BAB 37 ALTERNATOR
Tujuan Pembelaja Pembelajaran ran ➣ Prinsip Dasar ➣ Armada Alat Tulis ➣ Rotor ➣ Armature Windings ➣ Wye dan Delta Co nne ctions ➣ Distribusi atau Rotith Factor atau FaFa berkelok-kelok atau Menyebarkan Factor ➣ Persamaan dari Induced E.M.F. ➣ Factors Affecting Alternator Size ➣ Alternator on Load ➣ Synchronous Reactance ➣ Vector Diagram dari Loaded Alternator ➣ Peraturan Voltage ➣ Rothert's M.M.F. Atau Ampere-turn Method F actor Method atau Potiermetode ➣ Zero Power Factor ➣ Operasi Sarangent Pole Synchronous Machine ➣ Power Dikembangkan oleh Synchonous Generator ➣ Operasi Paralel Alternator ➣ Synchronizing dari Alternators ➣ Alternators Connected to Infinite Bus-ba rs ➣ Syn chronizing Torque Tsy ➣ Ekspresi Alternatif untuk Synchronizing Power ➣ Effect dari Voltage yang tidak sama ➣ Distribusi Beban ➣ Maksimum Power Output
37.1 Prinsip Dasar Alternator Bila sebuah konduktor digerak – gerakkan memotong garis gaya magnet, maka pada konduktor akan mengalir arus listrik.
Medan magnet di dalam lilitan akan berubah yang mengakibatkan gaya gerak listrik sehingga arus akan mengalir. Hal ini disebut dengan induksi elektromagn elektromagnet. et.
Arus induksi di dalam dalam sebuah konduktor
Pada gambar dibawah ini terlihat bahwa bila sebuah konduktor yang berada dalam medan magnet, digerakkan memootong medan magnet tersebut, maka pada konduktor akan timbul gaya gerak listrik (timbul arus listrik). Kaidah Tangan Kanan Fleming menyatakan bahwa :
Jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet.
Ibu jari menunjukkan gerak konduktor.
Jari tengah menunjukkan arah arus induksi.
Prinsip generator
Generator adalah sebuah alat yang merubah garis-garis gaya magnet yang
DC generator
memotong coil menjadi tenaga listrik.
Prinsip
dasar dari keduanya ini adalah sama
namun
dengan konstruksi yang berbeda. Perbedaan konstruksi inilah yang pada akhirnya generator dibagi atas dua jenis
AC generator (alternator)
DC generator (dynamo)
yaitu:
Alternator
Pada alternator ditandai dengan tidak adanya magnet tetap, dengan demikian alternator harus diberikan arus listrik awal agar tercipta medan magnet. Bagian yang berputar pada alternator disebut rotor coil atau field coil yang sekaligus sebagai pembangkit medan magnet bila coil tersebut dialiri arus. Sedangkan bagian yang diam disebut Stator coil atau armature coil. Armature coil inilah yang kemudian akan mengeluarkan arus listrik bila field coil berputar. Flux yang melalui stator coil akan berubah perlahan –lahan seperti berikut:
Ketika rotor diputar searah jarum jam, maka induksi gaya gerak listrik akan maksimum pada 90° dan 270° serta akan minumum pada 180° dan 360°, dengan demikian arus listrik selalu berbeda polaritas setiap 180°. Polaritas yang demikian ini disebut dengan arus bolak-balik atau Alternating Current.
DC generartor (Dynamo)
Pada DC generator, ditandai dengan adanya medan tetap sedangkan armature coilnya berputar didalam magnet tersebut. Akibatnya terjadilah pemotongan garis gaya magnet oleh armature coil sehingga pada armature coil akan ada arus listrik. Pada shaft armature terdapat comutator (cincin yang terbelah belah). Adanya cincin ini menyebabkan ini menyebabkan arus yang berbalik polaritasnya selalu diarahkan ke tempat yang sama. Dengan demikian biarpun pada armature coil terjadi polaritas bolak balik, tetapi keluarannya setelah melewati comutator memiliki polaritas yang selalu tetap . Arus yang polaritasnya tetap ini dinamakan arus searah.
37.2 Armatur Stasioner Keuntungan memiliki angker stasioner (dan sistem medan berputar) adalah: 1. Arus keluaran dapat langsung dibawa dari terminal tetap pada stator (atau gulungan armatur) ke sirkuit beban, tanpa harus melewati kontak sikat. 2. Lebih mudah untuk mengisolasi angklung stasioner yang berliku untuk a.c. Voltase, yang mungkin memiliki nilai tinggi 30 kV atau lebih. 3. Sambungan geser, cincin slip dilepaskan ke tegangan rendah, daya rendah d.c. Sirkuit lapangan yang dapat, oleh karena itu, mudah terisolasi. 4. Lengan angker dapat lebih mudah dipasang untuk mencegah adanya deformasi, yang dapat dihasilkan oleh tekanan mekanis yang terbentuk akibat arus hubung singkat dan kekuatan sentrifugal yang tinggi. ROTATING-ARMATURE ALTERNATOR Alternator armature bergerak (rotating-armature alternator ) mempunyai konstruksi yang sama dengan generator dc yang mana armature berputar dalam sebuah medan magnet stasioner. Pada generator dc, emf dibangkitkan dalam belitan armature dan dikonversikan dari ac ke dc dengan menggunakan komutator (sebagai penyearah). Pada alternator, tegangan ac yang dibangkitkan tidak diubah menjadi dc dan diteruskan kepada beban dengan menggunakan slip ring. Armature yang bergerak dapat dijumpai pada alternator untuk daya rendah dan umumnya tidak digunakan untuk daya listrik dalam jumlah besar. ROTATING-FIELD ALTERNATORS Alternator medan berputar mempunyai belitan armature yang stasioner dan sebuah belitan medan yang berputar. Keuntungan menggunakan system belitan armature stasioner adalah bahwa tegangan yang dihasilkan dapat dihubungkan langsung ke beban. Jenis armature berputar memerlukan slip ring dan sikat untuk menghantarkan arus dari armature ke beban. Armature, sikat dan slip ring sangat sulit untuk diisolasi, dan percikan bunga api dan hubung singkat dapat terjadi pada tegangan