangkitkan = 250 + 4 = 254 volt. (b) Rugi Cu jangkar = I2 Ra = (200)2 . 0,02 = 800 watt. Rugi Cu shunt = V. Ish = 250.5 = 1250 watt. Jadi rugi Cu total = 1250 + 800 = 2050 watt. (c) Rugi-rugi total = 950 + 2050 = 3000 watt. Keluaran = 250 x 195 = 48750 watt. 20
Jadi masuka = 3000 + 48750 = 51750 watt. =
hp = 69,4 hp.
(d) Daya listrik yang dihasilkan dalam jangkar = Da ya input — “ stray loss “. Rugi buta = rugi besi + rugi gesekan. Jadi daya listrik yang dihasilkan dalam jangkar = 51750 — 950 = 50800 watt.
= x 100 % = 98,2 %. Rugi-rugi Cu atau listrik = 2050 watt.
e = + x 100 % = 95,9 %
e = x 100 % = 94,2 % = Effisiensi mekanik e = Effisiensi listrik e = Effisiensi ekonomis. 17. Sebuah generator dc shunt 400 volt, mempunyai arus beban penuh 200 Amp, tahanan jangkarnya 0,06 ohm dan tahanan medannya 100 ohm; “ stray losses “ 2000 watt. Tentukanlah h.p dari penggerak utama ( “pr ime-mover”) apabila bekerja pada beban penuh dan tentukan arus beban untuk mencapai effisiensi maximum dari generator Penyelesaian : Arus keluaran beban penuh = 200 Amp Daya keluaran beban penuh = 400 x 200 = 80000 watt. Ish =
= 4 Amp.
Ia = IL + Ish = 200 + 4 = 204 Amp. Rugi tembaga jangkar = (204)2 x 0,06 = 2497 watt. Rugi tembaga shunt = 400 x 4 = 1600 watt. “stray losses “ = 2000 watt. Rugi-rugi total dalam generator : = 2000 +2497 +1600 = 6097 watt. Total masukan = 80000 +6097 = 86097 watt. =
hp = 115,4 hp
Arus beban agar effisiensi maximum adalah diberikan oleh 21
IL =
√
Wc = Rugi-rugi tetap = “ stray losses “ + rugi Cu shunt. Wc = 2000 + 1600 = 3600 watt. Jadi IL =
√
, = 245 Amp.
18. Sebuah generator dc shunt mempunyai arus beban penuh dari 196 Amp pada 220 volt. “ stray losses “ 720 watt. Tahanan belitan medan shunt 55 ohm. Effisiensi beban penuh 88 %, tentukanlah tahanan jangkar. Tentukan juga arus beban penuh untuk effisiensi maximum. Penyelesaian : Keluaran = 220 x 196 = 43120 watt. = 88 %
Jadi masukan listrik =
= 49000 watt. ,
Rugi total = 49000 — 43120 = 5880 watt. Arus medan shunt =
= 4 Amp.
Ia = IL + Ish Ia= 196 + 4 = 200 Amp. Rugi Cu shunt = 220 x 4 = 880 watt. Rugi buta (“stray losses “) = 720 watt. Wc = 880 + 720 = 1600 watt. Rugi Cu jangkar = 5880 — 1600 = 4280 watt. Ia2 Ra = 4280 watt. (200)2 Ra = 4280 Ra =
= 0,107 ohm.
Untuk effisiensi maximum : IL2 Ra = Wc = 1600 watt. Jadi IL =
√
.
= 122,3 Amp
19. Sebuah dynamo shunt panjang dijalankan pada 1000 rpm mensuppli 22 Kw pada tegangan terminal 220 volt. Tahanan amatur, medan shunt dan medan seri berturut turut 0,05, 110 dan 0,06 ohm. Effisiensi seluruhnya = 88 %. Tentukanlah : (a) Rugi-rugi Cu (b) Rugi-rugi gesekan dan besi (c) Torsi yang diberikan oleh penggerak utama. Penyelesaian : 22
= 2 Amp. = 100 Amp. IL = Ish :
Jadi Ia = 100 + 2 = 102 Amp. Jatuh tegangan pada belitan seri = IaRs = 102 x 0,06 =6,12 volt. (a) Ia2Ra = (102)2 x 0,05 = 520,2 watt. Rugi medan seri = ( 102 ) 2 x 0,06 = 624,3 watt. Rugi medan shunt = 4 x 110 = 440 watt. Rugi-rugi cu total = 520,2 + 624, + 440 = 1584,5 watt. (b) Keluaran = 22000 watt. Masukan =
, = 25000 watt.
Rugi-rugi total = 25000 — 22000 = 3000 watt. Rugi-rugi gesekan dan besi = 3000 — 1584,5 = 1415,5 watt. (c) Berlaku hubungan : Tx
= input = 25000
Jadi T =
= 239,4 Newton-m ,
20. Sebuah generator dc shunt diberi keluaran beban penuh 6 Kw pada tegangan terminal 200 volt. Tahanan-tahanan Jangkar dan medan berturut-turut 0,5 ohm dan 50 ohm. Jika rugi-rugi mekanik dihubungkan dengan rugi-rugi besi sama dengan 500 watt, hitunglah hp yang dibutuhkan untuk menjalankan poros pada kondisi beban penuh dan effesiensi beban penuh. Penyelesaian :
= = 4 Amp
23
Arus keluaran = Jadi =
= 30 Amp
+ = 30 + 4 = 34 Amp
= (34)² × 0,5 = 578 watt Rugi Cu medan shunt = 200 × 4 = 800 watt Rugi total = 578 + 800 + 500 = 1878 watt Jadi masukan = 6000 + 1878 = 7878 watt
= 10,56 Hp × = 76,2% Pada beban penuh : η = =
21. sebuah generator DC dengan belitan compound panjang member tegangan 240 volt pada keluaran beban penuh 100 Amp. Tahanan dari belitan-belitan mesin adalah : belitan jangkar 0,1 ohm. Belitan medan seri 0.02 ohm. Belitan medan kutub bantu 0.025 ohm. Belitan medan shunt 100 ohm. Rugi besi pada beban penuh 1000 watt. Rugi angin dan gesekan total 500 watt. Hitunglah efesiensi beban penuh dari mesin. Penyelesaian : Keluaran = 240 × 100 = 24000 watt Tahanan untai jangkar total = 0,1 + 0,02 + 0,025 = 0,145 ohm
=240/100 = 2,4 Amp = + = 100 + 2,4 = 102,4 Amp Jadi rugi Cu untai jangkar : = (102,4)² × 0,145 = 1521 watt Rugi Cu medan shunt = 2,4 × 240 = 576 watt Rugi besi = 1000 watt Rugi gesekan = 500 watt. 24
Rugi total = 1521 + 1500 + 576 = 3597 watt η=
+
= 0,871 = 87,1 %
22. sebuah generator dc shunt 150 kw , 250 volt,
= 0,05 ohm. = 5 ohm . tentukanlah
tegangan yang dibangkitkan oleh generator pada beban penuh Penyelesaian :
= V + = + = 600 Amp = = ×
=
=
Pada beban penuh
= = 5 Amp = + = 600 + 5 = 605 Amp = V + = 250 + 605 × 0,05 = 280,25 Amp 23. Sebuah generator dengan ekstasi terpisah : 150 volt, 1800 rpm, diberi penguatan tetap. Tentukanlah tegangan tanpa beban generator tersebut pada kecepatan 2400 rpm, dan kecepatan 1500 rpm. Penyelesaian :
= K n
φ tetap, maka
~ n jadi :
= × = × 150 volt = 200 volt = × 150 volt = 125 volt =
25
24. Sebuah generator compound panjang 120 Kw, 600 volt
= 0,01 ohm dan = 54 Amp. Tentukanlah : (a) tahanan divertor ( ) pada beban penuh
= 150 ohm, = 0,03 ohm,
(b) tegangan yang dibangkitkan generator pada beban penuh. Penyelesaian :
= + + = + = +
(a)
× = 200 Amp = . =
= = = 4 Amp = + = 4 + 200 = 204 Amp = = = – = 204 – 54 = 150 Amp = ., = 0,0278 ohm ) = + + = 600 + (204 × 0,03) + 150 (0,01). = 607,62 volt
25. tentukanlah efesiensi dari generator compound panjang 250 Kw, 250 volt, jika = 0,007 = 0,002 ohm. = 12 Amp, beban = 736 Amp pada 250 volt. Rugi beban buta linear ( stay power loss) = 5500 watt.
