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 tangga sampa sampaii deng dengan an di indu industr stri. i. Dala Dalam m duni duniaa pemb pemban angk gkita itan n gene genera rato torr sinkr sinkron on 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 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 pusatpusat pembangkit tenaga listrik (dengan kapasitas yang relatif besar). !isalnya" pada P#$A" P#$%" P#$D dan lainla lainlain. 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 Generat Generator or Set atau genera generator tor &adangan.
1.2
Maksud dan Tujuan
!aksud dilaksanakannya praktikum ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memenuhi seluruh praktikum jurusan $eknik $eknik 'lektro di nstitut $eknologi $eknologi asional ($'AS) *andung. Sedangkan tujuannya antara lain+ ,. !empelajari &ara kerja genarator sinkron" serta &ara pengendali pengendalian an operasinya operasinya generator sinkron -. !engetahui Aplikasi 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 pengoperasia pengoperasian n generator generator sinkron dalam keadaan beban nol 1.
Tekn!k Pengum"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&r! Dasar
*ab ini menguraikan teori tentang generator sinkron.
BAB %%% Landasan Te&r!
*ab ini membahas alatalat yang digunakan dalam praktikum" prosedur per&obaan" data hasil praktikum" dan pengolahan data. 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 $aran
*ab ini berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil analisis datadata yang telah diperoleh.
1
BAB %% LANDA$AN TE)*%
2.1
Pengert!an +enerat&r $!nkr&n
Generator sinkron (alternator) merupakan jenis mesin listrik yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan bolakbalik dengan &ara mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. 'nergi mekanis diperoleh dari putaran rotor yang digerakkan oleh penggerak mula (prime mo/er)" sedangkan energi listrik 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. 2otor generator sinkron yang diputar dengan penggerak mula (prime mo/er) yang terdiri dari belitan medan dengan suplai arus searah akan menghasilkan medan magnet putar dengan ke&epatan dan arah putar yang sama dengan putaran rotor tersebut. 3ubungan antara medan magnet pada mesin dengan frekuensi listrik pada stator ditunjukan pada persamaan diba0ah ini+ f = p.
n
s
,-4
o
Keterangan + p 5 jumlah kutub generator
2.2
ns
5 putaran generator
f
5 frekuensi tegangan keluar
(&nstruks! +enerat&r $!nkr&n
Generator sinkron mengkon/ersi energi mekanik menjadi energi listrik bolakbalik se&ara elektromagnetik. 'nergi mekanik berasal dari penggerak mula yang memutar rotor" sedangkan energi listrik dihasilkan dari proses induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparankumparan stator. Pada Gambar -., dapat dilihat bentuk penampang sederhana dari sebuah generator sinkron.
6
Gambar -., Konstruksi Generator Sinkron
Se&ara umum generator sinkron terdiri atas stator" rotor" dan &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.
1. $tat&r
Stator terdiri dari beberapa komponen utama" yaitu + a. 2angka Stator 2angka stator merupakan rumah (kerangka) yang menyangga inti jangkar generator.
b. nti Stator nti stator terbuat dari laminasilaminasi baja &uran atau besi magnetik khusus yang terpasang ke rangka stator.
&. Alur (slot) dan Gigi Alur dan gigi merupakan tempat meletakkan kumparan stator. Ada 1 (tiga) bentuk alur stator yaitu terbuka" setengah terbuka" dan tertutup.
d. Kumparan Stator (Kumparan 7angkar) Kumparan jangkar biasanya terbuat dari tembaga. Kumparan ini merupakan tempat timbulnya ggl induksi.
8
2. *&t&r
2otor terdiri dari tiga komponen utama yaitu + a. Slip 2ing Slip ring merupakan &in&in logam yang melingkari poros rotor tetapi dipisahkan oleh isolasi tertentu. $erminal kumparan rotor dipasangkan ke slip ring ini kemudian dihubungkan ke sumber arus searah melalui sikat (brush) yang letaknya menempel pada slip ring.
b. Kumparan 2otor (kumparan medan) Kumparan medan merupakan unsur yang memegang peranan utama dalam menghasilkan medan magnet. Kumparan ini mendapat arus searah dari sumber eksitasi tertentu.