tinggi. Karenanya, alternator tegangan tinggi biasanya menggunakan jenis medan berputar. Karena tegangan yang dikenakan pada medan berputar adalah tegangan searah yang rendah, problem yang dijumpai pada tegangan tinggi tidak terjadi. Armature stasioner, atau stator, pada alternator jenis ini mempunyai belitan yang dipotong oleh medan putar (rotating magnetic field). Tegangan yang dibangkitkan pada armature sebagai hasil dari aksi potong ini adalah tegangan ac yang akan dikirimkan kepada beban. Stator terdiri dari inti besi yang dilaminasi dengan belitan armature yang melekat pada inti ini. Tegangan tinggi adalah semua tegangan yang dianggap cukup tinggi oleh teknisi listrik, sehingga dibutuhkan pengujian dan pengukuran. Standar tegangan tinggi di dunia umumnya berbeda-beda, tergantung kemajuan negaranya masing-masing. Di Indonesia, level tegangan dibagi menjadi 4 macam, yakni: Tegangan Rendah (220-380 V), Tegangan Menengah (7-20 kV), Tegangan Tinggi (30-150 kV), dan Tegangan Extra Tinggi (500 kV). 37.3 Konstruksi Detail Dari Alternator Stator merupakan bagian yang diam dari suatu motor induksi tiga fasa. Stator pada motor induksi pada prinsipnya sama dengan stator pada motor sinkron. Stator terbuat dari sejumlah lamel yang menbentuk slot atau tempat belitan. (BL. Theraja: 1984: 847). Inti stator terbuat dari lapis-lapis pelat-baja beralur yang didukung dalam rangka stator yang terbuat dari besi tuang atau pelat-baja yang dipabrikasi. (Lister: 1993: 210)
Secara detail bagian-bagian sebuah stator motor induksi adalah a. Badan stator, merupakan bagian yang terbuat dari besi tuang dimana pada bagian luarnya dikonstruksikan bersirip-sirip untuk memperluas daerah pelepasan panas motor. b. Inti stator terbuat dari beberapa lapisan besi lunak atau baja silikon yang direkatkan. Inti stator juga sering disebut sebagai alur stator. c. Belitan stator atau kumparan stator merupakan tempat terjadinya medan magnet yang ditempatkan pada alur stator motor. Kumparan stator dirancang agar membentuk jumlah kutub tertentu, untuk menghasilkan jumlah putaran yang diingankan. Kumparan stator dapat dibedakan atas dua jenis, yaitu: 1) Kumparan satu lapis (single layer), dimana satu alur ditempati satu lapis kumparan. 2) Kumparan dua lapis (double layer), dimana satu alur ditempati dua alur kumparan. Berdasarkan bentuknya, kumparan yang sering dipakai pada kumparan stator ada dua jenis, yaitu kumparan gelung dan kumparan rantai. (Soeliman: 1995: 13). Kumparan rantai merupakan kumparan yang berbentuk konsentrik atau memusat dan disebut juga sebagai lap winding. Sedangkan kumparan gelung merupakan kumparan yang berbentuk gelombang dan disebut juga sebagai wave winding. Dalam Modul PTL.HAR 006 (1) A ada tiga jenis bentuk kumparan, yaitu kumparan jerat atau lilitan bertumpuk, kumparan terpusat (concentric winding), kumparan gelombang (wave winding). d. Bearing, merupakan bagian yang memisahkan antara badan stator dengan rotor. Bearing sebagai tempat peletakan poros/as rotor e. Papan hubung, yaitu tempat peletakan ujung-ujung kumparan stator sekaligus sebagai tempat penentuan hubungan kumparan (bintang atau segitiga). f. Papan nama, yaitu bagian motor yang berisi data-data tentang motor seperti, merek, jumlah fasa/frekuensi, daya motor, banyak putaran, faktor daya, besar arusnya (pada saat hubung bintang dan segitiga, faktor daya, tegangan kerja, berat motor, negara pembuatan. g. Tutup Stator, yaitu bagian stator yang terdiri dari dua bagian berfungsi sebagai tempat peletakan bearing dan untuk melindungi bagian dalam motor 37.4 Rotor Rotor adalah komponen yang berputar, pada rotor terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitan-lilitan kawatnya di aliri oleh arus searah. Kutub magnet rotor terdiri dua jenis, yaitu :
Rotor Kutub Menonjol (salient) Adalah tipe rotor yang digunakan pada generator-generator kecepatan rendah dan menengah.
Rotor kutub Tidak Menonjol (silinder) Adalah tipe rotor yang di gunakan pada generator turbo atau kecepatan tinggi
Rotor salient digunakan dalam aplikasi dengan kecepatan 100 hingga 1500 rpm. Mereka adalah alternatif yang dikenal s ebagai “proyeksi tiang” jenis rotor. Tiang-tiang dipasang pada rotor terbuat dari laminasi terbuat dari baja. Kutub dihubungkaqn dengan cara pas sendi. Setiap tiang memiliki sepatu tiang sekitar yang berkelok-kelok adalah luka. Rotor salient umumnya digunakan dalam aplikasi dimana penggerak utama adalah turbin Hydel atau mesin pembakaran yang memiliki kecepatan rendah atau menengah. Rotor salient biasanya mengandung gulungan peredam untuk mencegah osilasi rotor selama operasi. Rotor non-salient umumnya digunakan dalam aplikasi yang beroperasi pada kecepatan yang lebih tinggi, 1500 rpm ke atas. Penggerak utama dalam aplikasi ini umumnya turbin gas atau uap. Ini kadang-kadang dikenal sebagai “rotor gendang”. Rotor adalah silinder dibuat dari baja ditempa padat. Slot yang gulungan adalah tetap digiling pada rotor. Jumlah kutub biasanya 2 atau 4 jumlahnya. Karena rotor ini silinder, kerugian windage berkurang. Suara yang dihasilkan juga kurang. Ini rotor memiliki panjang aksial lebih tinggi. Rotor ini tidak perlu gulungan peredam. Karena kecepatan tinggi, mereka digunakan dengan turbin gas dan kecepatan turbin uap tinggi di pembangkit listrik tenaga nuklir dan pembangkit listrik termal.