26
Penyelesaian :
= + = 736 + 12 = 748 Amp = V.I = 250 × 746 = 184000 watt Rugi – rugi daya :
= (748)² . 0,007= 3917 watt 2. rugi seri = = (748)². 0,002 = 1119 watt 3. rugi shunt = V. = 250 × 12 = 3000 watt 1. rugi jangkar
4. rugi beban linear
= 5500 watt
5. rugi – rugi beban 1% dari
= 1840 watt
Rugi total = 15375 watt.
= 184000 + 15376 = 199376 watt = = × 100 % = 92,29 % = 92 % 26. Sebuah generator compound panjang mempunyai lilitan medan shunt sebanyak 1500 lilitan/kutub dan lilitan medan seri sebanyak 6 lilitan/kutub.jika kita ingin memperoleh tegangan beban penuh sama dengan tegangan tanpa beban, maka generator ini hanya dioperasikan sebagai generator shunt yaitu dibuat = nol, dan untuk ini arus medan shunt diperbesar 0,2 Amp. Arus jangkar beban penuh dari generator compound 70 Amp dan tahanan medan seri = 0,04 ohm.
27
Tentukanlah : (a) jumlah ampere-lilit medan seri, jika diharapkan generator bekerja secara flat kompound. (b) tahanan diverter (
) yang diperlukan.
Penyelesaian : Sebuah generator bekerja secara plat compound jika tegangan tanpa beban = tengangan beban penuh.
∆ × = 0,2 Amp × 1500 lilit = 300 Amp-lilit ; jadi yang ditanya : = 300 Amp-lilit = 50 Amp . = = − a.
= + = - = 70 – 50 = 20 Amp ., Jadi = = = 0,1 ohm 27. sebuah generator dengan penguatan terpisah. Tegangan tanpa beban 120 volt dengan arus medan 2 Amp dan putaran 1500 rpm. Generator beroperasi pada daerah linear dari “saturation curve”. Tentukanlah : (a) arus medan magnet jika tegangan yang harus dibangkitkan 150 volt (b) tegangan yang dibangkitkan jika putarannya diturunkan menjadi 1200 rpm dan arus medan naik menjadi 3 Amp Penyelesaian : (a)
~ . bekerja pada daerah linear maka : =
= . =× = = 2,5 Amp 28
= ( )
(120) = 144 volt
28. sebuah generator compound pendek, 75 Kw, 220 volt,dioperasikan sebagai generator shunt, membutuhkan arus medan shunt 2 Amp, agar generator ini bisa bekerja “ over compound “ pada tegangan 250 volt , pada beban penuh = 230 Amp. Medan seri mempunyai 6 lilitan perkutub dan medan shunt 300 lilitan per kutub. Tahanan medan seri = 0,004 ohm dan tahanan medan shunt = 220 ohm. Tentukanlah :
(a) tahanan divertor yang diperlukan (b) jika tegangan pada beban nol generator compound juga 220 volt berapa m.m.f per kutub pada kondisi beban nol dan pada kondisi beban penuh. Penyelesaian : (a)
∆ × = 2 × 300 = 600 Amplilit = = =
= 100 Amp
= - = 230 – 100 = 130 Amp × , = = = 0,0031 ohm (b) MMF per kutub tanpa beban = =
× 300
= 300 Amplilit MM per kutub pada beban penuh :
+ = ( 300 + 600 ) Amp-turun = 900 Amp-turun 29. Sebuah generator dc 6 kutub dengan kumparan jangkar berbentuk “ triplex winding “ dan jumlah penghantar 800 buah. Tentukanlah yang timbul pada jangkar jika EMF 120 volt dan putaran 200 rpm
∅
Penyelesaian :
∅ = . P=6 29
Triplex winding , maka m = 3. Jadi : a = 2; m = 6 (untuk wave winding ) z = 800; n = 200 rpm. Jadi
∅=
.. ..
10 4,5 . 10 "Maxwell" R
30. Sebuah generator compound panjang 120 Kw , 120 volt, 870 rpm. Tahanan seri = 0,01 ohm dan tahanan jangkar = 0,008 ohm. Tahanan shunt = 30 ohm, = 2 volt, rugi tegangan sikat = . Rugi besi 100 watt ,rugi gesekan 300watt , rugi beban liner = 1 % dari beban . Tentukanlah :
R V
R
V
a. G.g.l dan effisiensi pada kondusi beban penuh dan pada
I
1⁄2 beban penuh.
b. Bila generator di pakai sebagai motor , berapakah putaranya Penyelesaian :
I
(a)
I I
E R
RL V
P=V
I
I = = 1000 Amp I = = 4,8 Amp I = I + I = 1000 + 4,8 = 1004,8 Amp Untuk beban penuh : = V + ( + ) + = 120 + 1004,8 (0,01 + 0,008 ) + 2 = 140 volt Rugi – rugi daya beban penuh :
E E 1. 2. 3. 4.