&. Poros 2otor Poros rotor merupakan tempat meletakkan kumparan medan" dimana pada poros rotor tersebut telah terbentuk slotslot se&ara paralel terhadap poros rotor. 2otor 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 jenis salient pole" kutub magnet menonjol keluar dari permukaan rotor. *elitanbelitan 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 -.1 berikut +
Gambar -.- 2otor Kutub !enonjol
9
2otor kutub menonjol umumnya digunakan pada generator sinkron dengan ke&epatan putar rendah dan sedang (,-4644 rpm). Generator sinkron tipe seperti ini biasanya dikopel oleh mesin diesel atau turbin air pada sistem pembangkit listrik. 2otor kutub menonjol baik digunakan untuk putaran rendah dan sedang karena+ : Kutub menonjol akan mengalami rugirugi 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) Pada jenis non salient pole" konstruksi kutub magnet rata dengan permukaan rotor. 7enis rotor ini terbuat dari baja tempa halus yang berbentuk silinder yang mempunyai aluralur terbuat di sisi luarnya. *elitanbelitan medan dipasang pada aluralur di sisi luarnya dan terhubung seri yang dienerjais oleh 'ksiter. Gambaran bentuk kutub silinder generator sinkron tampak seperti pada Gambar -.6 berikut +
Gambar -.1 2otor Kutub Silinder
2otor silinder umumnya digunakan pada generator sinkron dengan ke&epatan putar tinggi (,844 atau 1444 rpm) seperti yang terdapat pada pembangkit listrik tenaga uap. 2otor 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!ns!" (erja +enerat&r $!nkr&n
Adapun prinsip kerja dari generator sinkron se&ara umum adalah sebagai berikut + ,. Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber 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. -. Penggerak mula (Prime !o/er) yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada ke&epatan nominalnya. 1. Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang 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 berubahubah besarnya terhadap 0aktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujungujung kumparan tersebut. %ntuk generator sinkron tiga phasa" digunakan tiga kumparan jangkar yang ditempatkan di stator yang disusun dalam bentuk tertentu" sehingga susunan kumparan jangkar yang sedemikian akan membangkitkan tegangan induksi pada ketiga kumparan jangkar yang besarnya sama tapi berbeda fasa ,-4 o 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 (3>) nr 5 ke&epatan putar rotor 5 ke&epatan medan magnet (rpm) p 5 jumlah kutub magnet leh karena rotor berputar pada ke&epatan yang sama dengan medan magnet" persamaan diatas juga menunjukkan hubungan antara ke&epatan putar rotor dengan frekuensi listrik yang dihasilkan. Agar daya listrik dibangkitkan tetap pada frekuensi 843> atau 94 3>" maka generator harus berputar pada ke&epatan tetapdengan jumlah kutub mesin yang telah ditentukan. Sebagai &ontoh untuk membangkitkan 94 3> pada mesin dua kutub" rotor arus berputar dengan ke&epatan 1944 rpm. %ntuk membangkitkan daya 84 3> pada mesin empat kutub" rotor harus berputar pada ,844 rpm.
2.#
+enerat&r $!nkr&n Tan"a Beban
Dengan memutar alternator pada ke&epatan sinkron dan rotor diberi arus medan (<)" maka tegangan ('a ) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator. *entuk 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
2.-
+enerat&r $!nkr&n Berbeban
Dalam keadaan berbeban arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan terjadinya reaksi jangkar. 2eaksi jangkar besifat reaktif karena itu dinyatakan sebagai reaktansi" dan disebut reaktansi magnetisasi (m ). 2eaktansi pemagnet (m ) ini bersamasama dengan reaktansi fluks bo&or (a ) dikenal sebagai reaktansi sinkron (s) . Persamaan tegangan pada generator adalah+ 'a 5 B .2a j .s s 5 m a yang mana+
'a 5 tegangan induksi pada jangkar B 5 tegangan terminal output 2a 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
,4
2.