37.5 Peredam-Peredam Sebagian besar alternator memiliki sepatu pole mereka yang ditempatkan untuk menerima batang tembaga dari kisi atau belitan peredam (juga dikenal sebagai squirrel-cage winding). Batang tembaga hubung singkat pada kedua ujungnya oleh cincin tembaga berat (Gambar 37.6). Peredam ini berguna dalam mencegah perburuan (fluktuasi kecepatan sesaat) di generator dan dibutuhkan di motor sinkron untuk memberikan torsi awal. Turbo-generator biasanya tidak memiliki belitan peredam ini (kecuali dalam kasus khusus untuk membantu sinkronisasi) karena tiang-tiang medan padat itu sendiri bertindak sebagai peredam efisien. Harus dipahami dengan jelas bahwa dalam kondisi berjalan normal, peredam peredam tidak membawa arus karena rotor berjalan pada kecepatan sinkron. Peredam peredam juga cenderung mempertahankan voltase 3-maintain seimbang di bawah kondisi beban yang tidak seimbang
37.6 kecepatan dan frekuensi Dalam alternator, ada hubungan yang pasti antara kecepatan rotasi (N) rotor, frekuensi (f) dari e.m.f. Dan jumlah tiang P. Perhatikan konduktor angker yang ditandai X pada Gambar. 37,7 terletak di tengah tiang N yang berputar searah jarum jam. Konduktor yang berada di tempat kerapatan fluks maksimum akan memiliki maksimum e.m.f. Diinduksi di dalamnya. Arah induksi e.m.f. Diberikan oleh tangan kanan Fleming. Tapi saat menerapkan peraturan ini, kita harus berhati-hati untuk memperhatikan bahwa ibu jari menunjukkan arah gerak konduktor relatif terhadap medan. Bagi pengamat yang ditempatkan di kutub berputar searah jarum jam, konduktor tampaknya berputar berlawanan arah jarum jam. Makanya, ibu jari harus menunjuk ke kiri. Arah induksi e.m.f. Ke bawah, ke arah sudut kanan ke bidang kertas. Bila konduktor berada dalam celah interpolar, seperti pada A pada G ambar. 37.7, memiliki minimal e.m.f. Diinduksi di dalamnya, karena kerapatan fluks minimal ada. Sekali lagi, saat berada di pusat S-pole, ia memiliki maxi mum e.m.f. Diinduksi di dalamnya, karena kerapatan fluks pada B maksimal. Tapi arah dari e.m.f. Ketika konduktor berada di atas tiang-N berlawanan dengan benda itu saat
berada di atas tiang S. Jelas, satu siklus dari e.m.f. Diinduksi dalam sebuah konduktor saat satu pasang tiang melewatinya. Dengan kata lain, e.m.f. Dalam sebuah konduktor angker melewati satu siklus dengan jarak sudut sama dengan dua k ali pitch kutub, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 37.7. Misalkan P = jumlah total kutub magnet N = kecepatan putar rotor di r.p.m. F = frekuensi yang dihasilkan e.m.f. Di Hz. Sejak satu siklus dari e.m.f. Diproduksi ketika sepasang tiang melewati sebuah konduktor, jumlah siklus e.m.f. Diproduksi dalam satu revolusi rotor sama dengan jumlah pasang tiang.
∴
Jumlah siklus / revolusi = P / 2 dan Jumlah revolusi per detik = N/60 N dikenal sebagai kecepatan sinkron, karena kecepatan di mana alternator harus dijalankan, untuk menghasilkan sebuah e.m.f. Dari frekuensi yang dibutuhkan Sebenarnya, untuk frekuensi tertentu dan diberi jumlah tiang, kecepatannya tetap. Untuk menghasilkan frekuensi 60 Hz, alternator harus berlari pada kecepatan berikut : Jumlah kutub
2
4
6
12
24
36
Kecepatan (rpm)
3600
1800
1200
600
300
200
37.7. Armature Windings Lengan ature windings Lengan angker di alternator berbeda dari yang digunakan di d.c. Mesin. D.c. Mesin memiliki gulungan sirkit tertutup tapi belitan alternator terbuka, dalam artian tidak ada jalan tertutup untuk arus angker di lilitan itu sendiri. Salah satu ujung belitan digabungkan ke titik netral dan yang lainnya dibawa keluar (untuk armatur yang terhubung dengan bintang). Dua jenis belitan armatur yang paling umum digunakan untuk alternator 3 fasa adalah: (I) lapisan tunggal berkelok-kelok (Ii) lapisan ganda berkelok-kelok Single-layer Winding 37.8. Concentric atau Chain Windings Untuk jenis belitan ini, jumlah slot sama dengan dua kali jumlah koil atau sama dengan jumlah sisi koil. Pada Gambar. 37.10 diperlihatkan gulungan konsentris untuk alternator 3 fasa. Ini memiliki satu koil per pasang kutub per fase. Perlu dicatat bahwa gugus polar masing-masing fase terpisah 360 ° (listrik) pada jenis belitan ini 1. Perlu menggunakan dua bentuk koil yang berbeda untuk menghindari pengotoran pada koneksi akhir. 2. Karena gugus polar masingmasing fase adalah 360 jarak listrik, semua kelompok tersebut terhubung ke arah yang sama. 3. Kerugiannya adalah bahwa gulungan pendek bernada tidak bisa digunakan. Pada Gambar. 37,11 diperlihatkan gulungan konsentris dengan dua koil per kelompok per tiang. Bentuk kumparan yang berbeda dibutuhkan untuk gulungan ini. Semua kelompok koil fase R dihubungkan ke arah yang sama. Terlihat bahwa di masing-masing kelompok, satu koil memiliki nada 5/6 dan yang lainnya memiliki nada 7/6 sehingga pitch Ara. 37.10 Ara. 37.11 Faktor (dijelaskan kemudian) adalah 0,966. Gulungan tersebut digunakan untuk mesin tegangan tinggi besar.
37.9. Dua lapisan berkelok-kelok Gulungan ini adalah jenis gelombang-luka atau tipe putaran-putaran (ini jauh lebih umum terutama untuk generator turbo berkecepatan tinggi). Ini adalah yang paling sederhana dan, seperti dikatakan di atas, paling sering digunakan tidak hanya di mesin sinkron tapi juga motor induksi. Dua poin penting mengenai lilitan ini harus diperhatikan: (A) Biasanya, jumlah slot di stator (angker) adalah kelipatan jumlah tiang dan jumlah fasa. Dengan demikian, stator
alternator 3-fase 3-kutub mungkin memiliki slot 12, 24, 36, 48 dll yang semuanya terlihat berlipat ganda dari 12 (yaitu 4 3). (B) Jumlah slot stator sama dengan jumlah gulungan (yang semuanya berbentuk sama). Dengan kata lain, setiap slot berisi dua sisi koil, satu di bagian bawah slot dan yang lainnya di bagian atas. Kumparan saling tumpang tindih, sama seperti herpes zoster di atas atap
