15
hampir sama seperti cara kerja mesin induksi yang beroperasi pada daerah saturasi hanya saja terdapat kapasitor pada terminal.
2.5.1. Prinsip Kerja
Prinsip kerja generator induksi berpenguatan sendiri dapat dijelaskan dengan melihat Gambar 2.7. Seperti yang terlihat pada gambar tersebut, generator
induksi menggunakan kapasitor bank menyuplai daya reaktif yang dibutuhkan generator.
Kapasitansi dari kapasitor harus sesuai dengan daya reaktif yang dibutuhkan. Besarnya daya reaktif yang dibutuhkan generator dapat ditinjau dari
besar arus magnetisasi untuk proses eksitasi. Arus magnetisasi
yang dibutuhkan dapat dicari dengan mengoperasi mesin induksi sebagai motor induksi
pada keadaan tanpa beban dan mengukur tegangan statornya sebagai fungsi tegangan terminal generator. Penentuan nilai kapasitansi minimum yang
dibutuhkan generator akan dijelaskan pada bab berikutnya. Kurva magnetisasi mesin induksi ditunjukkan pada gambar 2.8. Kurva magnetisasinya ini
menrupakan plot tegangan terminal generator induksi sebagai fungsi arus magnetisasi. Untuk mencapai level tegangan yang diinginkan, maka kapasitor
sebagai penyuplai daya reaktifnya harus dapat menyuplai arus magnetisasi yang dibutuhkan pada level tegangan tersebut.
Gambar 2.8 Kurva magnetisasi mesin induksi
Universitas Sumatera Utara
16
Gambar 2.9 Kurva tegangan vs arus pada kapasitor bank Arus reaktif yang dihasilkan oleh sebuah kapasitor berbanding lurus
dengan tegangan yang diberikan padanya, Untuk itu semua kemungkinan kombinasi tegangan dan arus yang melalui kapasitor berupa garis lurus. Jadi kurva
tegangan vs arus dari sebuah kapasitor dapat digambarkan seperti pada Gambar 2.9. Semakin besar kapasitansinya, maka semakin besar pula arus kapasitifnya
pada tegangan yang sama. Arus ini mendahului tegangan fasa leading sebesar 90 .
Gambar 2.10 Kurva tegangan terminal generator induksi berpenguatan sendiri
Universitas Sumatera Utara
17
Jika sekelompok kapasitor tiga fasa dihubungkan kepada terminal generator induksi, tegangan tanpa beban generator induksi adalah perpotongan
kurva magnetisasi generator dengan garis beban kapasitor. Jadi, tegangan keluaran dari generator induksi dengan penguatan sendiri berupa kapasitor bank tiga fasa
untuk tiga kelompok kapasitor dengan besar yang berbeda-beda diperlihatkan pada Gambar 2.10. Tegangan terminal tanpa beban generator induksi
berpenguatan sendiri dapat diperoleh dengan memplot bersama-sama kurva magnetisasi sebagai fungsi tegangan terminal generator Gambar 2.8 dan kurva
tegangan-arus kapasitor Gambar 2.9. Perpotongan kedua kurva adalah titik dimana daya reaktif yang dibutuhkan oleh genarator induksi. Dan titik ini juga
merupakan besar tegangan yang dibangkitkan oleh generator dalam keadaan tanpa beban.
Gambar 2.11 Proses pembangkitan tegangan Proses pembangkitan tegangan dapat dilihat pada Gambar 2.11. Ketika
generator induksi pertama kali diputar, magnet sisa pada kumparan medan yang ada pada rotor akan membentuk ggl induksi awal
pada belitan stator. Timbulnya
ini memicu kapasitor untuk mengalirkan arus reaktif kapasitif sebesar
. Arus ini merupakan arus magnetisasi yang menghasilkan fluksi
celah udara. Fluksi ini kemudian menambah jumlah fluksi yang sudah ada, sehingga kemudian menghasilkan ggl induksi di stator yang lebih besar lagi yaitu
sebesar . Tegangan induksi
ini akan memicu kembali kapasitor mengalirkan
Universitas Sumatera Utara
18
arus kapasitif yang semakin besar pula yaitu sebesar , yang kemudian akan
menambah jumlah fluksi celah udara, sehingga dihasilkan ggl induksi yang lebih besar lagi yaitu
. ini kemudian menghasilkan arus
, dan kemudian membentuk ggl induksi
. Demikian proses ini berjalan terus sampai akhirnya mencapai titik kesetimbangan E =
. Namun proses itu dapat terjadi jika pada kumparan medan generator
induksi terdapat magnet sisa. Jika tidak terdapat magnet sisa maka generator induksi harus dioperasikan sebagai motor terlebih dahulu. Ketika mesin induksi
dioperasikan sebagai motor, maka mesin induksi akan menginduksikan gaya gerak listrik pada rotor. Gaya gerak listrik yang terinduksi pada rotor akan
mengalirkan arus pada kumparan medan sehingga terbentuk medan magnet dan akhirnya motor berputar. Prinsip kerja motor induksi tidak dijelaskan secara detail
disini. Ketika motor telah beroperasi, maka kecepatan putar rotor akan lebih kecil
dari kecepatan sinkronnya. Pada saat kecepatan motor sudah tinggi maka penggerak mula dinyalakan. Ketika penggerak mula dinyalakan, kecepatan
penggerak mula harus lebuh besar dari kecepatan sinkronnya. Pada saat itu pula suplai daya yang diberikan untuk mengoperasikan motor dimatikan, dan pada
terminal langsung dihubungkan pada beban. Putaran penggerak mula harus searah dengan arah putaran motor induksi. Ketika suplai daya dimatikan, maka kapasitor
akan bekerja untuk menyalurkan daya reaktif dan menjaga kecepatan sinkronnya. Suplai daya reaktif yang disalurkan harus tepat untuk dapat membangkitkan
tegangan yang ditentukan.
2.5.2. Rangkaian Ekivalen
