31 Dimana δ adalah sudut magnetik antara rotor dengan medan magnet sudut torsi.
Cara lain untuk torsi induktif pada generator sinkron dapat dikembangkan pari persamaan P
conv
= .
,torsi dapat dinyatakan juga dalam bentuk : =
3. Vφ E
A
sin δ 2.15
ω
m
Xs Persamaan diatas menyatakan torsi induksi dalam bentuk besarn
listrik,sedangkan persamaan = k .B
R
x B
S
menunjukkan persamaan dalam bentuk mekanik.
2.9 Generator Sinkron Tanpa Beban
Dengan memutar generator sinkron diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan I
f
, maka tegangan E akan terinduksi pada kumparan
jangkar stator. Bentuk hubungannya diperlihatkan pada persamaan berikut.
E = c.n.Φ
2.16 Dimana :
c = konstanta mesin n = putaran sinkron
Φ = fluks yang dihasilkan oleh I
f
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus
medan I
f
. Apabila arus medan I
f
diubah-ubah harganya, akan diperoleh harga E seperti yang terlihat pada kurva sebagai berikut.
Universitas Sumatera Utara
Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan output juga akan naik sampai titik saturasi jenuh seperti diperlihatkan pada gambar 2.13 berikut.
a b
Gambar 2.14 a Kurva Karakteristik Generator Sinkron Tanpa Beban b Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron Tanpa Beban
2.10 Generator Sinkron Berbeban
Bila generator diberi beban yang berubah – ubah maka besarnya tegangan
terminal Vt akan berubah – ubah pula. Hal ini disebabkan adanya :
• Jatuh tegangan karena resistansi jangkar R
a
• Jatuh tegangan karena reaktansi bocor jangkar X
L
• Jatuh tegangan karena reaksi Jangkar
Universitas Sumatera Utara
33 Gambar rangkaian dan karakteristik generator sinkron berbeban diperlihatkan pada
gambar 2.15 berikut ini.
a b
Gambar 2.15 a Kurva Karakteristik Generator Berbeban b Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron Berbeban
Persamaan tegangan pada generator berbeban adalah: Ea = V
Φ
+ IaRa + j IaXs 2.17
Xs = X
L
+ Xa 2.18
Dimana: Ea
= tegangan induksi pada jangkar per phasa Volt
V
Φ
= tegangan terminal output per phasa Volt
Ra =
resistansi jangkar per phasa ohm Xs
= reaktansi sinkron per phasa ohm
X
L
= reaktansi bocor per phasa ohm
Xa = reaktansi reaksi jangkar per phasa ohm
Universitas Sumatera Utara
2.11 Teori Dasar Getaran
Getaran adalah gerakan osilasi disekitar sebuah titik, gerakan massa yang diberikan gaya forced vibration tanpa frictiongesekan. Getaran mesin adalah
gerakan suatu bagian mesin maju dan mundur dari keadaan diam. Getaran yang
ditimbulkan pada suatu mesin dapat mengambarkan kondisi gerakan-gerakan yang
tidak diinginkan pada komponen-komponen mesin. Contoh sederhana ditunjukkan
pada suatu getaran pegas dapat dilihat pada Gambar 2.16.Gerakan massa dari posisi
netral menuju batas puncak, kembali ke posisi netral, lalu menuju batas bawah dan
kembali ke posisi netral dapat diwakilkan dengan gerakan satu putaran lingkaran.
Gerakan satu putaran lingkaran ini memberikan informasi terpenting dalam pengukuran getaran. Pergerakan yang kontinu akan menghasilkan gerakan periodik
atau harmonik.
Gambar 2.16 Getaran Murni 2.12 Karakteristik Getaran
Kondisi suatu mesin dan masalah-masalah kerusakan mekanik yang terjadi
dapat diketahui dengan mengukur karakteristik sinyal getaran pada mesin tersebut dengan mengacu pada gerakan pegas. Karakteristik suatu getaran dengan
Universitas Sumatera Utara
35 memetakan gerakan dari pegas tersebut terhadap waktu. Pada Gambar 2.16
,menjelaskan tentang karakteristik getaran.