*angka!an Eku!/alen +enerat&r $!nkr&n
$egangan induksi 'a dibangkitkan pada fasa generator sinkron. $egangan ini biasanya tidak sama dengan tegangan yang mun&ul pada terminal generator. $egangan induksi sama dengan tegangan output terminal hanya ketika tidak ada arus jangkar yang mengalir pada mesin. *eberapa faktor yang menyebabkan perbedaan antara tegangan induksi dengan tegangan terminal adalah+ ,. Distorsi medan magnet pada &elah udara oleh mengalirnya arus pada stator" disebut reaksi jangkar. -. nduktansi sendiri kumparan jangkar. 1. 2esistansi kumparan jangkar. 6. 'fek permukaan rotor kutub sepatu.
2angkaian ekui/alen generator sinkron perfasa ditunjukkan pada gambar di ba0ah ini +
Gambar -.9 2angkaian ekui/alen generator sinkron perfasa
,,
BAB %%% LANDA$AN P*A(T%(UM
3.1
Alat0Alat Prakt!kum
3.2
,. Generator Sinkron
, unit
-. Amperemeter
, unit
1. Baria&
, unit
6. *ebanbeban listrik
, unit
8. Boltmeter
- buah
9. $a&hometer
, buah
;. 7umper
se&ukupnya
Pr&sedur Per,&baan
3.2.1 Per,&baan beban n&l
,. !enyiapkan alatalat yang akan digunakan" memastikan alat yang digunakan dalam keadaan baik. -. !embuat rangkaian seperti gambar 1.,
Gambar 1., 2angkaian per&obaan beban nol
1. 6. 8. 9. ;.
!eminta persetujuan asisten Setelah mendapat persetujuan asisten" menyalakan sumber !enaikkan tegangan eksitasi Kemudian menaikkan tegangan pada jangkar se&ara bertahap Setelah motor berputar" menunggu hingga putaran motor hingga ,844 rpm (gunakan ta&hometer) ,-
8.
!engatur besar arus medan (f) dari nol hingga -A se&ara bertahap
(pertambahan bertahap setiap 4.8A) @. !engukur setiap tegangan output dan putaran motor (n) (untuk setiap pertambahan 4.8A) 10. !enulis data hasil pengamatan pada tabel ,,. Setelah men&atat hasil pengamatan pada table" menurunkan perputaran motor dengan menurunkan teganan jangkar se&ara bertahap hingga berhenti ,-. Kemudian mematikan tegangan eksitasi ,1. Selesai praktikum" men&abut rangkaian dan membereskan alatalat praktikum kembali 3.2.2 Per,&baan berbeban
,. !enyiapkan alatalat yang akan digunakan" memastikan alat yang digunakan dalam keadaan baik. -. !embuat rangkaian seperti gambar 1.,
Gambar 1.- 2angkaian per&obaan berbeban
1. 6. 8. 9. ;.
!eminta persetujuan asisten Setelah mendapat persetujuan asisten" menyalakan sumber !enaikkan tegangan eksitasi Kemudian menaikkan tegangan pada jangkar se&ara bertahap Setelah motor berputar" menunggu hingga putaran motor hingga ,844
8.
rpm (gunakan ta&hometer) !engatur besar arus medan (f) dari nol hingga -A se&ara bertahap
(pertambahan bertahap setiap 4.8A) @. !engukur setiap tegangan output dan putaran motor (n) (untuk setiap pertambahan 4.8A) ,4. !enulis data hasil pengamatan pada tabel ,,. Setelah men&atat hasil pengamatan pada table" menurunkan perputaran motor dengan menurunkan teganan jangkar se&ara bertahap hingga berhenti ,1
,-. Kemudian mematikan tegangan eksitasi ,1. Selesai praktikum" men&abut rangkaian dan membereskan alatalat praktikum kembali 1.1 Data Pengamatan Prakt!kum
Per&obaan beban nol $abel 1.,. Data pengamatan beban nol
o , 1 6 8 9
n (rpm) ,84= ,69= ,68,619 ,6-, ,641
f (A) 4 4"8 , ,"8 -"8
B## -@ -9@ 664 8-8 8;8 948
B# ,= ,9, -96 1-1 161 19-
Per&obaan berbeban $abel 1.-. Data pengamatan beban nol
3.
