Generator Sinkron

5.7 Generator Sinkron

yang tidak mempergunakan sikat yaitu

5.7.1 Pendahuluan

sistem “brushless excitation”.

Sebagian besar energi listrik yang di-

5.7.2 Konstruksi

pergunakan oleh konsumen untuk kebu-

tuhan sehari-hari dihasilkan oleh gene-

rator sinkron fasa banyak (polyphase) Ada dua struktur medan magnit pada yang ada di Pusat-pusat pembangkit mesin sinkron yang merupakan dasar tenaga listrik. Generator sinkron yang kerja dari mesin tersebut, yaitu kum- dipergunakan ini mempunyai rating daya paran yang mengalirkan penguatan DC dari ratusan sampai ribuan Mega-volt- dan sebuah jangkar tempat dibang- Ampere (MVA).

kitkannya ggl AC. Hampir semua mesin sinkron mempunyai jangkar diam (statio-

Disebut mesin sinkron, karena bekerja ner) dan struktur medan berputar. pada kecepatan dan frekuensi konstan Kumparan DC pada struktur medan dibawah kondisi “Steady state“. Mesin yang berputar dihubungkan pada sum- sinkron bisa dioperasikan baik sebagai ber luar melaui slipring dan sikat, tetapi generator maupun motor.

ada juga yang tidak mempergunakan sikat yaitu sistem “brushless excita-

Mesin sinkron bila difungsikan sebagai tion”. motor berputar dalam kecepatan konst-

an, apabila dikehendaki kecepatan yang Konstruksi dari sebuah mesin sinkron bersifat variabel, maka motor sinkron di- secara garis besar adalah sebagai beri- lengkapi dengan dengan pengubah fre- kut : kuensi seperti “Inverter”atau “Cyclo-

converter”.

i Bentuk Penguatan

Sebagai generator, beberapa mesin sin- Seperti telah diuraikan diatas, bahwa kron sering dioperasikan secara paralel, untuk membangkitkan flux magnetik di- seperti di pusat-pusat pembangkit. Ada- perlukan penguatan DC. Penguatan DC pun tujuan dari paralel adalah adanya ini bisa diperoleh dari generator DC pembagian beban antara generator penguatan sendiri yang seporos dengan yang satu dengan lainnya.

rotor mesin sinkron. Pada mesin dengan kecepatan rendah,

Ada dua struktur medan magnet pada tetapi rating daya yang besar, seperti mesin sinkron yang merupakan dasar generator Hydroelectric, maka gene- keja dari mesin tersebut, yaitu kum- rator DC yang digunakan tidak dengan paran yang mengalirkan penguatan DC penguatan sendiri tetapi dengan “Pilot dan sebuah jangkar tempat dibang- Exciter”sebagai penguatan atau meng- kitkannya ggl AC. Hampir semua mesin gunakan magnet permanen (penguat sinkron mempunyai jangkar diam (statio- aktif). ner) dan struktur medan berputar. Kum-

paran DC pada struktur medan yang berputar dihubungkan pada sumber luar melaui slipring dan sikat, tetapi ada juga

Mesin Listrik 427

Gambar 5.116 Generator Sinkron Tiga Fasa dengan Penguatan Generator DC “Pilot Exciter”

Gambar 5.117 Generator Sinkron Tiga Fasa dengan Sistem Penguatan “Brushless Exciter System”

Alternatif lainnya untuk penguatan ada- berputar dengan rotor, sehingga tidak lah menggunakan dioda silicon dan thy-

dibutuhkan sikat dan slipring. ristor. Dua tipe sistem penguatan “Solid state”adalah :

x Bentuk Rotor

x Sistem statis yang mempunyai dioda atau thyristor statis, dan arus dialirkan Untuk medan rotor yang digunakan ter- ke rotor melalui Slipring.

gantung pada kecepatan mesin, mesin x “Brushless System”, pada sistem ini dengan kecepatan tinggi seperti turbo penyearah diletakkan diporos yang generator mempunyai bentuk silinder,

sedangkan mesin dengan kecepatan

428 Mesin Listrik 428 Mesin Listrik

i Stator

Stator dari mesin sinkron terbuat dari besi magnetik yang berbentuk laminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus pusar. Dengan inti magnetik yang bagus berarti permebilitas dan resistivitas dari bahan tinggi.

Gambar 5.119 memperlihatkan alur (a) Kutub Tonjol stator tempat kumparan jangkar. Belitan

jangkar (stator) yang umum digunakan oleh mesin Sinkron Tiga Fasa, ada dua tipe yaitu :

a. Belitan satu lapis (Single Layer Win- ding).

b. Belitan berlapis ganda (Double Layer Winding).

Belitan Stator Satu Lapis Gambar 5.120 yang memperlihatkan

belitan satu lapis karena hanya ada satu sisi lilitan didalam masing-masing alur.

(b) Silinder Bila kumparan tiga fasa dimulai pada Sa, Sb, dan Sc dan berakhir di Fa, Fb,

Gambar 5.118 Bentuk Rotor dan Fc bisa disatukan dalam dua cara,

yaitu hubungan bintang dan segitiga. Antar kumparan fasa dipisahkan sebesar 120 derajat listrik atau 60 derajat mekanik, satu siklus ggl penuh akan dihasilkan bila rotor dengan 4 kutub berputar 180 derajat mekanis. Satu siklus ggl penuh menunjukkan 360 derajat listrik, adapun hubungan antara sudut rotor mekanis Dmek dan sudut listrik Dlis, adalah :

D lis PD mek

2 Gambar 5.119

Inti Stator dan Alur pada Stator

Mesin Listrik 429

Gambar 5.120 Belitan Satu Lapis Generator Sinkron Tiga Fasa

Sebuah generator sinkron mempunyai

E A E A 0 0 Volt

12 kutub. Berapa sudut mekanis ditunjukkan dengan 180 derajat listrik.

B E B 120 E 0 Volt Jawab :

240 E 0 C E C Volt

Sudut mekanis antara kutub utara dan kutub selatan adalah :

360 sudut D mekanis

mek 30 0

12 kutub

Ini menunjukkan 180 derajat listrik :

D 12 lis D x 0 30 mek 0 180

Untuk menunjukkan arah dari putaran

rotor gambar 5.119 (searah jarum jam), urutan fasa yang dihasilkan oleh suplai tiga fasa adalah ABC, dengan demikian tegangan maksimum pertama terjadi dalam fasa A, diikuti fasa B, dan kemudian fasa C.

Kebalikan arah putaran dihasilkan dalam urutan ACB, atau urutan fasa negatif, sedangkan urutan fasa ABC disebut urutan fasa positif. Jadi ggl yang dibangkitkan sistem tiga fasa secara simetris adalah :

Gambar 5.121 Urutan Fasa ABC

430 Mesin Listrik

Belitan Berlapis Ganda

Gambar 5.122 Belitan Berlapis Ganda Generator Sinkron Tiga Fasa

Kumparan jangkar yang diperlihatkan memiliki lebih dari satu putaran. Bagian pada gambar 5.120 hanya mempunyai dari lilitan yang tidak terletak ke-dalam satu lilitan per kutub per fasa, akibatnya alur biasanya disebut “Winding Over- masing-masing kumparan hanya dua hang”, sehingga tidak ada tegangan lilitan secara seri. Bila alur-alur tidak dalam winding overhang. terlalu lebar, masing-masing penghantar yang berada dalam alur akan mem- Faktor Distribusi bangkitkan tegangan yang sama. Ma-

Seperti telah dijelaskan diatas bahwa sing-masing tegangan fasa akan sama sebuah kumparan terdiri dari sejumlah untuk menghasilkan tegangan per peng- lilitan yang ditempatkan dalam alur se- hantar dan jumlah total dari penghantar cara terpisah. Sehingga, ggl pada termi- per fasa. nal menjadi lebih kecil bila dibanding-

kan dengan kumparan yang telah dipu- Dalam kenyataannya cara seperti ini satkan. Suatu faktor yang harus dikali- tidak menghasilkan cara yang efektif kan dengan ggl dari sebuah kumparan dalam penggunaan inti stator, karena distribusi untuk menghasil-kan total ggl variasi kerapatan flux dalam inti dan yang dibangkitkan disebut faktor distri- juga melokalisir pengaruh panas dalam busi Kd untuk kumparan. Faktor ini daerah alur dan menimbulkan harmonik. selalu lebih kecil dari satu.

Untuk mengatasi masalah ini, generator Diasumsikan ada n alur per fasa per praktisnya mempunyai kumparan terdis- kutub, jarak antara alur dalam derajat tribusi dalam beberapa alur per kutub

listrik, adalah :

per fasa. Gambar 5.122 memperlihatkan bagian dari sebuah kumparan jang-

180 derajat \ listrik

kar yang secara umum banyak diguna-

kan. Pada masing-masing alur ada dua dimana m menyatakan jumlah fasa. sisi lilitan dan masing-masing lilitan

Mesin Listrik 431

Perhatikan gambar 5.123, disini diperlihatkan ggl yang dinduksikan dalam alur

2 akan tertinggal (lagging) dari ggl yang dibangkitkan dalam alur 1 sebesar \ =15 derajat listrik, de mikian pula ggl yang dinduksikan dalam alur 3 akan tertinggal 2 \ derajat, dan seterusnya. Semua ggl ini ditunjukkan masing-ma-

sing oleh phasor E 1 , E 2 , E 3 , danE 4 .

Total ggl stator per fasa E adalah jumlah dari seluruh vektor.

Total ggl stator E lebih kecil diban-

dingkan jumlah aljabar dari ggl lilitan oleh faktor. Gambar 5.123 Diagram Phasor dari Tegangan

Induksi Lilitan

Jumlah Vektor E 1 E 2 E E

Kd 3 4

Jumlah Aljabar

4 xE lili tan

Kd adalah faktor distribusi, dan bisa dinyatakan dengan persamaan :

Sin ( 1 / 2 n \ )

nSin ( \ /2)

Keuntungan dari kumparan distribusi, adalah memperbaiki bentuk gelombang tegangan yang dibangkitkan, seperti terlihat pada gambar 5.124.

Faktor Kisar Gambar 5.124 Total Ggl Et dari Tiga Ggl Sinusoidal Gambar 5.125, memperlihatkan bentuk

kisar dari sebuah kumparan, bila sisi lilitan diletakkan dalam alur 1 dan 7 disebut kisar penuh, sedangkan bila diletakkan dalam alur 1 dan 6 disebut kisar pendek, karena ini sama dengan 5/6 kisar kutub. Kisar :

5/6 = 5/6 x 180 derajat = 150 derajat 1/6 = 1/6 x 180 derajat = 30 derajat. Kisar pendek sering digunakan, karena mempunyai beberapa keuntungan, diantaranya :

Gambar 5.125 Kisar Kumparan

432 Mesin Listrik 432 Mesin Listrik

x Pada Sub bab sebelumnya telah diba-

Memperbaiki bentuk gelombang dari has mengenai frekuensi dan besarnya

tegangan yang dibangkitkan. tegangan masing-masing fasa secara x Kerugian arus pusar dan Hysterisis umum. Untuk lebih mendekati nilai ggl

dikurangi. sebenarnya yang terjadi maka harus diperhatikan faktor distribusi dan faktor

Faktor . Kisar Jumlah Vektor ggl induksi lili tan Kp

kisar. Apabila Z = Jumlah penghantar atau

Jumlah Aljabar ggl induksi lili tan

EL Ggl yang dinduksikan pada masing- sisi lilitan dalam seri/fasa = 2 T masing lilitan, bila lilitan merupakan kisar penuh, maka total induksi = 2 EL

T = Jumlah lilitan per fasa (Gambar 5.126).

d I = I P dan dt = detik Sedangkan kisar pendek dengan sudut

30 derajat listrik, seperti diperlihatkan Ggl induksi rata-rata per penghantar : pada gambar 5.126 b, maka tegangan

Volt

resultannya adalah :

Sedangkan f . atau N

E = 2 EL. Cos 30/2

sehingga Ggl induksi rata-rata per

E 2 . EL . Cos 30 / 2 0

Kp Cos 15 penghantar menjadi :

2 . f . I Volt

30 D

Atau Kp Cos

Cos 60 P

2 2 bila ada Z penghantar dalam seri/fasa,

maka : Ggl rata-rata/fasa Sin =

= 2.f. I .Z Volt

0 = 2.f. I .(2T) = 4.f. I .T volt dimana p adalah kisar kumparan Ggl efektif/fasa = 1,11x 4.f. I .T

dalam derajat listrik. = 4,44 x f . I .T Volt bila faktor distribusi dan faktor kisar

dimasukkan, maka Ggl efektif/fasa

E = 4,44 . Kd. Kp .f . I . T Volt

5.7.3 Prinsip Kerja

Kecepatan rotor dan frekuensi dari tegangan yang dibangkitkan berbanding secara langsung. Gambar 5.127 memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan

Gambar 5.126 Vektor Tegangan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan Lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a’.

Mesin Listrik 433

Lilitan seperti ini disebut “Lilitan Ter- ĭ B + ĭ C , yang merupakan fungsi tempat pusat”, dalam generator sebenarnya ( ĭ) dan waktu (t), maka besar- terdiri dari banyak lilitan dalam masing- masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut “Lilitan Terdistribusi”.

Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka flux medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per ditik atau 1 Hertz (Hz). Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (r/m), frekuensi 1 Hz, untuk frekuensi f = 60 Hz, maka rotor harus berputar 3600 r/m.

Untuk kecepatan rotor n r/m, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution

per detik (r/s). bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor,

f = Hertz

Untuk generator sinkron tiga fasa, harus Gambar 5.127 Diagram Generator AC Satu Fasa Dua Kutub

ada tiga belitan yang masing-masing

terpisah sebesar 120 derajat listrik da- besarnya fluks total adalah, ĭ T = ĭ m . lam ruang sekitar keliling celah udara Sin Ȧ t + ĭ m . Sin ( Ȧ t – 120 Û) + ĭ m . Sin seperti diperlihatkan pada kumparan

( Ȧ t – 240 Û). Cos (ĳ – 240Û)

a – a’, b – b’ dan c – c’ pada gambar

5.126. Dengan memakai transformasi trigono- Masing-masing lilitan akan menghasil- metri dari : Sin Į . Cos ȕ = ½.Sin (Į + ȕ)

kan gelombang Fluksi sinus satu + ½ Sin ( Į + ȕ), maka dari persamaan dengan lainnya berbeda 120 derajat 8-5 diperoleh : ĭ T = ½. ĭ m . Sin ( Ȧ t + ĳ)+ listrik. Dalam keadaan seimbang ½. ĭ m. Sin ( Ȧ t – ĳ) + ½.ĭ m . Sin ( Ȧ t + ĳ– besarnya fluksi sesaat :

240 Û)+ ½.ĭ m . Sin ( Ȧ t – ĳ) + ½.ĭ m . Sin ( Ȧ t + ĳ – 480Û)

ĭ A = ĭ m . Sin Ȧ t ĭ B = ĭ m . Sin ( Ȧ t – 120 Û)

Dari persamaan diatas, bila diuraikan ĭ C = ĭ m . Sin ( Ȧ t – 240 Û)

maka suku kesatu, ketiga, dan kelima akan silang menghilangkan. Dengan

Besarnya fluks resultan adalah jumlah demikian dari persamaan akan didapat vektor ketiga fluks tersebut ĭ T = ĭ A + fluksi total sebesar, ĭ T =¾ ĭm. Sin (Ȧ t

- ĭ) Weber.

