LAPORAN 3 PRAKTEK MESIN-MESIN LISTRIK
GE NE RATOR RATOR DC SHUNT SHUNT ”
“
OLEH: TRI ISRA JANWARDI 16388/10
PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2013
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
GE NE RATOR DC SHUNT ”
“
I. Tujuan 1. Mahasiswa mampu merangkai, menjalankan dan menganalisa beberapa karakteristik generator dc shunt. II. Teori Pada generator DC shunt berlaku hubungan sebagai berikut:
= . = .
= + ℎ
= ℎ ℎ = ℎ ℎ Dimana:
= Tegangan jangkar (Volt); = Tegangan terminal (Volt); =Tegangan Medan (Volt);
=
Arus jangkar (Ampere); = Arus medan (Ampere);
= Arus
beban
(Ampere);
=
Tahanan jangkar (Ohm);
= Tahanan
beban (Ohm);
= Tahanan
medan (Ohm) C= konstanta Φ= fluks/kutub n=putaran (rpm) Pada generator DC shunt juga berlaku rumus-rumus sebagai berikut: Daya masukan pada generator adalah : Efisiensi generator = Dimana:
=
.. .
− 100 %; Voltage regulation ( = 100 %
= Tegangan tanpa beban ; = Tegangan beban penuh
III. Alat dan Bahan 1. M
= Torsi meter listrik MV 100
2. G
= Mesin DC 120
3. TG
= Tachometer generator MV 153
4.
R my
= Shunt rheostat TS 500/440
5.
= Reistor beban TB 40
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
1
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
6. 7.
= Ammeter 12 A = Ammeter 1 A
8. V
= Voltmeter 300 V
9. S
= Switch TO 30
IV. Gambar Rangkaian
Gambar 1. Rangkaian Percobaan Praktek V. Langkah Kerja 1. Pengukuran karakteristik tanpa beban
= ,
sebagai contoh tegangan induksi
tanpa beban sebagai fungsi dari arus penguatan. a. Atur torsi meter sehingga kecepatannya 1400 rpm. Kecepatan ini harus dikontrol konstan selama percobaan dan harus dicek secara terus-menerus. Switch S harus pada posisi off. Variasikan tegangan penguatan dengan variasi 0.1 A mulai dari nol ke maksimum dan pada setiap variasi tegangan catat dan tegangan induksi yang terbaca pada voltmeter V. Masukkan nilai-nilainya pada tabel. b. Selanjutnya variasikan arus penguatan dari maksimum ke nol dan untuk setiap nilai catat dan V. Amati bahwa dengan perubahan arus penguatan dari minimum ke maksimum kemudian dari maksimum ke minimum akan terdapat perbedaan akibat dari histerisis magnetik dalam bagian besi mesin. Amati kecepatannya. c. Ulangi pengukuran a dan b di atas untuk kecepatan 1200 rpm.
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
2
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
2. Pengukuran karakteristik tegangan luar = ( ) dengan penguatan shunt Pada percobaan sebelumnya generator diberi penguatan terpisah. Pada percobaan penguatan shunt, rangkaian penguat dpindahkan dari tegangan konstan DC 220 V konstan ke tegangan generator. a. Pastikan bahwa switch S pada posisi off, jalankan torsi meter dan atur kecepatan 1400 rpm. Kecepatan ini harus dijaga konstan selama pelaksanaan percobaan sehingga harus dicek dari waktu ke waktu. b. Atur shunt rheostat
generator sehingga tegangan generator mencapai 220 V.
Setting dari shunt rheostat harus tetap selama percobaan. (Jika generator tidak menghasilkan tegangan, geser rheostat ).
variasikan arus beban dengan perubahan 1 A sampai arus rating. Untuk masing-masing nilai, baca arus dan tegangan V. Cek kecepatan dan jangan ubah shunt rheostat .
c. Hidupkan switch S dan dengan resistor beban
VI. A. Hasil Pengamatan Tabel 1. Karakteristik tanpa beban (
= ( ), = )
n = 1400 rpm Penambahan
n = 1200 rpm
Pengurangan
Penambahan
Pengurangan
V
V
V
V
0.0
48
0.5
460
0.0
50
0.5
380
0.1
320
0.4
420
0.1
180
0.4
370
0.2
320
0.3
400
0.2
270
0.3
320
0.3
380
0.2
340
0.3
320
0.2
280
0.4
440
0.1
190
0.4
360
0.1
170
0.5
460
0
60
0.5
380
0
42
Tabel 2. Karakteristik tanpa beban (V = . ,
= 0.4 Penambahan
= ) = 0.2
Pengurangan
Penambahan
Pengurangan
V
V
V
V
1000
280
1400
420
1000
235
1400
340
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
3
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
1100
320
1300
360
1100
260
1300
295
1200
360
1200
330
1200
295
1200
260
1300
395
1100
300
1300
320
1100
340
1400
420
1000
270
1400
340
1000
220
Tabel 3. Karakteristik Berbeban atau karakteristik Tegangan Luar (
=
, : 0.4 , = 1400 )
Pengukuran
Perhitungan
V (volt)
T (Nm)
η (%)
(%)
0
-
-
-
-
-
-
1
400
400
4
586.13
68.24
5
2
415
830
5
732.67
113.28
1.2
3
400
1200
6
879.2
136.49
5
4
390
1560
7.4
1084.35
143.86
7.69
5
360
1800
8.6
1260.19
142.83
16.67
Tabel 4.
