Analisi Beban Perubahan Karakteristik Dan Efisiensi Generator Sinkron Tiga Fasa

DATA PENELITIAN TUGAS AKHIR

ANALISIS PRUBAHAN BEBAN TERHADAP KARAKTERISTIK DAN

EFISIENSI GENERATOR SINKRON TIGA FASA

(Aplikasi Pada Laboratorium Dasar Konversi Energi Listrik FT USU)

Dody Purmadani

(120402008)

1.

PERCOBAAN BEBAN

NOL

2.

PERCOBAAN HUBUNG

SINGKAT

No. If(Amp) Ia (Amp) 1 0,1 0,48

2 0,2 0,8

3 0,3 0,99 4 0,4 1,28 5 0,5 1,56 6 0,6 1,91 7 0,7 2,16 8 0,8 2,44 9 0,9 2,71

10 1 3

11 1,1 3,35 12 1,2 3,6 13 1,3 3,91 14 1,4 4,2 15 1,5 4,5 16 1,6 4,75 17 1,7 5,04 18 1,8 5,35 19 1,9 5,6

20 2 5,92

No. _(Amp) If _(Volt) V

1 0,1 30

2 0,2 47

3 0,3 66

4 0,4 88

5 0,5 112 6 0,6 130 7 0,7 154 8 0,8 177 9 0,9 196

10 1 214

11 1,1 232 12 1,2 248 13 1,3 264 14 1,4 279 15 1,5 292 16 1,6 306 17 1,7 321 18 1,8 332 19 1,9 343

20 2 350

21 2,1 353 22 2,2 358 23 2,3 360

3.

PERCOBAAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR SINKRON

DENGAN BEBAN HUBUNG WYE

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

b.

Beban tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 5 30 35 20 105 95,4 90,1 1,97 1,9 2,11 6 35 30 15 105 83,4 90 1,93 1,99 2,21 7 40 25 10 105 69,8 90 1,89 2,1 2,33 8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 10 55 10 45 105 95,2 135 1,65 2,11 1,78

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09

2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89

3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78

4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 10 55 55 55 171 171 171 1,83 1,83 1,83

4.

PERCOBAAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR SINKRON

DENGAN BEBAN HUBUNG DELTA

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3

b.

Beban Tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 56,8 54,9 22,5 2,25 1,03 1,37 2 15 50 35 54 50,7 30,6 2,04 1,08 1,45 3 20 45 30 51,3 46,2 37 1,85 1,14 1,54 4 25 40 25 48,6 41,3 41,5 1,66 1,21 1,65 5 30 35 20 45,8 35,7 44,2 1,47 1,31 1,39 6 35 30 15 42,8 29,3 44,8 1,28 1,43 1,95 7 40 25 10 39,5 21,6 43,2 1,08 1,58 2,16 8 45 20 55 38,2 62,4 60,2 1,34 1,91 1,14 9 50 15 50 30,8 60,5 60,7 1,21 2,05 1,21 10 55 10 45 22,3 58,6 60 1,09 2,23 1,3

5.

PERCOBAAN MENGHITUNG EFISIENSI GENERATOR

SINKRON DENGAN BEBAN HUBUNG WYE

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09 2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89 3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78 4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 10 55 55 55 171 171 171 1,83 1,83 1,83

b.

Beban Tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 5 30 35 20 105 95,4 90,1 1,97 1,9 2,11 6 35 30 15 105 83,4 90 1,93 1,99 2,21 7 40 25 10 105 69,8 90 1,89 2,1 2,33 8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 10 55 10 45 105 95,2 135 1,65 2,11 1,78

6.

PERCOBAAN MENGHITUNG EFISIENSI GENERATOR

SINKRON DENGAN BEBAN HUBUNG DELTA

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3

b.

Beban Tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 56,8 54,9 22,5 2,25 1,03 1,37 2 15 50 35 54 50,7 30,6 2,04 1,08 1,45 3 20 45 30 51,3 46,2 37 1,85 1,14 1,54 4 25 40 25 48,6 41,3 41,5 1,66 1,21 1,65 5 30 35 20 45,8 35,7 44,2 1,47 1,31 1,39 6 35 30 15 42,8 29,3 44,8 1,28 1,43 1,95 7 40 25 10 39,5 21,6 43,2 1,08 1,58 2,16 8 45 20 55 38,2 62,4 60,2 1,34 1,91 1,14 9 50 15 50 30,8 60,5 60,7 1,21 2,05 1,21 10 55 10 45 22,3 58,6 60 1,09 2,23 1,3

Asisten

Lab. Dasar Konversi Energi

( Ilham Bagus Setiawan)

120402022

DATA PENELITIAN TUGAS AKHIR

ANALISIS PRUBAHAN BEBAN TERHADAP KARAKTERISTIK DAN

EFISIENSI GENERATOR SINKRON TIGA FASA

(Aplikasi Pada Laboratorium Dasar Konversi Energi Listrik FT USU)

Dody Purmadani

(120402008)

1.

PERCOBAAN BEBAN

NOL

2.

PERCOBAAN HUBUNG

SINGKAT

No. If(Amp) Ia (Amp) 1 0,1 0,48

2 0,2 0,8

3 0,3 0,99 4 0,4 1,28 5 0,5 1,56 6 0,6 1,91 7 0,7 2,16 8 0,8 2,44 9 0,9 2,71

10 1 3

11 1,1 3,35 12 1,2 3,6 13 1,3 3,91 14 1,4 4,2 15 1,5 4,5 16 1,6 4,75 17 1,7 5,04 18 1,8 5,35 19 1,9 5,6

20 2 5,92

No. _(Amp) If _(Volt) V

1 0,1 30

2 0,2 47

3 0,3 66

4 0,4 88

5 0,5 112 6 0,6 130 7 0,7 154 8 0,8 177 9 0,9 196

10 1 214

11 1,1 232 12 1,2 248 13 1,3 264 14 1,4 279 15 1,5 292 16 1,6 306 17 1,7 321 18 1,8 332 19 1,9 343

20 2 350

21 2,1 353 22 2,2 358 23 2,3 360

3.

PERCOBAAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR SINKRON

DENGAN BEBAN HUBUNG WYE

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

b.

Beban tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 5 30 35 20 105 95,4 90,1 1,97 1,9 2,11 6 35 30 15 105 83,4 90 1,93 1,99 2,21 7 40 25 10 105 69,8 90 1,89 2,1 2,33 8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 10 55 10 45 105 95,2 135 1,65 2,11 1,78

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09

2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89

3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78

4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 10 55 55 55 171 171 171 1,83 1,83 1,83

4.

PERCOBAAN REGULASI TEGANGAN GENERATOR SINKRON

DENGAN BEBAN HUBUNG DELTA

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3

b.

Beban Tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 56,8 54,9 22,5 2,25 1,03 1,37 2 15 50 35 54 50,7 30,6 2,04 1,08 1,45 3 20 45 30 51,3 46,2 37 1,85 1,14 1,54 4 25 40 25 48,6 41,3 41,5 1,66 1,21 1,65 5 30 35 20 45,8 35,7 44,2 1,47 1,31 1,39 6 35 30 15 42,8 29,3 44,8 1,28 1,43 1,95 7 40 25 10 39,5 21,6 43,2 1,08 1,58 2,16 8 45 20 55 38,2 62,4 60,2 1,34 1,91 1,14 9 50 15 50 30,8 60,5 60,7 1,21 2,05 1,21 10 55 10 45 22,3 58,6 60 1,09 2,23 1,3

5.

PERCOBAAN MENGHITUNG EFISIENSI GENERATOR

SINKRON DENGAN BEBAN HUBUNG WYE

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09 2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89 3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78 4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 10 55 55 55 171 171 171 1,83 1,83 1,83

b.