434 Mesin Listrik

Jadi medan resultan merupakan medan

5.7.4 Alternator Tanpa

putar dengan modulus 3/2 ĭ dengan sudut putar sebesar Ȧ.

Beban

Besarnya tegangan masing-masing fasa Apabila sebuah mesin sinkron difung- adalah : sikan sebagai alternator dengan diputar

E maks = Bm. l. Ȧ r Volt pada kecepatan sinkron dan rotor diberi

arus medan (If), maka pada kumparan dimana : jangkar stator akan diinduksikan tega- Bm = Kerapatan Flux maximum yang ngan tanpa beban (Eo), yaitu : dihasilkan kumparan medan ro-

tor (Tesla)

l = Panjang masing-masing lilitan Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. I m. T Volt

dalam medan magnetik (We- ber)

Dalam keadaan tanpa beban arus jang- Ȧ = Kecep sudut dari rotor (rad/ s) kar tidak mengalir pada stator, sehing-

ga tidak terdapat pengaruh reaksi jang- r = Radius dari jangkar (meter) kar. Fluk hanya dihasilkan oleh arus

medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan output juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh) seperti diperlihatkan pada gambar 5.129. Kondisi Alternator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar 5.129 b.

(a)

Gambar 5.128 Diagram Generator AC Tiga Fasa Dua Kutub

Mesin Listrik 435

(b)

Gambar 5.129 Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Alternator Tanpa Beban

Gambar 5.130 Kondisi Reaksi Jangkar

5.7.5 Alternator Berbeban

c. Reaksi Jangkar

Bila Alternator diberi beban yang beru-

bah-ubah maka besarnya tegangan ter- Adanya arus yang mengalir pada minal V akan berubah-ubah pula, hal ini kumparan jangkar saat Alternator dibe- disebabkan adanya kerugian tegangan bani akan menimbulkan fluksi jangkar pada:

( I ) yang berintegrasi dengan fluksi

x yang dihasilkan pada kumparan medan

Resistansi jangkar Ra

x ), sehingga akan dihasilkan

rotor(

Reaktansi bocor jangkar X L I F

x suatu fluksi resultan sebesar :

Reaksi Jangkar Xa

a. Resistansi Jangkar

Resistansi jangkar/fasa Ra menyebab- Interaksi antara kedua fluksi ini disebut kan terjadinya tegangan jatuh (Kerugian sebagai reaksi jangkar, seperti diperli- tegangan)/fasa I.Ra yang sefasa de- hatkan pada Gambar 5.130. yang ngan arus jangkar.

mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbeda-beda.

b. Reaktansi Bocor Jangkar

Gambar a, memperlihatkan kondisi Saat arus mengalir melalui penghantar reaksi jangkar saat alternator dibebani jangkar, sebagian fluk yang terjadi tidak tahanan (resistif) sehingga arus jangkar

mengimbas pada jalur yang telah Ia sefasa dengan Ggl Eb dan I A akan ditentukan, hal seperti ini disebut Fluk tegak lurus terhadap I

F . Bocor.

436 Mesin Listrik

Gambar b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat alternator dibebani kapasitif, sehingga arus jangkar Ia

mendahului Ggl Eb sebesar T dan I A terbelakang terhadap I F dengan sudut

(90 - T).

Gambar c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang mengakibatkan arus jangkar

Ia mendahului Ggl Eb sebesar 0 90 dan

I A akan memperkuat I F yang berpe-

ngaruh terhadap pemagnetan.

Gambar d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari Ggl Eb

sebesar 0 90 dan I

A akan memper-

lemah I F yang berpengaruh terhadap

pemagnetan.

Jumlah dari reaktansi bocor X L dan

reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi sinkron Xs.

Vektor diagram untuk beban yang ber-

sifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif

diperlihatkan pada gambar 5.131. Gambar 5.131 Vektor Diagram dari Beban Alternator Berdasarkan gambar diatas, maka bisa

ditentukan besarnya tegangan jatuh yang terjadi, yaitu :

5.7.6 Menentukan Resis- tansi dan Reaktansi

Total Tegangan Jatuh pada Beban :

Untuk bisa menentukan nilai reaktansi

dan impedansi dari sebuah alternator,

= IR { a jX ( a X L )}

harus dilakukan percobaan(test). Ada = IR { a jX ( s )} IZ . s tiga jenis test yang biasa dilakukan,

yaitu :

x Test Tanpa beban (Beban Nol). x Test Hubung Singkat. x Test Resistansi Jangkar.

Mesin Listrik 437

¾ Test Tanpa Beban

If A

Test Tanpa Beban dilakukan pada

Kumparan jangkar

kecepatan sinkron dengan rangkaian Ihs

Kumparan

jangkar terbuka (tanpa beban) seperti

Medan

diperlihatkan pada gambar 5.132 percobaan dilakukan dengan cara mengatur

arus medan (If) dari nol sampai rating Stator

Rotor

tegangan output terminal tercapai.

Gambar 5.133 Rangkaian Test Alternator di Hubung Singkat

Gambar 5.132 Rangkaian Test Alternator Tanpa Beban

¾ Test Hubung Singkat

Gambar 5.134 Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Alternator Untuk melakukan test ini terminal alter-

nator dihubung singkat dengan Amper- ¾ Test Resistansi meter diletakkan diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut (lihat Dengan rangkaian medan terbuka, Gambar 5.133). Arus medan dinaikkan resistansi DC diukur antara dua terminal secara bertahap sampai diperoleh arus output sehingga dua fasa terhubung jangkar maksimum. Selama proses test secara seri (Gambar 5.135). Resistansi arus If dan arus hubung singkat Ihs per fasa adalah setengahnya dari yang dicatat.

diukur. Dalam kenyataannya nilai resistansi di-

Dari hasil kedua test diatas, maka da- kalikan dengan suatu faktor untuk pat digambar bentuk karakteristik seperti menentukan nilai resistansi AC efektif, diperlihatkan pada gambar 5.133.

R eff . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar Impedansi sinkron dicari berdasarkan jangkar, dan konstruksi kumparan. hasil test, adalah :

Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6. Bila nilai Ra telah diketahui, nilai Xs bisa

Z s I f kons tan ........ Ohm ditentukan berdasarkan persamaan :

I hs

X s Z 2 s 2 R a Ohm

438 Mesin Listrik 438 Mesin Listrik

x Tentukan nilai Ra berdasarkan hasil pengukuran dan perhitungan. x Berdasarkan persamaan hitung nilai

Xs x Hitung harga tegangan tanpa beban

Eo x Hitung prosentase pengaturan tega-

Gambar 5.135 Pengukuran Resistansi DC

ngan.

5.7.7 Pengaturan Tegangan

Pengaturan tegangan adalah perubahan tegangan terminal antara keadaan beban nol dengan beban penuh, dan ini dinyatakan dengan persamaan :

Eo V

% Pengaturan Tegangan = x 100

Terjadinya perbedaan tegangan terminal

V dalam keadaan berbeban dengan tegangan Eo pada saat tidak berbeban

dipengaruhi oleh faktor daya dan besar- Gambar 5.136 Vektor Diagram Pf “Lagging”

nya arus jangkar (Ia) yang mengalir.

Untuk menentukan pengaturan tega- Gambar 5.137 memperlihatkan contoh ngan dari alternator adalah dengan me- Vektor diagram untuk beban dengan manfaatkan karakteristik tanpa beban faktor daya lagging. Eo =OC = dan hubung singkat yang diperoleh dari Tegangan tanpa beban V =OA = hasil percobaan dan pengukuran taha- Tegangan terminal nan jangkar. Ada tiga metoda atau cara I.Ra=AB=Tegangan jatuh Resistansi yang sering digunakan untuk menentu- Jang-kar

kan pengaturan tegangan tersebut, I.Xs = BC= Tegangan jatuh Reaktansi yaitu :

Sinkron.

x Metoda Impedansi Sinkron atau

OC OF FC

Metoda GGL.

x Metoda Amper Lilit atau Metoda GGM. OC ( OD DF ) 2 ( FB BC ) 2

x Metoda Faktor Daya Nol atau Metoda atau

Potier. Eo ( V cos M I . R a ) 2 ( V sin M I . Xs ) 2 .

i Metoda Impedansi Sinkron

Eo V

% Pengaturan x 100

Untuk menentukan pangaturan tegang- Pengaturan yang diperoleh dengan an dengan menggunakan Metoda Impe- metoda ini biasanya lebih besar dari dansi Sinkron, langkah-langkahnya se- nilai sebenarnya. bagai berikut :

Mesin Listrik 439 Mesin Listrik 439

Perhitungan dengan Metoda Amper Lilit ber-dasarkan data yang diperoleh dari perco-baan tanpa beban dan hubung singkat. Dengan metoda ini reaktansi bocor Xl diabaikan dan reaksi jangkar diperhitungkan. Adapun langkah-langkah menentukan nilai arus medan yang diperlukan untuk memperoleh tegangan terminal alternator saat diberi beban penuh, adalah sebagai berikut :

x Tentukan nilai arus medan (Vektor OA) dari percobaan beban nol yang diperlukan untuk mendapatkan tegangan nominal alternator.

x Tentukan nilai arus medan (Vektor AB) dari percobaan hubung singkat

yang diperlukan untuk mendapatkan

arus beban penuh alternator.

x Gambarkan diagram vektornya dengan memperhatikan faktor daya- nya:

9 untuk faktor daya “Lagging”

dengan sudut ( 90 0 M )

9 untuk faktor daya “Leading”

dengan sudut 0 ( 90 M )

9 untuk faktor daya “Unity” dengan sudut

(perhatikan Gambar 5.137 a, b, dan Gambar 5.137 Vektor Arus Medan c) x Hitung nilai arus medan total yang ditunjukkan oleh vektor OB.

Gambar 5.138 memperlihatkan diagram secara lengkap dengan karakteristik beban nol dan hubung singkat. OA = Arus medan yang diperlukan untuk mendapatkan tegangan nominal. OC = Arus medan yang diperlukan untuk mendapatkan arus beban penuh pada hubung singkat.

AB = OC = dengan sudut

) Gambar 5.138 Karakteristik Beban Nol, Hubung terhadap OA.

( 0 90 M

Singkat, dan Vektor Arus Medan

440 Mesin Listrik

OB = Total arus medan yang dibutuhkan tong kurva beban nol dititik J. untuk mendapatkan tegangan Eo dari

Segitiga ADJ dise-but segitiga

karakteristik beban nol.

Potier..

6. Gambar garis JF tegak lurus AD.

OB OA 2 AB 2 2 xOAxABx cos{ 180 ( 90 0 M )}

Panjang JF menunjukkan kerugian tega-ngan akibat reaktansi bocor.

7. AF menunjukkan besarnya arus me-

i Metoda Potier

dan yang dibutuhkan untuk mengatasi efek magnetisasi akibat raeksi

Metoda ini berdasarkan pada pemi- jangkar saat beban penuh. sahan kerugian akibat reaktansi bocor 8. DF untuk penyeimbang reaktansi

Xl dan pengaruh reaksi jangkar Xa. Data bocor jangkar (JF) yang diperlukan adalah :

x Karakteristik Tanpa beban. x Karakteristik Beban penuh dengan

faktor daya nol. Khusus untuk karakteristik beban penuh dengan faktor daya nol dapat diperoleh dengan cara melakukan percobaan terhadap alternator seperti halnya pada saat percobaan tanpa beban, yaitu menaikkan arus medan secara bertahap, yang membedakannya supaya menghasilkan faktor daya nol, maka alternator harus diberi beban reaktor murni. Arus jangkar dan faktor daya nol saat dibebani harus dijaga konstan.

Gambar 5.139 Diagram Potier Langkah-langkah untuk menggambar Dari gambar Diagram Potier diatas, bisa Diagram Potier sebagai berikut :

dilihat bahwa :

1. Pada kecepatan sinkron dengan be- x

V nilai tegangan terminal saat beban reaktor, atur arus medan sampai

ban penuh.

tegangan nominal dan beban x

V ditambah JF (I.Xl) menghasilkan reaktor (arus beban) sampai arus

tegangan E.

nominal x BH = AF = arus medan yang dibu-

2. Gambarkan garis sejajar melalui tuhkan untuk mengatasi reaksi jang- kurva beban nol. Buat titik A yang

kar.

menunjuk-kan nilai arus medan pada percobaan faktor daya nol pada saat x Bila vektor BH ditambah kan ke OG, tegangan nominal.

maka besarnya arus medan yang dibutuhkan untuk tegangan tanpa

3. Buat titik B, berdasarkan percobaan hubung singkat dengan arus jangkar

beban Eo bisa diketahui. penuh. OB menunjukkan nilai arus

Vektor diagram yang terlihat pada medan pada saat percobaan terse-

but. diagram potier bisa digambarkan secara

4. Tarik garis AD yang sama dan terpisah seperti terlihat pada gambar 5.140.

sejajar garis OB.

5. Melalui titik D tarik garis sejajar kur-

Eo V

% Pengaturan Tegangan = x 100 va senjang udara sampai memo-

Mesin Listrik 441 Mesin Listrik 441

x Urutan fasa dari kedua alternator

harus sama.

