13
II.2.3 Generator Induksi Masukan Ganda Double Fed Induction
GeneratorDFIG
Generator induksi masukan ganda adalah generator induksi rotor belitan dimana rangkaian rotor terhubung ke grid melalui device elektronika daya.
Kemampuan untuk mensuplai menyerap daya ke dari rotor menyebabkan generator beroperasi pada kecepatan sub synchronous dan super synchronous
sementara tegangan dan frekuensi pada terminal stator dijaga konstan[14]. Oleh sebab itu DFIG sering digunakan pada pembangkitan frekuensi konstan,
kecepatan variabel. Berikut ini rangkaian ekivalennya:
Vs Vrs
Rs Rrs
Rm jXm
Is Ir
Io Er
Gambar 2.9 Rangkaian ekivalen generator induksi masukan ganda
Pada rangkaian ekivalen diatas Vs adalah tegangan stator [V], Vr adalah tegangan rotor [V], Er adalah emf electric motive force atau gaya gerak listrik ggl [V], Is
adalah arus stator [A], Ir adalah arus rotor [A], Rs adalah tahanan stator [Ω ], Rr adalah tahanan rotor [Ω }, Xs adalah reaktansi stator [
Ω ], Xs adalah reaktansi rotor [Ω ], Rm adalah rugi rugi pemagnetan [Ω ], Xm ialah reaktansi pemagnetan [Ω ], s
adalah slip generator. Dengan menerapkan hukum tegangan Kirchhoff untuk rangkaian diatas
dapat dirumuskan persamaan sebagai berikut: =
+ − … … … … … … … … … … 2.7
= +
− … … … … … … … … . … . 2.8 = − +
. … … … … … … … … … … . 2.9
Universitas Sumatera Utara
14
= + … … … … … … … … … … … … … 2.10 Rangkaian ekuivalen ini, berdasarkan perhitungan tegangan dan arus, hanya dapat
diaplikasikan pada analisis steady state DFIG double fed induction generator. •
Prinsip Kerja
Untuk sebuah generator induksi rotor belitan dimana rotornya dihubung singkat, tegangan pada rotor adalah nol, hubungan antara torsi elektromagnetik
dan arus rotor dapat diberikan dalam persamaan[14]: = . ∅ .
… … … … … … … … 2.11 Dimana T adalah torsi elektromagnetik [Nm],
adalah koefisien torsi, ∅ fluks
magnetik celah udara per phasa [Wb], arus aktif rotor. Arus aktif pada rotor
dapat dihitung melalui persamaan berikut [14]: =
+ .
+ =
+ … … … … … … … … … … . 2.12
Dimana s adalah slip generator. Berdasarkan persamaan 2.11 agar tegangan stator generator induksi dan torsi beban dijaga konstan, arus aktif pada rangkaian
rotor dijaga pada nilai konstan[14]: ≈
= … … … … … … . … 2.13
Ketika tegangan eksternal diberikan pada rangkaian rotor, arus aktif pada rangkaian rotor menjadi[14]:
= + ′
= ′
… … … … … … . 2.14
Dimana adalah slip generator setelah tegangan
′ diberikan pada rotor
Universitas Sumatera Utara
15
Oleh sebab itu, adalah mungkin untuk mengontrol kecepatan generator dengan mengatur besar tegangan yang diberikan pada rotor, sementara torsi
elektromagnetik dijaga tetap konstan. Tidak seperti generator induksi rotor sangkar, dimana rotornya dihubung
singkat, DFIG memiliki terminal pada rotornya. Rotor diberi masukan variabel frekuensi
dan variabel tegangan tiga phasa yang dibangkitkan oleh konverter PWM. Tegangan AC pada rotor akan membangkitkan flux dengan frekuensi
selama rotor belum berputar standing still. Ketika rotor diputar oleh kecepatan medan putar rotor dengan tegangan yang diinjeksikan pada rotor akan
memiliki frekuensi +
. Ketika kecepatan angin berubah, kecepatan rotor akan berubah
dan untuk menghasilkan frekuensi 50 Hz, frekuensi injeksi ke rotor juga harus dirubah[16].
II.3 Static Synchronous Compensator