45
BAB IV PENENTUAN PARAMETER DAN ANALISA PENGENDALIAN TEGANGAN
TERMINAL GENERATOR SINKRON 4.1 Umum
Untuk dapat melihat bagaimana pengaruh perubahan beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron tiga fasa maka diperlukan beberapa percobaan
yaitu: 1. Percobaan beban nol
2. Percobaan hubung singkat 3. Percobaan berbeban
Parameter generator sinkron yang diperlukan adalah X
s
dan Z
s
yang diperoleh dari percobaan beban nol dan hubung singkat, sedangkan tahanan jangkar R
a
diabaikan. Parameter ini diperlukan untuk mendapatkan tegangan beban nol untuk perhitungan regulasi tegangan.
4.2 Peralatan yang digunakan
Peralatan yang digunakan pada percobaan ini adalah peralatan yang ada di Laboratorium konversi energi listrik FT-USU.
a. Generator sinkron
Tegangan
: 220 V
Hubungan belitan jangkar : Bintang Y
Arus nominal jangkar
: 4 Ampere
Daya generator : 2,67 kW
Putaran nominal
: 1500 rpm
Faktor daya : 0,8 tertinggal
Universitas Sumatera Utara
46
Kelas isolasi : B
b. Motor arus searah penguatan bebas
Tegangan
: 220 V
Arus jangkar : 22,7 Ampere
Daya
: 5 kW
Tegangan medan
: 220 V
Arus medan : 0,17 Ampere
Kelas isolasi
: F c.
3 PTDC
1 PTDC merek FEED BACK
- Power supply PS 189
- 0 – 135 VAC 0 – 125 VDC
- Ampere
2 PTDC merek TERCO
- Power pack MV 1300
- 220 Volt
- Ampere
d. Beban-beban
Beban resistif tahanan variabel dan tahanan geser
- 5 Ampere
- 60 Ohm
Beban kapasitif
- Merek UNICON
- 20 µ F
- 450 Volt
Universitas Sumatera Utara
47 -
50 Hz
Beban induktif -
Merek AEG tipe B 326 -
50 Hz -
7 Ampere -
208 Volt -
2,5 KVA
e. Alat-alat ukur
Cos
meter
- Merek YEW tipe 2039
- 125 Volt
- 5 Ampere
Volt meter AC dan DC
- Merek TES tipe 2712 LCR Multimeter
- Batere 9 Volt
- Fuse 0,5 Ampere untuk 250 Volt dan 20 Ampere untuk 380 Volt
Amper meter AC dan DC
- Merek TES tipe 2712 LCR Multimeter
- Batere 9 Volt
- Fuse 0,5 Ampere untuk 250 Volt dan 20 Ampere untuk 380 Volt
Watt meter
- Merek YEW 2041
- 120 -240 Volt
- 5 Ampere
Tacho meter
- Merek FEED BACK
- 5000 rpm
4.3 Percobaan Menentukan Parameter Generator Tiga Fasa
Universitas Sumatera Utara
48 Pada penentuan parameter generator sinkron dilakukan beberapa percobaan
yaitu : percobaan pengukuran tahanan jangkar, percobaan beban nol, percobaan hubung singkat dan percobaan berbeban. Pada percobaan berbeban kita menggunakan beban
resistif, induktif dan kapasitif.
4.3.1 Percobaan Pengukuran Tahanan Jangkar
Pengukuran tahanan jangkar dilakukan untuk mendapatkan nilai tahanan jangkar R
a
. Nilai R
a
tersebut digunakan untuk mendapatkan nilai reaktansi sinkron X
s
yang diperlukan pada metode impedansi sinkron untuk menentukan tegangan tanpa beban.
a. Rangkaian Percobaan
Rangkaian percobaan yang digunakan untuk melakukan percobaan pengukuran tahanan jangkar ditunjukkan pada Gambar 4.1 berikut.
