tegangan pada saat putaran rotor n
r
sedikit lebih cepat dari putaran sinkron n
s
mesin induksi tersebut.
Pada motor induksi yang dioperasikan sebagai generator tidak terdapat pengatur tegangan seperti governor pada generator sinkron. Oleh karena itu tegangan keluaran sangat
dipengaruhi oleh beban dan nilai kapasitor.
3.6 Kapasitor Eksitasi
Untuk menentukan kebutuhan nilai kapasitor eksitasi bagi generator induksi diasumsikan generator bekerja tanpa beban. Rangkaian ekivalen generator induksi tanpa
beban diperlihatkan dalam Gambar 3.3.
Gambar 3.3 Rangkaian Ekivalen Generator Induksi Tanpa Beban
Dalam kondisi tanpa beban slip berharga sangat kecil s ∼ 0 , sehingga frekuensi
yang dihasilkan akan sebanding dengan kecepatan putaran rotor. Generator induksi akan membangkitkan tegangan bila jumlah loop reaktansi tertutup dalam rangkaian ekivalen
Gambar 3.3 sama dengan nol. Kapasitor eksitasi adalah kapasitor yang berfungsi menghasilkan daya reaktiv kepada motor indusi agar dapat beroperasi sebagai generator.
Tanpa adanya sumber daya reaktiv maka peroses perubahan motor induksi menjadi generator tidak akan mungkin terjadi. Daya reaktif adalah daya yang dihasilkan oleh beban – beban
kapasitif, daya reaktif ini memiliki satuan VAR atau volt ampere reaktif.
Universitas Sumatera Utara
3.7 Generator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi
Pemasangan kapasitor eksitasi dapat dilakukan dengan hubungan delta dan bintang.
3.7.1 Generator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi Hubungan Delta ∆
Untuk sistem 3 fase, kapasitor dapat dihubung delta. Lihat Gambar 3.4 dibawah :
• •
•
•
∆
c
V
∆
C
I
Gambar 3.4 Kapasitor terhubung delta
Kapasitor terhubung delta memiliki persamaan sebagai berikut :
S S
S S
S
C C
C C
C C
C C
X I
V I
V I
V X
3 3
3 3
= =
= =
∆ ∆
∆
………..........................................…... 3.5
C ∆ perphasa =
f v
Q
π
2 3
2
∆
……………….............................................……....... 3.6
Gambar dibawah menunjukan suatu generator induksi tiga fasa dengan mengunakan kapasitor eksitasi hubungan delta seperti ditunjukan pada Gambar 3.5 dibawah
ini.
Prime mover
MISG
Kapasitor Eksitasi beban
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.5 Generator induksi tiga fasa dengan kapasitor eksitasi hubungan delta
3.7.2 Generator Induksi Dengan Kapasitor Eksitasi Hubungan Bintang Y
Untuk sistem 3 fase, kapasitor dapat dihubung bintang. Lihat Gambar 3.6 dibawah :
• •
• •
•
• •
•
S
C
V
S
C
I
Gambar 3.6 Kapasitor terhubung bintang
3 3
S S
Y
C y
C C
I IC
dan V
V =
=
……………................................................. 3.7
C
Y
perphasa =
f V
Q
π
2
2
∆
……………………..........................................…….. 3.8 Gambar 3.7 dibawah menunjukan suatu generator induksi tiga fasa dengan mengunakan
kapasitor eksitasi hubungan bintang.
Universitas Sumatera Utara
Prime mover
MISG
Kapasitor Eksitasi beban
Gambar 3.7 Generator induksi tiga fasa dengan kapasitor eksitasi hubungan bintang
3.8 Peroses Pembangkitan Tegangan dan Rangkaian Ekivalen
Syarat utama terbangkitnya tegangan generator induksi adalah adanya remanensi di rotor atau kapasitor eksitasi yang digunakan harus mempunyai muatan listrik terlebih dahulu.
Remanensi atau muatan kapasitor merupakan tegangan awal yang diperlukan untuk proses pembangkitan tegangan selanjutnya. Proses pembangkitan tegangan akan terjadi bila salah
satu syarat di atas dipenuhi. Gambar 3.8 memperlihatkan rangkaian proses pembangkitan tegangan generator induksi.
E2 E1
C eksitasi
beban
rotor stator
Gambar 3.8 Rangkaian proses pembangkitan tegangan
Universitas Sumatera Utara
Dari gambar 3.8 dapat dibuat rangkaian ekivalen per phasa generator induksi seperti gambar 3.9.
Xm
s R
X R
X I
Xc
Ic E1
b e
b a
n
V 2
2
1 1
1
I
L
Gambar 3.9 Rangkaian ekivalen perfasa generator induksi
Dimana : R
1
= tahanan stator I
L
= arus beban R
2
= tahanan rotor s = slip
X
1
= reaktansi stator v = tegangan keluaran phasa-netral
X
2
= reaktansi rotor X
m
= reaktansi magnetisasi X
C
= reaktansi kapasitansi I
1
= arus stator I
C
= arus magnetisasi Dengan menghubungkan kapasitor di terminal stator, akan terbentuk suatu rangkaian
tertutup. Dengan adanya tegangan awal tadi, di rangkaian akan mengalir arus. Arus tersebut akan menghasilkan fluksi di celah udara, sehingga di stator akan terbangkit tegangan induksi
sebesar E
1
. Tegangan E
1
ini akan mengakibatkan arus mengalir ke kapasitor sebesar I
1
. Dengan adanya arus sebesar I
1
, akan menambah jumlah fluksi di celah udara, sehingga tegangan di stator menjadi E
2.
Tegangan E
2
akan mengalirkan arus di kapasitor sebesar I
2
yang akan menyebabkan fluksi bertambah dan tegangan yang dibangkitkan juga akan
Universitas Sumatera Utara
meningkat. Proses ini terjadi sampai mencapai titik keseimbangan E = V
C
seperti ditunjukkan dalam gambar 3.10. Dalam kondisi ini tidak terjadi lagi penambahan fluksi ataupun tegangan
yang dibangkitkan.
Gambar 3.10 Proses pembangkitan tegangan.
Nilai kapasitor yang dipasang sangat menentukan terbangkitnya tegangan atau tidak. Untuk terbangkitnya tegangan generator induksi, nilai kapasitor yang dipasang harus lebih
besar dari nilai kapasitor minimum yang diperlukan untuk proses eksitasi. Jika kapasitor yang dipasang lebih kecil dari kapasitor minimum yang diperlukan, maka proses pembangkitan
tegangan tidak akan berhasil.
Gambar 3.11 Tegangan fungsi kapasitor eksitasi.
3.9 Aliran Daya Generator Induksi