I R
R
VI I R
V
Rugi sikat : = 1004,8 × 2 = 2009,6 watt × 0,008 = 8077 watt Rugi jangkar : = Rugi besi = 100 watt × 0,001 Rugi seri = = 10096,2 watt
1004,8
I R 1004,8 Rugi shunt I = 4,8× 25
5. 6. Rugi beban = 1% dari 120000
= 576 watt = 1200 watt 30
7. Rugi gesekan P rugi total daya ; Effisiensi : η =
= 300 watt = 22358,8 watt
+ g o
=
+,
× 100 % = 84,3 %. Untuk ½ beban penuh : = ½ × 1000 = 500 Amp = + = 500 + 4,8 = 504,8 Amp = 120 + 504,8 (0,01 + 0,008 ) +2 = 131,1 volt
I I I E
I
Rugi-rugi daya ½ beban penuh : × 0,008 Rugi jangkar = Rugi sikat = 504,8 × 2 Rugi besi × 0,01 Rugi seri = × 25 Rugi shunt = Rugi beban = 1 % daya output 6000 Rugi gesekan P rugi total = 7172,4 watt
504,8
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
504,8 4,8
Effisiensi : η =
+,
× 100 %
= 2038,6 watt =1009,6 watt = 100 watt = 2548,2 watt = 576 watt = 600 watt = 300 watt = 89,3%
(b) Jika di jalankan sebagai motor , maka : Pada beban penuh : = 120000 + 22358,8 = 142358,8 watt , = V. , maka = =
P P
I
I
= 1186,3 Amp
I =
=
=
4,8 .
I I I V
I = I - I = 1186,3- 4,8 = 1181,5 Amp. = V - I (R R ) - V . = 120 – 1181,5 (0,01 + 0,008 ) - 2
R
= 96,7 volt .
31
Kalau putaran berubah , maka berlaku hubungan :
= , dimana :
= putaran generator = putaran motor = E generator = E motor Maka :
=
=
×, =
600,96 rpm
Jadi putaran generator sebagai motor pada beban penuh : 601 rpm. Pada ½ beban penuh :
I = ½ × 1186,5 = 590,8 Amp E = 120 – 590,8 (0,01 + 0,008 ) – 2 × = 712,7 rpm = , ,
= 107,4 volt
Jadi putaran generator sebagai motor pada ½ beban penuh = 713 rpm.
31. Sebuah generator shunt dengan tahanan jangkar 0,01 ohm, member arus ke beban sebesar 150 Amp pada tegangan jala 110 volt dan = 10 Amp. Untuk putaran 1000 rpm, = 4,8 Amp. Tentukanlah : (a) Daya yang hilang pada kondisi di atas (b) Effisiensi η
I
Penyelesaian : (a) = L + = (150 + 10 ) Amp = 160 Amp. = V+ = 110 + 160 . 0,02 = 113,2 volt
I I I I I E I R
I
I
R
E
IL
I
V
RL
32
E
untuk = 132,2 volt dengan n = 1000 rpm ; maka Daya yang hilang = - = (113,2) (4,8) – = 543,36 – 0,46 = 542,9 watt (b)
PO =
I E
V .
IL =
I R
I
= 4;8 Amp.
4,8
.
(0,02)
(110)(150) = 16500 WATT
Rugi-rugi : (a) Rugi-rugi jangkar = (0,02) = (b) Daya yang hilang (c) Rugi-rugi shunt = V . = (110)(10) (d) Rugi-rugi beban = 1% dari O = 0,01 16500 Rugi-rugi total
IR 160 I
P
= 512 watt = 542,9 watt = 1100 watt = 165 watt = 2319,9 watt
P = PO P
+ rugi-rugi total = 16500 + 2319,9 = 18819,9
Jadi η = =
× ,
100% × 100% = 87,7%
32. Sebuah generator dc 110 volt , 55 Kw , arus medan shuntnya harus berubah dari 3,3 Amp. Untuk membentuk compound datar dari keadaan beban nol ke beban penuh . jumlah lilitan setiap kutub medan 1600 . Tentukanlah : (a) Jumlah lilitan medan per kutub, apabila di hubung compound pendek. (b) Jumlah lilitan medan per kutub apabila di hubung compound panjang. Penyelesaian : (a)
I
= =
=
500Amp
Untuk compound pendek :
I = IL
= 500Amp
33
∆
NS
I N = I NS = =
,− ,
= 1,2 lilitan / kutub
(b) Bila di hubung compound panjang :
I = I = IL + I ∆
= 500 + 3,3 = 503,3 Amp
I N = I NS
NS)
(0,5) (1600) = (503,3) (
NS
=
,
=1,59 lilitan / kutub .
