Generator Sinkron

 BAB 1 PENDAHULUAN

1.1

Latar Belakang

Pemakaian tenaga listrik saat ini telah menjadi kebutuhan yang sangat  penting bagi manusia. Sarana dan prasarana yang menggunakan tenaga listrik  sudah menjadi menjadi andalan andalan dalam pelaksanaan pelaksanaan proses proses kerja baik dirumah dirumah tangga sampa sampaii deng dengan an di indu industr stri. i. Dala Dalam m duni duniaa pemb pemban angk gkit itan an gene genera rato torr sink sinkro ron n merupakan merupakan salah satu mesin listrik yang paling banyak dipakai.Karena dipakai.Karena mesin ini tidak memiliki slip seperti mesin AC lainnya.Generator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin sinkron yang yang digunakan untuk mengubah mengubah daya mekanik  menjadi daya listrik. Generator sinkron dapat berupa generator sinkron tiga fasa atau generator sinkron AC satu fasa tergantung dari kebutuhan Generator sinkron sering kita jumpai pada pusatpusat pembangkit tenaga listrik (dengan kapasitas yang relatif besar). !isalnya" pada P#$A" P#$%" P#$D dan lainla lainlain. in. Selain Selain generat generator or dengan dengan kapasit kapasitas as besar besar"" kita kita mengen mengenal al juga juga generator dengan kapasitas yang relatif ke&il" misalnya generator yang digunakan untuk untuk penera peneranga ngan n darura daruratt yang yang sering sering disebu disebutt Genera Generator tor Set atau genera generator  tor  &adangan.

1.2

Maksud dan Tu Tujuan juan

!aksud dilaksanakannya praktikum ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memenuhi seluruh praktikum jurusan $eknik $eknik 'lektro di nstitut nstitut $eknologi $eknologi  asional ($'AS) *andung. Sedangkan tujuannya tujuannya antara lain+ ,. !empelajari &ara kerja genarator sinkron. -. !empelajari &ara pengendalian operasinya generator sinkron.

1.3

Pembatasan Masalah

Agar pembahasan tidak meluas dan tidak menimbulkan penyimpangan" maka penulis membatasi permasalahan permasalahan pada prinsip kerja dari generator sinkron dan karakteristik karakteristiknya.S nya.Selain elain itu dapat memahami &ara pengoperasi pengoperasian an generator  generator  sinkron dalam keadaan beban nol

,

1.

Tekn!k Pengum"u m"ulan Data

Dala Dalam m peny penyus usun unan an lapo lapora ran n prak prakti tiku kum m Dasa Dasarr 'ner 'nergi gi 'lek 'lektr trik ik ini ini menggunakan beberapa metode pengumpulan data" diantaranya sebagai berikut + a. !etode bser/asi Pengumpulan data data dengan mengamati mengamati se&ara langsung objek yang diteliti.  b. !etode Dokumen nformasi di peroleh le0at fakta yang tersimpan dalan bentuk buku atau modul" hasil diskusi " internet dan sebagainya.

1.#

$!stemat!ka Pembahasan Pembahasan

BAB % Pendahuluan

*ab ini merupakan pendahuluan yang berisikan tentang latar belakang" maksud maksud dan tujuan" batasan masalah" teknik teknik pengumpu pengumpulan lan data" dan sistematika pembahasan.

BAB %% Te Te&r! &r! Dasar

*ab ini menguraikan teori tentang generator sinkron.

BAB %%% Landasan Te&r!

*ab ini membahas alatalat yang digunakan dalam praktikum" prosedur   per&obaan" data hasil praktikum" dan pengolahan pengolahan data.

BAB %' Anal!sa dan Tugas Tugas Akh!r

*ab ini menguraikan proses pengambilan data hingga didapat hasil yang ingin ingin di&apa di&apai. i. !engur !enguraik aikan an tentan tentang g analisa analisa dari dari hasil hasil per&ob per&obaan aan dan  pengolahan data yang dilakukan.. dilakukan..

BAB %' (es!m"ulan dan $aran

*ab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisis datadata yang telah diperoleh.

-

BAB %% TE)*% DA$A* 

2.1

Pengert!an +enerat&r $!nkr&n

Gene Generat rator or sinkr sinkron on (alt (altern ernato ator) r) meru merupa paka kan n jenis jenis mesin mesin listr listrik ik yang yang  berfungsi untuk menghasilkan tegangan bolakbalik dengan &ara mengubah energi energi mekanis menjadi energi listrik. 'nergi mekanis diperoleh dari putaran rotor yang dige digerak rakka kan n oleh oleh peng pengge gera rak k mula mula (pri (prime me mo/e mo/er)" r)" seda sedang ngka kan n ener energi gi listr listrik  ik  diperoleh dari proses induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan stator  dan rotornya. Generator sinkron dengan definisi sinkronnya" mempunyai makna bah0a frekuensi listrik yang dihasilkannya sinkron dengan putaran mekanis generator  tersebut. 1otor generator sinkron yang diputar dengan penggerak mula (prime mo/e mo/er) r) yang ang terd terdir irii dari dari beli belita tan n meda medan n deng dengan an supl suplai ai arus arus sear searah ah akan akan menghasilkan medan magnet putar dengan ke&epatan dan arah putar yang sama dengan dengan putara putaran n rotor rotor tersebu tersebut. t. 2ubung 2ubungan an antara antara medan medan magnet magnet pada pada mesin mesin dengan frekuensi listrik pada stator ditunjukan pada persamaan diba0ah ini+

n s ,-4

o

3

 f = p. Keterangan + p 5 jumlah kutub generator  5 putaran n generator  s

f

2.2

5 frekuensi tegangan keluar 

(&nstruks! +enerat&r $!nkr&n

Generator Generator sinkron sinkron mengkon/ mengkon/ersi ersi energi energi mekanik mekanik menjadi menjadi energi energi listrik   bolakbalik se&ara s e&ara elektromagnetik. 'nergi mekanik berasal dari penggerak mula yang yang memuta memutarr rotor rotor"" sedang sedangkan kan energi energi listrik listrik dihasi dihasilka lkan n dari dari proses proses induks induksii elektromagnetik yang terjadi pada kumparankumparan stator. Pada Gambar -., dapat dilihat bentuk penampang sederhana dari sebuah generator sinkron.