Beban Tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 5 30 35 20 105 95,4 90,1 1,97 1,9 2,11 6 35 30 15 105 83,4 90 1,93 1,99 2,21 7 40 25 10 105 69,8 90 1,89 2,1 2,33 8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 10 55 10 45 105 95,2 135 1,65 2,11 1,78

6.

PERCOBAAN MENGHITUNG EFISIENSI GENERATOR

SINKRON DENGAN BEBAN HUBUNG DELTA

a.

Beban Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3

b.

Beban Tidak Seimbang

N = 1500 RPM

IF = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 56,8 54,9 22,5 2,25 1,03 1,37 2 15 50 35 54 50,7 30,6 2,04 1,08 1,45 3 20 45 30 51,3 46,2 37 1,85 1,14 1,54 4 25 40 25 48,6 41,3 41,5 1,66 1,21 1,65 5 30 35 20 45,8 35,7 44,2 1,47 1,31 1,39 6 35 30 15 42,8 29,3 44,8 1,28 1,43 1,95 7 40 25 10 39,5 21,6 43,2 1,08 1,58 2,16 8 45 20 55 38,2 62,4 60,2 1,34 1,91 1,14 9 50 15 50 30,8 60,5 60,7 1,21 2,05 1,21 10 55 10 45 22,3 58,6 60 1,09 2,23 1,3

Asisten

Lab. Dasar Konversi Energi

( Ilham Bagus Setiawan)

120402022

DAFTAR PUSTAKA

[1] T. Wildi, Electrical Machines, Drives, And Power Systems, United State of America: Sperika Enterprise Ltd, 1991.

[2] S. Ginting, Dasar - Dasar Mesin Listrik (Dasar - Dasar Mesin Arus Bolak Balik Dan Mesin Sinkron), Medan: Usu Press.

[3] B. Theraja, A Text Book of Electrical Technology in S.I Units, Volume II AC & DC Machines, New Delhi: S. Chand & Company, 1979.

[4] S. J. Chapman, Electric Machinery Fundamentals 4th, Australia: Mc.Graw-Hill Book Company, 1985.

[5] S. Bandri, “ANALISA PENGARUH PERUBAHAN BEBAN TERHADAP KARAKTERISTIK GENERATOR SINKRON (Aplikasi PLTG Pauh Limo Padang),” Jurnal Teknik Elekro Institut Teknologi Padang, vol. 2, 2013. [6] ZUHAL, Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya, Jakarta:

Gramedia Pustaka Utama, 1993.

[7] Kurniawan,“https://kurniawanpramana.wordpress.com/2011/10/09/generator-sinkron-2/,” 3 11 2016.

[8] A. Faisal, TUGAS AKHIR : Analisa Perbandingan Pengaruh Pembebanan Resistif, Induktif, Kapasitif Dan Kombinasi Beban R L C Terhadap Regulasi Tegangan Dan Efisiensi Pada Generator Sinkron Tiga Phasa ( Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT- USU), Medan : Universitas Sumatera Utara, 2011.

[9] D. T. E. USU, Penuntun Praktikum Konversi Energi Listrik, Medan: Laboratorium Konversi Energi Listrik Universitas Sumatera Utara.

[10] S. M. Ahmad Maulidi, Bahan Ajar Electronic Engine, Madura: Politeknik Negeri Madura, 2014.

[11] Ihsan Diki, TUGAS AKHIR : Studi Perbandingan Beban Linear dan Non Linear Terhadap Kinerja Generator Sinkron, Medan : Universitas Sumatera Utara, 2015

BAB 3

METODE PENELITIAN

3.1 Tempat dan Waktu

Penelitian ini akan dilakukan di Laboratorium Konversi Energi Listrik, Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Sumatera Utara. Penelitian dilaksanakan selama dua bulan pada bulan September sampai Oktober 2016.

3.2 Bahan dan Peralatan

Peralatan yang digunakan selama penelitian sebagai berikut : 1. Generator Sinkron tiga fasa Tipe 72SA

Daya = 5 KW

Cos ф = 0,8

Jumlah Kutub = 4

Belitan = Y (Wye)

Tegangan Terminal = 400 Volt

Arus = 9 Ampere

Kelas Isolasi

Stator = E

Rotor = E

Tegangan Eksitasi = 44 Volt DC

Arus Eksitasi = 5,7 Ampere

Frekuensi = 50 Hz

N = 1500 rpm

2. Motor Induksi Tiga Fasa Tipe VZ 132 M4 (Penggerak Mula)

P = 7,5 KW

Cos ф = 0,82

Jumlah Kutub = 4

IP = 44

Kelas Rotor = D (Rotor Sangkar)

BAB III

Tegangan = 380 / 220 Volt

Arus = 16,5 / 28,5 Ampere

3. 1 Unit Power Suplai AC

4. 1 Unit Power Suplai DC

5. Multimeter

3.3 Variabel yang Diamati

Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah : a) Tegangan terminal (Vt).

b) Daya keluaran (Pout). c) Arus Beban (Ia) d) Efisiensi (ղ)

3.4 Metode Pengumpulan Data

Metode pengumpulan data dalam suatu penelitian akan sangat menentukan keberhasilan penelitian, oleh karena itu perlu direncanakan dengan tepat dalam memilih metode untuk pengumpulan data. Sedangkan metode-metode tersebut adalah sebagai berikut :

1. Metode Dokumentasi

Yang dimaksud metode dokumentasi adalah cara memperoleh data melalui hal-hal atau variabel yang berupa catatan, transkrip, buku, surat kabar, majalah dan lain-lain. Adapun dokumentasi yang akan peneliti gunakan adalah data-data yang berhubungan dengan efisiensi dan regulasi tegangan.

2. Metode Observasi

Pengumpulan data dengan observasi langsung atau dengan pengamatan langsung adalah cara pengambilan data ke tempat penelitian. Dalam hal ini Universitas Sumatera Utara penulis langsung berada di lokasi penelitian yaitu di Laboratorium Konversi Energi Listrik dan mengadakan penelitian mengenai hal-hal yang perlu dicatat sebagai data dalam penelitian.

3.5 Pelaksanaan Penelitian

Pelaksanaan penelitian adalah dengan melakukan percobaan rangkaian generator sinkron yang dikopel dengan motor asinkron dengan menghubungkan terminal output generator sinkron tersebut ke beban seimbang hubung wye dan delta serta dihubungkan pada beban tidak seimbang hubung wye dan delta, sehingga dapat dilihat besar karakteristik dan efisiensi generator sinkron tersebut.

Pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada diagram alur penelitian pada Gambar 3.1 berikut :

3.6 Rangkaian Percobaan Percobaan Beban Nol

A. Rangkaian Percobaan

M 3θ

G SINKRON N

V2 A1

V1 P

T A C

S1

PTDC

B. Prosedur Percobaan Beban Nol

1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.1, atur range alat ukur sesuai dengan yang dibutuhkan.

2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2 untuk mengatur eksitasi generator sinkron.

4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan (If=0).

5. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC 1.

Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat generator, kemudian catat tegangan terminal.

6. Turunkan arus penguat generator (PTDC 1) lalu buka S2, minimumkan

PTAC 1, hingga nol kemudian buka S1. 7. Percobaan selesai

C. Data Hasil Percobaan

Data hasil percobaan tampak pada Tabel 3.1

Tabel 3.1 Data Hasil Percobaan Beban Nol n = 1500 rpm

No. If

(Amp) V (Volt)

1 0,1 30

2 0,2 47

3 0,3 66

4 0,4 88

5 0,5 112

6 0,6 130

7 0,7 154

8 0,8 177

9 0,9 196

10 1 214

11 1,1 232

12 1,2 248

13 1,3 264

14 1,4 279

15 1,5 292

16 1,6 306

17 1,7 321

18 1,8 332

19 1,9 343

20 2 350

21 2,1 353

22 2,2 358

23 2,3 360

Dari data di atas dapat digambarkan karakteristik EA atau Vф sebagai fungsi

arus medan If. Dan karakteristiknya disebut juga dengan karakteristik beban nol (Open Circuit Characterisic atau OCC) dari generator. Dari gambar terlihat bahwa kurva ini mempunyai garis linear sampai diperoleh harga saturasi dari arus medan. Dan ketika besi mencapai titik saturasi, reluktansi besi akan bertambah secara drastis dan fluksi akan bertambah besar secara lambat sesuai dengan perubahan

garis – garis gaya magnet. Garis linear pada karakteristik disebut juga sebagai garis celah udara.