o ,
n (rpm) ,841
f (A) 4
B## 14
B# ,=
*'*A() 4
a (A) 4
-
,6@4
4"8
-9=
,94
4
4
1
,69@
4"8
-99
,8;
,44
4"19
6
,66;
4"8
-8;
,6=
-44
4";-
8
,6--
4"8
-66
,1@
144
,"46
Peng&lahan Data
P, fasa 5 B#.f.Cos E (0att) F dimana Cos E 5 4.= .VLN
P1 fasa 5. T
1
f.Cos E
P .94
- n
Per&obaan *eban ol
%ntuk F f 5 4 Ampere" B# 5 ,= Bolt" dan n 5 ,84= rpm. ,6
P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,=.4.Cos 4.= P, fasa 5 4 (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.,=
P1 fasa 5.
4.Cos 4"=
1
P1 fasa 5.4 T
P .
- (
n
94
)
.4 ,84= - ( ) 94
4 Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,9, Bolt" dan n 5 ,69= rpm. P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,9,.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 96"6(0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.,9,
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 5.1;",= (0att) T
P .
- (
n
94
)
96"6 ,69= - ( ) 94
4"6, Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 -96 Bolt" dan n 5 ,68- rpm. P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 -96.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 ,48"9 (0att)
,8
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.-96
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 594"@9 (0att) T
P .
- (
n
94
)
,48"9 ,68- ( ) 94
4"; Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 1-1 Bolt" dan n 5 ,619 rpm. P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 1-1.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 ,-@"- (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.1-1
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 5.;6"9 (0att) T
P .
- (
n
94
)
,-@",619 - ( ) 94
4"=9 Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 161 Bolt" dan n 5 ,6-, rpm. P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 161.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 ,1;"- (0att)
.161
P1 fasa 5.
1
f.Cos E
.161
P1 fasa 5.
1
-.Cos 4"=
P1 fasa 5 ;@"-, (0att)
,9
T
P .
- (
n
94
)
,1;",6-, - ( ) 94
4"@- Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 19- Bolt" dan n 5 ,641 rpm P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 19-.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 ,66"= (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.19-
P1 fasa 5.
4"8.Cos 4"=
1
P1 fasa 5 =1"9 T
P .
- (
n
94
)
,66"= ,641 - ( ) 94
4"@= Nm
%ntuk F f 5 4 Ampere" B# 5 ,= Bolt" dan n 5 ,841 rpm" lampu 5 4 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,=.4.Cos 4.= P, fasa 5 4 (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.,=
P1 fasa 5.
1
4.Cos 4"=
P1 fasa 5 4 T
P .
- (
n
94
)
4 ,841 - ( ) 94
4 Nm
,;
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,;, Bolt" dan n 5 ,84, rpm" lampu 5 -44 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,;,.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 =8 (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.,;,
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 56@ (0att) T
P .
- (
.=8
n
94
)
,84, - ( ) 94
4"8 Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,9- Bolt" dan n 5 ,6@, rpm" lampu 5 144 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,9-.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 =4 (0att)
P1 fasa 5. P1 fasa 5.
.VLN 1
,91
f.Cos E
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 5 6; (0att) T
P .
- (
n
94
)
.=4 ,6@, - ( ) 94
4"8 Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,94 Bolt" dan n 5 ,6@4 rpm" lampu 5 4 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,94.4"8.Cos 4.= ,=
P, fasa 5 96 (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.,94
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 5 19"@8 (0att) T
P .
- (
n
94
)
96 ,6@4 - ( ) 94
4"1= Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,8; Bolt" dan n 5 ,69@ rpm" lampu 5 ,44 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,8;.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 9-"= (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
.,8;
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 5 19"-8 (0att) T
P .