Gambar 4.1 Rangkaian percobaan pengukuran tahanan jangkar
Universitas Sumatera Utara
49
b. Prosedur Percobaan
Langkah-langkah yang harus dilakukan untuk melakukan pengukuran tahanan jangkar adalah sebagai berikut :
1. Peralatan dirangkai seperti pada Gambar 4.1 di atas.
2. Rangkaian belitan stator dihubungkan dengan suplai tegangan DC
3. Tegangan DC suplai dinaikkan sampai pada nilai tertentu.
4. Ketika tegangan menunjukkan pada besaran 6,2 Volt, penunjukan alat ukur
voltmeter dan ampermeter dicatat 5.
Jika telah selesai rangkaian dilepas.
4.3.2. Percobaan Beban Nol a. Rangkaian Percobaan
Rangkaikan percobaan beban nol yang digunakan seperti gambar 4.2 dibawah ini
Gambar 4.2 Rangkaian Percobaan Beban Nol
b. Prosedur Percobaan
Langkah-langkah percobaan yang dilakukan pada percobaan beban nol adalah sebagai berikut :
1. Alat-alat dirangkai seperti Gambar 4.2, PTDC pada posisi minimum.
Universitas Sumatera Utara
50 2.
Tutup S
2
dan atur arus penguat motor dengan mengatur PTDC
2
hingga harga nominal.
3. Tutup S
1
dan atur tegangan motor V
1
dengan mengatur PTDC
1
hingga diperoleh harga nominal.
4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan I
f
= 0. 5.
Tutup S
3
dan naikkan arus penguat generator secara bertahap dengan mengatur PTDC
3
. Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat generator, kemudian catat tegangan terminal.
6. Turunkan arus penguat generator PTDC
3
minimum lalu buka S
3
. Minimumkan PTDC
1
dan PTDC
2
hingga nol, lalu buka S
1
dan S
2
. 7.
Percobaan selesai.
4.3.3 Percobaan Hubung Singkat a. Rangkaian Percobaan
Rangkaikan percobaan beban nol yang digunakan seperti gambar 4.3 dibawah ini.
Gambar 4.3 Rangkaian Hubung Singkat
Universitas Sumatera Utara
51
b. Prosedur Percobaan
Langkah-langkah percobaan yang dilakukan pada percobaan hubung singkat adalah sebagai berikut :
1. Alat-alat dirangkai seperti Gambar 4.3, PTDC pada posisi minimum.
2. Tutup S
2
dan atur arus medan motor dengan mengatur PTDC
2
hingga harga nominal.
3. Tutup S
1
dan atur tegangan motor V
1
dengan mengatur PTDC
1
hingga diperoleh harga nominal.
4. Tutup S
3
dan naikkan arus penguat generator I
f
secara bertahap dengan mengatur PTDC
3
. 5.
Catat arus hubung singkat generator generator I
a
untuk setiap tahapan arus medan generator I
f
dengan putaran generator dijaga konstan. 6.
Turunkan arus medan generator I
f
hingga nol, lalu buka S
3
. Minimumkan PTDC
1
dan PTDC
2
hingga nol, lalu buka S
1
dan S
2
. 7.
Percobaan selesai.
4.3.4 Percobaan Berbeban
Percobaan ini untuk melihat hubungan antara arus beban dan faktor daya tertentu dengan efisiensi dan arus beban dengan regulasi tegangan, dimana arus medan dan
putaran rotor dijaga konstan.
a. Rangkaian Percobaan
Rangkaian percobaan dapat dilihat pada gambar 4.4 dibawah ini. Beban yang digunakan adalah beban resistif, induktif, kapasitif.
Universitas Sumatera Utara
52
Gambar 4.4 a Rangkaian Percoban Berbeban b Rangkaian Beban Resitif,
c Rangkain Beban Kapasitif, d Rangkaian Beban Induktif
b. Prosedur Percobaan Tanpa Pengendalian Tegangan Terminal