Gambar -., Konstruksi Generator Sinkron

6

Se&ara Se&ara umum umum generat generator or sinkro sinkron n terdiri terdiri atas atas stator stator"" rotor rotor"" dan &elah &elah udara. Stator merupakan bagian dari generator sinkron yang diam sedangkan rotor  adalah bagian yang berputar dimana diletakkan kumparan medan yang disuplai oleh arus searah dari 'ksiter. Celah udara adalah ruang antara stator dan rotor.

2.2.1. $tat&r

 Stator terdiri dari beberapa komponen utama" yaitu + a. 1angka Stator  1ang 1angka ka stato statorr meru merupa paka kan n ruma rumah h (kera (kerang ngka ka)) yang yang meny menyan angg ggaa inti inti jang jangka kar  r  generator.

 b. nti Stator  nti stator terbuat dari laminasilaminasi baja &uran atau besi magnetik khusus yang terpasang ke rangka stator. s tator.

&. Alur (slot) dan Gigi Alur dan gigi merupakan tempat meletakkan kumparan stator. Ada 3 (tiga) bentuk  alur stator yaitu terbuka" setengah terbuka" dan tertutup.

d. Kumparan Stator (Kumparan 7angkar) Kumpara Kumparan n jangka jangkarr biasany biasanyaa terbua terbuatt dari dari tembag tembaga. a. Kumpar Kumparan an ini merupa merupakan kan tempat timbulnya ggl induksi.

2.2.2. *&t&r

 1otor terdiri dari tiga komponen utama yaitu + a. Slip 1ing Slip ring merupakan &in&in logam yang melingkari poros rotor tetapi dipisahkan oleh oleh isolasi isolasi tertent tertentu. u. $ermin erminal al kumpar kumparan an rotor rotor dipasan dipasangka gkan n ke slip slip ring ring ini kemudian dihubungkan ke sumber arus searah melalui sikat (brush) yang letaknya menempel pada slip ring.

 b. Kumparan 1otor (kumparan (kumparan medan)

8

Kumpara Kumparan n medan medan merupa merupakan kan unsur unsur yang yang memega memegang ng perana peranan n utama utama dalam dalam menghasilkan medan magnet. Kumparan ini mendapat arus searah dari sumber  eksitasi tertentu.

&. Poros 1otor  Poros rotor merupakan tempat meletakkan kumparan medan" dimana pada poros rotor tersebut telah terbentuk slotslot se&ara paralel terhadap poros rotor. 1otor pada generator sinkron pada dasarnya adalah sebuah elektromagnet yang besar. Kutub medan magnet rotor dapat berupa salient pole (kutub menonjol) dan non salient pole (kutub silinder). a. 7enis Kutub !enonjol (Salient Pole) Pada Pada jenis jenis salient salient pole" pole" kutub kutub magnet magnet menonj menonjol ol keluar keluar dari dari permu permukaa kaan n rotor rotor.. *elitanbelitan medannya dihubung seri. Ketika belitan medan ini disuplai oleh 'ksiter" maka kutub yang berdekatan akan membentuk kutub berla0anan. *entuk  kutub menonjol generator sinkron tampak seperti pada Gambar -.3 berikut +

Gambar -.1otor Kutub !enonjol

1oto otor

kutu utub

menonjol umumnya digunakan  pada generator  sinkron dengan ke&epatan  putar

rendah

dan sedang (,-4644 rpm). Generator sinkron tipe seperti ini biasanya dikopel oleh mesin diesel atau turbin air pada sistem pembangkit listrik. 1otor kutub menonjol baik digunakan untuk putaran rendah dan sedang karena+

9

: Kutub menonjol akan mengalami rugirugi angin yang besar dan bersuara bising  jika diputar dengan ke&epatan tinggi. : Konstruksi kutub menonjol tidak &ukup kuat untuk menahan tekanan mekanis apabila diputar dengan ke&epatan tinggi.

 b. 7enis Kutub Silinder (on Salient Pole) Pole) Pada jenis non salient pole" konstruksi kutub magnet rata dengan permukaan rotor. 7enis 7enis roto rotorr ini ini terb terbua uatt dari dari baja baja tempa tempa halu haluss yang berb berben entu tuk k silin silinde derr yang ang mempunyai aluralur terbuat di sisi luarnya. *elitanbelitan medan dipasang pada aluralur di sisi luarnya dan terhubung seri yang dienerjais oleh 'ksiter. Gambaran  bentuk kutub silinder generator sinkron tampak tampak seperti pada Gambar -.6 berikut +

Gambar -.3 1otor  Kutub Silinder 

1otor

silinder 

umumnya digu diguna naka kan n

pada pada

generator generator sinkron sinkron dengan dengan ke&epatan ke&epatan  putar tinggi (,844 atau atau 3444 3444 rpm rpm) seperti

yang

terdapat

pada

 pembangkit listrik  tenaga uap. 1otor  silinder baik digunakan pada ke&epatan putar tinggi karena +  Konstruksinya memiliki kekuatan mekanik yang baik pada ke&epatan putar tinggi

 Distribusi di sekeliling rotor mendekati bentuk gelombang sinus sehingga lebih  baik dari kutub menonjol.

