28
2.8 Kapasitor pada Motor Induksi Tiga Fasa Sebagai Generator 2.8.1 Umum
Kapasitor secara sederhana didefinisikan sebagai suatu peralatan yang terdiri dari dua buah kepingplat konduktor yang dipisahkan oleh suatu bahan dielektrik,
yang memiliki kemampuan untuk dapat menyimpan energi listrik. Bahan-bahan dielektrik yang umumnya digunakan misalnya udara vakum, keramik, gelas, dan
lainnya. Sedangkan kapasitansi kapasitor C didefinisikan sebagai jumlah muatan yang
mampu diterima dan disimpan oleh kapasitor untuk setiap nilai tegangan dari potensial yang diberikan.
C = ……………………………………………………………… 2.18 dimana,
Q = muatan listrik coulomb C = kapasitansi kapasitor farad
V = tegangan kapasitor Volt Kapasitor yang umumnya cocok digunakan sebagai kapasitor eksitasi pada
generator induksi penguatan sendiri adalah jenis motor run, yang juga biasa digunakan pada motor induksi satu fasa. Penggunaan kapasitor jenis motor start
harus dihindari, karena jenis ini tidak didesain pada penggunaan secara kontinyu. Rating tegangan kapasitor biasanya berkisar 380 – 450 V, meskipun terkadang ada
juga jenis untuk ukuran 220 – 240 V. Kapasitor terdapat dalam ukuran standard dan umumnya dispesifikasikan
dengan toleransi +- 10. Dengan demikian, tanpa dilakukan pengukuran kapasitor
Universitas Sumatera Utara
29 secara individualperfasa, akan sulit didapatkan nilai kapasitansi yang sesuai dengan
kebutuhan. Dalam penggunaannya, disarankan agar digunakan kapasitor pada rating tegangan yang lebih besar dari nilai kapasitansi yang dibutuhkan untuk
pengoperasian generator. Hal ini dilakukan agar kapasitor memilki umur kerja yang lebih lama.
2.8.2 Pemasangan Kapasitor
Untuk generator induksi yang membangkitkan tegangan tiga fasa, kapasitor eksitasi dapat dihubungkan baik itu segitiga Δ ataupun bintang Y. Bentuk sistem
konfigurasi pemasangan kapasitor eksitasi tersebut dapat dilihat pada gambar di bawah.
Gambar 2.20.
Hubungan Bintang Y dan Segitiga Δ pada Kapasitor Eksitasi Kapasitor yang dihubungkan bintang atau segitiga adalah mempunyai hubungan
sebagai berikut : ……………………………………………………. 2.19
………………………………………………………. 2.20
Universitas Sumatera Utara
30 = =
= …………………………………………………….… 2.21 Karena C = ……………………………………………………….…. 2.22
Maka = …………………………………………………………….... 2.23 Sehingga jika kapasitor dihubungkan bintang Y , maka nilai kapasitansi
yang dibutuhkan adalah tiga kali nilai kapasitansi bila terhubung segitiga Δ.
2.8.3 Perhitungan Besar Kapasitansi Kapasitor
Pada generator induksi penguatan sendiri self-excited, kapasitor induksi merupakan satu-satunya sumber daya reaktif eksternal. Dengan demikian, agar
diperoleh tegangan operasi yang sesuai dengan kebutuhan pada frekuensi yang diinginkan, besar kapasitansi untuk kapasitor eksitasi yang terpasang harus
ditentukan dengan baik. Untuk memperoleh nilai pendekatan, perhitungan kebutuhan kapasitansi
kapasitor eksitasi generator induksi tiga fasa dapat diperoleh melalui dua metode, yaitu melalui percobaan beban nol dan data pabrikan name plate dari motor induksi
tiga fasa. Percobaan Beban Nol
Data hasil percobaan beban nol dapat digunakan untuk menghitung kapasitansi eksitasi karena daya semu yang ditarik oleh motor induksi pada
keadaan beban nol mendekati nilai daya reaktif yang dibutuhkan oleh mesin ketika bekerja sebagai generator.
Dari data hasil percobaan beban nol, dapat dihitung nilai daya semu :
Universitas Sumatera Utara
31 VA ……………………………………....... 2.24
Dari penjelasan diatas diketahui bahwa : VAR …………………………………………….... 2.25
Data pabrikan name plate Dari data yang ada pada name plate mesin, seperti tegangan operasi,
arus beban penuh, dan cos φ, maka dapat dihitung daya semu pada keadaan beban penuhnya :
VA ……………………………………………….... 2.26 Watt ………………………………………………... 2.27
Dari persamaan segitiga daya dapat diperoleh nilai daya reaktif : …………………………………………..……... 2.28
Dari hasil perhitungan kebutuhan daya reaktif, baik itu yang diperoleh dari metode percobaan beban nol maupun data name plate motor, kemudian perhitungan
dilanjutkan sebagai berikut. Daya reaktif yang dibutuhkan per fasa :
Q
fasa
= …………………………………………………………… 2.29
Hubungan bintang Y : VpY = Volt ...………………………………………..………… 2.30
Ic = Ampere …………………………………………………. 3.14
Universitas Sumatera Utara
32 Xc = = , maka
Cfasa y = µF ……………………………………………….. 2.31 Atau,
= = µF …………………………………. 2.32 Hubungan segitiga
∆ : V
p
∆ = V
l
∆ Volt ……………………………………………………... 2.33 Ic = Ampere ………………………………………………..... 2.34
Cfasa
∆
= µF ………………………………………...………... 2.35 = = ………………………………………….. 2.36
Dimana, V
I = teganganarus line to line keadaan beban nol.
V
lY
= tegangan line to line kapasitor hubungan bintang Y V
l ∆
= tegangan line to line kapasitor hubungan segitiga ∆
V
pY
= tegangan per fasa kapasitor hubungan bintang Y V
p ∆
= tegangan per fasa kapasitor hubungan segitiga ∆
Nilai kapasitor yang diperoleh dari perhitungan ini merupakan nilai pendekatan, sehingga tidak dapat dihindari jika pada kenyataannya dibutuhkan nilai
kapasitor yang lebih besar lagi. Perhitungan seperti ini cukup akurat untuk mesin dengan rating dibawah 5 kW.
Universitas Sumatera Utara
33
2.9 Prinsip Kerja Generator Induksi 2.9.1 Prinsip Kerja Pembangkitan Tegangan