R
33. Sebuah generator compound panjang 300 volt, 30Kw, S = 0,04 ohm , = 150 ohm, S = 8 lilitan/ kutub , = 1000 lilitan/kutub. Dengan menghubung singkat medan seri , maka arus medan bertambah dari 2,2 Amp menjadi 2,5 Amp . untuk mempeoleh compound datar. Hitunglah :
N
N
(a) Tahanan divertor yang harus di pasang untuk membentuk compound datar. (b) Jumlah Amp-turn/kutub yang di hasilkan oleh kedua medan seri dan shunt pada beban penuh (c) Jumlah Amp-lilit/kutub yang di hasilkan oleh kedua medan seri dan shunt pada beban nol. Penyelesaian :
I N
I N
(a) ∆ = S (2,5 – 2,2) (1000) =
I (8)
I = ,−, = 37,5 Amp I I V
R
RS I I IL =
RL
R =
= 100 Amp 34
I = IL + I = 100 +2,2 = 102 Amp I = I - I = 102,2 – 30 = 72,2 Amp. R = = = ,, , = 0,207 ohm. (b) Pada kondisi beban penuh :
I = 37,5 Amp NS = 8 lilitan NSI = (8) (37,5) = 300 Amp-lilit /kutub (c) Pada kondisi tanpa beban :
I = I = 2,2 Amp , I = ( , + , ) × 2,2 = 0,75 Amp NS = 8 lilitan NSI = (8) (0,75) = 0,6 Amp-lilit/ kutub 34. Sebuah generator dc panjang : 440 volt; 100Kw , tahanan shunt 100 ohm , tahanan jangkar 0,05 ohm, tahanan seri 0,01 ohm, arus “ diverter“ = 71,7 Amp. Hitunglah :
I
(a) Tahanan “diverter” untuk beban penu. (b) Tegangan induksi pada beban penuh. penyelesaian : (a) = =
= 227,27 Amp I = = 4,4 Amp I = IL +I = 227,27 + 4,4 = 231,7 Amp I = I + I I = I - I = 231,7 71,7 = 160 Amp I R = I RS ×, = 0,022 ohm. R = = , E = V + I R + I RS E = 440 + (231,7) (0,05) + (160)(0,01) = 453,19 volt
IL
(b)
35
35. Dua buah generator shunt de A dan B , di operasikan parallel. Dengan karakteristik luar dari kedua generator tersebut adalah : Generator A : Volt : 750 728 Amp : 0 10
705 20
684 30
662 40
641 50
620 60
Generator B : Volt : 800 479 Amp : 0 10
698 20
650 30
600 40
550 50
500 60
600 70
Tentukanlah : (a) Beberapa besar arus yang di berikan oleh generator B, jika generator A memberi arus 25 Amp dan 60 Amp. (b) Berapa besar arus yang di berikan oleh masing-masing generator , jika beban memerlukan arus 120 Amp, temtukan pula tegangannya. Penyelesaian : Soal ini dapat di selesaikan dengan memperhatikan gambar grafafik karakteristik generator – generator A dan B Halaman 38-45 Pada IA = 20 ampere. Dari gambar grafik V = 705V dan didapat IB = 18,5 Amp .pada IA = 60 Amp , dari gambar gravik V = 620V dan IB = 36 ampere
(b). Untuk generator A EaA = 750 volt V = EaA – IA RtA 620 =750-60 RtA
36
RtA = 750-620 : 60 = 2,167ohm Untuk generator B EaB = 800 volt V = Ea-IB RtB 620 = 800 – 36 RtB RtB = 800-620 : 36 = 5 ohm
♡ halaman 39 V = ( EaB RtA + EaA RtB) Rc : Rc (RtA + RtB) + RtA RtB V = [(800 x 2,167) +(750x5)]Rc : Rc ( 2,167+5) +(2,167)(5) = 5483,6Rc : 7,167 Rc + 10,835 I =v Rc I = 5483,6 7,167Rc + 10,835 120 =
5483,6 7,167Rc + 10,835 Rc = 5483,6 – 120x 10,835 = 4,867 ohm 120 x 7,167 IA = EaA (RtB+Rc) – EaB Rc Rc (RtA+RtB) + RtA RtB IA = 750 (5+4,867) – (800) x (4,867) (4,867) (2,167+5) + (2,167x5) = 76,76 ampere IB = EaB (RtA+Rc) -EaA Rc Rc (RtA +RtB) + RtA RtB = 800(2.167+4,867) – (750) (4,867) = 43,24 amp 4,867 (2,167+5) + (2,167) (5)
V = IL Rc = (120) (4,86) = 583,2 volt
37
36. dua generator Dc. 220v dijalnkan bersamaan secara paralel. Satu mesin pertama mempunyai tegangan terminal 270v pada arus beban 35 amp. Dan mesin ke dua tegangan 280v tanpa beban. Dan 220v pada 50amp. Hitunglah arus keluaran setiap mesin dan tegangan bus-bar apabila beban total 60 amp. Berapa Kw keluaran masing mesin pada kondisi ini Generator 1 Jatuh tegangan pada 35amp = 270-220 = 50V Jadi jatih tegangan / ampere = 50 :35 = 10/7 Geberator 2 Jatuh tegangan =( 280-220) /50 =1,2 Ambil V = tegangan bus bar I1 = arus keluaran generator 1 I2 = arus keluaran generator 2 V= 270- 10/7 I1-->untuk generator 1 V = 280 – 1,2 I2 - untuk generator 2 Jadi 270 – 10/7 I1 = 280-1,2I2 4,2 I2-5I1 = 35...... (1) I1 +I2 = 60 ....(2) Dati kedua persamaan diatas I1 = 23,6 Amp I2= 36,4 amp Sekarsng V = 280 – 1,2 .I2 = 280 – 1,2. 36,4 = 236,3 V Keluaran mesin1 = 236,3.23,6/1000 = 5,577 kw Keluaran mesin2 = 236,3.36,4/1000= 8,602 kw
37. generator shunt A dan B belerja paralel dan karakteristik bebannya boleh diambil garis lurus. Yegangan generator A turun dari 240v pada beban nol ke 220 v dengan 200 amp. Sedangkam generator B turun 245 v pada bebam nol ke 220v demgam aris 150 amp. Tentukanlah arus yang disediakn tiap mesin untuk beban 300 amp. Tentukam pula tehangan busbar. Generator A Jatuh tegangan 200 A = 240-220=20V
38
Jadi 20/200 = 1/10 = v/a Generator b Voltage drop/ampere= 245-220/150 = 1/6 v/a Tegangan bus-bar (V) Arus keluaran generator A (I1) Arus keluaran generator B (I2) Maka V= 240- l1/10 dan V= 254- l2/6 240-l1/10 = 245 l2/6 5l2-3l1 = 150...(1) L1+l2 = 300....(2) Maka I1 = 300-l2 5l2- 3(300-l2) = 150 amp I2 = 1050/8 =131 amp V= 240-168/10= 223,1 v I1 = 169 amp l2 = 131amp v= 223,1 v 38. dua buah generator shut masing2 dengan tahanan jangkar 0,02 dan tahanan medan 50ohm. Bekerja paralel dam memberikan arus ke beban 800 amp. EMF induksi berturut 220v dan 210v. Hitunglah tegangan bus-bar dan keluaran dari masing mesin Tegangan busbar (v) Arus keluaran generator 1 (l1) Arus beluaran generator 2(l2) I1+l2 = 800amp Ish= V/50 amp Dalam tiap mesin V+ (l1+v/50) . 0.02=220....(1) V+V/2500 = 207 jadi V= 207x2500/2501 =206,9volt Keluarn generator 1 I = 650.206,9 watt = 134,485 K watt Keluara generator 2 150.206,9 = 31035 watt= 31,035 Kw