Ada beberapa cara untuk memparalelkan alternator dengan mengacu pada

syarat-syarat diatas, yaitu : Gambar 5.140 Vektor Diagram Potier

a. Lampu Cahaya berputar dan Volt-

5.7.8 Kerja Paralel Alter-

meter

nator

b. Voltmeter, Frekuensi Meter, dan

Syn-chroscope.

c. Cara Otomatis

Bila suatu alternator mendapat pembe-

banan lebih dari kapasitasnya bisa me- i Lampu Cahaya Berputar dan Volt-

ngakibatkan alternator tidak bekerja

meter

atau rusak. Untuk mengatasi beban yang terus meningkat tersebut bisa Buat rangkaian seperti diperlihatkan pa- diatasi dengan menjalankan alternator

da Gambar 5.141, pilih lampu dengan lain yang kemudian dioperasikan secara tegangan kerja dua kali tegangan fasa

paralel dengan alternator yang telah be- netral alternator atau gunakan dua lam- kerja sebelumnya.

pu yang dihubungkan secara seri. Da- lam keadaan saklar S terbuka opera-

Keuntungan lain, bila salah satu alter- sikan alternator, kemudian lihat urutan nator tiba-tiba mengalami gangguan, nyala lampu. Urutan lampu akan beru- alternator tersebut dapat dihentikan bah menrut urutan L1 - L2 - L3 - L1 - L2 serta beban dialihkan pada alternator - L3. lain, sehingga pemutusan listrik secara

total bisa dihindari. Perhatikan Gambar 5.142 a, pada keadaan ini L1 paling terang, L2 terang, dan

i Cara Memparalelkan Alternator

L3 redup.

Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk Perhatikan Gambar 5.142 b, pada ke- memparalelkan dua buah alternator atau adaan ini: lebih ialah :

x L2 paling terang x L1 terang

x Polaritas dari alternator harus sama x L3 terang dan bertentangan setiap saat terha-

dap satu sama lainnya. Perhatikan gambar 5.142 c, pada ke- x Nilai efektif arus bolak-balik dari te- adaan ini, gangan harus sama.

x L1 dan L2 sama terang x Tegangan Alternator(mesin) yang di- x L3 Gelap dan Voltmeter=0 V paralelkan mempunyai bentuk ge- Pada saat kondisi ini maka alternator lombang yang sama.

dapat diparalelkan dengan jala-jala (alternator lain).

442 Mesin Listrik

Gambar 5.141 Rangkaian Paralel Alternator

Gambar 5.142 Rangkaian Lampu Berputar

i Voltmeter, Frekuensi Meter dan Synchroscope

Pada pusat-pusat pembangkit tenaga listrik, untuk indikator paralel alternator banyak yang menggunakan alat Synch- roscope. Penggunaan alat ini dilengkapi dengan voltmeter untuk memonitor kesamaan tegangan dan frekuensi meter untuk kesamaan frekuensi.

Ketepatan sudut fasa dapat dilihat dari synchroscope. Bila jarum penunjuk ber-

putar berlawanan arah jarum jam berarti frekuensi alternator lebih rendah dan

bila searah jarum jam berarti frekuensi alternator lebih tinggi. Pada saat jarum telah diam dan menunjuk pada kedudukan vertikal, berarti beda fasa alternator dan jala-jala telah 0 (Nol) dan seli- sih frekuensi telah 0 (Nol),maka pada kondisi ini saklar dimasukkan (ON). Alat synchroscope tidak bisa menunjukkan urutan fasa jala-jala, sehingga untuk memparalelkan perlu dipakai indikator urutan fasa jala-jala.

i Cara Otomatis

Paralel alternator secara otomatis biasanya menggunakan alat yang secara

Mesin Listrik 443

Gambar 5. 143 Sychroscope

otomatis memonitor perbedaan fasa, te- Gambar 5.144 Motor Sinkron dua Kutub gangan, frekuensi, dan urutan fasa.

Apabila semua kondisi telah tercapai alat memberi suatu sinyal bahwa saklar Gambar 5.144 mengilustrasikan sebuah untuk paralel dapat dimasukkan.

motor sinkron dua kutub dengan asumsi rotor dalam keadaan diam.

Saat poros motor tidak berbeban, maka

5.8 Motor Sinkron

poros rotor “dikunci”oleh kutub stator lawan dan motor akan berputar pada

kecepatan sinkron dan sudut Torsi G

5.8.1 Prinsip Kerja

akan nol (Gambar 5.145 a). Bila beban mekanis diberikan pada poros rotor,

Motor sinkron bekerja dengan dua maka putaran rotor cenderung menurun sumber arus, yaitu arus bolak-balik (AC) (Gambar 5.145 b) tetapi putaran masih dan sumber arus searah (DC). Motor sinkron. Ikatan magnetik antara medan akan berputar sinkron bila putaran rotor dan stator masih terjadi, tetapi

medan putar sama dengan putaran rotor tertinggal oleh sudut Torsi G . Torsi rotor. Jadi bila stator dihubungkan yang dihasilkan Td yang tergantung dengan sumber tegangan tiga fasa pada sudut G dan ini harus cukup untuk (AC), maka pada stator akan terjadi mengatasi Torsi poros (T.beban) yang medan putar dan pada rotor dimasukan terjadi. tegangan DC.

Sumber DC baru dimasukkan setelah rotor berputar dengan putaran sinkron, karena motor sinkron akan bekerja bila Ns = Nr, bila hal ini belum tercapai, maka motor tidak akan bekerja.

444 Mesin Listrik

Gambar 5.145 Pengaruh Beban pada Kutub Rotor Motor Sinkron

5.8.2 Motor Saat Berbeban

Seperti halnya pada jenis motor yang lain, pada motor sinkronpun akan terjadi ggl lawan, akibat naiknya arus yang mengalir pada jangkar sebagai kompen- sasi dari kenaikkan Torsi dan Daya oleh beban.

Sebagai ilustrasi diperlihatkan pada gambar 5.146. Apabila ada kenaikan beban pada poros motor, kecepatan rotor akan menurun sesaat karena diperlukan waktu untuk motor menyerap

tambahan daya dari jala-jala. Meskipun Gambar 5.146 Pengaruh Kenaikan Beban masih berputar pada kecepatan sinkron, Pada Arus Jangkar

rotor tetap akan tertinggal sebesar sudut

Torsi G dari medan stator. Ggl yang Saat tanpa beban (beban ringan) Eb akan diinduksikan pada posisi rotor dan V hampir berlawanan secara yang baru dan mengenai medan stator langsung, tetapi saat beban bertambah adalah Eb’.

Mesin Listrik 445 Mesin Listrik 445

2 I ……………………………………………………………………..(5.8-1) Zs

V 4 Eb

Motor akan menyerap daya dari jala-jala untuk mengkompensasi kenaikan beban poros, tanpa mengakibatkan perubahan pada kecepatan rata-ratanya. Tetapi bilabeban bertambah terus, bisa Menga-kibatkan motor keluar dari keadaan sinkron dan berhenti berputar.

5.8.3 Daya Dihasilkan Motor Sinkron

Gambar 5.147 Vektor Diagram untuk Menentukan Daya Motor

Gambar 5.147 memperlihatkan vektor x Garis CD dibuat dengan beda sudut diagram sebuah motor sinkron dengan

T dari AB

faktor daya “leading”, dimana : x AC dan FD tegak lurus CD OA = Tegangan suplai/fasa

Daya mekanik per fasa yang terjadi AB = Ggl lawan dengan sudut beban D pada rotor :

OB = Tegangan resultan Er = I . Zs T

= Sudut antara I dengan Eb Pm = Eb . I . Cos \ Watt ..........(5.8-2)

1 Xs T Tan pada ' OBD BD = I . Zs . Cos \ Ra

BD = CD – BC atau BD = AE – BC

446 Mesin Listrik

I .Zs .Cos \ = V.Cos ( T - D ) – Eb.Cos T

V ? Eb

I . Cos \ Cos ( T D )

Cos T (5.8-3)

Substitusikan pers (5.8-3) ke pers(5.8-2)

ª V Pm/fasa Eb

Eb Cos T D Cos T «¬

Eb 2 . V Eb

Cos T D Cos T ............................... (5.8-4)

Untuk menentukan nilai daya maksimum yang dihasilkan motor dapat diperoleh dengan mendeferensialkan pers(3-6) terhadap sudut beban.

dPm Eb . ? V Sin T D atau Sin ( T - D )=0 T = D

d D Zs

? Nilai daya Maksimum

Eb 2 . V Eb

(max) Pm Cos D

Zs Eb 2 . V Eb

(max) Pm Cos D …………………………………..(5.8-5)

5.8.4 Efisiensi Motor Sinkron

Gambar 5.148 Diagram Aliran Daya pada Sebuah Motor Sinkron

Mesin Listrik 447

Adanya kerugian-kerugian yang terjadi pada motor mengurangi daya masuk listrik Pin), semakin kecil kerugian yang terjadi maka semakin tinggi efisiensi motor.

Adapun kerugian-kerugian yang terjadi pada sebuah motor listrik bisa diilustrasikan seperti pada gambar 5.148.

Efisiensi

K out x 100 % ……………………………….….(5.8-6)

P out ¦ Rugi

P out Z . T poros ... Watt …...…..............................................(5.8-7) P in 3 . VL . IL . Cos M ……….......................................... (5.8-8) Sehingga persamaan untuk efisiensi dapat ditulis seperti persamaan (5.8-9),

Z . T poros

K 2 x 100 % ……….(5.8-9)

Z . T poros 3 . Ia . Ra If . Vf P int i P su

5.8.5 Kurva V Motor Sinkron

Gambar 5.149, memperlihatkan diagram vektor sebuah motor sinkron dengan faktor daya yang berbeda-beda pada keadaan beban tetap.

Gambar 5.149 Diagram Vektor dalam Keadaan Beban Tetap, dengan Faktor Daya Berbeda

Arus Ia yang disuplai dari jala-jala untuk motor sinkron nilainya akan besar saat faktor daya “lagging” (penguatan kurang), kemudian menurun pada saat faktor daya

448 Mesin Listrik

“Unity” dan naik kembali pada saat faktor daya ‘leading” (penguat lebih). Sehingga kita bisa menggambarkan hubungan arus jangkar Ia dengan arus medan If untuk suatu beban yang tetap, dan perubahan diberi arus searah melalui slipring maka ini dapat digambarkan dalam bentuk akan timbul kutub utara dan selatan kurva V, seperti diperlihatkan pada pada sepatu kutub dimana kumparan itu gambar 5.150.

diletakkan. Nilai arus yang diberikan juga bisa diatur sehingga memungkin- kan faktor daya motor sinkron pada kondisi leading atau lagging.

Salah satu cara untuk pengasutan motor dengan jenis rotor seperti dijelaskan diatas adalah dengan cara mengfungsi- kan mesin sinkron sebagai generator sinkron dengan proses sinkronisasi seperti telah dijelaskan pada sub bab

5.7.8. Apabila proses sinkronisasi generator dengan jala-jala telah selesai dila-

kukan,selanjutnya putuskan hubungan Gambar 5.150 Kurva V Motor Sinkron

tegangan ke penggerak mula. Proses ini akan menyebabkan aliran daya ke

Pada saat motor sinkron dalam kondisi mesin sinkron akan berubah, yang me- tidak berbeban diberi penguatan ber- ngakibatkan mesin sinkron berubah lebih (over exicited) akan berfungsi se- fungsi dari generator sinkron menjadi bagai kapasitor, sehingga mempunyai motor sinkron. kemampuan untuk memperbaiki faktor

daya jaringan listrik dimana motor Prosedur pengasutan seperti dijelaskan tersebut terhubung. Hal ini terjadi diatas biasanya dilakukan di laborato- karena daya reaktif yang dihasilkan rium mesin listrik atau saat motor tidak motor akan mengkompensasi kelebihan terhubung langsung ke beban. fluk pada jaringan listrik.

Motor sinkron yang dimanfaatkan untuk Untuk mengatasi kesulitan dalam proses memperbaiki faktor daya biasa disebut pengasutan ini, kebanyakan motor sin- kondensor sinkron atau kapasitor sinkron untuk digunakan industri telah di- kron.

rancang secara khusus dengan dilengkapi kumparan peredam (damper

winding) yang diletakkan pada sepatu

5.8.6 Pengasutan Motor

kutub dan kumparan peredam ini dihu- Sinkron bung singkat pada kedua ujungnya.

Langkah pengasutan sebuah motor sin- Pada saat periode pengasutan motor kron supaya berputar pada kecepatan sinkron difungsikan seperti sebuah mo- sinkronnya tidak semudah seperti kita tor induksi sampai putaran rotornya melakukan pengasutan pada sebuah mendekati kecepatan medan putar (ke- motor induksi.

cepatan sinkron).

Rotor sebuah mesin sinkron seperti Berikut ini adalah langkah untuk penga- telah dijelaskan pada sub bab sebelum- sutan motor sinkron yang dilengkapi nya terdiri dari kumparan yang bila dengan kumparan peredam :

Mesin Listrik 449

1) Putuskan suplai arus searah ke kumparan medan motor sinkron, kemudian hubung singkat terminal kumparan medan;

2) Naikkan tegangan suplai tiga fasa ke terminal stator motor secara bertahap dengan menggunakan autotransformator dan amati putaran rotor sampai mendekati kecepatan sinkronnya;

3) Bila putaran rotor sudah mendekati kecepatan sinkronnya, lepaskan rangkaian hubung singkat pada kumparan medannya. Kemudian masukan suplai arus medan (dc excitation) secara bertahap sampai putaran rotor motor akan masuk pada kondisi putaran sinkron;

4) Berikan tegangan suplai ke terminal stator secara penuh (tanpa melewati autotransformator);

5) Atur nilai arus ke kumparan medan untuk memperoleh faktor daya yang dibutuhkan.

450 Mesin Listrik

5.9 Motor Satu Fasa

membutuhkan kecepatan konstan

seperti jam. Ada dua tipe motor sinkron yang umum digunakan, yaitu

5.9.1 Pendahuluan

reluctance motor dan hysterisis motor.

Dibawah ini diperlihatkan beberapa

Motor satu fasa umumnya dibuat de- gambar peralatan yang mengguna- ngan daya yang kecil (fractional horse

kan motor satu fasa. power), konstruksinya juga relatif seder-

hana, walaupun demikian motor jenis ini tidak terlalu mudah untuk dianalisa. Motor satu fasa banyak digunakan pada peralatan rumah tangga dan industri, seperti refrigerator, pompa air, mesin cu-ci, mesin jahit, dan lain-lain.

Motor satu fasa dibagi atas tiga tipe, yaitu :

1. Motor Induksi Satu Fasa

Gambar 5.151 Food Processor

Motor jenis ini diklasifikasikan berdasarkan metoda yang digunakan untuk pengasutannya dan mengacu pada nama metoda yang digunakannya, seperti resistance start (split phase), capacitor-start, capacitor- run, dan shaded pole.

