LAPORAN PRATIKUM MESIN LISTRIK
Judul Laporan
: KARAKTERISTIK GENERATOR DC SHUNT
Nama Praktikan
: Abdurrahman (1215020001)
Nama Anggota Kelompok Kelompok
: 1. Adha Nuraprian 2. Andrean Suryadinata 3. Annisa Sekarayu Permanajati 4. Chandra Dewi Madyaratri 5. Delia Shapira Ananda 6. Diah Purwati Ningsih
Kelas
: 5E
Kelompok
: 1(Satu)
Tanggal Praktikum
: Sabtu,2 Oktober 2017
Tanggal penyerahan Laporan
: Senin,9 Oktober 2017
PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA OKTOBER,2017
BAB I PENDAHULUAN
I.1 PENDAHULUAN
Mesin DC (Direct Current) merupakan salah satu jenis mesin listrik, dimana mesin ini digunakan untuk mengkonversi energi listrik arus searah menjadi energi mekanik, atau sebaliknya. Ada dua macam mesin DC, yakni: Motor DC dan Generator DC. Pada pengoperasiannya, motor DC dapat mengkoversi energi listrik arus searah menjadi energi mekanik, sedangkan generator DC sebaliknya.
I.2 TUJUAN
Dalam percobaan ini, diharapkan praktikan dapat : 1. Mengoperasikan generator DC shunt 2. Menjelaskan prinsip kerja generator DC shunt 3. Menjelaskan pengamatan tentang karakteristik generator arus searah secara umum dan generator DC shunt secara khusus 4. Menggambar sifat beban nol dan sifat berbeban 5. Menyimpulkan gambaran umum generator dari sifat-sifat beban nol dan berbebannya.
BAB II DASAR TEORI
II.1 DASAR TEORI Generator Shunt Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet st ator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.
Diagram rangkaian generator shunt Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubung- singkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut. Karakteristik Generator Shunt a. Karakteristik Beban Nol
Pada gambar dibawah ini, digambarkan karakteristik beban nol dari generator shunt. Dengan karakteristik ini dapat diperiksa bagaimana gejala timbulnya tegangan dalam generator shunt
Menurut Hukum Ohm, tahanan rangkaian magnetnya adalah sebagai berikut :
Untuk R m yang konstan maka fungsi merupakan garis lurus melalui titik P. Bagi R m yang diketahui garis OP merupakan fungsi tersebut. Pada I m = 0, sisa magnet telah membangkitkan GGL = 0 r. GGL ini menimbulkan arus medan = 0 a yang menyebabkan GGL naik lagi sampai 0 s. Hal ini terus berlangsung sampai tercapai titik P pada karakteistik beban nol b. Karakteristik Berbeban
Karakteristik berbeban pada generator shunt hampir sama besarnya dengan generator berpenguatan bebas c. Karakteristik Luar
Karakteristik yang lebih atas letaknya adalah pada penguatan terpisah. Karakteristik pada generator shunt lebih cepat membelok kearah bawah oleh karena pada generator arus terpisah arus medan tetap, sedangkan pada generator shunt arus medan berukurang dengan berkurangnya V T. Bila tahanan rangkaian luar diperkecil terus maka pada saat VT berkurang sedemikian hingga Im juga berkurang dan VT akan mengecil dan akhirnya didapat titik b1. Di titik ini keadaan kritis. Dengan tidak merubah tahanan luar pun V T akan turun terus karena Im kecil
→
VT turun
→
Im
d. Karakteristik Pengatur
Karakteristik pengatur dari generator shunt berlangsung seperti pada generator penguat terpisah hanya karena turunnya tegangan jepitan lebih besar pada beban yang sama sehingga agar tegangan jepitan tetap, dibutuhkan arus I m yang lebih besar. Dan karakteristiknya lebih mendaki daripada penguat bebas
e. Karakteristik Hubung Singkat
Oleh karena arus medan bergantung pada besarnya tegangan jepitan maka untuk karakteristik hubung singkat berarti tegangan jepitan adalah nol sehingga tidak didapatkan karakteristik hubung singkat pada generator shunt
BAB III PROSEDUR PRAKTIKUM 3.1 Lokasi dan Waktu
Tanggal : 2 Oktober 2017 Lokasi : Laboratorium Konversi Energi, Politeknik Negeri Jakarta
3.2 Peralatan Praktikum
No.
Alat
Jumlah
1.
Multimeter analog
3
2.
Multimeter digital
1
3.
Amperemeter
6
4.
Voltmeter
6
5.
Kabel
70
6.
Tachometer
2
7.