39
39. dua buah generator shunt masing masing dengan tegangan 125volt pada beban nol dijalnkan secara paralek. Karakteristik luarnya dapat diangap garis lurus Generator 1 Menetapkan (rated) 250 Kw dan tegangan beban penuh 119volt Generator 2 Menetapkan (rated) 200Kw pada 160v Hitunglah tegangan bus-bar apabila beban total 3500 amp. Dan bagaimana pembagiañ beban antara keduanya (V) tegangan busbar X1,x2 = beban yang dipikul generator dalam persenan paralel P1,p2 = beban yang dipikul generator dalam watt V= 125- [(125-119)(x1/100)] ...generator 1 = 125-[(125-116)(x2/100) ... generator 2 Jadi 125- 6x1/100 =125-9x1/100 X2= 6x1/9 =2x1/3 Jika dalam intai dc. Daya yang dialirka VI watt maka beban generator (250x1+1000/100) +(200x2x 1000/100) = vx3500 Jadi x1 = 108,2% Tagangan bus-bar= 125-(6x108,2/100)= 118,5v X1 = p1.100/ 250000 dan x2 =p2.1000/200000 X1/X2 = p1x200000/p2.x250000 = 4vl1/ 5v l2 = 4 l1/ 5 l2 = 3/2 Jika l1+l2 = 3500...(1) I2 = 3500-l1 Jadi 3/2 = 4l1 / 5(3500-l1) I1 = 2283 amp I2 = 1217 amp 40. dua buah generator shunt dan sebuah battery bekerja paralel. Tegangan untai terbuka tahanan jangkar dan tahanan medan dari generator berturut2 adalah
40
250v 0.24 ohm 100ohm dan 248volt 0.12ohm dan 100ohm. Jiak generatorgenerator mengalirkan arus yang sama. Apabila beban diatas bus-bar 40amp. Hitunglah EMF dari batery jika tahanan dalamnya 0.172 ohm. Harga arus dan Emf induksi : V+ (l+V/100) x0.24 = 250 ...(1) (geenrator 1) V +( I+V/100) x 0.12 = 248 ..(1) (generator 2) Juga IL = l +l +lb = 40...(3) Maka ( l+ V/100) x 0.12= 2 ..(4) Masukan ke pers 2 V+2 = 248 jadi v = 246 volt Masukan harga v pada pers 4 (l+246/100) x0,12= 2 Jadi l = 50/3 -2,46 = 14,2 amp Dari per 3 diperoleh Ib = 40 – (2x14,2) = 11,6 amp Jatuh tegangan di dalam batery = 11,6 x 0,172 = 2volt Jadi Eb = 246+2 = 248 volt Eb = EMF dari batery 41. dua buah generator A dan B dihubungkan bersama ke suatu beban. A mempunyai EMF 400v tetal dan tahanan dalam 0.25 ohm. Sedangkan B mempunyai EMF 410v tetal dan tahanan dalam 0.4 ohm. Hitunglah arus dan keluaran day dari masing masing generator jika tegangan beban 390v. Berapa arus dan daya dari masing masing tegangan terminal jika beban intainya dibuka Jika tegangan terminal ati tegangan keluaran = 390 volt Maka : Beban yang disediakan oleh A = (400-390/0.25= 40 ampera Beban yang disediakan B = (410-390 /0.4= 50 amp
(a) 41
Keluaran daya dari A = 40 X 390 = 15,6 Kw. Keluaran daya dari B = 50 X 390 = 19,5 Kw. Jika untai beban di buka sebagaimana gambar (b), maka kedua generator adalah terhubung seri. Dan tegangan dari untainya = 410 – 400 = 10 volt; tahanan total = 0,4 + 0,25 = 0,65 ohm. Jadi arus yang mengalir =
, = 15,4 Amp.
Tegangan terminal = 400 + (15,4 X 0,25) = 403,8 volt. 42. Dua buah generator kompoun A dan B dicocokkan dengan suatu bar perataan, persediaan arus beban total 500 Amp. Data-data pada mesin adalah : A
B
Tahanan jangkar (ohm) ........... 0,01
0,02
Belitan seri (ohm) ................... 0,004
0,006
EMF yang dibangkitkan (volt) 240
244
Hitunglah : (a) Arus dalam setiap jangkar. (b) Arus dalam setiap belitan seri. (c) Aliran arus dalam bar perata. (d) Tagangan bus-bar. Arus shunt dapat diabaikan. Penyelesaian :
Ambil V = tegangan bus-bar. V tegangan antara bus-bar perata dan negatip. i1 , i2 = arus jangkar dari generator-generator. i1 + i2 = 500. 42
− − 500 , , − 240 – V + 5 Atau
480 – V + 244 – V = 10 3V = 480 + 244 – 10 = 714.
238 volt. − Jadi i1 = , 200 . − 300 . i2 = , Jadi V =
(a)
: , , = 3 : 2. Maka arus yang mengalir pada belitan seri generator A = x 500 Amp 300 Amp. Yang mengalir pada belitan seri B : = x 500 Amp. = 200 Amp.
(b) Arus total 500 amp bercabang dua dengan perbandingan
(c) Jelas bahwa arus 100 amp mengalir dalam Barperataan dari C ke D. Karena itu arus yang mengalir dari jangkar penerator A hanya i1 = 200 Amp, dan yang 100 Amp dari genarator B melalui bus-bar perata; dengan demikian arus yang mengalir pada belitan seri generator A = 300 Amp. (d) V = v – jatuh tegangan dalam belitan seri = 238 – (300 X 0,004) = 236,8 volt. 43. Dua buah generator dc shunt yang identik : 60 kw dan 300 volt mempunyai tegangan regulasi 10%. Salah satu dari generator tersebut memberikan 0,5 beban kerja pada tegangan terminal 315 volt sedangkan generator yang satu di “floating”. Hitunglah : (a) Daya total yang diberikan untuk tegangan rel 315 volt. (b) Daya terbesar yang dapat diberikan tanpa mencapai rating dari generator yang mula-mula dan daya yang di berikan oleh masing-masing generator. Penyelesaian :
(a) VR = ; VR = Tegangan Regulasi.
0,1 =
Ea = 30 + 300 = 330 volt.
43
= 200 Amp. IL = =
− R a = = = 0,15. Arus yang mengalir dari masing-masing generator : IA =
− = , = 100 Amp.
IB = 0 karena di “floating”. Arus yang mengalir ke beban. IL = IA + IB = 100 + 0 = 100 Amp. Daya total : P = V L IL = 315 X 100 = 31500 watt = 31,5 Kw. (b) V = VL = 300 volt, untuk mendapat daya trbesar dari genarator.