2.3

Pr!n Pr!nss!" (erja rja +e +enera erat&r t&r $!n $!nk kr&n

;

Adapun Adapun prinsip kerja dari generator sinkron se&ara umum umum adalah sebagai  berikut + ,. Kumpar Kumparan an medan medan yang yang terdap terdapat at pada pada rotor rotor dihubu dihubungk ngkan an dengan dengan sumber  sumber  eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan. Dengan Dengan adany adanyaa arus arus searah searah yang yang mengali mengalirr melalui melalui kumpar kumparan an medan medan maka maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap 0aktu adalah tetap. -. Pengg Penggerak erak mula mula (Prime (Prime !o/er) !o/er) yang yang sudah sudah terkope terkopell dengan dengan rotor rotor segera segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada ke&epatan nominalnya. 3. Perp Perput utara aran n roto rotorr terse tersebu butt sekali sekaligu guss akan akan memu memuta tarr meda medan n magn magnet et yang ang dihasilkan oleh kumparan medan. !edan putar yang dihasilkan pada rotor" akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar  yang yang terleta terletak k di stator stator akan akan dihasil dihasilkan kan fluks fluks magneti magnetik k yang yang beruba berubahu hubah bah  besarnya terhadap 0aktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujungujung kumparan tersebut. %ntuk generator si sinkron tiga ,-4 phasa" o

digunakan

tiga

kumparan

 jangkar yang ditempatkan di stator yang disusun dalam bentuk tertentu" sehingga susuna susunan n kumpar kumparan an jangka jangkarr yang yang sedemi sedemikia kian n akan akan memban membangki gkitka tkan n tegang tegangan an induksi pada ketiga kumparan jangkar jangkar yang besarnya besarnya sama tapi berbeda fasa satu sama lain.Setelah itu ketiga terminal kumparan jangkar siap dioperasikan untuk  menghasilkan energi listrik.

2.

(e,e"atan Putar +enerat&r $!nkr&n


yang mana+ fe 5 frekuensi listrik (2=)

>

nr 5 ke&epatan putar rotor 5 ke&epatan medan magnet (rpm)  p 5 jumlah kutub magnet magnet leh leh karena karena rotor rotor berput berputar ar pada pada ke&epa ke&epatan tan yang yang sama sama dengan dengan medan medan magnet" persamaan diatas juga menunjukkan hubungan antara ke&epatan putar  rotor dengan frekuensi listrik yang dihasilkan. Agar daya listrik dibangkitkan tetap  pada frekuensi 842= atau 94 2=" maka generator harus berputar pada ke&epatan tetapdengan jumlah kutub mesin yang telah ditentukan. Sebagai &ontoh untuk  memb memban angk gkit itka kan n 94 2= pada pada mesi mesin n dua dua kutu kutub" b" roto rotorr arus arus berp berput utar ar deng dengan an ke&epatan 3944 rpm. %ntuk membangkitkan daya 84 2= pada mesin empat kutub" rotor harus berputar pada ,844 rpm.

-.8

Generator Sinkron $anpa $anpa *eban Dengan memutar alternator pada ke&epatan sinkron dan rotor diberi arus

medan (<)" maka tegangan ('a ) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator. *entuk hubungannya hubungannya diperlihatkan pada persamaan berikut. 'a 5 &.n.? yang mana+ & 5 konstanta mesin n 5 putaran sinkron ? 5 fluks yang dihasilkan oleh < Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator" karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar.
@

gambar -.6 Karakteristik tanpa beban generator sinkron

-.9

Generator Sinkron *erbeban Dalam keadaan berbeban arus jangkar jangkar akan mengalir dan mengakibat mengakibatkan kan

terjadinya terjadinya reaksi jangkar. jangkar. 1eaksi jangkar besifat reaktif karena karena itu dinyatakan sebagai reaktansi" dan disebut reaktansi magnetisasi (m ). 1eaktansi pemagnet (m ) ini bersam bersamasam asamaa dengan dengan reaktansi reaktansi fluks fluks bo&or bo&or (a ) dikena dikenall sebaga sebagaii reaktansi sinkron (s) . Persamaan tegangan pada generator adalah+ 'a 5 B  .1a  j .s s 5 m  a yang ang man mana+ a+

'a 5 teg tegan anga gan n ind induk uksi si pada pada jangk jangkar ar B 5 tegangan terminal output 1a 5 resistansi jangkar s 5 reaktansi sinkron

Karakteristik pembebanan dan diagram /ektor dari alternator berbeban induktif  (faktor kerja terbelakang) dapat dilihat pada gambar di ba0ah ini +

 Gambar -.8 Karakteristik alternator berbeban induktif 

-.;

1angkaian 'ki/alen Generator Sinkron $egangan induksi 'a dibangkitkan pada fasa generator sinkron. $egangan

ini biasanya tidak sama dengan tegangan yang mun&ul pada terminal generator.