Percobaan Hubung Singkat A. Rangkaian Percobaan

M 3θ

G SINKRON

N

A2 A1

V1 P

T A C

S1

PTDC

Gambar 3.4 Rangkaian percobaan hubung singkat 0

50 100 150 200 250 300 350 400

0 0,5 1 1,5 2 2,5

V (Vol

t)

If (Amp)

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai alat percobaan seperti pada Gambar 3.2, PTAC dalam keadaan

minimum.

2. Tutup S1 dan atur putaran motor sinkron sampai pada putaran nominal

1500 rpm.

3. Tutup S2, dan naikkan arus penguat generator (If) secara bertahap dengan mengatur PTDC1.

4. Catat arus hubung singkat generator (If) untuk setiap tahapan arus medan generator (If) dengan putaran generator dijaga konstan.

5. Turunkan arus medan generator (If) hingga nol, lalu buka S3 dan turunkan PTAC hingga nol kemudian buka S1.

6. Percobaan selesai.

C. Data Percobaan Hubung Singkat

Data percobaan hubung singkat tampak pada Tabel 3.2 berikut Tabel 3.2 Data Percobaan Hubung Singkat

n = 1500 rpm

No. If(Amp) Ia (Amp)

1 0,1 0,48

2 0,2 0,8

3 0,3 0,99

4 0,4 1,28

5 0,5 1,56

6 0,6 1,91

7 0,7 2,16

8 0,8 2,44

9 0,9 2,71

10 1 3

11 1,1 3,35

12 1,2 3,6

13 1,3 3,91

14 1,4 4,2

15 1,5 4,5

16 1,6 4,75

18 1,8 5,35

19 1,9 5,6

20 2 5,92

Dari data diatas dapat digambar karakteristik hubung singkat generator sinkron seperti yang terlihat pada Gambar 3.5 :

Penentuan Parameter Generator Sinkron

Untuk menghitung parameter generator sinkron, maka dapat diketahui dari karakteristik hubung singkat dan karakteristik beban nol seperti pada Gambar 3.4 dan Gambar 3.5.

A. Impedansi Sinkron

Besar nilai impedansi dapat ditentukan seperti persamaan berikut :

= _� (Ohm) (3.1)

Maka nilai impedansi sinkron untuk kondisi saturasi seperti pada gambar 3.4 dapat dirumuskan sebagai berikut :

0 1 2 3 4 5 6 7

0 0,5 1 1,5 2 2,5

Ia

(Am

p

)

If (Amp)

= ��/√_�

�� (Ohm) (3.2)

Dari gambar 3.4 nilai Enl adalah 350 Volt dan arus medan (If) sebesar 2 Amp, untuk arus medan yang sama maka arus hubung singkat Isc pada kurva hubung singkat adalah sebesar 5,92 Amp. Maka besar impedansi sinkron Zs adalah:

= _,/√ = 34,13 Ohm

B. Reaktansi Sinkron

Karena tahanan jangkar besarnya sangat kecil maka tahanan jangkar diabaikan (Ra = 0) sehingga diperoleh reaktansi sinkron Zs = Xs = 34,13 Ohm.

Percobaan Berbeban Seimbang Hubung Wye A. Rangkaian Percobaan

M 3θ G SINKRON N A2 A3 A4 V2 V3 A1 V1 P T A C S1 S2 Z2 Z3 Z1 PTDC

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.4, atur range alat ukur sesuai dengan yang dibutuhkan.

2. Hidup kan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2 untuk mengatur eksitasi generator sinkron.

4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan (If=0).

5. Catat arus IR, IS, dan IT, Cos θ, dan daya pada beban.

6. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC . Dimana,

putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

7. Turunkan arus penguat generator (PTDC ) lalu buka S2, minimum kan

PTAC , hingga nol kemudian buka S1. 8. Percobaan selesai.

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 3.3 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Wye n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp) P Out

(Watt)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09 528,39

2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89 667,59

3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78 750,6

4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 890,4

5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 944,88

6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 952,2

7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 999

8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 976,44

9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 965,25

Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta A. Rangkaian Percobaan

M 3θ G SINKRON N A2 A3 A4 V2 V3 A1 V1 P T A C S1 S2 Z2 Z3 Z1 PTDC

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.5, atur range alat ukur sesuai dengan yang dibutuhkan.

2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2 untuk mengatur eksitasi generator sinkron.

4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan (If=0).

5. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

6. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC . Dimana,

putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT, Cos θ, dan daya pada beban.

7. Turunkan arus penguat generator (PTDC ) lalu buka S2, minimum kan

PTAC, hingga nol kemudian buka S1. 8. Percobaan selesai

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 3.4 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp) POUT

(Watt)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 84,168

2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 119,81

3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 150,26

4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 177,87

5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 197,58

6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 219,89

7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 239,84

8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 255,23

9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 270,55

10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3 281,58

Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Wye A. Rangkaian Percobaan

M 3θ G SINKRON N A2 A3 A4 V2 V3 A1 V1 P T A C S1 S2 Z2 Z3 Z1 PTDC

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.6, atur range alat ukur sesuai dengan yang dibutuhkan.

2. Hidup kan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2 untuk mengatur eksitasi generator sinkron.

4. Atur besar impedansi masing – masing beban pada fasa R, S, dan T 5. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan

(If=0).

6. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

7. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC . Dimana,

putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

8. Turunkan arus penguat generator (PTDC) lalu buka S2, minimum kan PTAC, hingga nol kemudian buka S1.

9. Percobaan selesai

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 3.5 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubungan Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia

(Amp) PR

(Watt) PS (Watt) PT (Watt) POUT (Watt)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 224 216 167,4 607,2

2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 221 211 171,4 602,7

3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 216 201 177 594,5

4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 211 193 183,1 587,1

5 30 35 20 105 95 90,1 1,97 1,9 2,11 207 181 190,1 578,2

6 35 30 15 105 83 90 1,93 1,99 2,21 203 166 198,9 567,5

7 40 25 10 105 70 90 1,89 2,1 2,33 198 147 209,7 554,7

8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 180 222 218,7 620,2

9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 176 213 228,2 617,6

Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Delta A. Rangkaian Percobaan

M 3θ G SINKRON N A2 A3 A4 V2 V3 A1 V1 P T A C S1 S2 Z2 Z3 Z1 PTDC

B. Prosedur Percobaan

1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.7, atur range alat ukur sesuai dengan yang dibutuhkan.

2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi

berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.

3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2 untuk mengatur eksitasi generator sinkron.

4. Atur besar impedansi masing – masing beban pada fasa R, S, dan T 5. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan

(If=0).

6. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

7. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC. Dimana,

putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.