− , = 100 Amp. − IB = , = 200 Amp. IA =
IL = IA + IB = 100 + 200 = 300 Amp. Daya terbesar : Pmax = VLIL = 300 X 300 = 90000 watt. = 90 Kw. Daya yang berasal dari : Generator A : PA = IAVL = 100 X 300 = watt. = 300 Kw. Generator B : PB = IBVL = 200 X 300 = 60000 watt. = 60 Kw. 44. Dua buah generator shunt bekerja paralel : Generator A : 12 Kw, 120 volt, 1800 rpm, VR 6%. Generator B : 6 Kw, 120 volt, 1100 rpm, VR 8%. Pada kondisi ini tegangan pada beban nol = 130 volt. Tentukanlah :
44
(a) Arus yang harus diberikan oleh masing-masing generator, apabila beban memerlukan arus 120 ampere. (b) Kw yang diberikan pada beban dan Kw yang diberikan masin g-masing generator. Penyelesaian : (a) Generator A : 0,06 =
−
+, = , = 122,6 volt − Generator B : 0,08 = = 120,4 volt. VFL = +, = , VFL =
jadi :
= 97,9 Amp. , ( IFL ) B = , = 49,8 Amp. ( IFL ) A =
Dari data diatas,dapat digambarkan karakteristik dari generator-generator tersebut :
IA + IB = 120 Amp...........(1) V diperoleh dari grafik karakteristik,yaitu secara geniometri :
− x 97,9 = 10,2 (130 – V ). (2) −, − x 49,8 = 5,2 (130 – V ). (3) = −,
IA = IB
Maka : 10,2 (130 – V) + 5,2 (130 – V) = 120. V=
, − = 122,2 volt. , 45
Jadi: IA = 10,2 (130 – 122,2) = 79,44 Amp. IB = 5,2 (130 – 122,2) = 40,56 Amp. (b) PL = V IL = 122,2 . 120 = 14664 watt =14,7 Kw (PL)A = V . IA = 122,2 x 79,44 = 9707,51 watt (PL)B = V . IB = 122,2 x 40,56 = 4956,45 watt. = 5 Kw. 45. Sebuah generator shunt 36 Kw, 280 volt; tegangan jangkar pada keadaan rated : 295 volt dengan penguatan medan 2 ampere. Tentukan : (a) Tahanan lilitan jangkar. (b) Tahanan lilitan medan. Peneyelesaian :
= 128,57 ampere. (a) IL = =
Ia = IL + Ish = 128,57 + 2 = 130,57 ampere.
Ea = V + Ia R a Ea = 280 + 130,57 R a 295 = 280 + 130,57 R a
− , = 0,1149 ohm (b) R sh = = = 140 ohm Ra =
46. Dua buah generator dc bekerja paralel dengan beban satu ohm. Generator A membangkitkan tegangan 120 volt dan mempunyai tahanan jangkar o,1 ohm. Generator B membangkitkan tegangan 125 volt. Dengan tahanan jangkar 0,05 ohm. Jika arus medan turun tegangan sikat dan turun tegangan reaksi jangkar diabaikan untuk setiap generator; 46
Tentukanlah: (a)Arus yang diambil dari tiap-tiap generator ke jala-jala. (b) Tegangan terminal jala-jala. Penyelesaian : (a) Harus memenuhi hubungan :
- = - 120 – (0,1) = 125 – (0,05) - 0,1 + 0,05 = 125 – 120 = 5. 0,2 + 0,1 = 10 = 100 + 2 ....................................... (1) V = I R = - ........................ (2) I = + ................................... (3) VL =
L
L
L
L
– ,
(2) ─ IL =
IL = 120 – 0,1
=
– ,
............................. (4)
Dari persamaan (1), (3) dan (4) : 120 – 0,1 3.1
= + 100 + 2
= 20
= 6,45 Ampere. = , = 100 + 2 x 6,45 = 112,9 Ampere. (b) I = + = 6,45 + 112,9 = 119,35 Ampere. L
IL = Arus yang mengalir ke beban dari jala-jala. Jadi tegangan terminal jala-jala : VL IL R L = 119,35. 1 = 119,35 volt. 47. Sebuah generator shunt dc 25 Kw,250 volt, diberi penguatan terpisah dalam menetukan turunan tegangan reaksi jangkar dengan tahanan jangkar 0,1235 ohm. Jatuh tegangan pada sikat 2 volt. Tentukanlah : (a) Jatuh tegangan pada lilitan jangkar pada kondisi beban penuh. 47
(b) Jatuh tegangan karena reaksi jangkar apabila pada beban nol tegangan 270 volt. Penyelesaian :
(a) Ia = IL = =
Ia = 100 ampere. Jatuh tegangan pada lilitan jangkar Ia R a = (100) (0,1) = 100 volt. (b) Ea = V + Ia R a + Vsi + VAR VAR = jatuh tegangan karena reaksi jangkar. VAR = Ea – V - Ia R a - Vsi = 270 – 250 – 10 – 2 = 8 volt.
48. Sebuah generator dc shunt berkutup 4 buah, mempunyai 16 saluran disekeliling angker. Didalam tiap saluran terdapat 4 sisi kumparan,tiap kumparan terdiri atas 8 llitan kawat yang penampang nya 6 mm2,panjang 8 m. Untuk kumparan penguat dihubung seri setiap kutup dengan panjang 500 m per kutup, penampang 1 mm2. Tahan jenis penghantar 0,02, rapat arus 4,5 ampere/mm2 putaran rotor 1200 rpm dan menghasilkan Ø = 2 x 106 maxwel. Tentukanlah : (a) Tenaga listrik PO yang dapat dihasilkan generator. (b) Tenaga penggerak Pi dari generator, jika η = 80 %. (c) Tegangan lamel rata-rata. Penyelesaian :
48
Banyakmya sabang paralel: 2a = 2, maka a = 1 2p = 4, maka p = 2 Ea =
Ø x 10-8 volt.
Ea = V + IaR a
16 saluran = 16 x 4 sisi kumparan = 64 sisi kumparan. =
kumparan 32 kumparan
= 32 x 8 belitan = 256 belitan. = 256 x 2 = 512 batang. Maka z = 512 batang. Jadi Ea =
.
= = 409,6 volt. =
Arus cabang : 4,5 x 6 = 27 Ampere. Ia = 2 x 27 Ampere = 54 Ampere 32 kumparan, dalam tiap cabang :
= 16 kumparan; tiap kumparan 8 m, maka panjang penghantar/jabang = 16 x 8 m.
, = 0,427 ohm
Tahanan per cabang : r a = =
49
Tahanan jangkar Rₐ = V = Eₐ - Iₐ Rₐ
ₐ , = 0.21 ohm
= 409,6 – 54 x 0,21 = 398,26 volt. 4 kutub panjang konduktor : 4 x 500 m = 2000 m. Tahanan kumparan penguat :
R = X , = 40 ohm. I = = , = 9,96 ampere. IL = Iₐ - I = 54 – 9,96 = 44,04 ampere. Jadi : (a) Pₒ = V
IL =
(398,26) (44,04)
= 17539, 37 watt = 12, 54 Kw.