,4

$eganga $egangan n induksi induksi sama dengan tegangan tegangan output terminal terminal hanya hanya ketika ketika tidak ada arus arus jangkar jangkar yang yang mengali mengalirr pada pada mesin. mesin. *ebera *eberapa pa faktor faktor yang yang menye menyebab babkan kan  perbedaan antara tegangan induksi dengan tegangan terminal terminal adalah+ ,. Dist Distor orsi si meda medan n magn magnet et pada pada &elah &elah udara udara oleh oleh meng mengal alirn irnya ya arus arus pada pada stator" disebut reaksi jangkar. -. ndukt nduktans ansii sendiri sendiri kumpa kumparan ran jangka jangkar. r. 3. 1esista 1esistansi nsi kumpara kumparan n jangk jangkar ar.. 6. 'fek 'fek permu permukaa kaan n rotor rotor kutub kutub sepatu sepatu.. 1angka 1angkaian ian ekui/a ekui/alen len generat generator or sinkro sinkron n perfasa perfasa ditunj ditunjukk ukkan an pada pada gambar gambar di  ba0ah ini +

Gambar -.9 1angkaian ekui/alen generator sinkron perfasa

,,

BAB %%% LANDA$AN P*A(T%(UM

3.1

3.2

Alat-Alat Prakt!kum

,. Generator Sinkron

, unit

-. Amperemeter

, unit

3. Baria& ria&

, unit unit

6. *ebanbeban listrik

, unit

8. Boltmeter

- buah

9. $a&hom &homet eter er

, buah buah

;. 7ump 7umper er

se&uku se&u kupn pny ya

Pr&sedur Pe Per,&baan

3.2.1 3.2.1 Per,&b Per,&baan aan beba beban n n&l

,. !enyiapkan !enyiapkan alatalat alatalat yang akan akan diguna digunakan" kan" memastik memastikan an alat yang yang digunakan dalam keadaan baik. -. !embuat !embuat rangkaian rangkaian seperti gambar gambar 3., 3., dalam keadaan keadaan sumbe sumberr mati mati

G

M

V

Eksitasi

A

 A

 A

 jangkar

R S T N

 

Eksitasi

Gambar 3., 1angkaian per&obaan beban nol

3. !emi !emint ntaa perset persetuj ujua uan n asist asisten en 6. Setelah Setelah mendapat mendapat persetujuan persetujuan asisten" menyalakan menyalakan sumber  sumber  ,-

8. !ena !enaik ikka kan n tegan teganga gan n eksit eksitasi asi 9. Kemudian Kemudian menaik menaikkan kan tegang tegangan an pada pada jangkar jangkar se&ara bertahap bertahap ;. Setelah Setelah motor motor berput berputar ar"" menunggu menunggu hingga hingga putaran putaran motor motor hingga hingga ,844 rpm (gunakan ta&hometer) >. !eng !engatu aturr besa besarr arus arus meda medan n (f) (f) dari nol hingg hinggaa -A se&a se&ara ra bertah bertahap ap (pertambahan bertahap setiap 4.8A) @. !engukur !engukur setiap setiap tegangan tegangan output output dan dan putaran putaran motor motor (n) (untuk (untuk setiap setiap  pertambahan 4.8A) ,4. !enulis !enulis data hasil pengamatan pengamatan pada tabel ,,. Setelah men&atat hasil pengamatan pengamatan pada table" menurunkan perputaran motor dengan menurunkan teganan jangkar se&ara bertahap hingga  berhenti ,-. Kemudian Kemudian mematikan tegangan tegangan eksitasi ,3. Selesai praktikum" men&abut rangkaian rangkaian dan membereskan alatalat  praktikum kembali 3.2.2 3.2.2 Per,&b Per,&baan aan berb berbeban eban

,. !enyiapkan !enyiapkan alatalat alatalat yang akan akan diguna digunakan" kan" memastik memastikan an alat yang yang digunakan dalam keadaan baik. -. !embuat !embuat rangkaian rangkaian seperti gambar gambar 3., 3., dalam keadaan keadaan sumbe sumberr mati mati

Gambar 3.- 1angkaian per&obaan berbeban

3. 6. 8. 9.

!emi !emint ntaa perset persetuj ujua uan n asist asisten en Setelah Setelah mendapat mendapat persetujuan persetujuan asisten" menyalakan menyalakan sumber  sumber  !ena !enaik ikka kan n tegan teganga gan n eksit eksitasi asi Kemudian Kemudian menaik menaikkan kan tegang tegangan an pada pada jangkar jangkar se&ara bertahap bertahap

,3

;. Setelah Setelah motor motor berput berputar ar"" menunggu menunggu hingga hingga putaran putaran motor motor hingga hingga ,844 rpm (gunakan ta&hometer) >. !eng !engatu aturr besa besarr arus arus meda medan n (f) (f) dari nol hingg hinggaa -A se&a se&ara ra bertah bertahap ap (pertambahan bertahap setiap 4.8A) @. !engukur !engukur setiap setiap tegangan tegangan output output dan dan putaran putaran motor motor (n) (untuk (untuk setiap setiap  pertambahan 4.8A) ,4. !enulis !enulis data hasil pengamatan pengamatan pada tabel ,,. Setelah men&atat hasil pengamatan pengamatan pada table" menurunkan perputaran motor dengan menurunkan teganan jangkar se&ara bertahap hingga  berhenti ,-. Kemudian Kemudian mematikan tegangan tegangan eksitasi ,3. Selesai praktikum" men&abut rangkaian rangkaian dan membereskan alatalat  praktikum kembali 3.3 Data dan Has!l Pengamatan Pengamatan Prakt!kum Prakt!kum

3.3.1

Name "l "late $abel 3., ame Plate Generator Sinkron

Daya

3 KBA

$egangan   f 

--4  3>4 . ,6  >

Phase

3 'rror+ 1eferen&e sour&e not found


84 2=

'Eitasi  f 

64 B  6 A

1P!

,844 1P!

Cos 'rror+ 1eferen&e sour&e not found

4">

$abel 3.- ame Plate !otor DC

Daya

3 2P

$egangan   f 

,>4 B  ,4 A

'Eitasi

-44 B  - A

,6


84 2=

1P!

,844 1P!