8. Turunkan arus penguat generator (PTDC) lalu buka S2, minimumkan PTAC, hingga nol kemudian buka S1.

9. Percobaan selesai.

C. Data Hasil Percobaan

Tabel 3.6 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN (ohm)

V (Volt)

Ia

(Amp) PR

(Watt)

PS (Watt)

PT (Watt)

POUT (Watt)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 57 55 23 2,25 1,03 1,37 128 56,5 30,8 215,2

2 15 50 35 54 51 31 2,04 1,08 1,45 110 54,8 44,4 209,3

3 20 45 30 51 46 37 1,85 1,14 1,54 94,9 52,7 57 204,6

4 25 40 25 49 41 42 1,66 1,21 1,65 80,7 50 68,5 199,1

5 30 35 20 46 36 44 1,47 1,31 1,39 67,3 46,8 61,4 175,5

6 35 30 15 43 29 45 1,28 1,43 1,95 54,8 41,9 87,4 184

7 40 25 10 40 22 43 1,08 1,58 2,16 42,7 34,1 93,3 170,1

8 45 20 55 38 62 60 1,34 1,91 1,14 51,2 119 68,6 239

9 50 15 50 31 61 61 1,21 2,05 1,21 37,3 124 73,4 234,7

10 55 10 45 22 59 60 1,09 2,23 1,3 24,3 131 78 233

BAB 4

HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN

4.1 Umum

Untuk dapat melihat bagaimana pengaruh perubahan beban terhadap karakteristik dan efisiensi generator sinkron maka diperlukan beberapa percobaan yaitu :

1. Percobaan generator beban seimbang.

2. Percobaan generator beban tidak seimbang

Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If). Tegangan E0 akan terinduksi pada kumparan stator seperti pada Persamaan 2.22.

Pada generator sinkron keadaan tanpa beban mengandung arti bahwa arus armatur (Ia) = 0. Dengan demikian besar tegangan terminal adalah :

(4.1)

Oleh karena besar GGL armatur adalah merupakan fungsi dari fluks magnetik, maka ggl armatur dapat ditulis :

(4.2)

Dari persamaan diatas, jika arus penguat medan diatur besarnya maka akan diikuti kenaikan fluks dan akhirnya juga pada ggl armatur. Pengaturan arus pengat medan pada keadaan tertentu besarnya akan didapatkan besar ggl armatur tanpa beban dalam keadaan saturasi.

Dengan adanya beban yang terpasang pada output generator sinkron, maka segera mengalir arus armatur (Ia); dengan adanya arus armature ini, pada kumparan armatur atau kumparan jangkar timbul fluks putar jangkar. Fluks putar jangkar ini brsiat mengurangi atau menambah fluks putar yang dihasilkan oleh kumparan rotor. Hal ini tergantung pada faktor daya beban.

= �� =�

�� = ф BAB IV

Dengan adanya fluks putar armatur akibat timbulnya arus armatur, maka pada kumparan timbul reaktansi pemagnit Xm. Reaktansi bersama – sama dengan reaktansi bocor dikenal dengan reaktansi sinkron (Xs) dan secara matematis ditulis:

(4.3)

4.2 Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang Hubung Wye Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron

Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye

Regulasi tegangan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut

(4.4)

Sebelum mendapatkan berapa besar voltage regulation (VR) maka terlebih dahulu kita menghitung berapa besar tegangan induksi, dengan persamaan berikut:

(4.5)

A. Beban Seimbang

• Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)

• Beban ke – 2 (ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)

• Beban ke – 3 (ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)

= � =

= � −_� � %

� = √ + ��

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −

• Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)

• Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)

• Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)

• Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)

• Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)

• Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

• Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 55 Ohm)

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut : Tabel 4.1 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator Beban Seimbang

Hubung Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No .

BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp) VR

(%)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09 52,45

2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89 38,46

3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78 31,18

4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 22,20

5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 18,04

6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 13,08

7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 10.74

8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 8,64

9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 7,26

10 55 55 55 171 171 171 1,83 1,83 1,83 6,07

Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara variasi beban terhadap pengaturan tegangan pada generator beban seimbang hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00

0 2 4 6 8 10 12

Penga tu ra n Te gan gan (% ) Variasi Beban

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

B. Beban Tidak Seimbang

• Beban ke – 1

o _{Untuk beban ZR = 10 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 55 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 40 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , % • Beban ke – 2

o _{Untuk beban ZR = 15 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 50 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 35 Ohm}

= , −_, � % = , % • Beban ke – 3

o Untuk beban ZR = 20 Ohm

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 45 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 30 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , % • Beban ke – 4

o _{Untuk beban ZR = 25 Ohm}

� = √ + , . = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 40 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 25 Ohm}

= , −_, � % = , % • Beban ke – 5

o Untuk beban ZR = 30 Ohm

� = √ + , . = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 35 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 20 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_. � % = , % • Beban ke – 6

o _{Untuk beban ZR = 35 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 30 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 15 Ohm}

= , −_, � % = , % • Beban ke – 7

o Untuk beban ZR = 40 Ohm

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 25 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 10 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , % • Beban ke – 8

o _{Untuk beban ZR = 45 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 20 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o Untuk beban ZT = 55 Ohm

= , −_, � % = , % • Beban ke – 9

o _{Untuk beban ZR = 50 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_. � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 15 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 50 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , % • Beban ke – 10

o Untuk beban ZR = 55 Ohm

� = √ + , . , = , Volt

= , −_. � % = , %

o _{Untuk beban ZS = 10 Ohm}

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

o _{Untuk beban ZT = 45 Ohm}

= , −_, � % = , %

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut :

Tabel 4.2 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp) VR (%)

R S T R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 18,29 8,13 18,28

2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 17,41 9,42 18,81

3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 16,91 11,26 19,65

4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 16,28 13,72 20,69

5 30 35 20 105 95,4 90,1 1,97 1,9 2,11 15,79 17,30 21,89

6 35 30 15 105 83,4 90 1,93 1,99 2,21 15,29 22,46 23,36

7 40 25 10 105 69,8 90 1,89 2,1 2,33 14,79 30,23 25,06

8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 12,59 13,23 7,46

9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 12,23 16,05 8,04

10 55 10 45 105 95,2 135 1,65 2,11 1,78 11,87 20,25 8,81

Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara variasi beban terhadap pengaturan tegangan pada generator beban tidak seimbang hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00

0 2 4 6 8 10 12

Penga tu ra n Te an gan (% ) Variasi Beban fasa R fasa S fasa T

Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye Efisiensi dapat dihitung dari persamaan:

� = . � . (4.6)

� = � + � (4.7)

=�_� x 100 % (4.8)

A. Beban Seimbang

• Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 64,85 %

• Beban ke – 2 ( ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 63,98 %

• Beban ke – 3 ( ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 61,81 %

• Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 62,83 %

• Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)

� = . + , = ,

= ,_, x 100 % = 61,94 %

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 63,16 %

• Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)

� = + , = ,

= _, x 100 % = 62,81 %

• Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 63,02 %

• Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 62,86 %

• Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 55 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 62,95 %

Tabel 4.3 Hasil Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp) POUT

(Watt)

Pin (Watt)

effiseinsi (%)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 57 57 57 3,09 3,09 3,09 528,39 814,8 64,85

2 15 15 15 77 77 77 2,89 2,89 2,89 667,59 1043 63,98

3 20 20 20 90 90 90 2,78 2,78 2,78 750,60 1214 61,81

4 25 25 25 112 112 112 2,65 2,65 2,65 890,40 1417 62,83

5 30 30 30 124 124 124 2,54 2,54 2,54 944,88 1526 61,94

6 35 35 35 138 138 138 2,3 2,3 2,3 952,20 1508 63,16

7 40 40 40 150 150 150 2,22 2,22 2,22 999,00 1590 62,81

8 45 45 45 158 158 158 2,06 2,06 2,06 976,44 1549 63,02

9 50 50 50 165 165 165 1,95 1,95 1,95 965,25 1536 62,86

10 55 55 55 171 171 171 1,83 1,83 1,83 938,79 1491 62,95

Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara variasi beban terhadap efisiensi pada generator beban seimbang hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.3 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Wye 61,5 62 62,5 63 63,5 64 64,5 65