ₒ , tegangan p tenaga mekanik ₒ ; η = 80 % = 0,8. Pᵢ = η , = 21,925 Kw. pᵢ = , р ₐ Tegangan lamel rata-rata : K
(b) η =
(c)
K
= banyaknya lamel = banyaknaya kumparan = 409,6 volt 2p =4 K = 32 = jumlah kumparan jangkar. Jadi tegangan lamel rata-rata ;
Eₐ
=
,
= 51,2 volt
49. OCC (curve circuit terbuka) dari sebuah generator dc shunt yang dijadikan pada kecepatan 1000 rpm, dengan data sebagaiu berikut : Untai terbuka : 52,5
107,5 155
196,5 231
256,5 275
287,5 volt
I F
2
4
6
8
:1
3
5
7
Tafsir tegangan yang akan dibangkitkan jika kecepatan 800 rpm dantahanan medan shut 30 ohm.
50
Penyelesaian :
OOC untuk 1000 rpm dapat digambar sesuai dengan data. Garis OA untak tahanan 30 ohm. Kita akan peroleh E = 150 volt. Maka koordinatnya : 5 Amp dan 150 volt atau B (5 Amp, 150 volt). Kemudian kita hubungkan titik asal 0 (0,0) dan B, maka diperoleh garis tahanan 30 ohm. Akan memotong OCC di A. Ordinat titik A = 30 volt = OM, merupakan harga maximum tegangan yang dibangkitkan oleh mesin dengan tahanan 30 ohm dalam medan shunt dan kecepatan 1000 ppm. Gambar pada OCC pada 800 rpm, dengan menghitung tegangan pada arus yang sama dengan OCC pada 1000 rpm, yaitu harga tegangan pada arus yang sama dikalikan dengan perbandingan kecepatan, yaitu :
₁ ₂ . E₁ E = E₂ = ₁
₂
E =
₁
₂
0,8 E → E
₁
= 0,8 E
₁ E₂ = tegangan untuk OCC 800 rpm E₁ : 40 50 60 70
E = tegangan untuk OCC 1000 rpm
80
100
150
200
250
64
80
120
160
200
300 volt
₂
E : 32 240 volt
40
48
56
Setelah OCC 800 rpm digambar, memotong garis tahanan 30 ohm pada titik C = ON = 230 volt. Jadi EMF yang dibangkitkan mesin pada 800 rpm dengan tahanan medan 30 ohm maximum 230 volt. 50. curve mnagnetisasi pada kecepatan 800 rpm dari generator dc shunt 4 kutub,220 volt dengan 576 penghantar, jangkar jelitan jerat, diberi data sebagai berikut :
51
I F (Amp) : 0
0,5
1
2
3
4
5
EMF (volt)
: 10
50
100
175
220
245
262
(a) Jika tahanan untai medan 75 ohm hitunglah : (i) Kecepatan mesin yang pasti gagal memberi rangsangan (penguatan). (ii) Fluksi per kutub jika beda potensial untai terbuka 250 volt. (b) Berapa sisa fluksi dalam kutub-kutub. Penyelesaian
:
Sesuai dengan data diatas, maka OCC dapat digambarkan OA = garis 75 ohm. OT = tangensial curve Suatu garis BC tegak lurus sumbu I F memotong garis OA dan OT berturut-turut di titik D dan B. (a)
(i)
C
= C BC
C
=
: jadi
N = 800 x
= 620 = rpm
= kecepatan kritis. (ii) pakai hubungan :
ø ẕ ) volt ø 225 = ) volt E=
Jadi ø =
= 29,3 x 10-3 wb. =
29,3 m wb. 52
(b) Jika tidak ada penguatan, maka EMF induksi dari fluksi sisa = 10 volt. (diberikan pada tabel). Maka persamaan pada (ii) berlaku lagi, yaitu : 10 =
ø x Jadi ø =
)
= 1,3 . 10-3 wb. = 1,3 m-wb.
53
SOAL-SOAL BAB I. 1. Sebuah generator kompoud shunt-pendek 4 kutub, mempunyai tahanan jangkar, tahanan shunt dan tahanan medan seri berturut- turut 0,4 ohm, 160 ohm dan 0,2 ohm. Jangkar adalah terhubung jerat dengan 440 penghantar dan dijalankan pada 600 rpm. Hitunglah fluksi per kutub apabila mesin mengalirkan arus 120 Amp pada 400 volt. J awab : 0,108 wb 2. Sebuah generator dc shunt, 4 kutub, belitan jerat, mempunyai fluks per kutub 0,07 wb. Belitan jangkar terdiri dari 220 lilitan masing-masing tahanan 0.004 ohm. Hitunglah tegangan terminal apbila dilajankan pada 900 rpm dengan arus jangkar 50 Amp. J awab : 459 volt 3. Sebuah generator dc, berbelitan jerat, 8 kutub, menghasilkan EMF 500 volt pada 400 rpm. Kutub-kutub mempunyai luas 10 inci kwadrat dan rapat fluks rata-rata 0,5 m-wb/inci-kwadrat. Hitunglah EMF antara sikat-sikat. J awab : 250 volt 4. Sebuah mesin dc, dengan jangkar 6 kutub, mempunyai belitan gelombang dengan 664 penghantar. Hitunglah EMF yang dibangkitkan apabila fluks per kutub 60 m-wb dan kecepatan 250 rpm. Pada kecepatan berapa jangkar harus dijalankan agar mesin dapat membangkit EMF 550 volt, jika fluks per kutub diturunkan menjadi 58 m-wb. J awab : 498 volt; 286 rpm 5. Sebuah genetaror dc dengan bilitan jerat, 8 kutub, mempunyai 120 slot dengan 4 penghantar per slot. Jika setiap penghantar membawa arus 250 Amp dan fluks per kutub 0,05 wb, hitung kecepatan generator untuk dapat menghasilkan tegangan untai terbuka (beban nol) 240 volt. Jika tegangan jatuh ke 220 volt pada beban penuh, tentukanlan “rated” k eluaran dari mesin. J awab : 600 volt; 440 Kw. 6. Sebuah generator shunt, 110 volt, mempunyai arus beban penuh 100 Amp, tahanan medan shunt 55 ohm dan rugi-rugi tetap 500 watt. Jika effisiensi pada beban penuh 88%, tentukan tahanan jangkar. Anggap bahwa tegangan tetap pada 110 volt, hitung effisiensi pada separuh beban penuh dan pada 50% beban-lebih (“over -load”). Tentukan arus beban sehubungan dengan effisiensi maximum. J awab : 0,078 ohm; 85,8 % ; 96,2 Amp.