- (
n
94
)
,8; ,69@ - ( ) 94
,"41 Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,6= Bolt" dan n 5 ,66; rpm" lampu 5 -44 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,6=.4"8.Cos 4.= P, fasa 5 8@"- (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
,@
.,6=
P1 fasa 5.
1
4"8.Cos 4"=
P1 fasa 5 16",= (0att) T
P .
- (
n
94
)
,6= ,66; - ( ) 94
4"@; Nm
%ntuk F f 5 4"8 Ampere" B# 5 ,1@ Bolt" dan n 5 ,6-- rpm" lampu 5 144 att P, fasa 5 B#.f.Cos E P, fasa 5 ,
[email protected]"8.Cos 4.= P, fasa 5 88"9 (0att)
P1 fasa 5.
.VLN 1
f.Cos E
,1@
P1 fasa 5.
4"8.Cos 4"=
1
P1 fasa 5 1-", (0att) T
P .
- (
3.#
n
94
)
88"9 ,6-- ( ) 94
4"1; Nm
!rr!ng D!agram
-4
Gambar 1.- Wiring diagram per&obaan beban nol
Gambar 1.1 Wiring diagram per&obaan berbeban
-,
BAB %' ANAL%$A DAN TU+A$ A(H%* .1
Anal!sa Pada kondisi tanpa beban torsi generator naik se&ara teratur saat arus
medan generator dinaikkan. Saat pengukuran beban nol f naik" B naik dan turun hal itu dikarenakan bah0a untuk menyeimbangkan putaran ketika tegangan naik" maka dibutuhkan arus penguatan yang lebih besar kemudian pada kumparan stator akan diinduksikan tegangan (B) atau dengan kata lain apabila nilai (f) naik maka nilai (B) juga naik. Dan pada saat kondisi generator sinkron berbeban ke&epatan()"tegangan(B)
turun"
dikarenakan
bah0a
arus
pengeuatan
konstan"sedangkan Pout semakin besar. .2 Tugas Akh!r
,. Apakah yang dimaksud dengan motor dan generator -. 7elaskan prinsip kerja generator sinkron(sehingga diketahui perbedaannya dengan jenis mesin induksi dan atau mesin DC) dan &ara pengendalian operasinyaH --
1. 7elaskan prosedur per&obaan praktikum generator sinkron beban nol dan berbeban(sesuai yang anda lakukan pada 0aktu praktikum) H 6. Gambarkan kur/a karakteristik antara if generator dengan B generator dan if generator dengan putaran generatorH ( pada per&obaan beban nol) 8. Gambarkan kur/a karakterisktik antara a generator dengan beban" a generator dengan B generator" a generator dengan putaran generator" a generator dengan P generator" B generator dengan beban" B generator dengan putaran generator" (pada per&obaan berbeban) H 9. Sebutkan dan jelaskan aplikasi dari per&obaan praktikum generator sinkron H 7a0ab+ ,. !otor adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi gerak. Sedangkan generator adalah suatu alat yang digunakan untuk mengubah energi gerak menjadi energi listrik.
-. Prinsip kerja generator sinkron Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber 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. Penggerak mula (Prime !o/er) yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada ke&epatan nominalnya. Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang 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 berubahubah besarnya terhadap 0aktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujungujung kumparan tersebut. 1. Prosedur per&obaan beban nol ,. !enyiapkan alatalat yang akan digunakan" memastikan alat yang digunakan dalam keadaan baik.
-1
-. !embuat rangkaian seperti gambar 6.,
Gambar 6., 2angkaian per&obaan beban nol
1. 6. 8. 9. ;.