0 2 4 6 8 10 12

e fi si e n si % Variasi beban

B. Beban Tidak Seimbang

Untuk mencari daya input generator pada saat beban tidak seimbang digunakan persamaan :

� = � + � + � + � (4.9)

• Beban ke – 1

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 64,49 %

• Beban ke – 2

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 64,14 %

• Beban ke – 3

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 63,76 %

• Beban ke – 4

� = + + , + , = ,

= _, x 100 % = 63,56 %

• Beban ke – 5

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 63,54 %

• Beban ke – 6

� = + , + , + , = ,

• Beban ke – 7

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 64,34 %

• Beban ke – 8

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 63,90 %

• Beban ke – 9

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 64,19 %

• Beban ke – 10

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 64,59 %

Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut

Tabel 4.4 Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp) POUT

(Watt)

Pin (Watt)

Efisiensi (%)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 104 131 90 2,15 1,65 1,86 670,80 941,50 64,49

2 15 50 35 105 124 90,2 2,1 1,7 1,9 661,50 939,68 64,14

3 20 45 30 105 115 90,3 2,06 1,75 1,96 648,90 932,47 63,76

4 25 40 25 105 106 90,2 2,01 1,82 2,03 633,15 923,60 63,56

5 30 35 20 105 95,4 90,1 1,97 1,9 2,11 620,55 910,04 63,54

6 35 30 15 105 83,4 90 1,93 1,99 2,21 607,95 889,95 63,77

7 40 25 10 105 69,8 90 1,89 2,1 2,33 595,35 862,15 64,34

8 45 20 55 105 115 135 1,71 1,93 1,62 538,65 970,62 63,90

9 50 15 50 105 106 135 1,68 2,01 1,69 529,20 962,14 64,19

Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara variasi beban terhadap efisiensi pada generator beban tidak seimbang hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :

Gambar 4.4 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye

4.3 Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang Hubung Delta Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron

Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Hubung Delta

Untuk menghitung regulasi tegangan generator sinkron pada beban seimbang dan tidak seimbang sama dengan perhitungan regulasi tegangan pada generator sinkron hubung wye, yaitu menggunakan Persamaan 4.4 untuk mencari besar regulasi tegangannya dan menggunakan Persamaan 4.5 untuk mencari tegangan induksinya.

A. Beban Seimbang

• Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)

63,40 63,60 63,80 64,00 64,20 64,40 64,60 64,80

0 2 4 6 8 10 12

E

fi

si

e

n

si

(%

)

Variasi Beban

� = √ + , . , = , Volt

• Beban ke – 2 ( ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)

• Beban ke – 3 ( ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)

• Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)

• Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)

• Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)

• Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

• Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)

• Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)

• Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 55 Ohm)

Data hasil analisa dan perhitungan regulasi tegangan pada generator hubung delta pada beban seimbang yaitu dapat dilihat pada tabel 4.5 :

Tabel 4.5 Hasil Analisa dan Perhitungan Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No. BEBAN (ohm) V (Volt) Ia (Amp) VR

(%)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 71,73

2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 59,70

3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 49,32

4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 40,91

5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 33,90

6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 28,06

7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 23,76

8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 20,11

9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 17,29

10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3 14,80

� = √ + , . , = , Volt

= , −

, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

� = √ + , . , = , Volt

Dari tabel 4.5 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.5 berikut :

Gambar 4.5 Kurva Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

B. Beban Tidak Seimbang

• Beban ke – 1

• Untuk beban ZR = 10 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 55 Ohm

� = √ , + , . . = , Volt

= , − ,_, � % = , %

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

0 2 4 6 8 10 12

Penga

tu

ra

n

Te

gan

gan

(%

)

• Untuk beban ZT = 40 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 2

• Untuk beban ZR = 15 Ohm

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 50 Ohm

� = √ , + , . . = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZT = 35 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 3

• Untuk beban ZR = 20 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 45 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

• Untuk beban ZT = 30 Ohm

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , % • Beban ke – 4

• Untuk beban ZR = 25 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 40 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,

, � % = , %

• Untuk beban ZT = 25 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,

, � % = , % • Beban ke – 5

• Untuk beban ZR = 30 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 35 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

• Untuk beban ZT = 20 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 6

• Untuk beban ZR = 35 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 30 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZT = 15 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 7

• Untuk beban ZR = 40 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 25 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

• Untuk beban ZT = 10 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 8

• Untuk beban ZR = 45 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 20 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZT = 55 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 9

• Untuk beban ZR = 50 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 15 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

• Untuk beban ZT = 50 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , % • Beban ke – 10

• Untuk beban ZR = 55 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,_, � % = , %

• Untuk beban ZS = 10 Ohm

� = √ , + , . , = , Volt

= , − ,

, � % = , %

• Untuk beban ZT = 45 Ohm

� = √ + , . , = , Volt

= , −_, � % = , %

Data hasil perhitungan regulasi tegangan pada generator sinkron beban tidak seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.6 :

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp) VR (%)

R S T R S T R S T R S T

1 10 55 40 56,8 54,9 22,5 2,25 1,03 1,37 40,53 15,79 59,64

2 15 50 35 54 50,7 30,6 2,04 1,08 1,45 38,71 19,12 47,41

3 20 45 30 51,3 46,2 37 1,85 1,14 1,54 36,94 23,51 42,44

4 25 40 25 48,6 41,3 41,5 1,66 1,21 1,65 34,89 29,29 40,68

5 30 35 20 45,8 35,7 44,2 1,47 1,31 1,39 32,58 37,60 31,83

6 35 30 15 42,8 29,3 44,8 1,28 1,43 1,95 30,02 45,83 44,16

7 40 25 10 39,5 21,6 43,2 1,08 1,58 2,16 26,89 62,82 49,44

8 45 20 55 38,2 62,4 60,2 1,34 1,91 1,14 35,89 30.85 16,01

9 50 15 50 30,8 60,5 60,7 1,21 2,05 1,21 40,22 34,59 17,32

10 55 10 45 22,3 58,6 60 1,09 2,23 1,3 48,59 38,99 19,60

Dari tabel 4.6 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron beban tidak seimbang hubung delta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.6 berikut :

Gambar 4.6 Kurva Karakteristik Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00

0 2 4 6 8 10 12

Penga tu ra n t rgan gan (% ) Variasi Beban

Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Delta Untuk menghitung besar efisiensi generator sinkron hubung delta, persamaan yang digunakan sama seperti Persamaan 4.6 – 4.8.

A. Beban Seimbang

• Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,15 %

• Beban ke – 2 ( ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,05 %

• Beban ke – 3 ( ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,08 %

• Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50 %

• Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)

� = , + , = ,

• Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,25 %

• Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,13 %

• Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,18 %

• Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)

� = , + , = ,

= ,_, x 100 % = 50,11 %

• Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 55 Ohm)

� = , + , = ,

Data hasil perhitungan efisiensi pada generator sinkron beban seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.7 :

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp) POUT

(Watt)

Pin (Watt)

efisiensi (%)

R S T R S T R S T

1 10 10 10 16,8 16,8 16,8 1,67 1,67 1,67 84,17 167,84 50,15

2 15 15 15 24,5 24,5 24,5 1,63 1,63 1,63 119,81 239,37 50,05

3 20 20 20 31,7 31,7 31,7 1,58 1,58 1,58 150,26 300,04 50,08

4 25 25 25 38,5 38,5 38,5 1,54 1,54 1,54 177,87 355,74 50,00

5 30 30 30 44,5 44,5 44,5 1,48 1,48 1,48 197,58 394,72 50,06

6 35 35 35 50,9 50,9 50,9 1,44 1,44 1,44 219,89 437,62 50,25

7 40 40 40 56,7 56,7 56,7 1,41 1,41 1,41 239,84 478,41 50,13

8 45 45 45 62,1 62,1 62,1 1,37 1,37 1,37 255,23 508,61 50,18

9 50 50 50 67,3 67,3 67,3 1,34 1,34 1,34 270,55 539,89 50,11

10 55 55 55 72,2 72,2 72,2 1,3 1,3 1,3 281,58 560,43 50,24

Dari tabel 4.7 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi beban terhadap efisiensi generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.7 berikut :