37.10. KoneksiWye dan Delta Untuk koneksi Y, R1, Y1 dan B1 digabungkan untuk membentuk titik bintang. Kemudian, berakhirlah R2, Y2 dan B2 Terhubung ke terminal. Untuk delta con- Nection, R2 dan Y1, Y2 dan B1 B2 dan R1 dihubungkan bersamaan dan terminal lead dibawa keluar dari persimpangan mereka seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 37.15 (A) dan (b). 37.11. Lengan pitch pendek: Pitch fa ctor / c hording fa ctor Sejauh ini kita telah membahas koil penuh Yaitu koil yang memiliki rentang yang sama dengan satu Pole-pitch i.e. membentang lebih dari 180 ° (listrik). Seperti ditunjukkan pada Gambar. 37.16, jika sisi koil ditempatkan pada slot 1 dan 7, maka benda itu penuh. Jika sisi koil ditempatkan pada slot 1 dan 6, maka titik itu bernada pendek atau fraksional karena rentang koil sama dengan 5/6 dari lempeng tiang. Ini jatuh pendek 1/6 polepitch atau dengan 180 ° / 6 = 30 °. Kumparan bernada pendek sengaja digunakan karena keuntungan sebagai berikut: 1. Mereka menyimpan tembaga dari koneksi akhir. 2. Mereka memperbaiki bentuk gelombang dari e.m.f. Yaitu e.m.f. Dapat dibuat mendekati gelombang sinus lebih mudah dan harmonisa distorsi dapat dikurangi atau dihilangkan sama sekali. 3. Karena eliminasi harmonisa frekuensi tinggi, arus eddy dan kerugian histeresis berkurang sehingga meningkatkan efisiensi. Tapi kelemahan menggunakan koil pendek adalah totalnya Tegangan di sekitar kumparan agak berkurang. Karena tegangannya Yang diinduksi di kedua sisi koil pendek bernada sedikit di luar fase, jumlah vektorial resultannya kurang dari jumlah aritmatika mereka. Faktor pitch atau coil-span factor k p atau kc didefinisikan sebagai = Jumlah vektor dari e.m.fs. Per jumlah aritmatika kumparan dari e.m.fs. Per koil Itu selalu kurang dari satu kesatuan. Biarkan ES menjadi induced e.m.f. Di setiap sisi koil. Jika koilnya melengkung penuh jika kedua sisinya terpisah satu tiang, maka total induksi e.m.f. Dalam kumparan akan menjadi = 2ES [Gambar. 37.17 (a). Jika pendek bernada 30 ° (pilihan) maka seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 37.17 (b), hasilnya adalah E yang merupakan jumlah vektor dari dua tegangan 30 ° (listrik) yang terpisah. E = 2 ES cos 30 ° / 2 = 2ES cos 15 ° Jumlah vektor E 2 ES cos 15 Kc = Oleh karena itu, faktor pitch, kc = 0,966. Jumlah aritmatika 2 E S 2 ES Cos 15 0.966
C E s
E
E s
E s o
30
2E s
A
B
E s
(b)
Contoh 37.1. Hitunglah faktor pitch untuk belitan di bawah yang diberikan: (a) 36 stator slot, 4-kutub, koil-span, 1 sampai 8 (b) 72 slot stator, 6 tiang, koil rentang 1 sampai 10 dan (c) 96 slot stator, 6 kutub, koil rentang 1 sampai 12. Buat sketsa t iga bilik koil.
180° Pole Pitch
180° Pole Pitch
1 2 3 4 5 6 7 8 9
(a )
10 11 12
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
13 14 15
(b)
Larutan. (A) Di sini, rentang koil jatuh pendek (2/9) 180 ° = 40 ° = 40 ° kc = cos 40 ° / 2 = cos 20 ° = 0,94 (B) Disini = (3/12) 180 ° = 45 ° kc = cos 45 ° / 2 = cos 22,5 ° = 0,924 (c) Disini = (5/16) 180 ° = 56 ° 16 kc = cos 28 ° 8 = 0,882 37.12. Distribusi atau Bre ad th Fa ctor atau Winding Fa ctor atau Spread Fa ctor Akan terlihat bahwa di setiap fase, koil tidak terkonsentrasi atau tergabung dalam satu slot, namun disebarkan di sejumlah slot untuk membentuk kelompok polar di bawah masingmasing tiang. Kumparan / fasa ini terlantar satu sama lain dengan sudut tertentu. Hasilnya adalah bahwa e.m.fs. Diinduksi pada sisi koil yang membentuk gugus polar tidak dalam fase satu sama lain namun berbeda dengan sudut yang sama dengan perpindahan sudut dari slot. Ini memiliki total 36 slot yaitu 9 slot / tiang. Tentunya, ada 3 slot / fasa / pole. Sebagai contoh, gulungan 1, 2 dan 3 termasuk dalam fase R. Kini, ketiga koil yang merupakan satu kelompok kutub ini tidak tergabung dalam satu slot namun di tiga slot berbeda. Perpindahan sudut antara dua slot yang berdekatan = 180 ° / 9 = 20 ° (pilihan). Jika tiga gulungan dilipat dalam satu slot, maka total e.m.f. Diinduksi di tiga sisi koil akan menjadi jumlah aritmatika dari tiga e.m.f.s. I.e. = 3 ES, dimana ES adalah E.m.f. Diinduksi dalam satu sisi koil [Gambar.37.20 (Sebuah)]. Karena koil didistribusikan, masing-masing e.m.fs. Memiliki perbedaan fasa 20 ° satu sama lain. Jumlah vektor mereka seperti yang terlihat dari Gambar. 35,20 (b) adalah Ara. 37.19 E = ES cos 20 ° + ES + ES cos 20 ° = 2 ES cos 20 ° + ES = 2 ES 0,9397 + ES = 2,88 ES Contoh 37.2. Hitung faktor pendistribusian untuk 36-slot, 4-pole, lapisan tunggal tiga fase berkelok-kelok. Larutan. N = 36/4 = 9; = 180 ° / 9 = 20 °; M = 36/4 3 = 3 Kd = sin m / 2 sin 3 20 / 2 = 0,96 M dosa / 2 3 dosa 20 / 2 Contoh. 37.3. Bagian dari gulungan alternator terdiri dari enam gulungan secara seri, masingmasing gulungan memiliki sebuah e.m.f. Dari 10 V r.m.s. Diinduksi di dalamnya. Kumparan ditempatkan dalam slot berturut-turut dan di antara masing-masing slot dan berikutnya, ada pemindahan fase listrik 30º. Temukan secara grafis atau dengan perhitungan, e.m.f. Dari enam gulungan secara seri. Larutan. Dengan perhitungan Disini = 30 °: m = 6 kd = Dosa m / 2 sin 90 1 M dosa / 2 6 dosa 15 6 0.2588 Aritmatika jumlah tegangan yang diinduksi dalam 6 gulungan = 6 10 = 60 V Jumlah vektor = kd jumlah aritmatika = 60 1/6 0,2588 = 38,64V
37.13 Persamaan Induksi E.M.F E.M.F adalah singkatan dari electromagnetic field atau medan elektromagnetik, merupakan medan magnet yang dihasilkan oleh benda-benda bermuatan listrik. Di misalkan Z = Jumlah konduktor atau sisi koil dalam rangkaian / fase = 2T di mana T adalah jumlah gulungan atau putaran per fase (Ingat satu putaran atau koil memiliki dua sisi) P
= Jumlah kutub
= fluks / kutub di webers
Kd
= faktor distribusi =
= cos α/2
Kc atau Kp Kf
sin /2 sin/2
= dari faktor = 1.11 - jika e.m.f. Diasumsikan sinusoida
N
= rotor r.p.m
Dalam satu revolusi rotor (yaitu pada 60./N kedua) masing-masing konduktor stator dipotong oleh fluks ΦP Webers -
d = P dan dt = 60/N detik
-
Rata-rata e.m.f. Diinduksi per konduktor =
= = /
Sekarang, kita tahu bahwa f = PN / 120 atau N = 120 f / P Dengan mensubstitusikan nilai N diatas , kita dapatkan : Rata-rata e.m.f. Per konduktor =
2. x = 2. volt
Jika ada konduktor Z secara seri / fasa, maka Rata-rata e.m.f./phase = 2. z volt = 4. z volt R.M.S. Nilai e.m.f./phase = 1,11
4f T = 4,44f T volt *.