2. Motor Seri Satu Fasa (Universal)

Gambar 5.152 Mixer Motor seri satu fasa dapat diguna-

kan dengan dua macam jenis arus, yaitu arus searah (dc) dan arus bolak-balik (ac). Motor jenis ini mampu memberikan torsi asut yang tinggi dan beroperasi pada kecepatan tinggi. Motor universal banyak digunakan pada peralatan rumah tangga dan peralatan yang bersifat portable.

3. Motor Sinkron Satu Fasa

Tipe motor sinkron satu fasa ber-

putar pada kecepatan konstan dan Gambar 5.153 Pod Coffee Makers digunakan pada peralatan yang

Mesin Listrik 451

5.9.2 Motor Induksi Satu

5.9.2.1 Teori Medan Putar Ganda

Fasa

Teori medan putar ganda (double revol- Konstruksi motor induksi satu fasa ving field theory) menganggap bahwa hampir sama dengan motor induksi tiga fluksi bolak-balik yang dihasilkan kum- fasa rotor sangkar, yang membedakan- paran stator dapat diuraikan dalam dua nya pada kumparan stator yang berupa komponen, yaitu satu komponen sinkron kumparan satu fasa. Motor induksi satu yang berputar dengan arah maju (Øs) fasa biasanya dilengkapi saklar sentri- dan satu dengan arah mundur (Øi) fugal yang diperlukan saat pengasutan, (Gambar 5.155). saklar akan memutuskan suplai tega-

ngan ke kumparan bantu setelah motor Putaran fluks magnet dapat dijelaskan mencapai kecepatan 75% s.d 100% dari sebagai berikut : kecepatan nominal motor.

Dengan menghubungkan motor induksi satu fasa ke sumber tegangan bolak- balik satu fasa, maka kumparan stator akan menghasilkan fluksi yang berbentuk sinusoidal. Fluks magnet ini hanya merupakan fluks pulsasi, bukan merupakan fluks medan putar, sehingga tidak memutarkan rotor yang dalam keadaan diam, hanya putaran fluksi yang dihasilkan. Jadi motor induksi satu fasa tidak dapat start sendiri. Untuk dapat start sendiri, motor memerlukan alat bantu,

alat bantu ini ada yang digunakan saat

start atau selama motor bekerja. (a)

(b)

Gambar 5.154 Letak Kumparan Motor

Induksi Satu Fasa

452 Mesin Listrik

1) Perhatikan gambar 5.155 a :

Harga fluksi maksimum terdiri dari dua komponen fluksi Øs dan Øi, dimana harga fluksi Øs dan Øi setengah dari harga fluksi maksimum (Øm). Fluksi Øs berputar kekanan searah jarum jam dan fluksi Øi berputar kekiri berlawanan arah jarum jam

2) Perhatikan gambar 5.155 b :

Setelah beberapa waktu fluksi Øs menunjukan suatu sudut - Ԧ dan fluksi Øi menunjukan sudut +

Ԧ, maka resultan (c) fluksinya adalah :

sin

I m sin T

3) Perhatikan gambar 5.155 c :

Setelah seperempat periode putaran fluksi Øs dan fluksi Øi besarnya sama dan berlawanan arah, sehingga besarnya fluksi resultan Ør = 0.

4) Perhatikan gambar 5.155 d :

Selanjutnya pada setengah periode (d ) putaran fluksi Øs dan Øi searah namun

arahnya berlawanan dengan Øm, maka resultan fluksi Ør akan sama dengan – Øm.

5) Perhatikan gambar 5.155 e :

Pada tigaperempat putaran fluksi Øs dan fluksi Øi akan berlawanan arah, maka fluksi resultan Ør=0, dan ini berlangsung secara terus menerus sehingga hasilnya berbentuk gelombang seperti terlihat pada gambar 5.156.

Bentuk gelombang fluksi terdiri dari dua

komponen fluksi putaran, dimana masing-masing besarnya setengah fluksi

(e) resultan. Gambar 5.155 Putaran Fluksi

Mesin Listrik 453 Mesin Listrik 453

Pada saat motor berputar maka akan terdapat slip yang besarnya tergantung dari kecepatan dan arah putaran dari motor, masing-masing slip yang dihasilkan dapat dijelaskan sebagai berikut :

¾ Slip yang dihasilkan saat motor ber-

putar dengan arah maju : Gambar 5.156 Bentuk Gelombang Fluksi

5.9.2.2 Lengkung (Kurva) Torsi

¾ Slip yang dihasilkan saat motor berputar dengan arah mundur : Seperti telah dijelaskan bahwa medan

stator pada motor induksi satu fasa

Nr berupa fluksi bolak-balik yang terdiri dari

1 dua komponen yaitu fluksi Øs dan Øi.

N s Kedua fluksi yang berlawanan arah

1 ( 1 S ) ( 2 S ) tersebut akan menghasilkan torsi yang

sama besar dan berlawanan arah, yaitu Sedangkan besar daya dan torsi yang arah maju (forward) dan arah mundur dihasilkan rotor motor dapat dihitung (backward).

berdasarkan persamaan berikut ini :

Torsi resultan yang dihasilkan oleh torsi ¾ Daya yang dihasilkan oleh rotor : arah maju dan arah mundur pada dasarnya mempunyai kemampuan

untuk menggerakan rotor motor dengan P g 2 I 2 R 2 arah maju atau mundur, tetapi pada saat

start kemampuan masing-masing torsi ¾ Torsi yang dihasilkan oleh rotor :

untuk maju dan mundur sama besarnya, sehingga rotor motor akan tetap diam.

Untuk itu motor memerlukan suatu alat dan kecepatan N r N s ( 1 S ) bantu saat start, apabila dibantu diberi

maka :

torsi maju, maka rotor motor akan berputar mengikuti torsi resultan maju, de-

T . 2 . R 2 mikian juga sebaliknya bila diberi torsi

resultan mundur, maka rotor motor akan

berputar sebaliknya (mundur).

Masing-masing komponen fluksi yaitu

fluksi sinkron (Øs) dan fluksi invers (Øi) Sehingga besarnya masing-masing torsi berputar sekitar stator dan mengimbas adalah :

454 Mesin Listrik

¾ Torsi arah maju :

¾ Torsi arah mundur :

( 2 S ) ¾ Torsi Total yang dihasilkan :

Pada gambar 5.157 terlihat torsi Ts, Ti, dan Tr untuk slip antara 0 sampai de-

ngan 2. Titik diam saat S=1 dan (2-S)=1,

pada kondisi ini Ts dan Ti sama besar- Gambar 5.158 Kumparan Bantu Motor nya yaitu ½ Tmax dan arahnya berla-

Induksi Satu Fasa wanan sehingga torsi resultan Tr = 0,

hal ini yang menyebabkan motor induksi Metoda untuk memperoleh perbedaan satu fasa tidak bisa berputar sendiri.

fasa antara kumparan utama dan kumparan bantu supaya motor dapat start

sendiri, dapat dilakukan dengan cara :

¾ Metoda Split Phase ; ¾ Metoda Capacitor; dan ¾ Metoda Shaded Pole.

5.9.2.3 Rangkaian Pengganti Motor Induksi Satu Fasa

Motor induksi satu fasa dapat dilihat sebagai dua buah motor yang mempu-

Gambar 5.157 Lengkung Torsi Motor Induksi nyai kumparan stator bersama, tetapi

Satu Fasa

masing-masing rotor berputar berlawanan arah.

Supaya motor satu fasa bisa start sen-

diri maka motor harus diubah menjadi Rangkaian Pengganti tanpa Rugi dua fasa selama periode pengasutan

Inti

(starting). Untuk itu stator motor induksi

satu fasa yang hanya memiliki kumpar- Rangkaian pengganti motor induksi satu an utama harus ditambah dengan kum- fasa menurut teori medan ganda dapat paran bantu, dan antara kedua kumpar- dilihat pada gambar 5.159. Motor digam- an tersebut harus mempunyai beda fasa barkan dengan satu lilitan stator dan

sebesar

90 listrik(Gambar 5.158).

dua lilitan rotor.

Mesin Listrik 455

Impedansi Stator : Z R 1 jX 1

Impedansi masing-masing rotor adalah:

r 2 jx 2

Dimana r dan 2 x mewakili harga sete- 2 ngah rotor dipandang dari stator.

Selama rugi inti diabaikan, penguatan pada masing-masing cabang hanya terdiri penguatan reaktansi.

Impedansi rotor dengan arah putaran maju :

Impedansi rotor dengan arah putaran mundur :

Gambar 5.159 Rangkaian Pengganti tanpa

Rugi Inti

Dalam kondisi diam, tegangan arah maju dan arah mundur sama besarnya, dengan tegangan arah mundur (Vs=Vi), dan pada saat berputar maju (Vs) antara 90% s.d 95% dari tegangan yang diberikan.

Torsi arah maju : T

Torsi arah mundur : T

Torsi total yang dibangkitkan : T t T s T i

Rangkaian Pengganti dengan

Rugi Inti

Rugi inti dapat diganti dengan tahanan

pengganti, dan dihubungkan secara seri Gambar 5.160 Rangkaian Pengganti atau paralel dengan reaktansi mag- dengan Rugi Inti (rc Paralel)

netik seperti terlihat pada gambar 5.160

dan 5.161.

456 Mesin Listrik

Pada gambar 5.160 tahanan pengganti rc dihubungkan secara paralel dengan reaktansi magnetik, maka :

Impedansi maju

jx ( 2 m r c ) r

c ( 2 S jx 2 ) x m . x 2

Impedansi mundur Z i

jx m ( 2 r ) r ( 2 jx ) x . x

Gambar 5.161 Rangkaian Pengganti dengan Rugi Inti (rc Seri)

Pada gambar 5.161 tahanan pengganti (rc) dirangkai secara seri dengan reaktansi magnetik, maka :

( rc jx ).( 2 m jx 2 )

Impedansi maju

Impedansi mundur

Mesin Listrik 457

Tegangan arah maju (Vs) saat motor berputar pada putaran nominal sangat besar dan tegangan mundur (Vi) rendah.

5.9.2.4 Motor Split Phase

Motor Split Phase (resistance-start motor) adalah motor induksi satu fasa yang memilki dua buah kumparan pada bagian statornya, yaitu kumparan utama (main stator winding) dan kumparan

bantu (auxilary stator winding). b. Vektor Arus Bila dibandingkan nilai resistansi dan reaktansi kumparan utama dengan kumparan bantu pada motor split phase sebagai berikut : ¾ Kumparan utama mempunyai nilai

resistansi yang kecil dan reaktansi yang besar;

¾ Kumparan bantu mempunyai nilai resistansi yang besar dan reaktansi yang kecil.

Untuk mendapatkan nilai resistansi yang besar pada kumparan bantu dapat dilakukan dengan memasang tahanan seri atau dengan menggunakan kumparan yang mempunyai tahanan tinggi.

c. Karakteristik

Gambar 5.162 Motor Split Phase

Arus Is yang mengalir di kumparan bantu tertinggal dari tegangan V dengan sudut yang sangat kecil, sedangkan arus Im yang mengalir di kumparan utama tertinggal dari tegangan V dengan sudut yang besar. Sudut fasa antara Im dengan Is dibuat sebesar mungkin karena torsi yang dihasilkan

sebanding dengan Sin D.

a. Kumparan Stator Saklar sentrifugal diletakan secara seri dengan kumparan bantu dan terletak

dibagian dalam motor. Fungsi saklar sentrifugal adalah sebagai alat pemutus

458 Mesin Listrik 458 Mesin Listrik

Saat start, torsi yang dihasilkan motor split phase berkisar antara 150% s.d 200% dari torsi beban penuh. Sedang- kan arus startnya bisa mencapai 6 (enam) s.d 8 (delapan) kali arus nominal motor. Motor Split Phase pada umumnya digu-

nakan untuk daya yang kecil, yaitu antara 1/20 hp s.d 1 hp dengan putaran

Gambar 5.163. Motor Kapasitor dari 865 Rpm sampai 3450 Rpm.

Tipe-tipe motor kapasitor adalah : ¾ Motor Split Phase Dua Kecepatan

¾ Motor Kapasitor-Start, kapasitor ini digunakan selama periode start(pe- Untuk mengubah kecepatan motor split

ngasutan) motor;

phase dapat dilakukan dengan cara ¾ Motor Kapasitor-Run, kapasitor digu- mengubah jumlah kutub, yang pada

nakan selama periode start dan run umumnya dilakukan untuk putaran yang

(jalan) ;

searah, yaitu dengan cara : ¾ Motor Kapasitor- Start Kapasitor-

a. Menambah jumlah kumparan utama Run, dalam motor ini digunakan dua dengan kumparan bantu tetap;

buah kapasitor, yaitu satu untuk start

b. Menggunakan dua kumparan utama dan satu lagi untuk jalan(run). dan dua kumparan bantu;

c. Menggunakan hubungan khusus, Cara Menjalankan Motor Kapasitor

yaitu hubungan consequent-pole

tanpa menambah kumparan utama Selama periode start lilitan bantu dan atau kumparan bantu.

lilitan utama dihubungkan ke sumber tegangan dan posisi saklar sentrifugal

tertutup. Kumparan bantu dihubungkan

5.9.2.5 Motor Kapasitor secara seri dengan kapasitor dan sake-

lar sentrifugal. Setelah putaran motor Motor kapasitor biasanya dioperasikan mencapai 75% dari kecepatan nominal pada rating daya antara 1/8 hp s.d 1 hp. saklar sentrifugal akan membuka Konstruksi motor kapasitor hampir sama sehingga motor hanya bekerja dengan dengan motor split phase, perbe- kumparan utama saja. Putaran medan daannya hanya pada penambahan unit magnet harus dihasilkan didalam motor kapasitor yang dihubungkan secara seri supaya timbul perbedaan fasa sebesar dengan kumparan utama atau kumpar- 90° listrik antara kumparan utama de- an bantu. Kapasitor biasanya diletakan ngan kumparan bantu. dibagian luar motor atau berada didalam

rumah motor. Kapasitor digunakan untuk mengalirkan arus ke kumparan bantu untuk mencapai harga maksimum sebelum arus dari kumparan utama mencapai maksimum,

Mesin Listrik 459 Mesin Listrik 459

1. Motor Kapasitor-Start

Pada saat start motor akan menghasilkan Torsi start (asut) yang tinggi bila kapasitor dihubungkan secara seri dengan kumparan bantu (Gambar 5.164a) Pemasangan kapasitor menaikan sudut fasa antar arus kumparan (Gambar

b. Vektor Arus Kapasitor-Start 5.164b). Karakteristik torsi – kecepatan diperlihatkan pada gambar 5.164c. Tipikal nilai kapasitor untuk motor 0,5 hp adalah 300 uF dari tipe electrolytic.