Gambar 2.16 Karakteristik getaran
2.12.1 Perpindahan Getaran Vibration Displacement
Pada Gambar 2.16, Perpindahan Getaran atau Vibration Displacement di tunjukan pada getaran dengan jarak yang ditempuh dari suatu puncak ke puncak
peak to peak, Perpindahan tersebut pada umumnya dinyatakan dalam satuan mikron μm atau mils. Dimana : 1 μm = 0,001 mm dan 1 mils = 0,001 inch.
2.12.2 Kecepatan Getaran Vibration Velocitn
Pada Gambar 2.16, Kecepatan Getaran di notasikan dengan dua keadaan yaitu peak dan menurut ISO menggunakan rms. Pada gerak periodik
getarankecepatan maksimum terjadi pada titik posisi netral sedangkan kecepatan
minimum titik puncak atas top or crest dan titik puncak bawah bottom or trough, Kecepatan getaran maksimum ini biasanya dalam satuan : mmdet atau
peak atau mms-pk atau inches ips-pk.
Universitas Sumatera Utara
Untuk root mean square rms. Nilai peak = 1,414 x nilai rms. Kadang-kadang digunakan juga satuan inchsec peak atau inchsec rms, 1 inches = 25,4 mm .
2.12.3 Percepatan Getaran Vibration Acceleration
Pada Gambar 2.16, karakteristik getaran lain dan juga penting adalah percepatan. kecepatan getaran adalah nol titik puncak atas top or crest dan titik
puncak bawah bottom or trough, tetapi pada bagian-bagian tersebut akan mengalami percepatan mengalami nilai maksimum. Sedang pada kondisi netral
percepatan getaran adalah nol. Secara teknis percepatan adalah laju perubahan dari kecepatan. Percepatan getaran pada umumnya dinyatakan dalam, satuan
“g”,dimana satu “g” adalah percepatan yang disebabkan oleh gaya gravitasi pada permukaan bumi. Sesuai dengan perjanjian intemasional satuan gravitasi pada
permukaan bumi “g” adalah 9,0665 mdet2, 386,087 indet2 atau 32, 1739 ftdet2 .
2.12.4 Frekuensi Frequencn
Pada Gambar 2.14 , titik A sampai titik E merupakan cycle kesatu, pada titik E sampai titik I cycle kedua, pada titik I sampai titik M cycle ketiga,
danseterusnya. Pada titik puncak atas top or crest nilai maksimum positif diatasgaris dasar line reference dan titik puncak bawah bottom or trough
nilaimaksimun negatif dibawah garis dasar line reference. Satu gelombang terdiridari titik puncak atas top or crest dan titik puncak bawah. frekuensi dari
getarantersebut biasanya dinyatakan sebagai jumlah siklus getaran yang terjadi tiap menit CPM = Cycles per minute. Sebagai contoh sebuah mesin bergetar 60 kali
siklus; dalam 1 menit maka frekuensi getaran mesin tersebut adalah 60 CPM.
Universitas Sumatera Utara
37 Frekuensi bisa juga dinyatakan dalam CPS cycles per second atau Hertz dan
putaran dinyatakan dalam revolution per minute RPM. Frekuensi = 1periode[1].
Gambar 2.17 Fundamental Gelombang
2.12.5 Amplitudo Amplitude
Pada gambar 2.4 gelombang 1 dan gelombang 2 mempunyai panjang gelombang yang sama, tetapi titik puncak atas top or crest dan titik puncak bawah bottom or
trough berbeda. Jarak antara garis dasar line reference dan titik puncak atas top or crest disebut Amplitudo Amplitude .
2.9.6 Fase Phase
Pada gambar 2.5, terlihat bentuk gelombang dengan intensifikasi amplitudo dan frekuensi, tetapi titik puncak atas top or crest mengalami pergeseran offset
dengan jarak T4 disebut sudut fase phase angle. Jarak T =360°, sehingga sudut fasenya = 90° .
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.17 Hubungan Fase dalam gelombang yang sama.
2.13 Jenis –Jenis Vibrasi Vibrasi diklasifikasikan menjadi dua kategori yaitu :