Ini akan menjadi nilai sebenarnya dari tegangan induksi jika semua gulungan dalam fase itu (i) penuh dan (ii) terkonsentrasi atau terkumpul dalam satu slot (bukan didistribusikan di beberapa slot di bawah tiang). Tapi ini tidak menjadi demikian, voltase sebenarnya tersedia dikurangi dalam rasio kedua faktor ini. - Sebenarnya tersedia tegangan / fasa = 4,44 k c kd f T = 4 k f kc kd f volt T. Jika alternator saling terhubung (seperti biasanya terjadi) maka tegangan salurannya adalah 3 kali tegangan fasa (seperti yang ditemukan dari rumus di atas). Contoh soal : Hitung R.M.S. Nilai dari induced e.m.f. Per fase alternator 10-kutub, 3-fasa, 50-Hz dengan 2 slot per pole per fasa dan 4 konduktor per slot dalam dua lapisan. Rentang koilnya 150 °. Fluks per tiang memiliki komponen fundamental 0,12 Wb dan komponen ketiga 20%. ?
Jawaban : 150°) = 30°; k c 1 = cos α/2 = cos 15° = 0.966 m = 2 ; No. of slots/pole = 6 ; β=180°/6 = 30 sin /2 sin2°/2 kd1 = = 2sin°/2 = 0,966 sin/2
α = (180°
Z = 10 x 2 x 4=80 ; turn/phase, T = 80/2 = 40
Fundamental E.M.F./phase = 4.44 k c kd f Φ T E1 = 4.44 x 0.966 x 0.966 x 50 x 0.12 x 40 = 995V
Hormonic E.M.F. Kc3 = cos 3 α/2 = cos 3 x 30°/2 = cos 45° = 0.707 sinmn β/2 kd3 = where n is the order of the harmonic i.e. n = 3 sinn β/2 sin2°/2 sin° = = 0,707,f 2 = 50 x 3 = 150H kd3 = 2sin°/2 2sin4° Φ3 = (1/3) x 20% of fundamental flux = (1/3) x 0.02 x 0.12 = 0.008 Wb E 3 = 4.44 x 0.707 x 0.707 x 150 x 0.008 x 40 = 106 V E per phasa = √ 12 + 32 =√ 9552 +1062 =1000 V
37.14. Pengaruh Harmo nics pada Faktor Pit Ch dan Distribusi (A) Jika sudut pitch pendek atau sudut chording adalah derajat (listrik) untuk gelombang fluks fundamental, maka nilainya untuk harmonisa yang berbeda adalah Untuk harmonik ke-3 = 3 ; Untuk harmonik 5 = 5 dan seterusnya. faktor pitch, kc = cos / 2 - untuk fundamental = Cos 3 / 2 - untuk harmonik ke-3 = Cos 5 / 2 -untuk harmonik ke 5 dll. (B) Demikian pula, faktor distribusi juga berbeda untuk harmonisa yang berbeda. Nilainya menjadi Dosa m / 2 Kd = m sin / 2 Dimana n adalah urutan harmonik Untuk fundamental, n = 1 kd1 = Untuk harmonisa ke-3, n = 3 kd3 = Untuk harmonisa ke 5, n = 5 kd5 = Dosa m / 2 m dosa / 2 dosa 3 m / 2 M sin 3 / 2 Dosa 5 m / 2 M dosa 5 / 2 (C) Frekuensi juga berubah. Jika frekuensi dasarnya adalah 50 Hz yaitu f1 = 50 Hz maka frekuensi lainnya adalah: Harmonik ke-3, f3 = 3 50 = 150 Hz, harmonik ke 5, f5 = 5 50 = 250 Hz dl Contoh 37.5. Alternator memiliki 18 slot / pole dan koil pertama terletak pada slot 1 dan 16. Hitung faktor pitch untuk harmonik harmonik dan harmonik ke-7. Larutan. Di sini, rentang koil adalah = (16 1) = 15 slot, yang jatuh pendek dengan 3 slot.
Oleh karena itu, = 180 ° 3/18 = 30 ° (I) kc1 = cos 30 ° / 2 = cos 15 ° = 0,966 (ii) kc3 = cos 3 30 ° / 2 = 0,707 (Iii) kc5 = cos 5 30 ° / 2 = cos 75 ° = 0,259 (iv) kc7 = cos 7 30 ° / 2 = cos 105 ° = cos 75 ° = 0,259.