!eminta persetujuan asisten Setelah mendapat persetujuan asisten" menyalakan sumber !enaikkan tegangan eksitasi Kemudian menaikkan tegangan pada jangkar se&ara bertahap Setelah motor berputar" menunggu hingga putaran motor hingga ,844 rpm
(gunakan ta&hometer) =. !engatur besar arus medan (f) dari nol hingga 1A se&ara bertahap (pertambahan bertahap setiap 4.8A) @. !engukur setiap tegangan output dan putaran motor (n) (untuk setiap pertambahan 4.8A) ,4. !enulis data hasil pengamatan pada tabel ,,. Setelah men&atat hasil pengamatan pada table" menurunkan perputaran motor dengan menurunkan teganan jangkar se&ara bertahap hingga berhenti ,-. Kemudian mematikan tegangan eksitasi ,1. Selesai praktikum" men&abut rangkaian dan membereskan alatalat praktikum kembali Per&obaan berbeban ,. !enyiapkan alatalat yang akan digunakan" memastikan alat yang digunakan dalam keadaan baik. -. !embuat rangkaian seperti gambar 6.-
-6
Gambar 6.- 2angkaian per&obaan berbeban
1. 6. 8. 9. ;.
!eminta persetujuan asisten Setelah mendapat persetujuan asisten" menyalakan sumber !enaikkan tegangan eksitasi Kemudian menaikkan tegangan pada jangkar se&ara bertahap Setelah motor berputar" menunggu hingga putaran motor hingga ,844
rpm (gunakan ta&hometer) =. !engatur besar arus medan (f) dari nol hingga ,"8A se&ara bertahap (pertambahan bertahap setiap 4.8A) @. !engukur setiap tegangan output dan putaran motor (n) (untuk setiap pertambahan 4.8A) ,4. !enulis data hasil pengamatan pada tabel ,,. Setelah men&atat hasil pengamatan pada table" menurunkan perputaran motor dengan menurunkan teganan jangkar se&ara bertahap hingga berhenti ,-. Kemudian mematikan tegangan eksitasi ,1. Selesai praktikum" men&abut rangkaian dan membereskan alatalat praktikum kembali 6. f generator dengan B## dan B# generator
Gambar 6.1 Kur/a karakteristik f generator dengan B## dan B# generator
f generator dengan putaran generator
Gambar 6.6 Kur/a karakteristik f generator dengan putaran generator
-8
8. a generator dengan beban
Gambar 6.1 Kur/a karakteristik a generator dengan beban
a generator dengan putaran generator
Gambar 6.8 Kur/a karakteristik ia generator dengan putaran generator
a generator dengan P generator
a Gambar 6.8 Kur/a karakteristik ia generator dengan P generator
B generator dengan beban
-9
Gambar 6.9 Kur/a karakteristik B generator dengan beban
B generator dengan putaran generator
Gambar 6.; Kur/a karakteristik B generator dengan putaran generator
9. Sebagai pembangkit energi listrik pada Pembangkit #istrik $enaga Air (P#$A)" Pembangkit #istrik $enaga %ap (P#$%)" Pembangkit #istrik $enaga Panas *umi (P#$P*)" Pembangkit #istrik $enaga Gas (P#$G)" Diesel. Penggunaan generator sinkron pada pembangkit dikarena generator sinkron tidak memiliki slip sehingga banyak digunakan dalam pembangkitan nilai (B) juga naik. Dan nilai turun karena tidak adanya beban yang diukur" maka ke&epatan putaran pun menurun
BAB ' (E$%MPULAN DAN $A*AN #.1
(es!m"ulan
Generator sinkron (altenator) merupakan jenis mesin listrik yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan bolakbalik dengan &ara mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. 'nergi mekanis diperoleh dari putaran rotor yang digerakkan oleh penggerak mula (prime mo/er)" sedangkan energi listrik diperoleh dari proses dari proses induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan stator dan rotornya. -;
Prinsip kerja dari generator sinkron se&ara umum adalah Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber 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. Penggerak mula (Prime !o/er) yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada ke&epatan nominalnya. Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang 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 berubahubah besarnya terhadap 0aktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujungujung kumparan tersebut. !elihat dari hasil data praktikum yang kami dapatkan kita bisa melihat karakteristik generator sinkron itu sendiri" pada saat f dinaikan dan diberikan beban tegangan line semakin besar dan pada saat beban dinaikan ke&epatan motor pun akan melambat.
#.2
$aran
Sebaiknya praktikan harus memba&a lebih dalam pada modul untuk mempermudah praktikan menjalankan praktikum ini.
-=