Cos 'rror+ 1eferen&e sour&e not found

4">

3.3.2 Data Per,&baan Beban N&l $abel $abel 3.3. Data pengamatan beban nol

 o , 3 6 8

 motor (A) 4 "> 4 "> 4 "> 4 "> 4 ">

n (rpm) ,844 ,6;> ,688 ,66,6-6

f (A) 4 4"8 , ,"8 -

B## -@"3 -;, 6983> 8>8

B# ,> ,9-;3 3,; 369

3.3.3 Data Per,&baan Berbeban $abel $abel 3.6. Data pengamatan berbeban

 o

 motor 

n (rpm)

f (A)

B##

B#

*'*A(F)

,

(A) 4">

,63,

4"8

->,

,99">

,44

4">

,63@

4"9

-;6

,9,

-44

4">

,6-4

4"98

-9;

,86

344

4">

,3@3

,

66,

-8@

,44

4">

,3>4

,",>

66,

-8;

-44

4">

,333

,

6-;

-6@

344

4">

,649

,"86

8-3

34>

,44

4">

,363

,"9

693

-@8

-44

4">

,3,;

,"98

6>3

->-

344

-

3

3.

Peng&lahan Data

A. *eban eban ol 3.6., 3.6., Daya Daya Pada Pada #ine #ine $o $o etra etrall P 5 B# E f  E  E &os 'rror+ 1eferen&e sour&e not found ,. P(f  5 4) 5 ,> E 4 E 4"> 5 4 Fatt ,8

-. 3. 6. 8.

P(f  5 4"8) P(f  5 ,) P(f  5 ,"8) P(f  5 -)

5 ,9- E 4"8 E 4"> 5 -;3 E , E 4"> 5 3,; E ,"8 E 4"> 5 369 E - E 4">

5 96"> 5 -,>"6 5 3>4"6 5 883"9

Fatt Fa Fatt Fatt Fa Fatt

3.6.3.6.- Daya Daya Pada Pada #ine #ine $o $o #ine #ine   Err&r/ *e0eren,e s&ur,e n&t 0&und E f  E P  Err&r/  E &os Err&r/ *e0eren,e s&ur,e n&t 0&und ,. P(f  5 4) 5 E4E 4"> 5 4 Fatt -. P(f  5 4"8) 5 E 4"8 -@"3 E 4"> 5 9-"8> Fatt 3. P(f  5 ,) 5 E , E -;, 5 -,3"3> Fatt 3 4"> 6. P(f  5 ,"8) 5 E ,"8 69- E 4"> 5 3;-";3 Fatt 3 8. P(f  5 -) 5 'rror+ 83> 1eferen&e so sour&e no not fo found E - E 4 ">

3 3

5 864.3@ Fatt

3.6. 3.6.3 3 $orka rka $ 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found ,. 4 -π 

5

,844 94

$(f  5  5 4)

 m -. $(f  5 4"8)

5 4 5

'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 4"6- m 3. $(f  5 ,) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 ,"63 m 6. $(f  5 ,"8) 5 5 -"8- m 8. $(f  5  5 -) 3>4"6 -π 

not found

,66-

5

94

 'rror+

1eferen 1eferen&e &e sour&e sour&e

5 3";, m

$5  P  LL 4n -π  ,844 -π  94 94

,.

$(f  5  5 4) 5

 m -. $(f  5 4"8)

5 4 5

'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 4"64 m 3. $(f  5 ,) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 ,"64 m 6. $(f  5 ,"8) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 -"6; m 8. $(f  5 -) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 3"9- m

,9

*. *erb erbeban 3.6.6 3.6.6 Daya Daya Pada Pada #ine #ine $o $o etra etrall P 5 B# E f  E  E &os 'rror+ 1eferen&e sour&e not found ,. P(,4 P(,44) 4) 5 ,99"> 99"> E 4"8 4"8 E 4"> 5 99"; 99";- Fatt P(-44) 5 ,9, E 4"9 E 4"> 5 ;;"-> Fatt P(344) 5 ,86 E 4"98 E 4"> 5 >4"4> Fatt -. P(,44) P(-4 P(-44) 4) P(344)

5 -8@E , E 4"> 5 -8; E ,",> ,",> E 4"> 4"> 5 -6@ E , E 4">

5 -4;"-4 Fatt 5 -6-"9 6-"9 Fatt 5 ,@@"- Fatt

3. P(,44) P(-44) P(34 P(344) 4)

5 34> E ,"86 E 4"> 5 -@8 E ,"9 E 4"> 5 ->- E ,"98 ,"98 E 4"> 4">

5 3;@"68 5 3;;"94 5 3;-";-"-6 6

Fatt Fatt Fatt

3.6.8 3.6.8 Daya Daya Pada Pada #ine #ine $o $o #ine #ine   Err&r/ *e0eren,e s&ur,e n&t 0&und E f  E P  Err&r/  E &os Err&r/ *e0eren,e s&ur,e n&t 0&und ,. P(,44) 5 E 4"8 E 4"> 5 96">@ Fatt ->, 1eferen&e sour&e not found E 4"9 E 4"> P(-44) 5 'rror+ 5 ;8"@3 Fa Fatt tt 3 P(344) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found E 4"98 E 4 "> 5 >4"-4 Fatt -. P(,4 P(,44) 4)

5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found E , E 4">

-43"9@ Fatt P(-44) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found E ,",> E 4"> -64"38 Fatt P(344) 5 E , E 4"> 5 ,@ , @;"-- Fa Fatt

5 5

6-;

3. P(,44) P(-44) 4 "> P(344) 4 ">

5 E ,"86 E 4"> 3 5 3;Fatt 8-3 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found E ,"9 E 5 36-",9 3 Fatt 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found E ,"98 E 5 39>"4@ Fatt

3.6. 3.6.9 9 $orka rka $ 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found ,. 99";-π 

found $(344)

,63, 94

$(,44)

5

5 4"69 m $(-44) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not

5 4"8, m 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 4"86 m

,;

-4;"-4 -π 

-.