Contoh 37.9. Sebuah 10-tiang, 50-Hz, 600 r.p.m. Alternator memiliki distribusi densitas fluks yang diberikan oleh ungkapan berikut B = sin 0,4 sin 3 + 0.2 sin 5 Alternator memiliki 180 slot yang dililitkan dengan gulungan 2-layer 3-turn yang memiliki rentang 15 slot. Kumparan dihubungkan dalam kelompok 60 °. Jika diameter armatur = 1,2 m dan panjang inti = 0,4 m, hitunglah (I) ekspresi seketika e.m.f. / konduktor (Ii) ekspresi seketika e.m.f./coil (Iii) r.m.s. Fase dan tegangan garis, jika mesin saling terhubung. Larutan. Untuk mencari tegangan / konduktor, kita bisa menggunakan relasi Blv atau menggunakan hubungan Art. 35-13. Luas tiang kutub = (1,2 / 10) 0.4 = 0.1508 m2 Fluks dasar / pole, 1 = av. Kerapatan fluks luas = 0,637 1 0.1508 = 0,096 Wb (A) nilai RMS tegangan dasar per konduktor, = 1,1 2 f 1 = 1,1 2 50 0,096 = 10,56 V Nilai puncak = 10,56 14,93 V Karena tegangan konduktor harmonik sebanding dengan kerapatan fluksnya, tegangan harmonik ke 3 = 0,4 14,93 = 5,97 V Tegangan harmonik kelima = 0,2 14,93 = 2,98 V Oleh karena itu, persamaan dari sesaat e.m.f./conductor adalah E = 14,93 sin 5,97 sin 3 + 2,98 sin 5 (B) Jelas, ada 6 konduktor dalam koil 3-putar. Menggunakan nilai kc yang ditemukan di solusinya Ex. 37,5, kita dapatkan Tegangan koil dasar = 6 14,93 0,966 = 86,5 V Konstanta koil harmoni 3 = 6 5,97 0,707 = 25,3 V Tegangan koil harmonik ke 5 = 6 2.98 0.259 = 4.63 V Oleh karena itu, ekspresi tegangan koil adalah * E = 86,5 sin + 25,3 sin 3 + 4,63 sin 5 (c) Di sini, m = 6, = 180 ° / 18 = 10 °; Kd1 =Dosa 6 10 / 2 6 dosa 10 / 2 0,956 Kd3 =Dosa 3 6 10 / 2 0.644 6 dosa 3 10 / 2 Kd5 =Dosa 5 6 10 / 2 0.197 6 dosa 5 10 / 2 Perlu dicatat bahwa jumlah koil per fase = 180/3 = 60 Fase fundamental e.m.f. = (fase harmonik 86,5 / 3 e.m.f. = (25.3 / ) 60 0.956 = 3510 V ) 60 0.644 = 691 V Fase harmonik ke 5 e.m.f. = (4.63 / 2) 60 0.197 = 39 V Nilai RMS tegangan fasa = (35102 + 6912 + 392) 1/2 = 3577 V Nilai RMS tegangan baris =(35102 + 392) 1/2 = 6080 V
37.15 Faktor-faktor yang Mempengaruhi Ukuran Alternator Efisiensi alternator selalu meningkat seiring kekuatannya meningkat. Misalnya, jika alternator 1 kW memiliki efisiensi 50%, maka
satu dari 10 MW pasti akan memiliki efisiensi sekitar 90%. Hal ini k arena adanya peningkatan efisiensi ini Dengan ukuran yang alternator 1000 MW dan di atas memiliki efisiensi dari urutan 99%. Keuntungan lain dari mesin besar adalah bahwa output daya per k ilogram meningkat saat kekuatan alternator meningkat. Jika alternator 1 kW beratnya 20 kg (yaitu 50 W / kg), maka alternator 10MW dengan berat 20.000 kg menghasilkan 500 W / kg. Dengan kata lain, alternator yang lebih besar memiliki berat yang relatif lebih kecil daripada yang lebih kecil dan, akibatnya, lebih murah. Namun, seiring bertambahnya ukuran alternator, masalah pendinginan menjadi lebih serius. Karena mesin besar secara inheren menghasilkan daya yang tinggi per unit luas permukaan (W / m2), mereka cenderung terlalu panas. Untuk menjaga agar suhu tetap naik dalam batas yang dapat diterima, kita harus merancang sistem pendinginan yang efisien yang semakin rumit seiring dengan meningkatnya daya. Untuk pendinginan alternator rating upto 50 MW, sistem udara dingin beredar cukup memadai namun untuk nilai antara 50 dan 300 MW, kita harus menggunakan pendinginan hidrogen. Mesin yang sangat besar di kisaran 1000 MW harus dilengkapi dengan konduktor berpendingin air berongga. Pada akhirnya, sebuah titik tercapai dimana kenaikan biaya pendinginan melebihi penghematan yang dilakukan di tempat lain dan ini memperbaiki batas atas ukuran alternator. Jadi untuk seperti kecepatan yang bersangkutan, alternator kecepatan rendah selalu lebih besar dari alternator kecepatan tinggi dengan kekuatan yang sama. Bigness selalu menyederhanakan masalah pendinginan. Misalnya, 200-rpm besar, alternator 500-MVA terpasang pada tipikal Pembangkit tenaga air berpendingin udara sedangkan alternator 1800-r.p.m yang lebih kecil 1800-an, yang dipasang di pabrik uap didinginkan dengan hidrogen. Contoh soal 37.15 (a). Generator motor yang digunakan untuk menyediakan frekuensi variabel a.c. Pasokan terdiri dari motor sinkron 10-kutub tiga fase dan generator sinkron tiga fase 24-pole. Generator motor diberi makan dari suhu 25 Hz, tiga fase a.c. menyediakan. Sebuah motor induksi tiga kutub 6kutub dihubungkan secara elektrik ke terminal generator sinkron dan beroperasi pada jarak 5%. Tentukan: (I) frekuensi tegangan yang dihasilkan dari generator sinkron. (Ii) kecepatan motor induksi berjalan. (U.P. Technical University 2001) Jawaban: Kecepatan motor sinkron = (120 x 25) / 10 = 300 rpm. (I) Pada 300 rpm, frekuensi tegangan yang dihasilkan oleh generator sinkron 24 pole 24 = = 60 Hz 2 Kecepatan sinkron motor induksi 6 kutub diumpankan dari suplai 60 Hz 2 = = 1200 rpm
Dengan slip 5%, kecepatan motor induksi ini = 0,95 x 1200 = 1140 rpm. Selanjutnya, frekuensi arus rotor = s f = 0,05 x 60 = 3 Hz. 37.16 Alternator pada beban Karena beban pada alternator bervariasi, voltase terminalnya juga dapat bervariasi seperti pada d.c. Generator. Variasi voltase terminal V ini karena alasan berikut: 1. Penurunan voltase akibat tahanan angker Ra 2. Penurunan tegangan akibat reaktansi kebocoran armature XL 3. Penurunan voltase akibat reaksi angker (A) Perlawanan Armature Resistansi armatur / fase Ra menyebabkan jatuh / fase voltase IRa yang berada dalam fase dengan arus angker I. Namun, penurunan voltase ini praktis dapat diabaikan. (B) Reaktansi Kebocoran Armatur Saat arus mengalir melalui konduktor angker, fluks dipasang yang tidak menyilang celah udara, namun mengambil jalur yang berbeda. Fluks tersebut dikenal sebagai fluks kebocoran. Berbagai jenis fluks kebocoran ditunjukkan pada Gambar. 37.22.