Gambar 4.7Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta

49,95 50,00 50,05 50,10 50,15 50,20 50,25 50,30

0 2 4 6 8 10 12

e fi se n si (% ) Variasi Beban

B. Beban Tidak Seimbang

• Beban ke – 1

� = , + , + , + , = ,

= _,, x 100 % = 53,90 %

• Beban ke – 2

� = , + , + , + , = ,

= _,, x 100 % = 51,85 %

• Beban ke – 3

� = , + , + , + , = ,

= _,, x 100 % = 50,80 %

• Beban ke – 4

� = , + , + , + , = ,

= _,, x 100 % = 50,46 %

• Beban ke – 5

� = , + , + , + , = ,

= _,, x 100 % = 51,77 %

• Beban ke – 6

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 51,16 %

• Beban ke – 7

� = , + , + , + , = ,

• Beban ke – 8

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 51,48 %

• Beban ke – 9

� = , + , + , + , = ,

= _,, x 100 % = 52,85 %

• Beban ke – 10

� = + , + , + , = ,

= _, x 100 % = 54,94 %

Data hasil perhitungan efisiensi pada generator sinkron beban seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.8 :

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

n = 1500 rpm If = 1,0 Amp

No.

BEBAN

(ohm) V (Volt) Ia (Amp) POUT

(Watt)

Pin (Watt)

Efisiensi (%)

R S T R S T R S T

1 10 55 40 56,8 54,9 22,5 2,25 1,03 1,37 215,17 399,223 53,90

2 15 50 35 54 50,7 30,6 2,04 1,08 1,45 209,29 403,618 51,85

3 20 45 30 51,3 46,2 37 1,85 1,14 1,54 204,55 402,633 50,80

4 25 40 25 48,6 41,3 41,5 1,66 1,21 1,65 199,12 394,641 50,46

5 30 35 20 45,8 35,7 44,2 1,47 1,31 1,39 175,53 339,064 51,77

6 35 30 15 42,8 29,3 44,8 1,28 1,43 1,95 184,04 359,772 51,16

7 40 25 10 39,5 21,6 43,2 1,08 1,58 2,16 170,10 325,822 52,21

8 45 20 55 38,2 62,4 60,2 1,34 1,91 1,14 239,00 464,242 51,48

9 50 15 50 30,8 60,5 60,7 1,21 2,05 1,21 234,74 444,188 52,85

Dari tabel 4.8 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi beban terhadap efisiensi generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.8 berikut :

Gambar 4.8 Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta

4.4 Kurva Perbandingan Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang.

Kurva Perbandingan Karakteristik Generator Sinkron

Perbandingan pengaturan tegangan generator sinkron hubung wye dan hubung delta pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 berikut :

50,00 50,50 51,00 51,50 52,00 52,50 53,00 53,50 54,00 54,50 55,00 55,50

0 2 4 6 8 10 12

E

ffi

si

en

si

(%)

Gambar 4.9 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang

Gambar 4.10 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Beban Pada Saat Beban Tidak Seimbang 0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00 80,00

0 2 4 6 8 10 12

Penga tu ra n Te gan gan Variasi Beban

beban hubungan delta beban hubungan wye

0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 35,00 40,00 45,00 50,00

0 2 4 6 8 10 12

Penga tu ra n Te gan gan (% ) Variasi Beban

Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang

Perbandingan pengaturan tegangan generator sinkron hubung wye dan hubung delta pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 berikut :

Gambar 4.11 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang

Gambar 4.12 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Tidak Seimbang

0 10 20 30 40 50 60 70

0 2 4 6 8 10 12

E fi si e n si % Variasi beban

Hubungan Wye Hubungan Delta

0,00 10,00 20,00 30,00 40,00 50,00 60,00 70,00

0 2 4 6 8 10 12

e fi si e n si % Variasi Beban

BAB 5

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan sebagai berikut :

1. Pengaturan tegangan generator sinkron hubung delta pada beban

seimbang lebih besar dari pada pengaturan tegangan pada hubung wye, yaitu sebesar 71,73 %. Lebih besar dari pada pengaturan tegangan hubung wye yaitu sebesar 52,45 %. Dimana semakin lama pengaturan tegangan semakin kecil.Pengaturan tegangan generator sinkron hubung delta pada beban tidak seimbang juga lebih besar dibanding dengan pengaturan tegangan pada hubung wye. Yaitu rata – rata tertinggi sebesar 46,38 % pada beban hubung delta dan 23,36 % pada beban hubung wye.

2. Efisiensi generator sinkron dengan beban seimbang hubung wye lebih besar dari pada generator sinkron dengan beban seimbang hubung delta, pada beban hubung wye efisiensi tertinggi yaitu sebesar 64,85 % sedangkan pada beban hubung delta efisiensi tertinggi yaitu sebesar 50,25 %. Effisiensi generator dengan beban tidak seimbang hubung wye dibandingkan dengan generator dengan beban tidak seimbang hubung delta yaitu sebesar 64,59% pada beban hubung wye dan 54,95 % pada beban hubung delta.

BAB 2 DASAR TEORI

2.1 Umum

Konversi energi elektromagnetik yaitu perubahan energi dari bentuk mekanik ke bentuk listrik dan bentuk listrik ke bentuk mekanik. Generator sinkron (altenator) merupakan jenis mesin listrik yang berfungsi untuk menghasilkan tegangan bolak-balik dengan cara mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Energi mekanis diperoleh dari putaran rotor yang digerakkan oleh penggerak mula (prime mover), sedangkan energi listrik diperoleh dari proses dari proses induksi elektromagnetik yang terjadi pada kumparan stator dan rotornya.

Generator sinkron dengan defenisi sinkronnya, mempunyai makna bahwa frekuensi listrik yang dihasilkannya sinkron dengan putaran mekanis generator tersebut. Rotor generator sinkron yang terdiri dari belitan medan dengan suplai arus searah akan menghasilkan medan magnet yang diputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan putar rotor.

Generator arus bolak – balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:

a. Generator arus bolak – balik 1 fasa

b. Generator arus bolak – balik 3 fasa BAB II DASAR TEORI

Sebelum membahas tentang generator sinkron, terlebih dahulu kita mengetahui tentang generator listrik. Generator listrik adalah suatu mesin listrik dimana dalam proses kerjanya melakukan pengkonversian energi dari energi mekanik ke energi listrik. Generator listrik dan motor listrik mempunyai kesamaan, yaitu sama-sama memanfaatkan induksi listrik yang terjadi di dalam kedua perangkat/sistem. Akan tetapi fungsi dari kedua sistem tersebut berbeda, dimana motor listrik melakukan konversi energi listrik menjadi mekanik.

2.2 Defenisi Generator Sinkron

Generator sinkron merupakan salah satu jenis generator listrik dimana terjadi proses pengkonversian energi dari energi mekanik ke energi listrik, (sama seperti generator listrik) yang dihasilkan oleh putaran kumparan rotor yang memotong suatu medan elektromagnetik yang dihasilkan di stator sehingga kemudian menyebabkan timbulnya energi listrik. Induksi elektromagnetik yang terjadi dalam

generator merupakan bentuk aplikasi nyata dari Hukum Faraday yang

menyatakan:

1. “Jika sebuah penghantar memotong garis-garis gaya dari sebuah medan magnetik (flux) yang konstan, maka pada penghantar tersebut akan timbul

tegangan induksi”.