,3@3

$(,44)

5

5 ,"6- m $(-44) 5 'rror+

94

1eferen&e sour&e not found 5 ,"9; m $(344) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 3. $(,4 $(,44) 4) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found $(-44) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found $(344) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found

5 ,"63 5 -"8; 5 -"9> 5 -";4

m m m m

$ 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found ,. 96">@ -π 

,63, 94

$(,44)

5

5 4"63 m $(-44) 5 'rror+ 1eferen&e

sour&e not found5 found 5 4"8 m $(344) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 5 4"86 m -. $(,44) 5 -43 -43"9@ -π 

,3@3 94

5 ,"6 m $(-44) 5 'rror+ 1eferen&e

sour&e not found5 found 5 ,"99 m $(344) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found 3. $(,44) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found $(-44) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found $(344) 5 'rror+ 1eferen&e sour&e not found

3.#

5 ,"6, 5 -"83 5 -"63 5 -"9;

m m m m

!r!ng D!agram

,>

Gambar 3.3 Firing Diagram beban nol

,@

Gambar 3.6 Firing Diagram berbeban

BAB %' ANAL%$A DAN TU+A$ A(H%* 

-4

.1 Ana Anal!sa l!sa

Pada saat generator berputar pada ke&epatan sinkron dan rotor diberi arus medan (<)" maka tegangan ('a ) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator. *entuk hubungannya hubungannya diperlihatkan pada persamaan berikut.

Ea  ,.n.

yang mana+ & 5 konstanta mesin n 5 putaran putaran sinkron φ 5 fluks yang dihasilkan oleh <

Dalam Dalam keadaa keadaan n tanpa tanpa beban beban arus arus jangka jangkarr tidak tidak mengal mengalir ir pada pada stator stator"" karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar.
Gambar 6., Kur/a f terhadap Bln tanpa beban

-,

Apabila dilihat dari rumus (B) ju j uga na n aik. Da D an ni n ilai n tu t urun

n

 Ea diatas jika nilai (f) naik maka nilai =

c.φ  karena

Pada kondisi berbeban saat pengukuran f naik sedikit maka n turun dan B turun hal itu dikarenakan bah0a untuk menyeimbangkan adanya suatu beban yang masuk kepada generator dengan kata lain adanya gaya la0an dari beban tersebut. Bt 5 'a  a.1a Keterangan+ Bt 5 tegangan yang keluaran 'a 5 tegangan yang dihasilkan generator  a1a 5 beban Diliha Dilihatt dari dari rumus rumus di atas atas maka maka apabil apabilaa beban beban ditambah ditambahkan kan maka teganga tegangan n keluar keluaran an pun akan akan menuru menurun.se n.seper perti ti data data yang yang didapa didapatt dari dari prakti praktikum kum dapat dapat didlihat dari kur/a di ba0ah

Gambar 6.- Kur/a f terhadap Bln berbeban

.2 .2 Tugas gas Akh! Akh!rr 1. Apa yang dimaksud dengan motor dan generator H 7a0ab +  !otor adalah alat unutk mengubah energi listrik menjadi mekanik .  Gene Genera rato torr adal adalah ah alat alat untu untuk k meng mengub ubah ah meka mekani nik k menj menjad adii ener energi gi

listrik. --

2.

7ela 7elask skan an prin prinsi sip p kerj kerjaa gene genera rato torr

sink sinkro ron n (

sehi sehing ngga ga dike diketa tahu huii

 perbedaannya dengan jenis mesin induksi atau mesin DC ) dan &ara  pengendalian oprasinya H 7a0ab + Pada Pada mesin mesin sinkro sinkron n mempun mempunya yaii kumpar kumparan an jangka jangkarr pada pada stator stator adan adan kumparan kumparan medan pada rotor. rotor. Kumparan Kumparan jangkarny jangkarnyaa berbentuk berbentuk sama dengan mesin induksi" induksi" sedangkan kumparan kumparan pada mesin sinkron dapat  berbentuk kutub sepatu ( salient)  salient) atau kutub dengan &elah udara sama rata (rotor silinder). Arus searah (dc ( dc)) untuk menghasilkan fluks pada kumparan medan dialirkan ke rotor melalui . Apabila kumparan jangkar  dihubu dihubungk ngkan an dengan dengan sumber sumber tegang tegangan an tiga tiga fasa akan akan timbul timbul medan medan  putar pada stator. Kutub medan rotor yang diberi penguat arus searah mend mendap apat atka kan n tarik tarikan an dari dari kutu kutub b meda medan n puta putarr stato statorr hing hingga ga turu turutt  berputar dengan ke&epatan sama ( sinkron).  sinkron). 3.

7elaskan 7elaskan prosedur prosedur per&obaan per&obaan praktikum generator sinkron beban nol dan berbeban H 7a0ab + Per&obaan *eban ol ,. !emerik !emeriksa sa kelengka kelengkapan pan alat alat prakti praktikum kum"" dan test alatalat alatalat ukur  ukur  listriknya. -. !embua !embuatt rangkaia rangkaian n seperti seperti rangkai rangkaian an diba0ah diba0ah ini. ini. Gambar 6.3 1angkaian per&obaan beban nol

G

M

V

Eksitasi

A

 A

 A

 jangkar

R S T N

 

Eksitasi

-3

3. 6.

!ela !elapo pork rkan an kepa kepada da asis asiste ten. n. !eny !enyala alaka kan n !C* !C* pada pada tegang tegangan an jalaj jalajal ala" a" pasti pastika kan n semua semua knob knob

8. 9.