Gambar 37.22
Gambar 37.23
Fluks kebocoran praktis tidak tergantung pada saturasi, namun bergantung pada I dan sudut fasa dengan voltase terminal V. Fluks kebocoran ini membentuk sebuah e.m.f. Induktansi diri yang dikenal sebagai reaktansi e.m.f. Dan yang di depan saya dengan 90 °. Oleh karena itu, belitan angker diasumsikan memiliki reaktansi kebocoran XL (juga dikenal sebagai Potier rectance XP) sehingga jatuh tegangan karena sama dengan IXL. Bagian dari e.m.f. yang dihasilkan. Digunakan dalam mengatasi reaktansi ini e.m.f. E = V + I (R + jXL) Fakta ini diilustrasikan dalam diagram vektor pada Gambar. 37.23. (C) Reaksi Armatur Seperti di d.c. Generator, reaksi angker adalah efek fluks angker pada fluks medan utama. Dalam kasus alternator, faktor daya beban memiliki efek yang cukup besar pada reaksi angker. Kami akan mempertimbangkan tiga kasus: (i) saat memuat p.f. Adalah kesatuan (ii) ketika p.f. Adalah nol tertinggal dan (Iii) ketika p.f. Adalah nol terkemuka Sebelum membahas hal ini, perlu dicatat bahwa pada mesin 3 fasa, gelombang ampere-turn gabungan (atau m.m.f. wave) adalah sinusoidal yang bergerak serentak. Ini amp-turn atau m.m.f. Gelombang tetap relatif terhadap kutub, amplitudonya sebanding dengan arus beban, namun posisinya bergantung pada P.f. Dari beban Pertimbangkan alternator 2-fase 3-fase yang memiliki lilitan satu lapisan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 37.24 (a). Demi kesederhanaan, asumsikan bahwa gulungan setiap fase terkonsentrasi (bukannya
didistribusikan) dan bahwa jumlah putaran per f ase adalah N. Selanjutnya anggaplah bahwa alternator diisikan dengan beban resistif dari faktor daya kesatuan, sehingga fase Arus Ia, Ib dan Ic berada dalam fase dengan tegangan fase masing-masing. Maksimum arus Ia akan mengalir saat kutub berada pada posisi yang ditunjukkan pada Gambar.37.24 (a) atau pada suatu waktu t1 pada Gambar. 37,24 (c). Ketika Ia memiliki nilai maksimum, Ib dan Ic memiliki satu setengah nilai maksimumnya (tanda panah yang dilekatkan pada Ia, Ib dan Ic hanya tanda polaritas dan tidak dimaksudkan untuk memberi arah seketika arus ini pada saat t1). Arah arus sesaat ditunjukkan pada Gambar. 37.24 (a). Pada saat t1, Ia mengalir dalam konduktor sedangkan Ib dan Ic mengalir keluar.
Gambar 37.24 Seperti yang terlihat dari Gambar. 37.24 (d), m.m.f. (= NIm) yang dihasilkan oleh fasa a-a adalah horizontal, sedangkan yang dihasilkan oleh dua fase lainnya adalah (Im / 2) N masingmasing pada 60 ° sampai horizontal. Total armature m.m.f. Sama dengan jumlah vektor dari ketiga m.m.fs. Armature m.m.f. = NIm + 2. (1/2 NIm) cos 60 ° = 1,5 NIm Seperti yang terlihat, pada saat ini t1, m.m.f. Bidang utama adalah ke atas dan armature m.m.f. Berada di belakangnya dengan 90 derajat kelistrikan. Selanjutnya, mari kita selidiki angkuh m.m.f. Pada t2 instan. Pada saat ini, kutub berada dalam posisi horizontal. Juga Ia = 0, tapi Ib dan Ic masing-masing sama dengan 0,866 dari nilai maksimumnya. Karena Ic tidak berubah arah selama interval t1 ke t2, arah m.m.f. Vektor tetap tidak berubah Tapi Ib berubah arah, maka m.m.f. Vektor sekarang akan berada pada posisi yang
ditunjukkan pada Gambar. 37,24 (d). Total armature m.m.f. Sekali lagi jumlah vektor dari dua m.m.fs. Armature m.m.f. = 2 x (0,866 NIm) x cos 30 ° = 1,5 NIm. Jika investigasi lebih lanjut dilakukan, akan ditemukan itu. 1. armature m.m.f. Tetap konstan seiring berjalannya waktu 2. itu adalah 90 derajat ruang di belakang bidang utama m.m.f., sehingga hanya bersifat distorsi. 3. Berputar serentak mengelilingi angker misal stator. Untuk beban tertinggal dari faktor daya nol, semua arus akan tertunda dalam waktu 90 ° dan armature m.m.f. Akan digeser 90 ° berkenaan dengan kutub seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 37.24 (e). Jelas, armature m.m.f. Akan demagnetise kutub dan menyebabkan berkurangnya induksi e.m.f. Dan karenanya tegangan terminal. Untuk memimpin beban faktor daya nol, armature m.m.f. Maju 90 ° sehubungan dengan posisi yang ditunjukkan pada Gambar. 37,24 (d). Seperti ditunjukkan pada Gambar. 37.24 (f), armatur m.m.f. Memperkuat utama M.m.f. Dalam kasus ini, reaksi angker sepenuhnya bersifat magnetis dan menyebabkan kenaikan voltase terminal. Fakta di atas telah dirangkum secara singkat dalam paragraf berikut dimana masalah ini dibahas dalam istilah 'fluks' dan bukan m.m.f. ombak. 1. Faktor Daya Persatuan Dalam kasus ini [Gambar. 37.25 (a)] fluks angker adalah magnetisasi silang. Hasilnya adalah fluks di ujung tombak kutub berkurang saat dinaikkan pada ujung trailing. Namun, kedua efek ini hampir saling mengimbangi sehingga menghasilkan kekuatan medan rata-rata konstan. Dengan kata lain, reaksi angker untuk kesatuan p.f. Adalah distorsi. 2. Zero P.F. Tertinggal Seperti yang terlihat dari Gambar. 37.25 (b), di sini fluks arbusda (yang gelombangnya telah bergerak mundur 90 °) berlawanan langsung dengan fluks utama. Makanya, fluks utama menurun. Oleh karena itu, ditemukan bahwa reaksi angker, dalam kasus ini, seluruhnya demagnetising, akibatnya, karena melemahnya fluks utama, kurang e.m.f. Dihasilkan. Untuk menjaga nilai e.m.f. Eksitasi lapangan yang sama harus ditingkatkan untuk mengkompensasi pelemahan ini.
3. Nol P.F. terkemuka Dalam hal ini, ditunjukkan pada Gambar. 37.25 (c) g elombang fluks armatur telah bergerak maju sebesar 90 ° sehingga masuk gambar. 37.25 Fase dengan gelombang fluks utama. Hal ini menyebabkan penambahan fluks utama. Oleh karena itu, dalam kasus ini, reaksi angker sepenuhnya bersifat magnetisasi, yang menghasilkan induksi e.m.f. yang lebih besar. Untuk menjaga nilai e.m.f. Eksitasi medan yang sama harus sedikit berkurang. 4. Untuk faktor daya antara [Gambar. 37.25 (d)], efeknya sebagian distortional dan sebagian demagnetising (karena p.f. tertinggal).
37.17 Reaktansi sinkron Dari pembahasan di atas, jelas bahwa untuk eksitasi medan yang sama, voltase terminal menurun dari nilai no-load E0 ke V (untuk faktor daya tertinggal). Ini karena 1. Turun karena ketahanan angker, IRa 2. Turun karena reaktansi kebocoran, IXL 3. Turun karena reaksi angker. Penurunan voltase akibat reaksi angker dapat dipertanggungjawabkan oleh assumiung adanya reaktansi fisi Xa pada lekukan angker. Nilai Xa sedemikian rupa sehingga IXa menunjukkan penurunan voltase akibat reaksi angker. Gambar 37.26 Reaktansi kebocoran XL (atau XP) dan reaktansi armature Xa dapat dikombinasikan untuk memberikan reaktansi sinkron XS. Oleh karena itu XS = XL + Xa * Karena itu, total voltase jatuh pada alternator.