= ( ), = , :2 , = 1400 Pengukuran
Perhitungan
V (volt)
(VA)
T (Nm)
η (%)
(%)
0.05
100
5
1.4
205.14
2.44
320
0.10
180
18
2.0
293.067
6.14
133.33
0.15
240
36
2.5
366.36
9.83
75
0.20
295
59
3.0
439.60
11.95
42.37
0.25
330
82.5
3.6
527.52
15.63
27.27
0.30
370
111
4.0
586.13
18.94
13.51
0.35
400
140
4.3
630.09
22.22
5.00
0.40
410
164
4.8
703.36
23.31
2.44
0.45
440
198
5.2
761.97
25.96
0
0.50
450
225
5.4
791.28
28.43
0
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
4
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
Perhitungan: a. Perhitungan Daya Output
= . = 100.0.05 = 5 = 5 = . = 180.0,1 = 18 = 1 = 18 = . = 240.0,15 = 36 = 1 = 36 = . = 295.0,20 = 59 = 1 = 59 = . = 330.0,25 = 82.5 = 1 = 82.5 = . = 370.0,30 = 111 = 1 = 111 = . = 400.0,35 = 140 = 1 = 140 = . = 410.0,40 = 164 = 1 = 164 = . = 440.0,45 = 198 = 1 = 198 = . = 450.0,50 = 225 = 1 = 225 b. Perhitungan Daya Input = =
. .
= =
. . =
= =
. .
= 366.36
= =
. .
= 439.6
= =
. . =
= =
. .
= =
. . =
= =
. .
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
= 205.14 293.067
527.52
= 586.13 630.09
= 703.36 5
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
= =
. .
= 761.97
= =
. .
= 791.28
c. Perhitungan Efisiensi motor = 100 % = . 100 % = 2.44 %
= 100 % = . 100 % = 6.14 %
= 100 % = . 100 % = 9.83 %
= 100 % = . 100 % = 11.95 %
. = 100 % = . 100 % = 15.63 %
= 100 % = . 100 % = 18.94 %
= 100 % = . 100 % = 22.22 %
= 100 % = . 100 % = 23.31 %
= 100 % = . 100 % = 25.96 %
= 100 % = . 100 % = 28.43 %
d. Voltage regulation ( )
=
−
100% = − 100% = 320 %
=
−
100% = − 100% = 133.33 %
=
−
100% = − 100% = 75 %
=
−
100% = − 100% = 42.37 %
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
6
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
=
−
100% = − 100% = 27.27 %
=
−
100% = − 100% = 13.51 %
=
−
100% = − 100% = 5 %
=
−
100% = − 100% = 2.44 %
=
−
100% = − 100% = 0 %
B. Tugas 1. Gambar karakteristik tanpa beban untuk penaikan dan penurunan
pada
kecepatan 1400 dan 1200 rpm secara berurutan pada diagram yang sam dengan sebagai axis-nya.
Karakteristik Penambahan If pada Kecepatan 1400 rpm 600 ) t l o v 400 ( r o t o200 M n 0 a g n 0 a g e T
Tegangan 0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Nilai If (Ampere)
Karakteristik Pengurangan If pada Kecepatan 1400 rpm 500 ) t l o 400 v ( r 300 o t o 200 M n 100 a g n 0 a g 0 e T
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
Tegangan
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Nilai If (Ampere)
7
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
Karakteristik Penambahan If pada Kecepatan 1200 rpm 400 ) t l o v ( 300 r o t o M200 n a g 100 n a g e T 0
Tegangan
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Nilai If (Ampere)
Karakteristik Pengurangan If pada Kecepatan 1200 rpm 400 ) t l o v ( 300 r o t o M200 n a g 100 n a g e T 0
Tegangan
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
Nilai If (Ampere)
2. Gambar karakteristik tegangan luar untuk penguatan terpisah dengan sebagai axis-nya. Karakteristik Tegangan Luar 420 410 ) t l o v 400 ( r o t 390 o M n380 a g n a 370 g e T 360
Tegangan
350 0
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
2 4 Nilai IB (Ampere)
6
8
PRAKTIKUM MESIN-MESIN LISTRIK
3. Karakteristik tanpa beban berbeda untuk penaikan dan penurunan arus penguatan Sebab penguatan medan terhadap rotor yang telah berputar jauh lebih kecil jika dibandingkan dengan penguatan medan jika rotor dalam keadaan diam. Dalam keadaan motor diam maka diperlukan gaya lebih untuk memutar rotor. Sedang jika rotor telah dalam keadaan berputar maka gaya yang diperlukan lebih kecil. 4. Tegangan menurun dengan kenaikan dengan penguatan yang terpisah (lihat karakteristik tegangan luar) Sebab dengan bertambahnya beban maka arus akan naik yang menyebabkan tegangan suplai pun akan turun hal ini berdasarkan rumus dasar yang diungkapkan dalam hokum Ohm yakni semakin besar arus maka tegangan akan menurun atau dapat dituliskan dengan rumus sebagai berikut:
=
VII. Kesimpulan Dari hasil percobaan di atas dapat ditarik kesimpulan bahwa, dengan putaran motor akan bertambah cepat jika tegangan dinaikkan. Semakin besar tegangan yang disuplai ke motor maka putara motor pun akan semakin cepat. Tegangan yang dibutuhkan saat menaikkan kecepatan motor berbeda dengan tegangan yang diperlukan saat menurunkan kecepatan motor. Besaran beban yang dihubungkan ke motor mengakibatkan tegangan motor akan berkurang sesuai dengan besarnya beban yang dihubungkan ke motor tersebut. Besaran penurunan sesuai dengan hukum ohm, dimana apabila arus naik maka tegangan akan turun. VIII. Referensi Tim Labor Mesin Listrik. (2012). Jobsheet Praktikum Mesin Listrik Program Studi S1 Pendidikan Teknik Elektro.Padang: Jurusan Teknik Elektro FT-UNP
TRI ISRA JANWARDI (16388/10)
9