Lampu 100 Watt
6
8.
Saklar
6
9.
Motor Generator Set
1c
10.
Rheostat
7
11.
Penyearah
1 set
3.3 Langkah Praktikum PANEL PANEL L1
L2
L3
+
v
A
A1
E1
E1
A1
A
+ L 1
DC
S1
S2
S3
S4
S5
S6
L1
L2
L3
L4
L5
L6
v L 2
L
DC
3
-
B2
E2
E2
B2
REGULATOR
GENERATOR DC
MOTOR DC
A DC
RHEOSTAT SUSUNAN SERI
Gambar 3.3 rangkaian praktikum generator DC Penguatan Shunt
3.3.1
Rangkaian Beban Nol
Buatlah rangkain seperti gambar di atas
Atur arus penguatan motor sampai nominal
Jalankan motor dan atur putaran motor sebesar 3000 rpm
Atur arus penguatan pada angka 0, baca tegangan nominal yang terbaca
Atur arus penguatan pada angka 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 lalu baca tegangan nominal yang terbaca pada masing-masing arus eksitasi yang di atur
3.3.2
Rangkaian Bebeban
Buatlah rangkain seperti gambar di atas
Atur arus penguatan notor sampai nominal
Jalankan motor dan atur putaran motor sebesar 3000 rpm
Nyalakan ke enam lampu
Atur arus penguatan pada angka 0, baca tegangan nominal yang terbaca
Atur arus penguatan pada angka 0,05; 0,1; 0,15; 0 ,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,45; 0,5; 0,55 lalu baca tegangan nominal dan Ia yang terbaca pada masing-masing a rus eksitasi yang di atur, serta ukur pula tahanan pada A1 B2.
3.3.3
Rangkaian Karakteristik Luar
Buatlah rangkain seperti gambar di atas
Atur arus penguatan notor sampai nominal
Jalankan motor dan atur putaran motor sebesar 3000 rpm
Nyalakan 1 lampu, baca arus eksitasi, arus generator dan tegangan pada generator.
Nyalakan L1-L2, L1-L3, L1-L4, L1-L5, L1-L6 lampu, lalu baca arus generator dan tegangan pada generator, pada masing-masing penambahan penyalaan lampu.
BAB IV DATA DAN ANALISA PRAKTIKUM
1.1 Data Praktikum
Tabel 4.1.1 Data Praktikum Rangkaian Generator DC Beban Nol No
If
Eg=V0
1
0,1
57
2
0,15
93
3
0,,2
111
4
0,25
135
5
0,3
157,5
6
0,35
175,5
7
0,4
190,5
8
0,45
201
9
0,5
210
10
0,55
216
Tabel 4.1.2 Data Praktikum Rangkaian Generator DC Karakteristik Internal No
If
Ia
V
Ra
Eg
1
0,05
0,95
31,5
13
43,85
2
0,1
1,225
54
13
69,925
3
0,15
1,605
87
13
107,865
4
0,,2
1,875
109,5
13
133,875
5
0,25
2,125
133,5
13
161,125
6
0,3
2,35
156
13
186,55
7
0,35
2,525
174
13
206,825
8
0,4
2,65
189
13
223,45
9
0,45
2,8
198
13
234,4
10
0,5
2,9
207
13
244,7
11
0,55
3
213
13
252
Tabel 4.1.3 Data Praktikum Rangkaian Generator DC Karakteristik Luar Tabel 4.1.3.1 Pengamatan
No
Beban
IL
Ia
VL
1
0
0,025
0,55
220
2
L1
0,45
0,95
214,5
3
L1-L2
0,875
1,3
213
4
L1-L3
1,25
1,7
211,5
5
L1-L4
1,65
2,05
210
6
L1-L5
2
2,475
207
7
L1-L6
2,45
2,875
205,5
Tabel 4.1.3.2 Pengolahan Data
No
Beban
IL
Ia
If
VL
Ra
Eg
PL
Pg
ɳ
1
0
0,025
0,55
0,53
220
13
227,15
5,5
241,5325
0,022771
2
L1
0,45
0,95
0,52
214,5
13
226,85
96,525
327,0475
0,295141
3
L1-L2
0,875
1,3
0,52
213
13
229,9
186,375
409,63
0,454984
4
L1-L3
1,25
1,7
0,518
211,5
13
233,6
264,375
506,677
0,521782
5
L1-L4
1,65
2,05
0,515
210
13
236,65
346,5
593,2825
0,584039
6
L1-L5
2
2,48
0,51
207
13
239,18
414
697,5281
0,593524
7
L1-L6
2,45
2,88
0,508
205,5
13
242,88
503,475
802,6596
0,627258
1.2 Grafik Grafik 4.2.1 dari Data Tabel 4.1.1 Rangkaian Generator DC Pengutan Shunt Beban Nol Karakteristik Beban Nol Generator DC Penguatan Shunt pada N=3000 rpm 250 200 ) t l 150 o V ( g 100 E
50 0 0
2
4
6
8
10
12
If (Ampere)
Dari grafik Eg terhadap If diatas dapat dianalisa bahwa nilai tegangan ( Eg ) berbanding lurus terhadap nilai arus ( If ). Hal ini dapat dilihat dari grafik diatas, semakin besar nilai tegangannya maka semakin besar pula nilai arus. Begitupun sebaliknya.