Rangkaian ekuivalen motor capacitor- start pada saat pengasutan (starting) dapat direpresentasikan seperti diperlihatkan pada gambar 5.164d, dan berdasarkan rangkaian ekuivalen ini kita bisa menurunkan persamaan untuk menentukan nilai kapasitor untuk start.

C c. Karakteristik Kapasitor-Start § Z . ¨

d. Rangkaian Ekuivalen Kapasitor-Start

Gambar 5.164 Motor Kapasitor-Start

a . Rangkaian Kapasitor-Start

460 Mesin Listrik

2. Motor Kapasitor-Run

Motor Kapasitor-Run (Kapasitor Jalan) ini sama dengan motor kapasitor-start , kecuali kumparan bantu dan kapasitor terhubung pada rangkaian sepanjang waktu, sehingga tidak diperlukan lagi saklar sentrifugal.

Keuntungan kapasitor dipasang secara permanen pada motor adalah : ¾ Memperbaiki kapasitas beban lebih

pada motor;

¾ Faktor daya motor jadi tinggi; ¾ a. Rangkaian Motor Kapasitor-Run

Efisiensi yang tinggi;

¾ Suara motor halus dan tidak bising.

Kapasitor digunakan untuk starting(pengasutan) dan menjalankan motor. Karena kapasitor digunakan saat pengasutan dan jalan, maka harus dipilih nilai kapasitor yang tepat. Umumnya kapasitor yang digunakan adalah tipe ac paper oil dengan nilai antara 20 uF s.d 50 uF.

3. Motor Kapasitor-Start Kapasitor-

Run

b. Karakteristik Motor Kapasitor-Run Pada motor jenis ini terdapat dua buah kapasitor, satu kapasitor digunakan saat

Gambar 5.165 Motor Kapasitor-Run

start (Cr) dan satu lagi saat jalan (Cr). Nilai kapasitor untuk start lebih besar dibandingkan dengan nilai kapasitor untuk jalan. Tipe kapasitor yang digunakan untuk start dan jalan biasanya berbeda, tipe kapasitor start electrolytic dan untuk kapasitor jalan adalah paper oil . Tipikal nilai kapasitor yang digunakan untuk motor 0,5 hp adalah Cs = 300 uF dan Cr = 40 uF.

Motor tipe ini harganya lebih mahal bila dibandingkan dengan jenis motor kapa-

a. Rangkaian Motor Kapasitor-Start

sitor start dan run , sebanding dengan

Kapasitor-Run

unjuk kerjanya yang paling baik diantara

jenis motor kapasitor.

Mesin Listrik 461

Medan putar yang dihasilkan pada motor jenis ini adalah karena adanya induksi pada cincin hubung singkat yang terdapat pada kutub bayangan yang berasal dari pengaruh induksi magnet kutub yang lainya, sehingga motor ini menghasilkan fluks magnet yang berputar.

b. Karakteristik Motor Kapasitor-Start Kapasitor-Run

Gambar 5.166 Motor Kapasitor-Start Kapasitor-Run

5.9.2.6 Motor Shaded-Pole

a. Konstruksi Motor Shaded-Pole

Perbedaan konstruksi motor shaded- pole (kutub bayangan) yang sangat me- nonjol bila dibandingkan dengan konstruksi motor induksi satu fasa yang lainnya adalah pada bagian statornya, bagian kutub magnit stator motor dibe- lah dan diberi cincin pada bagian ujung kutubnya, yang biasa disebut kutub bayangan. Sedangkan jenis rotor yang digunakannya sama dengan motor induksi satu fasa yang lainnya yaitu rotor sangkar. Motor kutub bayangan

b. Karakteristik Motor Shaded-Pole

biasanya digunakan pada peralatan

Gambar 5.167 Motor Shaded-Pole

dengan kapasitas daya yang kecil

seperti pada motor-motor kipas angin kecil.

5.9.2.7 Karakteristik Motor Shaded- Pole

Gambar 5.167a memperlihatkan sebuah Sebagai penutup dari bahasan motor motor kutub bayangan, yang kutubnya induksi satu, pada tabel 5.8 diperlihat- diberi alur dan dilingkari dengan satu kan karakteristik dan aplikasi motor lilitan hubung singkat dari bahan temba- induksi satu fasa secara umum.

ga.

462 Mesin Listrik

Mesin Li

stri k

Tabel 5.8 Karakteristik dan Penggunaan Motor Induksi Satu Fasa

5.9.3 Motor Seri Satu Fasa (Universal)

Gambar 5.168 Konstruksi Motor Universal

Motor universal terdiri dari sebuah rotor Perawatan motor universal relatif mu- yang biasa disebut armatur atau jang- dah, kebanyakan motor tidak berfungsi kar, dengan lilitan kumparan sekeliling- dengan baik diakibatkan karena kontak nya, dan diujung poros diletakkan ko- sikat karbon ke permukaan komutator mutator yang dibagi atas beberapa la- tidak baik, ini bisa dilihat dengan ada- mel. Pada permukaan komutator dile- nya spark pada permukaan komutator, takan sikat karbon yang berfungsi untuk sehingga kontak listrik menjadi tidak mengalir arus dari sumber luar ke dalam sempurna. Apabila hal seperti ini terjadi, jangkar motor. Saat arus mengalir ke maka kita harus mengatur kembali posi- dalam jangkar, maka di jangkar akan si sikat atau mengganti sikat dengan timbul medan magnit, sehingga jangkar yang baru. akan berputar diantara kutub magnit yang berada di stator motor.

Hampir semua motor universal memiliki kipas pendingin di bagian ujung poros- nya. Motor universal banyak digunakan pada peralatan listrik dengan ukuran kecil dan sedang, seperti pengisap debu, msin jahit dan sejenisnya.

Motor universal bisa dioperasikan dengan sumber arus searah atau bolak-balik. Kecepatan motor bisa diatur dengan menggunakan rheostat, penyearah, atau perubahan kedudukan sikat karbon yang melewati jangkar motor.

Gambar 5.169 Jangkar Motor Universal

464 Mesin Listrik

Mesin Listrik 465

Generator set atau disingkat Genset merupakan seperangkat pembangkit tenaga listrik yang merupakan gabungan antara mesin penggerak yang berupa mesin diesel sebagai penggerak mula dan generator sebagai mesin yang yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada umumnya generator yang digunakan adalah jenis generator sinkron seperti telah dibahas pada sub bab sebelumnya.

Genset biasanya dimanfaatkan sebagai pembangkit energi listrik pada daerah- daerah atau lokasi yang belum ter- jangkau oleh suplai listrik PLN, selain itu genset banyak dimanfatkan sebagai sumber daya darurat (catu daya darurat) ketika PLN atau sumber utama daya listrik mengalami pemadaman.

Pengertian dan definsi Genset darurat menurut PUIL 2000 (Pasal 8.21.1.1) adalah : ”Keadaan darurat adalah keadaan yang tidak biasa atau tidak dikehendaki yang membahayakan keselamatan manusia, bahaya kebakaran dan keamanan ba- ngunan serta isinya, yang ditimbulkan karena penyediaan listrik utama ter- ganggu. Penerangan darurat biasanya dipasang di gedung-gedung umum yang banyak dikunjungi orang seperti hotel, pasar, toserba, gedung pertunjukan, tempat ibadah, gelanggang olah raga, rumah sakit dan gedung lain yang sejenisnya. Genset darurat dapat me- nyediakan daya untuk beberapa ke- perluan seperti pendingin, pelayanan alat bantu mekanis, ventilasi jika penting untuk keselamatan jiwa, penerangan dan tenaga untuk kamar operasi di rumah sakit, sistem alarm kebakaran, proses industri yang bila aliran listrik terputus dapat menyebabkan bahaya yang serius, komunikasi dan hal yang sejenisnya”.

5.10 Generator Set

5.10.1 Pendahuluan

Sumber: http://www.chinapower-online.com/Mitsubishi series.html

Gambar 5.170 Contoh Generator Set

466 Mesin Listrik

Pada pasal berikutnya (pasal 8.21.3.1.1) dijelaskan bahwa generator darurat harus memenuhi beban sebagai berikut:

Kelengkapan penggerak utama yang menggunakan tenaga listrik dan per- lengkapan pengasutan.

Lift keadaan darurat dengan ang- gapan pada suatu kumpulan lift hanya satu lift yang bekerja.

Daya yang digunakan untuk menurunkan lift. Kipas untuk mengisap asap. Pompa air untuk sistem pemadam

kebakaran saat terjadi kebakaran. Pemanfaatan listrik yang digunakan pada saat terjadi kebakaran. Penerangan darurat yang dihubungkan dangan generator tersebut. Jumlah beban lain yang dapat disuplai dari sistem pembangkit tersebut kecuali yang tersebut dalam

Jika ditinjau dari cara memperoleh energi termalnya, motor diesel atau mesin diesel dikelompokan ke dalam mesin dengan pembakaran dalam mesin itu sendiri, yaitu proses pembakaran terjadi di dalam silinder mesin, sehingga gas pembakaran yang terjadi sekaligus berfungsi sebagai fluida kerja.

Motor menggunakan beberapa selinder, dimana didalamnya terdapat torak yang bergerak secara translasi (bolak-balik). Di dalam silinder inilah terjadi pembakaran antara bahan bakar dengan oksigen dari udara. Gas pembakaran yang dihasilkan oleh proses tersebut mampu menggerakkan torak yang menyebabkan gerakan rotasi pada poros engkol dan sebaliknya gerak rotasi poros engkol menimbulkan gerak translasi pada torak.

5.10.2 Mesin Diesel

Gambar 5.171 Prinsip Kerja Mesin Diesel

Prinsip kerja mesin diesel bila ditinjau tinggi. Akhirnya torak mencapai TMA dari sistem penyalaan bahan bakarnya, dan gas pembakaran mampu mendo- disebut motor penyalaan kompresi. rong torak untuk bergerak kembali dari Karena cara penyalaan bahan bakarnya TMA ke TMB. Pada saat yang sama, dilakukan dengan menyemprotkan ba- baik katup isap (intake valve) maupun han bakar ke dalam silinder berisi udara katup buang (exhaust valve) masih ter- bertemperatur dan bertekanan tinggi. tutup. Dalam proses ini volume gas Cara kerja mesin diesel dapat dijelaskan pembakaran di dalam silinder bertam- seperti pada gambar 5.171.

bah besar dan tekanannya turun.

Proses pembakaran di dalam motor

4. Langkah Buang

bakar terjadi secara berulang-ulang (periodik), yaitu setiap satu siklus Apabila totak telah mencapai TMB, mengalami 2 kali putaran poros engkol katup buang sudah terbuka sedangkan dan membutuhkan 4 langkah kerja.

katup isap tetap tertutup. Torak bergerak kembali ke TMA mendesak gas

1. Langkah Isap

yang sudah terbakar keluar dari dalam silinder melalui saluran buang. Setelah

Pada awal langkah isap, piston berada langkah buang ini selesai, siklus kerja pada Titik Mati Atas (TMA) dan baru dimulai lagi dari langkah isap dan kecepatan torak nol (belum bergerak). seterusnya. Torak bergerak menuju Titik Mati Bawah (TMB), katup isap (intake valve) terbuka,

5.10.2.1 Bagian-bagian Utama

sehingga udara bersih masuk ke dalam

silinder. Langkah isap ini berlangsung Mesin Diesel

hingga piston mencapai TMB. Bagian-bagian utama yang berfungsi

2. Langkah Kompresi

sebagai penunjang operasional Mesin Diesel adalah sistem bahan bakar,

Setelah mencapai TMB, torak bergerak sistem pelumasan, sistem pendingin kembali ke TMA, sementara katup isap serta sistem udara dan gas buang. dan katup buang tertutup. Udara yang telah ada di dalam silinder terkompresi

1. Sistem Bahan Bakar

oleh torak yang bergerak ke TMA. Volume udara kini menjadi kecil se- Fungsi Sistem bahan bakar adalah hingga tekanan dan temperaturnya naik.

mengalirkan bahan bakar mulai dari tangki bahan bakar sampai menyem-

3. Langkah Ekspansi

protkan dari pengabut pada waktu pembakaran di dalam silinder. Jenis bahan

Pada saat torak hampir mencapai TMA, bakar yang digunakan umumnya adalah bahan bakar disemprotkan ke dalam minyak solar atau minyak IDO (Ignation silinder dan terjadilah proses pembakar- Diesel Oil). an sehingga tekanan dan temperaturnya

naik. Sementara itu torak masih berge-

2. Sistem Pendingin

rak menuju TMA, berarti volume ruang

bakar menjadi semakin kecil sehingga Saat genset beroperasi, maka tempe- tekanan dan temperatur udara bahan ratur kerja mesin akan meningkat, untuk bakar di dalam silinder menjadi semakin

Mesin Listrik 467

468 Mesin Listrik

menurunkannya diperlukan sistem pendinginan dengan menggunakan air. Air yang digunakan untuk sistem pendinginan adalah air murni yang tidak mengandung kotoran dan kadar garam untuk mencegah terjadinya korosi. Air berfungsi untuk mendinginkan blok silinder dan turbocharger .

3. Sistem Pelumasan

Fungsi sistem pelumasan adalah untuk mengurangi keausan mesin dengan cara mengalirkan minyak pelumas dari karter ke bagian-bagian yang memerlukan pelumasan pada waktu mesin sedang beroperasi.

4. Sistem Udara dan Gas Bekas

Fungsi sistem udara dan gas bekas (buang) adalah untuk mengatur udara pembakar ke dalam ruang bakar atau silider diwaktu langkah isap, udara ini dikompresikan waktu langkah kompresi

dan mengeluarkan gas bekas dari silinder waktu langkah buang. Knalpot adalah bagian dari mesin diesel yang berfungsi untuk menyalurkan gas bekas sisa pembakaran ke udara luar, selain itu knalpot berfungsi juga sebagai peredam geteran akibat ledakan pemba- aran dan tekanan gas buang.

Saat melakukan pengoperasian generator set ada beberapa hal yang harus diperhatikan:

1) Menerapkan prosedur pengoperasian generator set sesuai dengan kriteria unjuk kerja yang mencakup peralatan yang berkaitan dengan

5.10.3 Mengoperasikan Generator Set

5.10.3.1 Menganalisa Data Pengoperasian

Sumber: http://www.cumminspower.com

Gambar 5.172 Bagian-bagian Utama Generator Set

pengoperasian dan diagram kerja

Exhaust System

dengan prinsip kerjanya.