37.18 Diagram Vektor dari Alternator Muat Sebelum membahas diagram, simbol berikut harus diingat dengan jelas. E0 = Tidak ada beban e.m.f. Ini adalah tegangan yang diinduksi pada angker karena tidak adanya tiga faktor yang dibahas dalam Art. 37.16. Oleh karena itu, ini mewakili nilai maksimum induksi e.m.f. E = Load induced e.m.f. Ini adalah induced e.m.f. Setelah membiarkan reaksi angker. E adalah vectorially kurang dari E0 oleh IXa. Terkadang ditulis dalam huruf Ea (Keluaran 37.16). Gambar 37.27
V = Tegangan terminal, Ini adalah vectorially kurang dari E0 oleh IZS atau vectorially kurang dari E oleh IZ dimana Z = ( 2 + 2 . Ini juga bisa ditulis sebagai Za. I = armature current / phase dan = load p.f. sudut. Pada Gambar. 37.27 (a) ditunjukkan kasus untuk kesatuan p.f., pada Gambar. 37.27 (b) untuk lag tertinggal p.f. Dan pada Gambar. 37.27 (c) untuk memimpin p.f. Semua diagram ini berlaku untuk satu fase mesin 3 fasa. Diagram untuk fase lainnya juga bisa digambarkan similary. Contoh 37.16. Sebuah alternator 3-fase, bintang terhubung memasok beban 10 MW di p.f. 0,85 Tertinggal dan pada 11 kV (tegangan terminal). Resistansinya adalah 0,1 ohm per fase dan reaktansi sinkron 0,66 ohm per fase. Hitung nilai garis e.m.f. dihasilkan. (Teknologi Listrik, Aligarh Muslim Univ 1988) Nilai ohmik Xa bervariasi dengan p.f. Dari beban karena reaksi armatur tergantung pada beban p.f.
Larutan. F.L. Arus keluaran =
=618 A √ ,,8
IRa drop = 618 x 0,1 = 61,8 V IXS drop = 618 x 0,66 = 408 V Terminal tegangan / fase = 11, 000 /√ 3 = 6,350 V = cos 1(0.85) = 31.8°; sin = 0.527 Gambar 37.28 Seperti yang terlihat dari diagram vektor pada Gambar. 37.28 di mana saya bukan V telah diambil bersama vektor referensi, 2 E0 = = (6350 0.85 61.8)2 (6350 0.527 408)2 = 6,625 V Baris e.m.f. = √ 3 x 6, 625 = 11,486 volt
37.19 Peraturan Tegangan Jelas bahwa dengan perubahan beban, terjadi perubahan voltase terminal alternator. Besarnya perubahan ini tidak hanya bergantung pada beban tetapi juga pada faktor daya beban. Regulasi voltase alternator didefinisikan sebagai "kenaikan tegangan saat beban penuh dilepaskan (eksitasi medan dan kecepatan tetap sama) dibagi dengan voltase terminal pengenal." Gambar 37.29 − % peraturan 'naik' = x 100
P.F. Leading
Catatan. (I) E0 x V adalah perbedaan aritmatika dan bukan vektor vektor. (Ii) Dalam kasus beban utama p.f., tegangan terminal akan jatuh saat melepaskan beban penuh. Makanya peraturannya negatif dalam kasus itu. (Iii) Kenaikan tegangan saat beban penuh dilempar tidak sama dengan jatuhnya voltase saat beban penuh diterapkan. Karakteristik voltase dari alternator ditunjukkan pada Gambar. 37.29
37.20 Penentuan Regulasi Tegangan Dalam kasus mesin kecil, peraturan dapat ditemukan dengan pemuatan langsung. Prosedurnya adalah sebagai berikut: Alternator digerakkan pada kecepatan sinkron dan voltase terminal disesuaikan dengan nilai pengenalnya V. Beban divariasikan sampai wattmeter dan ammeter (terhubung untuk tujuan) menunjukkan nilai nilai pada p.f. Kemudian seluruh beban dilempar sementara kecepatan dan eksitasi medan tetap konstan. Tegangan terbuka atau voltase tanpa beban E0 dibaca. Oleh karena itu, peraturan dapat ditemukan dari : − 100 % Regn = Dalam kasus mesin besar, biaya untuk menemukan peraturan dengan pemuatan langsung menjadi sangat mahal. Oleh karena itu, metode tidak langsung lainnya digunakan
seperti yang dibahas di bawah ini. Akan ditemukan bahwa semua metode ini berbeda terutama dengan cara voltase no-load E0 ditemukan pada masing-masing kasus. 1. Synchronous Impedance atau E.M.F. Metode. Hal ini disebabkan Behn Eschenberg. 2. Ampere-turn atau M.M.F. Metode. Metode ini karena Rothert. 3. Faktor Zero Power Factor atau Potier. Seperti namanya, itu karena Potier. Semua metode ini membutuhkan-
1. Resistensi armature (atau stator) Ra 2. Karakteristik open-circuit / No-load. 3. Karakteristik rangkaian pendek (tapi faktor tertinggal faktor daya nol untuk metode Potier). Sekarang, mari kita ambil masing-masing metode ini satu demi satu. (I) Nilai Ra Resistansi armatur Ra per fase dapat diukur secara langsung dengan metode voltmeter dan ammeter atau dengan menggunakan jembatan Wheatstone. Namun, dalam kondisi kerja, nilai efektif Ra meningkat karena 'efek k ulit' *. Nilai Ra sehingga diperoleh meningkat sebesar 60% atau lebih untuk memungkinkan efek ini. Umumnya nilai 1,6 k ali d.c. Nilai diambil (Ii) O.C. Ciri Seperti di d.c. Mesin, ini diplot dengan menjalankan mesin tanpa beban dan dengan memperhatikan nilai tegangan induksi dan arus eksitasi lapangan. Ini seperti kurva B-H. (Iii) S.C. Karakteristik Hal ini diperoleh dengan menghubungkan arus pendek armaturer (yaitu stator) gulungan melalui ammeter dengan ketahanan rendah. Eksitasi disesuaikan sehingga memberikan 1,5 sampai 2 kali nilai arus beban penuh. Selama tes ini, kecepatan yang tidak harus sinkron, dijaga tetap konstan
DASAR TEKNIK TENAGA LISTRIK ALTENATOR
Disusun Oleh
:
NAMA ( NPM ) :
TB.ILHAM NURHUDA
( 054115045 )
MUBDI FAUZAN
( 054115048 )
MOHAMAD SYAKUR
( 054115057 )
ANDIKA RIZKIANTO
( 054115059 )
FACHRI AL-FATHAN
( 054115064 )
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS PAKUAN BOGOR