/aria& pada posisi 4. !eny !enyal alak akan an !C* !C* pad padaa /ari /aria&. a&. !engat !engatur ur knob knob /aria& /aria& bagian bagian arus arus eksita eksitasi si motor motor DC kepad kepadaa posisi posisi

 penuh se&ara perlahan ( fm 5 4"> A ). ;. !eng !engat atur ur knob knob /aria /aria&& bagi bagian an arus arus jang jangka karr motor otor DC samp sampai ai  putaran motor men&apai ,844 rpm ( se&ara perlahan ). >. !engat !engatur ur knob knob /aria /aria&& bagian bagian eksita eksitasi si generat generator or dengan dengan 4 A. @. !en&ata !en&atatt hasil ke&ep ke&epata atan n motor motor dengan dengan ta&home ta&hometer ter dan tegan tegangan gan keluaran B## dan B# generator dengan /oltmeter. ,4. !engulangi !engulangi langkah langkah >@ dengan dengan arus eksitasi eksitasi ( 4" 4.8" ," ,.8" - ). ,,. ,,. !engurangi !engurangi knob knob /aria& /aria& eksitasi generator generator sampai sampai 4. ,-. ,-. !eng !engur uran angi gi knob knob /ari /aria& a& jangk jangkar ar moto motorr sampa sampaii moto motorr berh berhen enti ti ,3. ,6. ,8. ,9. ,;.

 berputar. !engurangi !engurangi knob knob /aria& /aria& eksitasi eksitasi motor motor sampai 4. 4. !enurunkan !enurunkan !C* pada /aria&. /aria&. !enurunkan !enurunkan !C* pada pada tegangan tegangan jalajala jalajala.. !enggambar !enggambar 0iring per&obaan. per&obaan. !erapikan !erapikan kembali kembali alatalat alatalat yang telah telah digunakan. digunakan.

Per&obaan *erbeban ,. !eme !emeri riks ksaa kele keleng ngka kapa pan n alat alat prak prakti tiku kum" m" dan dan test test alat alata ala latt ukur  ukur  -.

listriknya. !embua !embuatt rangk rangkaian aian sepert sepertii rangk rangkaia aian n diba diba0ah 0ah ini. ini. Gambar 6.6 1angkaian per&obaan beban nol

3.

!ela !elapo pork rkan an kepa kepada da asis asiste ten. n. -6

6.

!eny !enyala alaka kan n !C* !C* pada pada tegan teganga gan n jala jalaja jala la"" pasti pastika kan n semua semua knob knob

8. 9.

/aria& pada posisi 4. !eny !enyal alak akan an !C* !C* pad padaa /ar /aria ia&. &. !engat !engatur ur knob knob /aria /aria&& bagian bagian arus arus eksita eksitasi si motor motor DC DC kepada kepada posi posisi si

 penuh se&ara perlahan ( fm 5 4"> A ). ;. !eng !engat atur ur knob knob /ari /aria& a& bagi bagian an arus arus jang jangka karr moto motorr DC sampa sampaii  putaran motor men&apai ,844 rpm ( se&ara perlahan ). >. !engat !engatur ur knob knob /aria /aria&& bagian bagian eksita eksitasi si generat generator or denga dengan n 4"8 4"8 A. A. @. !eng !enghu hubu bung ngka kan n deng dengan an beb beban an ,44 ,44 F. ,4. ,4. !en& !en&at atat at hasil hasil ke&ep ke&epat atan an moto motorr deng dengan an ta&h ta&hom omete eter" r" tegan teganga gan n keluaran B## dan B# generator dengan /oltmeter" arus serta arus  pada eksitasi motor dan eksitasi generator dengan menggunakan

4.

,,. ,,. ,-. ,3. ,3. ,6. ,8. ,8.

ampere meter. !engulangi !engulangi langkah langkah @,4 @,4 dengan beban beban ( ,44" ,44" -44" 344 344 ) F. F. !engulangi !engulangi langka langkah h >,4 dengan dengan arus arus eksitasi eksitasi ( 4.8" 4.8" ," ,.8 ). !elep !elepas as semu semuaa beban beban.. !engurangi !engurangi knob /aria& eksitasi eksitasi generator generator sampai sampai 4. !eng !engur uran angi gi knob knob /ari /aria& a& jangk jangkar ar moto motorr sampa sampaii moto motorr berh berhen enti ti

,9. ,;. ,>. ,@. -4.

 berputar. !engurangi !engurangi knob /aria& eksitasi eksitasi motor motor sampai sampai 4. !enuru !enurunka nkan n !C* !C* pada pada /ari /aria&. a&. !enurunkan !enurunkan !C* pada tegangan tegangan jalajala. jalajala. !engga !enggamba mbarr 0iring 0iring per&o per&obaa baan. n. !erapikan !erapikan kembali kembali alatalat alatalat yang yang telah telah digunak digunakan. an.

Gambar Gambarkan kan kur/a kur/a karakt karakteri eristik stik antara antara f dengan dengan B generat generator or dan f  dengan putaran generator ns ( pada per&obaan beban nol ). 7a0ab +

-8

Gambar 6.8 Kur/a f terhadap Bln tanpa beban

Gambar 6.9 Kur/a f terhadap n tanpa beban 5.

Gambarkan kur/a karakteristik antara a generator dengan beban" a generator dengan B generator" a generator dengan putaran generator" a generator generator dengan dengan P generator" generator" B generator dengan beban" beban" B generator  generator  dengan putaran generator" putaran generator dengan beban dan putaran generator dengan P generatorI ( pada per&oban berbeban ) 7a0ab +

-9

Gambar 6.; Kur/a f terhadap *eban

Gambar 6.> Kur/a f terhadap Bln *erbeban

-;

Gambar 6.@ Kur/a f terhadap Bll berbeban

Gambar 6.,4 Kur/a f terhadap n berbeban

->

Gambar 6.,, Kur/a f terhadap Pln

Gambar 6.,- Kur/a f terhadap Pll

-@

Gambar 6.,3 Kur/a Bln terhadap *eban

Gambar 6.,6 Kur/a Bll terhadap *eban

34

Gambar 6.,8 Kur/a Bln terhadap n

Gambar 6.,9 Kur/a Bll terhadap n

3,

Gambar 6.,; Kur/a n terhadap *eban

Gambar 6.,> Kur/a n terhadap Pln

3-

Gambar 6.,@ Kur/a n terhadap Pll 6.