2. “Perubahan flux magnetik didalam suatu rangkaian bahan penghantar,

Sedangkan jika dijabarkan dengan persamaan matematisnya, persamaannya adalah sebagai berikut:

dt d N

e_induksi  (2.1)

dimana,

induksi

e _{: tegangan induksi elektromagnetik (GGL induksi)}

N : jumlah lilitan

dt d

: laju perubahan fluks magnetik (wb/s)

Keterangan :

Nilai atau tanda minus (-) pada lilitan merupakan bentuk penerapan dari Hukum Lenz yang mengatakan:

“Ggl Induksi selalu membangkitkan arus yang medan magnetiknya berlawanan

dengan sumber perubahan fluks magnetik“.

2.3 Konstruksi Generator Sinkron

Secara umum, konstruksi generator sinkron terdiri dari dua bagian yang diam (stator) dan bagian yang bergerak (rotor). Keduanya merupakan rangkaian magnetik yang berbentuk simetris dan silindris. Selain itu pada generator sinkron terdapat bagian yang memisahkan antara rotor dan stator yang biasa disebut dengan celah udara yang berfungsi sebagai tempat terjadinya fluksi atau induksi energi listrik dari rotor ke stator.

Stator

Stator (armature) adalah bagian yang berfungsi sebagai tempat untuk menerima induksi magnet dari rotor. Arus AC yang menuju ke beban disalurkan melalui stator. Komponen ini berbentuk sebuah rangka silinder dengan lilitan kawat konduktor yang sangat banyak.

Stator terdiri dari beberapa komponen utama yaitu :

1. Rangka Stator

Rangka stator merupakan rumah (kerangka) yang merupakan inti jangkar generator sinkron.

2. Inti Stator

Inti stator terbuat dari laminasi – laminasi baja campuran atau besi magnetik khusus yang terpasang kerangka stator.

3. Alur (slot) dan Gigi

Alur dan gigi merupakan tempat meletakkan kumparan jangkar. Ada 3 (tiga) bentuk alur stator yaitu, terbuka, setengah terbuka, dan tertutup. Ketiga bentuk alur (slot) tersebut tampak seperti

4. Kumparan Stator ( Kumparan Jangkar)

Kumparan jangkar biasanya terbuat dari tembaga. Kumparan ini merupakan bagian dimana timbulnya ggl induksi.

Rotor

Rotor terdiri dari tiga komponen utama yaitu:

a. Slip Ring

Slip ring merupakan cincin logam yang melingkari poros rotor tetapi dipisahkan oleh isolasi tertentu. Terminal kumparan rotor dipasang ke slip ring ini kemudian dihubungkan ke sumber arus searah melalui sikat (brush) yang letaknya menempel pada slip ring.

b. Kumparan Rotor (Kumparan Medan)

Kumparan medan merupakan unsur yang memegang peranan utama dalam menghasilkan medan magnet. Kumparan ini mendapat arus searah dari sumber eksitasi tertentu.

c. Poros Rotor

Poros rotor merupakan tempat meletakkan kumparan medan, dimana pada poros rotor tersebut telah dibentuk slot-slot secara parallel terhadap poros rotor.

Pada generator sinkron terdapat 2 (dua) jenis tipe rotor yaitu : rotor kutub menonjol dan rotor kutub tak menonjol ( cylindrical rotors). Rotor kutub menonjol

biasanya dihubungkan dengan turbin hydrolic putaran rendah sedangkan rotor

kutub tak menonjol biasanya dihubungkan pada turbin putaran tinggi.

1. Rotor kutub menonjol (Salient pole rotors)

Rotor tipe ini mempunyai kutub yang jumlahnya banyak. Kumparan dibelitkan pada tangkai kutub, dimana kutub-kutub diberi laminasi untuk mengurangi panas yang ditimbulkan oleh arus Eddy, kumparan-kumparan medannya terdiri dari bilah tembaga persegi. Kutub menonjol ditandai dengan rotor berdiameter besar dan panjang sumbunya pendek. Selain itu jenis kutub salient pole, kutub magnetnya menonjol keluar dari permukaan rotor. Belitan-belitan medan dihubung seri. Ketika belitan medan ini disuplai oleh eksiter, maka kutub yang berdekatan akan membentuk kutub yang berlawanan. Bentuk kutub menonjol generator sinkron tampak seperti Gambar 2.3 berikut :

Gambar 2.3 Rotor kutub menonjol (sileant poles)

Rotor kutub menonjol pada umumnya digunakan pada generator sinkron dengan kecepatan putaran rendah dan sedang (120 – 400 rpm). Generator seperti ini biasanya dikopel dengan mesin diesel atau turbin air pada sistem pembangkit listrik. Rotor kutub menonjol baik digunakan pada putaran rendah dan sedang karena :

• Konstruksi kutub menonjol tidak terlalu kuat untuk menahan tekanan mekanis apabila diputar dengan kecepatan tinggi.

• Konstruksi rotor kutub menonjol akan mengalami rugi – rugi yang besar dan menimbulkan polusi suara jika diputar dengan kecepatan tinggi. 2. Rotor kutub tak menonjol (cylindrical rotors)

Rotor tipe ini dibuat dari plat baja berbentuk silinder yang mempunyai sejumlah slot sebagai tempat kumparan. Karena adanya slot-slot dan juga kumparan medan yang terletak pada rotor maka jumlah kutub pun sedikit yang dapat dibuat. Belitan-belitan medan dipasang pada alur-alur di sisi luarnya dan terhubung seri yang di enerjais oleh eksiter.

Gambar 2.4 Rotor kutub tak menonjol (cylindrical rotors)

Rotor ini biasanya berdiameter kecil dan sumbunya sangat panjang. Konstruksi ini memberikan keseimbangan mekanis yang lebih baik karena rugi-rugi anginnya lebih kecil dibandingkan rotor kutub menonjol (salient pole rotor). Gambar bentuk kutub silinder generator sinkron tampak seperti pada Gambar 2.4 berikut :

Rotor silinder umumnya digunakan pada generator sinkron dengan kecepatan putaran tinggi (1500 atau 3000 rpm) biasanya digunakan untuk pembangkit listrik berkapasitas besar misalnya pembangkit listrik tenaga uap dan gas. Rotor silinder baik digunakan pada kecepatan tinggi karena:

• Distribusi di sekeliling rotor mendekati bentuk gelombang sinus sehingga lebih baik rotor kutub menonjol.

2.4 Reaksi Jangkar Generator Sinkron

Apabila generator sinkron melayani beban, ,maka pada kumparan jangkar mengalir arus, dan arus ini menimbulkan fluks jangkar. Fluks jangar yang ditimbulkan arus (ф_�) akan berinteraksi dengan yang dihasilkan kumparan medan rotor (ф ), sehingga menghasilkan fluks resultan (ф )

ф =ф +ф� (2.2)

Adanya interaksi ini dikenal sebagai reaksi jagkar.

Kondisi reaksi jangkar untuk berbagai macam jenis beban adalah sebagai berikut :

Arus jangkar (I) sefasa dengan GGL (E).

Jenis beban : Tahanan (resistif).

ф_� tegak lurus terhadap ф

Arus jangkar (I) sefasa dengan GGL (E). Jenis beban : Tahanan (resistif).

ф� tegak lurus terhadap ф

(a). Beban Resistif

Arus jangkar (I) terlebih dahulu θ dari GGL (E). Jenis beban : Kapasitif

ф� terbelakang dengan sudut (90 –θ)

.

Gambar 2.5 Reaksi Jangkar terhadap beban

Terlihat bahwa reaksi jangkar pada alternator bergantung pada jenis beban yang dilayani,, dengan perkataan lain bergantung pada sudut fasa antara arus jangkar (I) dan tegangan induksi (GGL).