Grafik 4.2.2 dari Data Tabel 4.1.2 Rangkaian Generator DC Pengutan Shunt Karakteristik Internal Karakteristik Berbeban Generator DC Penguatan Shunt pada N=3000 rpm 300 250 ) t 200 l o V150 ( g E 100
50 0 0
2
4
6
8
10
12
If (Ampere
Dari grafik Eg terhadap If diatas dapat dianalisa bahwa nilai tegangan ( Vo ) berbanding lurus terhadap nilai arus ( If ). Hal ini dapat dilihat dari grafik diatas, semakin besar nilai tegangannya maka semakin besar pula nilai arus. Begitupun sebaliknya. Hal ini t erjadi karena rangkaian dikontrol dengan tahanan variable.
Grafik 4.2.3 dari Data Tabel 4.1.3 Rangkaian Generator DC Pengutan Shunt Karakteristik Luar Karakteristik Luar Generator DC Penguatan Shunt pada N=3000 rpm 225 220 ) t l o215 V ( L 210 V
205 200 0
1
2
3
IL (Ampere)
Dari grafik diatas dapat dianalisa bahwa nilai tegangan medan ( VL ) berbanding terbalik terhadap nilai arus medan ( IL ). Hal ini dapat dilihat dari semakin besarnya nilai arus, nilai tegangan yang dihasilkan semakin kecil. Karena semakin banyak lampu yang dinyalakan ( IL ) maka nilai tegangan yang dihasilkan semakin kecil.
Grafik 4.2.3.1 Grafik ɳ (Efisiensi) Terhadap PL (Daya Lampu) 0.8 i 0.6 s n e i s i 0.4 f E ɳ
0.2 0 0
200
400
600
PL (Watt)
Dari grafik diatas dapat dianalisa bahwa besarnya nilai efis iensi berbanding lurus terhadap daya medan ( PL ). Hal ini terbukti dari rumus PL = VL x IL. Sehingga apabila kita menaikkan daya medannya maka efisiennya juga akan naik, dengan syarat nilai PG lebih kecil dibandingkan nilai PL.
Grafik 4.2.3.2 Grafik Pg (Daya Generator ) terhadap PL ( Daya Lampu) 1000 800
) t t a 600 w ( g 400 P
200 0 0
200
400
600
PL (watt)
Dari grafik diatas dapat dianalisa bahwa nilai daya generator ( PG ) berbanding lurus terhadap nilai daya beban ( PL ). Hal ini dapat dilihat dari semakin besarnya nilai daya generator maka semakin besar juga nilai daya bebannya.
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan
Berdasarkan hasil praktikum Generator DC Shunt yang telah kami lakukan dapat disimpulkan pada karakteristik tanpa beban semakin besar kecepatan (N) maka akan semakin besar Tegangan (V) yang dibutuhkan. Karena N dan V berbanding lurus, dan tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama. Untuk karakteristik berbeban kenaikan tegangan berdasarkan fungsi arus ( V = f (If)). Sedangkan karakter listrik luar, Apabila generator dibebani, secara teoritis grafik akan menurun secara linear. Dalam praktek menurunnya tidak linear, sebab dengan bertambahnya Ia maka
a) IaR bertambah besar b) Reaksi jangkar bertambah besar, tidak linear
Efisiensi, PL, dan Pg berbanding lurus. Efisiensi akan mingkat bila nilai PL semakin besar, di manna bila ingin meningkatkan nilai PL, dapat dilakukan dengan menaikan Pg.
5.2 SARAN
.
Pastikan telah mengkalibrasi alat dengan benar.
Selalu bekerja sesuai SOP
Hati hati dalam menaikkan tegangan karena dapat merusak alat ukur
Bagilah tugas dengan teman-teman sekelompok untuk meringankan pekerjaan.
Tanyakan pada dosen yang bersangkutan jika mengalami masalah.