(Sistem Pembuangan)

2) Mengindentifikasi alat ukur dengan Exhaust Gas Flow

: 52.2 m3/min

kriteria unjuk kerja yang mencakup (Aliran Gas Buang)

instrumen yang berupa besaran lis- Exhaust Tempera- : 519° C

trik maupun besaran mekanik (arus, ture ( Temperatur tekanan, suhu, dll) diinterpretasi se- Pembuangan) suai dengan prinsip kerja, prosedur Max Back Pres-

: 10kPA

dan hasilkan dibandingkan dengan sure (Tekanan nilai / angka yang ditetapkan dalam Balik Maksimum) sistem sesuai dengan batasan

operasi.

Air Intake System (Sistem Udara Masuk)

3) Mengoperasikan generator set se- Max Intake Res-

: 5kPA

suai dengan kriteria unjuk kerja triction(Batas Pe- yang mencakup seluruh komponen masukkan Maks) dan sistem pendinginan siap diope- Burning Capacity

: 19.6m3/min

rasikan sesuai dengan standar. (Kapasitas Pemba- Sistem air pendingin dioperasikan karan) dengan urutan kerja sesuai SOP.

Intake Flow

: 456m3/min

(Aliran Masuk)

Untuk meyakinkan bahwa mesin genset

dioperasikan sesuai dengan unjuk kerja-

Fuel System

nya, maka perlu diamati data mesin

(Sistem Bahan Bakar)

genset sebelum dioperasikan. Berikut ini

110%(Standby

: 73.6 L/h

contoh data sebuah mesin genset :

Power) Load

100%(Prime

: 66.3L/h

1. Engine Data (Data Mesin )

Power) Load

Manufacture/Type : POWERING/ 75%(Prime Power) : 49.2L/h

(Pabrikan/ Tipe)

NEM 435 WA,

Load

4- cycle

Total Fuel Flow

: 108L/h

Air Intake System

: Turbo, Air/ Air

(Sistem Udara

Cooling

Masuk)

Oil System

Fuel System

: Elec.Injection

(Sistem Oli)

(Sistem Bahan

Fuel System

Total Oil Capacity

: 35L

Bakar)

(Total Kapasitas Oli)

Cylinder Arrange- : 6 in line

Oil Consumption

: 0.04L/h

ment (Susunan Silinder)

(Konsumsi Oli)

Bore and Stroke

: 120×138mm

Engine Oil Tank

: 31L

Compression

Capacity (Kapasi-

Ratio (Perban-

tas Tangki Oli Mesin)

dingan Kompresi)

Oil Pressure at

: 350kPA

Rated RPM

(Kecepatan RPM)

(Tekanan Oli pada

Governor Type

: Engine Manage-

RPM nominal)

(Tipe Governor)

ment System 1

Mesin Listrik 469

Cooling System

5.10.3.2 Mempersiapkan

(Sistem Pendinginan)

Pengoperasian Genset

Total Coolant : 41L

Capacity (Kapasi- tas Total Pendi-

Langkah-langkah persiapan yang harus dilakukan adalah memeriksa kondisi

nginan) mesin dan sistem pendukungnya. Yakin- Thermostat

: 82-92°C

kan sistem baterai (accumulator) dalam

Max Water Tem- : 103°C

keadaan stand by dan harus selalu diisi perature ( Tempe- (charging) secara baik sehingga dapat ratur Air Maks) menunjang keandalan dan kesiapan penyalaan mula (start up).

2. Alternator Data (Data Alternator)

Saat pemeriksaan harus diperhatikan (Pabrikan/ Tipe)

Manufacture/Type

: POWERING/

juga mur baud yang ada pada bagian: Number of Phase

PWR 888P3

mesin, fuel injection pump, cylinder (Jumlah Fasa)

heads, timing gear, crankshaft pulley, Connecting Type

: 3 Phase and 4 coupling-drive shaft, mounting bracket, (Tipe Hubungan)

Wires, “Y” type turbo charger, dan exhaust pipe. Perha-

tikan jangan sampai ada mur baud yang Power Factor

connecting

lepas atau longgar.

(Faktor Daya)

Bagian-bagian lain yang harus diperiksa (Kelas Proteksi)

Protection Grade

: IP23

sebelum genset dioperasikan adalah: Exciter Type

: Brushless, self- x Sistem Bahan Bakar (Fuel System) (Tipe Penguatan)

exciting

x Sistem Pelumasan (Lubrication

Insulation Class/ : H/H

System)

Temperature Rise x Sistem Pendingin (Cooling System) ( Kelas Isolasi)

x Sistem Udara Masuk (Air Inlet System

Voltage Regulation : ± 1%

x Sistem Kelistrikan (Electrical System) (Pengaturan

Tegangan)

1) Pemeriksaan Sistem Bahan Bakar Alternator Capacity : 325 KVA

(Kapasitas Alterna- Sebelum melakukan pengisian bahan tor)

bakar pada tangki, periksa terlebih Alternator

dahulu kondisi tangki dan pipa-pipanya Efficiencies

bersih dari air, kotoran, dan bahan lain- (Efisiensi Alterna-

nya yang akan mengganggu sistem tor)

pembakaran mesin.

Air Cooling Flow

Setelah pemeriksaan selesai dilakukan, (Aliran Pendingin-

: 0.486m3/s

baru lakukan pengisian bahan bakar. an Udara)

Setelah pengisian, yakinkan bahan bakar berada pada batas level yang

mencukupi dengan cara mengamati penunjukan level gauge bahan bakar. Selanjutnya sebelum pompa bahan bakar dioperasikan, lakukan pemeriksa-

470 Mesin Listrik 470 Mesin Listrik

bahan bakar tidak terjadi gelembung udara

a. Fuel Filters (Wire Element Type)

c. Pompa Injeksi Bahan Bakar (Fuel Injection Pumps)

Gambar 5.173 Fuel Filters (Wire-element Type)

x Buka tutup venting udara (1) dari filter Gambar 5.175 Pompa Injeksi Bahan Bakar x Buka priming handle pump (2) dari x Longgarkan penutup venting udara

pompa bahan bakar dengan memutar (4) pompa injeksi bahan bakar berlawanan arah jarum jam, periksa x Operasikan priming pump sampai

filter dan coba operasikan. aliran bahan bakar pada penutup tidak

x Kencangkan kembali penutup (1), terjadi gelembung udara. Kencangkan

indikator penutup tersebut baik ketika priming pump dengan cara memutar ada aliran bahan bakar, maka tidak

searah jarum jam dan lakukan pene-

terjadi gelembung udara .

kanan sebelum pengencangan penutup venting terakhir.

b. Fuel Filter (Paper Element Type)

2) Pemeriksaan Sistem Pelumasan (Lubrication System)

Tujuan pemeriksaan sistem pelumasan adalah untuk memastikan bahwa mesin terisi pelumas dengan cukup sehingga bisa melumasi bagian-bagian mesin secara baik, untuk menghindari terjadinya keausan pada bagian-bagian mesin.

Pemeriksaan minyak pelumas dilakukan

dengan cara mencabut tuas duga mi- Gambar 5.174 Fuel Filters (Paper Element

nyak pelumas (oil level) berada pada Type)

level sekitar tigaperempat dari level yang seharusnya seperti yang diper-

x Longgarkan penutup venting udara (3) lihatkan pada gambar 5.176. Bila level dari fuel filter

tidak mencukupi maka lakukan menam-

Mesin Listrik 471 Mesin Listrik 471

tekanan minyak tidak naik dalam 30 minyak pelumas sesuai standar/ direko-

detik, biarkan 1 menit sebelum mendasikan pembuat mesin.

dilakukan cranking kembali.

d. Jalankan mesin dengan kecepatan 600 sampai 700 rpm dalam tiga sampai lima menit.

e. Hentikan mesin dan periksa level air pendingin . Bila level air menunjukan penurunan (rendah) tambahkan kembali air pendingin.

f. Periksa kembali radiator dan yakinkan tidak ada rembesan dan kebo- coran air dari sambungan-sambu-

ngan dan penutup radiator.

Gambar 5.176 Pemeriksaan Minyak

Pelumas

3) Pemeriksaan Sistem Pendingin (Coolant System)

Tujuan pemeriksaaan sistem pendingin

adalah untuk memastikan bahwa mesin beroperasi dengan pendinginan yang Gambar 5.177 Pemeriksaan Sistem Pendingin memadai sehingga terhindar dari proses keausan dan tidak terjadi pemanasan

4) Sistem Udara Masuk (Air Inlet)

yang berlebihan yang bisa mengakibat-

kan kerusakan pada mesin atau menu- Tujuan pemeriksaan sistem udara ma- runnya efisiensi mesin.

suk adalah untuk memastikan bahwa sistem saringan udara pembakaran da-

Pemeriksaan sistem pendingin dilaku- lam kondisi optimal sehingga debu/ kan dengan cara sebagai berikut :

kotoran dapat tersaring dan tidak masuk ke ruang bakar.

a. Periksa dan yakinkan tidak ada ke- bocoran atau rembesan air secara

5) Pemeriksaan Sistem Kelistrikan

teliti pada setiap bagian sistem

(Electrical System)

pendingin terutama di bagian radiator .

Tujuan pemeriksaan sistem kelistrikan

b. Periksa level air pada radiator dan adalah untuk memastikan start up mesin pastikan bahwa level pendingin diesel dapat dilakukan tanpa mengalami (coolant level) mencukupi, bila kesulitan yang diakibatkan oleh kurang- kurang tambahkan air sampai level nya pasokan tegangan/tenaga dari yang mencukupi.

baterai (accumulator).

c. Engkol (Cranking) mesin dengan menutup bahan bakar selama 30 detik untuk meyakinkan tekanan

472 Mesin Listrik

1) Tahap Pengasutan Awal (Start Up)

Cara pengasutan mesin diesel genset dapat dilakukan dengan tiga sistem, yaitu pengasutan sistem manual, elektrik, dan kompresi.

a. Sistem Pengasutan Manual

Cara untuk menghidupkan mesin diesel pada sistem ini adalah dengan meng-

gunakan penggerak engkol pada poros Gambar 5.178 Pemeriksaan Baterai

engkol atau poros hubung yang akan digerakkan oleh tenaga manusia. Jadi

Langkah-langkah pemeriksaan yang sistem pengasutan ini sangat tergantung harus dilakukan adalah sebagai berikut:

pada faktor manusia sebagai operator-

a. Buka tutup baterai (accumulator), nya. Sistem ini biasanya digunakan

lalu periksa level larutan elektrolit untuk menjalankan mesin diesel dengan pada masing-masing sel, pastikan daya yang relatif kecil. berada pada 1 cm diatas lempeng-

lempeng sel.

b. Sistem Pengasutan Elektrik

b. Bila level terlalu rendah tambahkan larutan elektrolit pada sel-sel yang Sistem ini menggunakan motor arus memiliki level rendah.

searah (DC) dengan suplai listrik dari

c. Periksa semua terminal-terminal ba- baterai (accumulator) 12 atau 24 volt terai, bila ada yang longgar lakukan untuk mengasut mesin diesel. Saat pengencangan.

pengasutan dilakukan motor DC menda-

d. Setelah selesai operasi genset, pat suplai listrik dari baterai dan periksa kembali level elektrolit, bila menghasilkan torsi yang timbul pada ada rendah tambahkan air murni.

poros motor diguankan untuk mengge-

e. Periksa Spesific Gravity (SG) elek- rakkan mesin diesel sampai mencapai trolit bila dibawah ketentuan, isi putaran tertentu. Baterai yang diguna- (charge) kembali baterai.

kan harus bisa dimanfaatkan untuk mengasut mesin beberapa kali tanpa harus diisi kembali. Pengisian ulang baterai

5.10.3.3 Melaksanakan

Pengoperasian Genset

dilakukan dengan menggunakan battery

charger. Pada saat mesin diesel tidak bekerja maka battery charger mendapat

Untuk mengoperasikan genset harus pasokan listrik dari PLN, sedangkan dilakukan sesuai dengan SOP ( pada saat mesin diesel bekerja maka Standard Operation Procedure) yang pasokan untuk battery charger diperoleh berlaku pada institusi/perusahaan peng- dari generator set. guna genset tersebut.

Secara umum prosedur/tahapan peng-

c. Sistem Pengasutan Kompresi operasian genset adalah : tahap penga-

sutan awal (start up), tahap pemanasan Sistem pengasutan ini menggunakan (warming up), tahap pembebanan motor dengan udara bertekanan tinggi (loading), dan tahap penghentian (stop).

untuk mengasut mesin diesel. Adapun

Mesin Listrik 473

474 Mesin Listrik

ara kerjanya adlah dengan menyimpan udara ke dalam suatu tabung udara. Kemudian udara tersebut dikompresikan sehingga menjadi udara panas dan bahan bakar dimasukkan ke dalam pompa injeksi bahan bakan serta disemprotkan lewat nozzle dengan tekanan tinggi. Proses ini mengakibatkan terjadinya pengkabutan dan pembakaran di ruang bakar. Pada saat tekanan di dalam tabung turun sampai batas minimum yang telah ditentukan, maka kompressor akan secara otomatis menaikkan tekanan udara di dalam tabung hingga tekanan dalam tabung mencukupi dan siap dipakai untuk melakukan pengasutan mesin diesel. Berikut ini contoh langkah pengasutan mesin diesel genset :

a. Masukkan semua MCB yang ada di panel kontrol mesin diesel ke posisi “ON”

b. Masukkan Toggle Switch (TSW) ke atas “alarm normal”.

c. Putar kunci starter pada posisi “ON” dan akan terlihat lampu tekanan minyak pelumas, lampu suplai baterai “DC ON” dan lampu Water High Level menyala.

d. Putar kunci stater pada posisi “START”, setelah mesin diesel hidup, lepaskan pegangan tangan pada kunci, maka kunci akan kembali pada posisi “ON”.

e. Jangan lakukan penyalaan dengan cara mengoperasikan kunci stater terus menerus tanpa berhenti selama lebih dari 10 detik. Bila mesin belum hidup lakukan penyalaan berulang–ulang dalam jangka waktu sekitar 1 menit. Hal ini dilakukan untuk menjaga agar umur baterai tahan lama.

f. Setelah mesin diesel hidup dan putarannya stabil pada 1500 rpm, maka lampu tekanan minyak pelumas akan mati dan lampu “Radiator Fan Run” akan menyala.

g. Pastikan bahwa genset hidup tidak ada gangguan dan kipas Radiator sudah berputar.

h. Masukkan MCCB yang berada di panel kontrol genset, maka lampu “CB ON” akan menyala dan lampu “G” juga menyala.

