Generator Sinkron Tanpa Beban Generator Sinkron Berbeban Teori Dasar Getaran

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 :