(c). Beban Kapasitif Murni

Arus jangkar (I) terdahulu 90 dari GGL (E).

Jenis beban : Kapasitif murni

ф� memperkuat ф , terjadi pengaruh pemagnetan.

(d). Beban induktif Murni

Arus jangkar (I) terbelakang 90 dari GGL (E).

Jenis beban : Induktif murni

2.5 Prinsip Kerja Generator Sinkron

Generator dapat menghasilkan energi listrik karena adanya pergerakan relatif antara medan magnet homogen terhadap kumparan jangkar pada generator (magnet yang bergerak dan kumparan jangkar diam, atau sebaliknya magnet diam sedangkan jangar bergerak). Jadi, jika kumparan diputar pada kecepatan konstan pada medan magnet homogen maka akan terinduksi tegangan sinusoidal pada kumparan tersebut medan magnet homogen ini bisa dihasilkan oleh kumparan yang dialiri arus DC atau magnet tetap.

Adapun prinsip kerja dari generator sinkron secara umum adalah sebagai berikut :

1. Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber eksitasi tertentu yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan. Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya terhadap waktu adalah tetap. 2. Penggerak mula (Prime Mover) yang sudah terkopel dengan rotor segera

dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada kecepatan nominalnya.

Dimana : n = kecepatan putar rotor (rpm)

p = Jumlah kutub rotor f = frekuensi (Hz)

3. Perputaran rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan pada rotor,

yang terletak di stator akan dihasilkan fluks magnetik yang berubah-ubah besarnya terhadap waktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl induksi pada ujung-ujung kumparan tersebut. Hal tersebut sesuai dengan Persamaan (2.4) dan Persamaan (2.5) berikut :

(2.4)

Dimana :

= −� ф

= −� ф � = −� �ф � �

Bila : � = �

= −� � ф � �

Bila : =

= −� � ф � �

= −� . , . ф � � � = � . , . ф

� = � �

√ =

� . , . ф

√ = , � ф

, � ф = �

DAFTAR ISI

ABSTRAK ... i

KATA PENGANTAR ... ii

DAFTAR ISI... iv

DAFTAR GAMBAR ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1 Latar Belakang ... 1

1.2 Rumusan Masalah ... 2

1.3 Tujuan Penelitian ... 2

1.4 Batasan Masalah... 3

1.5 Metode Penelitian... 3

1.6 Sistematika Penulisan... 4

BAB II DASAR TEORI ... 6

2.1 Umum ... 6

2.2 Defenisi Generator Sinkron ... 7

2.3 Konstruksi Generator Sinkron ... 8

Stator ... 9

Rotor ... 10

2.4 Reaksi Jangkar Generator Sinkron ... 14

2.5 Prinsip Kerja Generator Sinkron ... 16

2.6 Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron ... 19

2.7 Metode Pengaturan Tegangan Generator Sinkron ... 21

2.8 Efek Perubahan Beban Pada Generator yang Beroperasi Sendiri ... 23

2.9 Karakteristik dan Penentuan Parameter – Parameter Generator Sinkron Tiga Fasa ... 26

Karakteristik dan Penentuan Parameter Tanpa Beban : � = � � 26 Karakteristik dan Penentuan Parameter Generator Sinkron Hubung Singkat : � � = � �� ... 28

Karakteristik dan Penentuan Parameter Generator Berbeban V = V(If) ... 30

v

Karakteristik Luar Generator Sinkron : �ф = f (��) ... 30

Karakteristik Pengaturan Generator Sinkron : If = f (IL) ... 31

BAB III METODE PENELITIAN ... 33

3.1 Tempat dan Waktu ... 33

3.2 Bahan dan Peralatan ... 33

3.3 Variabel yang Diamati ... 34

3.4 Metode Pengumpulan Data ... 34

3.5 Pelaksanaan Penelitian ... 35

3.6 Rangkaian Percobaan ... 37

Percobaan Beban Nol ... 37

Percobaan Hubung Singkat ... 39

Penentuan Parameter Generator Sinkron ... 41

Percobaan Berbeban Seimbang Hubung Wye ... 42

Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta ... 44

Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Wye ... 45

Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Delta ... 47

BAB IV HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ... 49

4.1 Umum ... 49

4.2 Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang Hubung Wye Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron ... 50

Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye ... 50

Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye . 59 4.3 Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang Hubung Delta Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron ... 64

Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Hubung Delta ... 64

Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Delta 74 4.4 Kurva Perbandingan Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang. 79 Kurva Perbandingan Karakteristik Generator Sinkron ... 79

Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan

Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang ... 81

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 82

5.1 Kesimpulan ... 82

5.2 Saran ... 83 DAFTAR PUSTAKA

vii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Konstruksi Generator Sinkron secara umum ... 9

Gambar 2.2 Bentuk - bentuk alur (slot) ... 10

Gambar 2.3 Rotor kutub menonjol (sileant poles) ... 12

Gambar 2.4 Rotor kutub tak menonjol (cylindrical rotors) ... 13

Gambar 2.5 Reaksi Jangkar terhadap beban ... 15

Gambar 2.6 Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron ... 19

Gambar 2.7 Penyederhanaan Rangkaian Generator Sinkron ... 20

Gambar 2.8 Rangkaian Ekivalen Generator Sinkron Tiga Fasa ... 21

Gambar 2.9 Perubahan fasor untuk berbagai beban yang berubah ... 24

Gambar 2.10 Rangkaian Test Tanpa Beban ... 26

Gambar 2.11 Karakteristik Hubung Terbuka ... 27

Gambar 2.12 Rangkaian Hubung Singkat ... 28

Gambar 2.13 Karakterisik Hubung Singkat... 29

Gambar 2.14 Rangkaian Generator Sinkron Berbeban ... 30

Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian ... 36

Gambar 3.2 Rangkaian percobaan beban nol ... 37

Gambar 3.3 Karakteristik Beban Nol Generator Sinkron ... 39

Gambar 3.4 Rangkaian percobaan hubung singkat ... 39

Gambar 3.5 Grafik Karakteristik Hubung Singkat Generator Sinkron ... 41

Gambar 3.6 Rangkaian percobaan beban seimbang hubung wye ... 42

Gambar 3.7 Rangkaian percobaan beban seimbang hubung delta ... 44

Gambar 3.8 Rangkaian percobaan beban tidak seimbang hubung wye ... 45

Gambar 3.9 Percobaan beban tak seimbang hubung delta ... 47

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara variasi Beban terhadap pengaturan tegangan ... 52

Gambar 4.2 Kurva Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye ... 58

Gambar 4.3 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Wye ... 61

Gambar 4.4 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye ... 64

Gambar 4.5 Kurva Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta ... 67

Gambar 4.6 Kurva Karakteristik Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta ... 73

Gambar 4.7Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta ... 76

Gambar 4.8 Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta ... 79

Gambar 4.9 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang ... 80

Gambar 4.10 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Beban Pada Saat Beban Tidak Seimbang ... 80

Gambar 4.11 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang ... 81

Gambar 4.12 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Tidak Seimbang ... 81

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 3.1 Data Hasil Percobaan Beban Nol ... 38

Tabel 3.2 Data Percobaan Hubung Singkat ... 40

Tabel 3.3 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Wye ... 43

Tabel 3.4 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta ... 45

Tabel 3.5 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubungan Wye ... 46

Tabel 3.6 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubung Delta ... 48

Tabel 4.1 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator Beban Seimbang Hubung Wye ... 52

Tabel 4.2 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye ... 58

Tabel 4.3 Hasil Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Wye ... 61

Tabel 4.4 Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Wye ... 63

Tabel 4.5 Hasil Analisa dan Perhitungan Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta ... 66

Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta ... 73

Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung Delta ... 76

Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang Hubung Delta ... 78