2) Tahap Pemanasan (Warming Up)

Setelah proses pengasutan selesai dilakukan biarkan mesin bekerja selama kurang lebih 10 menit dalam kondisi generator tidak dibebani, langkah ini dilakukan untuk pemanasan (warming up) dengan tujuan pelumasan pada bagian-bagian mesin dapat berlangsung dengan baik.

3) Tahap Pembebanan (Loading)

Setelah tahap pemanasan selesai dilakukan maka genset dapat dibebani. Selama genset dioperasikan pastikan bahwa tidak terdapat suara-suara yang tidak normal dan getaran yang besar, warna gas buang normal tidak terlalu pekat atau keputihan. Selanjutnya periksa semua meter dan indikator menunjukkan normal, meter dan indikator yang perlu diamati adalah : x Tachometer x Indikator tekanan minyak

x Indikator/Meter suhu air pendingin x Ammeter berada pada (+) x Indikator/Meter suhu minyak pelumas x Filter minyak alarm tidak menyala.

4) Tahap Penghentian

Langkah yang harus diperhatikan saat menghentikan/mematikan genset yaitu janganlah menghentikan/mematikan genset secara mendadak dalam kondisi beban penuh, kurangilah beban secara bertahap hingga genset beroperasi tanpa beban. Biarkanlah genset hidup Langkah yang harus diperhatikan saat menghentikan/mematikan genset yaitu janganlah menghentikan/mematikan genset secara mendadak dalam kondisi beban penuh, kurangilah beban secara bertahap hingga genset beroperasi tanpa beban. Biarkanlah genset hidup

5.10.3.5 Membuat Laporan

angsur turun secara perlahan lahan. Hal

Pengoperasian

ini juga mengurangi regangan pada konstruksi mesin diesel karena adanya

beban dan panas. Pada saat mesin diesel dioperasikan harus dilakukan pemantauan yang teliti

5.10.3.4 Mengamati dan sehingga terjadinya kerusakan saat

mesin dioperasikan dapat dihindari,

Menanggulangi Masalah

yang bisa mengakibatkan pada ketidak-

Operasi

siapan mesin untuk beroperasi. Hal-hal yang harus tercatat dalam laporan operasi adalah sebagai berikut:

Apabila genset saat dioperasikan timbul

1) Lama pengoperasian; gangguan atau masalah maka lakukan

2) Banyaknya minyak pelumas, bahan segera langkah-langkah untuk menga-

bakar dan air pendingin yang tasinya sesuai dengan SOP yang

ditambahkan;

berlaku. Adapun hal-hal yang harus di-

3) Penggantian minyak pelumas dan perhatikan diantaranya adalah:

air pendingin;

4) Tekanan minyak pelumas, tempera-

1) Mengindentifikasi dan menanggulangi tur gas buang (exhaust) dan tempe- masalah operasi sesuai dengan

ratur suhu udara masuk; kriteria unjuk kerja yang mencakup

5) Bagian-bagian yang diganti, jenis gangguan yang berkaitan dengan

perbaikan yang dilakukan dan hasil penyimpangan penunjukan alat ukur

perbaikan;

(arus, tekanan, suhu, dll) diindetifikasi

6) Unjuk kerja selama mesin dioperasi- dengan memperhatikan toleransi yang

kan seperti “Putaran mesin tidak ditetapkan sesuai dengan instruction

stabil ” dan lain-lain. manual, penyimpangan yang terinden-

tifikasi dianalisa penyebabnya dan Hasil pemantauan oleh operator harus ditetapkan alternatif penanggulangan; dilaporkan kepada pengawas operasi masalahnya dikonsultasikan kepada untuk dilakukan evaluasi. pihak yang terkait dengan memperhatikan spesifikasi standar yang berlaku dan penanggulangan masalah yang telah disetujui; diterapkan sehingga gangguan teratasi.

2) Membuat laporan gangguan dengan kriteria unjuk kerja yang mencakup laporan dan dibuat dengan format dan prosedur yang ditetapkan oleh institusi/lembaga.

Tabel 5.9 memperlihatkan contoh pelacakan gangguan pada genset dan langkah perbaikan yang perlu dilakukan untuk mengatasinya.

Mesin Listrik 475

Tabel 5.9 Pelacakan Gangguan pada Genset

Jenis Diagnosa Perbaikan Gangguan

Mesin tidak bisa Tidak ada tenaga ¾ Periksa amper baterai berputar

putar pada motor ¾ Periksa mesin diesel starter Mesin hidup ke-

1. Solar habis

¾ Periksa level bahan bakar mudian berhenti ¾ Buka kran bahan bakar

lagi

2. Sistem injeksi

¾ Pompa bahan bakar sampai

udara keluar

Mesin berputar

¾ Ganti filter bahan bakar tidak normal

1. Filter bahan ba-

kar kotor

2. Saluran bahan

¾ Periksa saluran dan pompa

bakar tersumbat

keluar

Mesin berputar

¾ Longgarkan bukaan throttle sangat cepat

1. Throttle terlalu

membuka

2. Beban turun

¾ Periksa Governor

drastis

¾ Periksa Voltmeter & Amper-

meter

Mesin berhenti Mesin mengalami ¾ Periksa sistem pendinginan secara tiba-tiba

beban lebih ¾ Periksa Circuit Breaker ¾ Kurangi Beban listriknya

¾ Periksa sistem saluran udara nya hilang

Mesin tenaga-

1. Saluran udara

ter-tutup

masuk

2. Gas buang me-

¾ Periksa sistem pembuangan

nekan masuk

gas buang

3. Kompressi hilang ¾ Periksa dan test kompresi ¾ Periksa dudukan klep dan ring

torak

Gas buang 1. Ada pelumas ter- ¾ Periksa level pelumas Crank- hitam

bakar

case ¾ Periksa ring torak ¾ Periksa dinding mesin dan seal

2. Injektor bahan

¾ Bongkar dan bersihkan injektor

bakar kotor

Suara Mesin 1. Ada asoseris me- ¾ Periksa semua baut dan berisik

sin yang longgar/

dudukan mesin

lepas

2. Katup longgar

¾ Periksa jarak katup

3. Bearing longgar

¾ Periksa hubungan Poros dan

bearing crankshaft

Tegangan 1.Gangguan AVR ¾ Periksa komponen pada AVR hilang

2.Belitan hubung ¾ Periksa belitan denganMegger singkat

476 Mesin Listrik

5.11 Memperbaiki Motor

2) Perbaikan Berdasarkan perminta-

Listrik

Perbaikan yang dilakukan terhadap peralatan yang tidak bekerja dengan

normal. Peralatan tersebut biasanya

5.11.1 Pendahuluan

masih bisa digunakan, tetapi tidak dapat dioperasikan. Usaha perbaikan yang

Salah satu tujuan perawatan dan per- dilakukan akan meningkatkan kembali baikan adalah agar peralatan mencapai daya guna peralatan. umur maksimum daripada mengganti dengan yang baru. Namun hal ini tidak

3) Trouble Shooting (Breakdown)

dapat diberlakukan secara umum tergantung dari macam dan jenis serta Prinsipnya hampir sama dengan per- teknologi dari peralatan tersebut.

baikan berdasarkan permintaan, yaitu kerusakan terjadi tanpa terduga. Trouble

Untuk mencapai tujuan tersebut, suatu shooting juga bertujuan untuk mening- kebijakan perawatan dan perbaikan katkan daya guna peralatan, yang harus diarahkan pada efisiensi dan berbeda adalah waktu perbaikan. Kalau efektifitas kerja, tidak bersifat reaktif perbaikan berdasarkan permintaan (bertindak apabila peralatan mengalami adalah perbaikan yang hanya akan kerusakan) melainkan harus bersifat dilaksanakan setelah ada permintaan proaktif (bertindak/merencanakan suatu untuk itu, sedangkan trouble shooting tindakan sebelum peralatan rusak atau adalah perbaikan yang tidak boleh tidak dapat melaksanakan fungsinya ditunda dan segera dilakukan pada saat sama sekali).

breakdown (kerusakan). Dengan kata lain trouble shooting itu Tindakan perbaikan merupakan konse- adalah perbaikan darurat. kuensi logis dari usaha perawatan dan perbaikan dikategorikan menjadi :

terjadinya

4) Penggantian Sebagian

¾ Perbaikan darurat (Perbaikan tak te- Dilakukan apabila sukucadang yang rencana)

rusak tidak dapat diperbaiki lagi sehing- ¾ Perbaikan berdasarkan permintaan

ga bagian tersebut harus diganti dengan ¾ Trouble Shooting (Breakdown)

yang baru, atau bila biaya perbaikan ¾ Penggantian sebagian lebih tinggi dari pada biaya penggantian.

¾ Penghapusan Atau penggantian sukucadang yang dilakukan secara berkala, misalnya

1) Perbaikan Darurat

penggantian oli mesin, penggantian bearing, penggantian terminal dan lain-

Perbaikan darurat artinya perbaikan lain. yang harus segera dilaksanakan untuk mencegah akibat yang lebih berat dan

5) Penghapusan

parah, atau kerusakan yang bisa mengakibatkan kecelakaan pada pemakai Memindahkan peralatan yang rusak dari dan menyebabkan kerusakan lebih tempat kerja. Penghapusan dilakukan besar pada peralatan.

melalui pertimbangan matang, dan setelah segala usaha-usaha perawatan

Mesin Listrik 477 Mesin Listrik 477

bantalan atau adanya gesekan tersebut telah mencapai batas usia

antara bagian rotor dengan stator; pakainya.

2. Kalau poros dapat diputar secara normal (tidak berat), kemungkinan kerusakan ada pada terminal motor

5.11.2 Perbaikan Dasar

atau belitan stator.

Motor Induksi

Konstruksi motor induksi relatif seder- hana bila dibandingkan dengan motor arus searah atau motor sinkron, sehing-

ga prosedur pemeliharaannya tidak terlalu sulit. Apabila dirawat dengan baik dan rutin motor induksi bisa dipergunakan bertahun-tahun.

Gambar 5.179 Menguji Poros Motor Walaupun demikian tidak menutup ke-

mungkinan meskipun telah dilakukan perawatan secara rutin, gangguan atau

5.11.2.1 Memeriksa Kumparan

kerusakan masih mungkin terjadi, baik

Stator Motor

kata faktor usia, hubung singkat pada lilitan, dan sebagainya.

Untuk memeriksa belitan stator motor, Gangguan/kerusakan pada motor induk- peralatan yang dibutuhkan adalah :

si hampir sama dengan gangguan x Satu buah AVO meter mesin-mesin listrik lainnya, ialah gang- x Satu buah Megger ± 500 s.d 1000 V guan elektris dan mekanis, seperti:

x Satu buah kunci pas ¾ Kumparan stator terhubung singkat x Satu buah palu dengan rangka;

x Sebilah kayu

¾ Kumparan stator terhubung singkat x Treker ( Ulir Penarik) satu dengan lainnya; ¾ Kumparan stator terputus;

Adapun langkah pengukurannya adalah: ¾ Hubungan dari kumparan stator ke

1. Periksa terlebih dahulu apakah ada terminal terputus;

kawat dari terminal motor ke bagian ¾ Bantalan aus;

dalam motor yang terputus; ¾ Poros motor tidak lurus.

2. Selanjutnya periksa, untuk mengetahui apakah ada kawat antar fasa

Untuk menentukan jenis kerusakan

yang terhubung;

3. Bila berdasarkan hasil pengamatan dapat dilakukan dengan langkah seba-

yang terjadi pada motor induksi tiga fasa

pada langkah (1) dan (2) tidak ada gai berikut :

kawat yang putus atau hubung singkat, maka lanjutnya dengan

1. Putar poros motor dengan menggu-

langkah (4);

nakan tangan, lalu rasakan apakah

4. Gunakan AVO meter untuk menguji ringan atau berat. Kalau terasa berat

apakah ada kumparan yang putus

478 Mesin Listrik 478 Mesin Listrik

Gambar 5.181 Melepas Mur Tutup Rangka

Motor

2. Bila mur-mur sudah dilepas semua- nya, gunakan treker (penarik ulir)

Gambar 5.180 Pengujian Belitan Stator untuk melepas rotor dari rangka

motor, alternatif lain gunakan palu Periksa nilai resistansi antara terminal:

Dengan AVO Meter

dan bilah kayu untuk mendorong U

ļ X = ...............Ohm penutup motor dari rangka, dengan ļ Y = .............. Ohm cara memukul poros motor secara V

W ļ Z = .............. Ohm perlahan-lahan.

Bila nilai tahanannya tidak sama, maka ada beberapa kemungkinan: x Nilai resistansi antar ujung kumpar-

an yang sama mendekati tak ter- hingga, kemungkinan ada belitan putus.

x Nilai resistansi tidak sama, kemungkinan terjadi hubung singkat antar kumparan atau dari kumparan ke

Gambar 5.182 Melepas Penutup Motor rangka motor.

dengan Treker

Selanjutnya bila berdasarkan pengujian ada indikasi kumparan putus atau hubung singkat, maka lakukan pembongkaran motor untuk mengetahui kondisi bagian dalam dari belitan stator. Berikut ini langkah-langkah untuk membongkar motor dan menguji bagian dalam belitan stator.

1. Lepaskan mur-mur yang ada pada

bagian penutup rangka motor dengan menggunakan kunci pas; Gambar 5.183 Melepas Penutup Motor

dengan Palu

Mesin Listrik 479

3. Setelah terbuka lepas bagian rotor dari rangka motornya.

Gambar 5.185 Pemeriksaan Belitan Stator dengan Megger

5.11.3 Membongkar

Kumparan Motor

Apabila sesudah dilakukan pengukuran ternyata kumparan sudah rusak, maka cara yang paling baik adalah mengganti kumparan stator dengan yang baru. Sebelum melakukan pembongkaran lakukan pemeriksaan dan catat data-data

yang berkaitan dengan langkah pem- Gambar 5.184 Memisahkan Bagian Rotor

bentukan kumparan, seperti : x Jumlah grup kumparan;

dari Rangka Motor

4. Selanjutnya dengan menggunakan x Setiap kumparan terdiri dari berapa

Megger atau Insulation Tester ukur

koil;

resistansi isolasi antar belitan fasa x Berapa jumlah koil pada tiap kum- dan antara masing-masing belitan

paran dan jumlah lilitan pada tiap dengan rangka motor.

alur;

Nilai resistansi isolasi belitan yang x Bagaimana bentuk sambungan an- baik, minimum sebesar 1KOhm/Volt,

tar kumparan;

jadi kalau tegangan kerja motor 220 x Bagaimana langkah koil dan bentuk Volt, maka resistansi isolasinya

kumparannya;

harus 220 KOhm. Bila resistansi x Lakukan pengukuran diameter ka- isolasinya kurang dari 220 KOhm,

wat;

maka perlu dilakukan pemeriksaan x Berapa tegangan kerja motor; lebih lanjut.

x Hitung jumlah alur, bila perlu buat Perhatikan apakah ada kawat yang

gambar bentangan dari kumparan. terkelupas atau cacat, kalau kerusa-

kan isolasinya tidak terlalu serius, Bila proses pencatatan data telah dila- perbaikan dapat dilakukan dengan kukan baru laksanakan pembongkaran cara memberi vernish lagi pada kumparan motor. Cara membongkar permukaan belitan.

kumparan motor adalah sebagai berikut:

480 Mesin Listrik

1. Potong semua kawat pada masing- Sebelum melaksanakan pelilitan kum- masing kumparan sampai kedekat paran pada alur motor, maka terlebih inti/kern motor dengan mengguna- dahulu harus dilakukan perhitungan kan tang pemotong ;

dengan jumlah alur, jumlah kutub, dan luas penampang kawat yang akan dipergunakan.