Sebutk Sebutkan an aplika aplikasi si dan jelaska jelaskan n dari dari per&ob per&obaan aan prakti praktikun kun generat generator  or  sinkronH 7a0ab + Pada per&obaan ini generator generator sinkron sinkron digerakan digerakan oleh sebuah motor. motor. Pada Pada beba beban n nol nol gene genera rato torr tida tidak k meng mengha hasil silka kan n ggl ggl karen karenaa hany hanyaa mengha menghasil silkan kan fluksi fluksi pada pada kumpar kumparan an medan medan rotor rotor.. Pada Pada per&ob per&obaan aan

 berbeban dihasilkan ggl karena terjadi reaksi jangkar antara fluksi medan medan rotor rotor dan fluksi fluksi jangka jangkarr stator stator.. Semaki Semakin n besar besar beban beban maka maka semakin semakin rendah putaran generator generator dan semakin rendah pula daya yang dihasilkan.

BAB ' (E$%MPULAN DAN $A*AN #.1

(es!m"ulan

33

Generator sinkron (altenator) merupakan jenis mesin listrik yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan bolakbalik dengan &ara mengubah energi mekanis menj menjad adii ener energi gi listr listrik ik.. 'ner 'nergi gi meka mekani niss dipe dipero role leh h dari dari puta putara ran n roto rotorr yang dige digera rakk kkan an oleh oleh peng pengge gera rak k mula mula (pri (prime me mo/e mo/er)" r)" seda sedang ngka kan n ener energi gi listr listrik  ik  dipero diperoleh leh dari dari proses proses dari dari proses proses induks induksii elektro elektromag magnet netik ik yang yang terjad terjadii pada pada kumparan stator dan rotornya.

Prinsik kerja Generator sinkron+ ,. Kump Kumpara aran n meda medan n yang terd terdap apat at pada pada roto rotorr dihu dihubu bung ngka kan n deng dengan an sumb sumber  er  eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan. Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap 0aktu adalah tetap. -. Pengge Penggerak rak mula mula (Prime (Prime !o/er) !o/er) yang yang sudah sudah terkope terkopell dengan dengan rotor rotor segera segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada ke&epatan nominalnya. n

,-4.  f   =

 P 

dimana + n 5 Ke&epatan putar rotor (rpm)  p 5 7umlah kutub rotor f 5 frekuensi (2=)

3. Perp Perput utara aran n roto rotorr terse tersebu butt sekal sekalig igus us akan akan memu memuta tarr meda medan n magn magnet et yang ang dihasilkan oleh kumparan medan. !edan putar yang dihasilkan pada rotor" akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar yang terletak di stator akan dihasilkan fluks magnetik yang berubahubah besarnya terhad terhadap ap 0aktu. 0aktu. Adany Adanyaa peruba perubahan han fluks fluks magnet magnetik ik yang yang meling melingkup kupii suatu suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujungujung kumparan tersebut" hal tersebut sesuai dengan persamaan + e

 N 

d φ 

= −

dt 

%ntuk %ntuk generator generator sinkron sinkron

tiga phasa" digunakan tiga kumparan jangkar yang ditempatkan di stator yang disusu disusun n dalam dalam bentuk bentuk terten tertentu" tu" sehing sehingga ga susunan susunan kumpara kumparan n jangka jangkarr yang yang 36

sedemi sedemikia kian n akan akan memban membangki gkitka tkan n tegang tegangan an induks induksii pada pada ketiga ketiga kumpar kumparan an  jangkar yang besarnya sama tapi berbeda fasa ,-4 satu sama lain. Setelah itu ketiga terminal kumparan jangkar siap dioperasikan untuk menghasilkan energi listrik.

Cara pengoprasian + ,. Pastikan Pastikan semua semua sudah terpasang terpasang dengan dengan benar. benar. -. Ketika Ketika sudah dinyalakan" dinyalakan" naikkan naikkan eksitasi eksitasi motor terlebih terlebih dahulu. 3. Setelah Setelah eksitasi motor motor barulah barulah jangkar motor motor.J .J 6. $erakhi $erakhirr baru manaikkan manaikkan eksitasi jangkar jangkar.. 8. Cara Cara mematik mematikan an dia0ali dia0ali dengan dengan eksita eksitasi si jangkar jangkar"" jangkar jangkar motor motor""  barulah eksitasi motor terakhir.

#.2

$aran

Seba Sebaik ikny nyaa

assit assiten en teru teruss mend mendam ampi ping ngii maha mahasis sis0a 0a saat saat melak melakuk ukan an

 praktikum" kemudian untuk panel jala jala listrik mohon diperbaiki karena  beberapa sudah kendor 

DATA* PU$TA(A $im Asisten.-4,9. Modul  Modul Praktikum Mesin Elektrik AC. *andung+ AC. *andung+ #aboratorium $eknik $eknik 'nergi 'lektrik tenas.

Chapman" Stephen 7. (-44-). Electric (-44-).  Electric machinery and power system fundamentals. fundamentals.  e0 ork ork + !&Gra02ill.

Luhal.,@@,. M Dasar M  Dasar Tena Tenaa a Listrik N" N" *andung+ Penerbit $*.

38