54
7. Generator-generator dengan penguatan terpisah dihubung paralel dan mensupli beban total 200 Amp, mesin-mesin mempunyai tahanan untai 0,05 ohm dan 0,10 ahm dan EMF induksinya berturut-turut : 425 volt dan 440 volt. Tentukan : tegangan terninal, arus dan daya keluaran dari setiap mesin. Effek reaksi jangkar diabaikan. J awab : 423,3 volt; 33,3 Amp; 14,1 Kw; 166,7 Amp; 70,6 Kw 8. Karakteristik luar dari dua generator dc shunt A dan B adalah berupa garis lurus atas daerah kerja antara beban nol dan beban penuh. Generator A Beban-nol Beban-penuh penuh Teganga terminal (volt) Arus beban (Amp)
400 0
Generator B Beban-nol
360 80
420 0
Beban370
70
Tentukan tegangan terminal bersama dan arus keluaran dari setiap mesin generator apabila arus beban total yang dibagi adalah 100 Amp. J awab : 57,7 Amp; 42,3 Amp; 378,8 volt. 9. Dua buah generator shunt bekerja paralel, masing masing mempunyai tahanan janakar 0.02 ohm. Arus beban gabungan 2500 Amp. Jika mesin berturut-turut membangkitkan EMF : 560 volt dan 550 volt, hitunglah tegangan bus-bar dan keluaran dalam Kw dari setiap mesin. J awab : 530 volt; 795 Kw; 530 Kw. 10. Dua buah generator A dan B masing-masing mempunyai tahnan jangkar dan medan berturut-turut : 0,05 ohm dan 50 ohm, bekerja paralel dengan mensupli beban total 400 Amp. Hitunglah tegangan terminal dan pembagian mesin, jika EMF induksi berturutturut 240 volt dan 237 volt. J awab : 228,8 volt; 230 Amp, 170 Amp. 11. Suatu beban dari 250 Kw disupli dari station-tenaga yang mempunyai dua buah generator dc : yang pertama dengan “rated” 125 Kw dan yang lainnya 125 Kw. Pengaturan tegangan mesin pada beban penuh berturut-turut 4% dan 3%; tegangan untai terbuka (“open-circuit”) 220 volt. Hitunglah pembagian beban dari masing-masing mesin. Anggap bahwa hubungan antara beban dan tegangan terminal dari kedua mesin adalah berupa garis lurus. J awab : 82,7 Kw; 162,8 Kw.
55
12. Gambar kurve tegangan-terminal/ arus-beban untuk suatu generator shunt dan jelaskan tentang bentuknya. Apabila dijalankan pada kecepatan 1000 rpm, diberikan data-data sebagai berikut : Tegangan terminal (volt) : 28 55 76 91 100 105 Arus medan (Amp) : 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 Tahanan jangkar 0,2 ohm. Apabila generator dijalankan pada 12oo rpm dan tahanan medan total 22 ohm, tentukan : (a) Tegangan sehinggan mesin akan (“build-up”) pada beban nol. (b) Arus jangkar maximum dari generator yang dapat disupli dan tegangan terminal pada kondisi ini. Abaikan efek reaksi jangkar dan rugi tegangan pada sikat-sikat. J awab : (a) 125 volt; (b) 126,5 Amp; 63 volt
13. Kurve untai terbuka (“open-circuit”) dari sebuah generator apabila diberi penguatanterpisah dan dijalankan pada 100 rpm adalah diberi data sebagai berikut : Volt untuk terbuka : 56 112 150 180 200 216 230 Arus medan : 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Jika generator dihubungkan shunt pada 1100 rpm dengan tahanan medan total 80 ohm, tentukanlah : (a) EMF beban nol (b) Keluaran apabila tegangan terminal 200 volt dan tahanan jangkarnya 0,1 ohm (c) Tegangan terminal dari generator apabila memberikan arus keluaran maximum. Abaikan reaksi jangkar dan rugi kontak singkat. J awab : 236 volt; 200 Amp; 460 Amp; 150 volt (pendekatan).
14. Hasil test beban suatu generator dc seri adalah sebag ai berikut : Arus beban (Amp) :0 2 4 6 8 10 12 14 Tegangan terminal (volt) :2 55 96 120 135 142 144 143 Gambar karakteristik ini dan tentukan pendekatan harga dari tahanan kritis untuk mesin ini. J awab : 27,5 ohm. 15. Sebuah generator dc mempunyai tahanan jangkar 0,1 ohm dan karakteristik untai terbuka pada 800 rpm diperoleh apabila diberi penguatan terpisah, dengan hasil sebagai berikut : Arus medan (Amp) : 0,5 1 1,5 2 2,5 3 EMF (volt) : 70 118 155 186 211 232 Generator dijalankan sebagai mesin shunt pada 1000 rpm. (a) Tentukanlah tahanan total pada untai medan untuk memperoleh EMF 250 volt pada beban nol. 56
(b) Hitung tegangan terminal dan arus medan apabila arus jangkar 80 Amp. J awab : (a) 111,1 ohm; (b) 233 volt; 2,1 Amp
16. Sebuah dinamo 4 kutub pada 100 rpm, mempunyai jangkar belitan jerat dengan 720 penghantar dan fluksi pada beban nol 40 m wb. Tahanan jangkar 0,2 ohm. Tentukan beda potensial terminal apabila arus jangkar 120 Amp dan reaksi jangkar menurunkan fluksi 3%. J awab : 440 volt. 17. Karakteristik untai terbuka dari sebuah generator shunt, apabila dijalankan pada kecepatan normal adalah sebagai berikut : Arus medan (Amp) : 0,5 1 1,5 2 2,5 3 3,5 Untai terbuka (volt) : 54 107 152 185 210 230 240 Tahanan dari untai jangkar 0,1 ohm. Harus diberikan reaksi jangkar dengan arus medan efektif diberikan oleh hubungan (eff) = ˗ 0,003 Iₐ Tentukan tahanan untai medan shunt apabila harus memberi tegangan terminal 220 volt pada kecepatan normal : (a) Pada untai terbuka (b) Pada keadaan berbeda dengan arus beban 100 Amp.
I
I
juga tentukan : (c) Jumlah dari lilitan seri untuk arus sehubungan pada 220 volt dengan arus jangkar 100 Amp, mengambil jumlah lilitan shunt per kutub 1200. (d) Jumlah dari lilitan seri untuk yang dihubung kompound-lebih, dengan memberikan tegangan terminal 220 volt pada beban nol dan 230 vplt dengan arus jangkar 100 Amp. J awab : (a) 80 ohm; (b) 66 ohm; (c) 6,8 lilitan; (d) 9,1 Amp.
-oo0oo-
57