¾ Jarak Alur dalam derajat listrik

xPasang _ Kutub

Jml _ Alur

pada sistem tiga fasa antar fasa U ke V , V ke W, dan W ke U harus berbeda 120 derajat .

¾ Jumlah alur pada tiap fasa

Jml _ Alur ( G )

Gambar 5.186 Pemotongan Kawat Kumparan

Jml _ Fasa

2. Apabila semua kawat pada masing ¾ Jumlah alur tiap fasa tiap kutub

kumparan telah dipotong, lalu tarik kawat dari sisi yang berlawanan

Jml _ Alur / Fasa

dengan menggunakan tang penjepit

Jml _ Kutub

seperti diperlihatkan pada gambar 5.186;

¾ Jumlah koil tiap kumparan

3. Sesudah semua kawat selesai dile- Jml _ Alur pas, selanjutnya bersihkan semua

Jml _ KutubxJml _ Fasa

alur dari bekas potongan kawat atau kotoran lainnya;

Penyambungan antara Kumparan

4. Amati semua alur dan inti motor secara seksama, kalau ada yang rusak Untuk melakukan penyambungan antara atau renggang lakukan perbaikan. kumparan dapat dilakukan berdasarkan Apabila alur atau inti motor rusak, arah polaritas arusnya. Setiap kumparan maka motor tidak akan beroperasi mempunyai dua ujung kawat, dengan secara baik, misalnya kerugian pada arah polaritas arus masuk dan keluar. inti jadi naik atau suara motor saat Sebagai contoh apabila kita mempunyai beroperasi jadi mendengung.

dua buah kumparan A dan B yang akan dibentuk menjadi empat buah kutub

maka yang harus dilakukan adalah

5.11.4 Pelilitan Kumparan

menyambung ujung A.2 dengan B.1

Motor

seperti untuk hubungan seri dab A.1 dengan B.1 untuk hubungan paralel seperti diperlihatkan pada gambar 5.187

5.11.4.1 Menentukan Langkah

Kawat Kumparan

Melilit Kumparan

Jenis kawat yang biasa digunakan pada kumparan motor adalah kawat yang terbuat dari tembaga karena bahan temba-

ga mempunyai tahanan jenis lebih kecil

Mesin Listrik 481 Mesin Listrik 481

0,30 mm 0,55 mm nium dan dari segi pengerjaannya juga

0,05 mm

0,35 mm 0,60 mm lebih mudah.

0,10 mm

0,15 mm

0,40 mm 0,65 mm

0,20 mm

0,45 mm 0,70 mm

0,50 mm dst Berdasarkan diameter bisa ditentukan

0,25 mm

luas penampang kawatnya berdasarkan rumus :

q 3 . d 2 mm 2

Berikut ini contoh untuk membuat bentangan kumparan dari sebuah motor induksi tiga fasa :

Sebuah motor induksi tiga fasa, 4 kutub a. Hubungan Seri

mempunyai jumlah alur 36 buah. Buat gambar bentangan kumparannya dengan hubungan seri berdasarkan hasil perhitungan.

Jawab : ¾ Jarak Alur dalam derajat listrik

360 0 x 2 20 0

36 ¾ Jumlah alur pada tiap fasa

36 12 alur

3 ¾ Jumlah alur tiap fasa tiap kutub

b. Hubungan Paralel

36 / 3

3 alur

Gambar 5.187 Hubungan Kumparan Berdasarkan perhitungan diatas setiap Bentuk kawat ada dua macam yaitu ber- kutub akan dibentuk oleh 3 (tiga) buah

bentuk persegi panjang dan bulat. alur, setiap kumparan terdiri dari 6 Kawat dengan bentuk bulat banyak di- (enam) alur, dan setiap fasa mempunyai gunakan pada motor dengan daya kecil 2(dua) kumparan. dengan tegangan kerja rendah, sedang-

kan kawat bentuk persegi panjang digu- Untuk membentuk 4 (empat) buah kutub nakan untuk motor daya besar dengan pada setiap fasanya, maka dapat dilaku- tegangan kerja menengah.

kan hubungan kumparan seperti terlihat pada gambar 5.188 dan bentangan

Kawat yang digunakan untuk kumparan kumparan secara lengkapnya ditunjuk- mempunyai standar ukuran berdasarkan kan pada gambar 5.189. diameternya, seperti contoh berikut ini :

482 Mesin Listrik

Mesin Listrik 483

a. Hubungan Seri b. Hubungan Paralel

Gambar 5.188 Hubungan Kumparan 4 (Empat) Kutub

Gambar 5.189 Bentangan Kumparan Motor Induksi 3 Fasa, 4 Kutub

1) Melilit Kumparan Secara Langsung

5.11.4.2 Penyekatan Alur Stator

Keuntungan proses melilit secara langsung adalah tidak ada sambungan dian-

Sebelum melilitkan kumparan pada alur tara kumparan, melilit dimulai dari stator motor, alur terlebih dahulu harus ukuran kumparan yang paling kecil ke diberi kertas penyekat yang berfungsi kumparan yang paling besar. sebagai isolasi antara kawat dengan permukaan alur. Ukur panjang alur dan dalamnya alur, sebelum kertas dipotong untuk panjang- nya tambahkan ± 1cm , tujuannya untuk dilipat pada kedua ujung stator, sehing-

ga saat kawat ditekuk tidak mengenai inti stator.

Gambar 5.191 Melilit Kumparan Langsung

2) Melilit Kumparan Menggunakan Mal

Untuk melilit kumparan dengan menggunakan mal ukur panjang dan lebar kumparan yang akan dililit, selanjutnya siap- kan mal sesuai dengan ukuran. Dengan menggunakan mal buat lilitan dengan jumlah lilitan dan luas penampang kawat sesuai dengan hasil perhitungan. Setelah selesai, ikat kumparan dengan menggunakan tali, kemudian lepaskan dari malnya untuk dimasukan ke dalam alur motor.

Gambar 5.190 Penyekatan Alur

5.11.4.3 Membuat Cetakan Kumparan

Untuk membuat cetakan kumparan se-

buah motor dapat dilakukan dengan cara :

Gambar 5.192 Contoh Mal untuk Melilit x Langsung

Kumparan x Menggunakan

mal

x Lilitan Pintal

484 Mesin Listrik

3) Melilit Kumparan Cara Lilitan Pintal

Gambar 5.193 memperlihatkan cara melilit kumparan dengan cara lilitan pintal, pada dasarnya cara ini hampir sama dengan menggunakan mal.

Gambar 5.193 Cara Lilitan Pintal Gambar 5.194 Memasang Kumparan pada Alur.

Lakukan secara bertahap, bila satu

5.11.4.4 Memasang Kumparan

kumparan sudah dimasukan kedalam

Pada Alur

alur, rapihkan ujung-ujungnya untuk me- mudahkan melakukan hubungan antar

kumparan. Gambar 5.194 memperlihat- Setelah kumparan jadi, tahap selanjut- kan cara memasang kumparan kedalam nya adalah memasukan kumparan-kum- alur.

paran tersebut kedalam alur. Proses ini

harus dilakukan secara hati-hati jangan

sampai isolasi kawat terkelupas/ tergo-

5.11.4.5 Menyambung Ujung

res yang bisa mengakibatkan terjadinya

Kumparan

hubung singkat antar kumparan atau kumparan ke inti.

Masing-masing ujung kumparan harus

disambungkan seperti yang telah dibuat pada gambar bentangan. Saat melakukan penyambungan perhatikan pasang- an kumparan pada tiap-tiap fasa, jangan sampai tertukar. Baru lakukan penyambungan sebaik mungkin supaya tidak mudah putus, sebelum disambung ujung-ujungnya diberi selongsong dan bersihkan emailnya baru di solder.

Selanjutnya pasang kertas isolasi diantara grup kumparan, kumparan yang tidak ada ujungnya harus diikat dan dirapikan supaya terlihat rapi dan tidak tergores oleh penutup rangka motor.

Mesin Listrik 485

Bila seluruh kumparan telah dimasukan sudah baik maka langkah perakitan kedalam alur lakukan pemeriksaan :

motor bisa dilakukan.

x Periksa resistansi kumparan, apakah

resistansi pada setiap fasa sudah Langkah perakitan kembali adalah seba- sama;

gai berikut :

x Periksa resistansi isolasi, baik antar

1) Masukan rotor secara hati-hati keda- fasa maupun dari masing-masing

lam rangka motor;

2) Pasang tutup motor sesuai dengan x Yakinkan semua kumparan sudah

fasa ke rangka motor;

kedudukan semula,; rapih, jangan ada bagian yang me-

3) Pasangkan baut penguat pada nonjol sehingga bisa tergores oleh

bagian depan menutup motor, lalu rotor.

kuatkan dengan menggunakan kunci pas.

4) Coba putar kembali poros motor

5.11.4.6 Memberi Lak Isolasi

dengan menggunakan tangan,yakinkan tidak ada yang mengganggu

gerakan poros.

Setelah langkah pemeriksaan selesai dilakukan, langkah selanjutnya adalah

memberi lak isolasi. Bagian-bagian yang

Generator Sinkron

Parts

Dokumen yang terkait

PEMANFAATAN CARBON AMPAS TEBU SEBAGAI CAMPURAN PENGUAT BATA BETON DITINJAU TERHADAP UJI KUAT TEKAN

View of PENERAPAN TEKNIK ASSOSIATION RULE UNTUK MENENTUKAN PENEMPATAN BUKU PERPUSTAKAAN

View of PERAN BIDAN, PERAN KADER, KETERSEDIAAN FASILITAS DAN MOTIVASI IBU TERHADAP PEMANFAATAN KELAS IBU HAMIL

PENGUKURAN FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP PEMANFAATAN ULANG JASA KEPERAWATAN PENYEMBUHAN TB PARU

View of BERBAGAI FAKTOR YANG BERHUBUNGAN DENGAN PERILAKU IBU HAMIL DALAM PEMANFAATAN KARTU BPJS

PERBANDINGAN KUNJUNGAN PASIEN PER KASUS DI PELAYANAN KESEHATAN GIGI LANJUTAN PADA RUMAH SAKIT DI KOTA PADANG DITINJAU DARI PEMANFAATAN SISTEM JAMINAN KESEHATAN NASIONAL (JKN)

KINETIKA TRANSPOR Co(II) MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH SECARA KONSEKUTIF Riana Dewi 1,2 , Admin Alif1 , Hermansyah Aziz1

OPTIMALISASI TRANSPOR Zn(II) DENGAN ZAT PEMBAWA DITIZON MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH Olly Norita Tetra , Zaharasmi K, Refinel dan Eka Kurniawaty

FORMULASI MIKROPARTIKEL BERPORI DALAM POLI (D,L-Laktida) SEBAGAI SCAFFOLDDENGAN TEKNIK EMULSIFIKASI PENGUAPAN PELARUT Lili Fitriani1 , Tri Suciati2

PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SEBAGAI MEDIA PENDUKUNG AMOBILISASI ENZIM α-AMILASE Upita Septiani dan Agrina Lisma Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas ABSTRACT - PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SEBAGAI MEDIA PENDUKUNG AMOBILI

Dukungan

Links

Generator Sinkron

Parts

Dokumen yang terkait

PEMANFAATAN CARBON AMPAS TEBU SEBAGAI CAMPURAN PENGUAT BATA BETON DITINJAU TERHADAP UJI KUAT TEKAN

View of PENERAPAN TEKNIK ASSOSIATION RULE UNTUK MENENTUKAN PENEMPATAN BUKU PERPUSTAKAAN

View of PERAN BIDAN, PERAN KADER, KETERSEDIAAN FASILITAS DAN MOTIVASI IBU TERHADAP PEMANFAATAN KELAS IBU HAMIL

PENGUKURAN FAKTOR-FAKTOR YANG BERPENGARUH TERHADAP PEMANFAATAN ULANG JASA KEPERAWATAN PENYEMBUHAN TB PARU

View of BERBAGAI FAKTOR YANG BERHUBUNGAN DENGAN PERILAKU IBU HAMIL DALAM PEMANFAATAN KARTU BPJS

PERBANDINGAN KUNJUNGAN PASIEN PER KASUS DI PELAYANAN KESEHATAN GIGI LANJUTAN PADA RUMAH SAKIT DI KOTA PADANG DITINJAU DARI PEMANFAATAN SISTEM JAMINAN KESEHATAN NASIONAL (JKN)

KINETIKA TRANSPOR Co(II) MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH SECARA KONSEKUTIF Riana Dewi 1,2 , Admin Alif1 , Hermansyah Aziz1

OPTIMALISASI TRANSPOR Zn(II) DENGAN ZAT PEMBAWA DITIZON MELALUI TEKNIK MEMBRAN CAIR FASA RUAH Olly Norita Tetra , Zaharasmi K, Refinel dan Eka Kurniawaty

FORMULASI MIKROPARTIKEL BERPORI DALAM POLI (D,L-Laktida) SEBAGAI SCAFFOLDDENGAN TEKNIK EMULSIFIKASI PENGUAPAN PELARUT Lili Fitriani1 , Tri Suciati2

PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SEBAGAI MEDIA PENDUKUNG AMOBILISASI ENZIM α-AMILASE Upita Septiani dan Agrina Lisma Jurusan Kimia Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam, Universitas Andalas ABSTRACT - PEMANFAATAN ZEOLIT ALAM SEBAGAI MEDIA PENDUKUNG AMOBILI

Dokumen yang Anda mencari sudah siap untuk unduhkan