22 Dalam penggunaanya sebagai generator, kita dihadapkan pada beberapa masalah
mengenai kelemahan-kelemahan yang dimiliki oleh motor induksi. Kelemahan- kelemahan tersebut antara lain :
a. Dibutuhkan perhitungan Motor induksi sebagai generator tidak akan bekerja dengan baik
tanpa kapasitor eksitasi terpasang dengan nilai yang sesuai dengan kebutuhan daya reaktif mesin, sementara generator sinkron umumnya dapat dibeli
dengan keadaan yang siap pakai.
b. Dibutuhkan sumber daya reaktif eksternal Motor induksi sebagai generator tidak dapat memproduksi daya
reaktif dengan sendirinya, tetapi membutuhkan sumber daya reaktif eksternal baik itu dari sumber jala-jala ataupun kapasitor.
Walaupun memiliki beberapa kelemahan, akan tetapi kelemahan-kelemahan tersebut masih dapat diatasi. Oleh karena itu motor induksi sebagai generator
mempunyai keuntungan yang jauh lebih banyak dari pada generator sinkron dalam penggunaannya untuk pembangkit listrik pada daerah-daerah terpencil.
2.7 Syarat – syarat Pengoperasian Motor Induksi Sebagai Generator
Untuk mengoperasikan motor induksi sebagai generator, diperlukan beberapa syarat yaitu berupa kondisi-kondisi yang harus dipenuhi agar diperoleh fungsi
Universitas Sumatera Utara
23 generator dari mesin tersebut. Kondisi-kondisi tersebut akan dijelaskan sebagai
berikut.
2.7.1 nr ns
Untuk mengoperasikan motor induksi sebagai generator diperlukan daya mekanis yang berasal dari penggerak mula prime mover untuk memutar rotor diatas
kecepatan sinkronnya nr ns, dimana daya mekanis ini dapat diperoleh dari tenaga air mikro hidro, tenaga angin, atau mesin diesel atau dengan kata lain mesin bekerja
pada slip negatif s 0. Dengan menggunakan persamaan yaitu ns = 120 dan s =
Gambar 2.14. Kurva Karakteristik Torsi-Kecepatan Mesin Induksi pada
Berbagai Daerah Operasi
Universitas Sumatera Utara
24 Dari kurva karakteristik torsi-kecepatan pada gambar 2.14 dapat kita lihat
bahwa, apabila sebuah motor induksi digerakkan pada suatu kecepatan yang lebih besar dari kecepatan sinkronnya, arah dari torsi induksinya akan berbalik dan motor
akan bertindak sebagai sebuah generator. Dengan bertambahnya torsi yang diberikan oleh penggerak mula, besar daya yang dihasilkan oleh generator induksi juga
bertambah.
2.7.2 Adanya Sumber Daya Reaktif
Sebagai sebuah generator, mesin induksi memiliki kelemahan karena tidak memiliki rangkaian medan yang terpisah untuk dapat menghasilkan daya reaktif,
dimana pada kenyataannya generator induksi sendiri mengonsumsi daya reaktif. Dengan demikian, diperlukan suatu sumber daya reaktif eksternal yang terhubung ke
generator untuk dapat memenuhi kebutuhan daya reaktif sebagai sumber arus eksitasi. Tanpa adanya daya reaktif, motor induksi yang dioperasikan sebagai
generator tidak akan menghasilkan tegangan. Dalam prakteknya, terdapat dua jenis kondisi pengoperasian motor induksi
sebagai generator, yaitu terhubung ke sistem jaringan tiga fasa grid connected dan beroperasi sendiri stand alone. Pada kondisi generator induksi yang terhubung ke
sistem jaringan tiga fasa, yang terjadi adalah generator induksi menyuplai daya aktif P tetapi menyerap daya reaktif Q dari sistem.
Universitas Sumatera Utara
25
Gambar 2.15. Generator Induksi Terhubung ke Sistem Jaringan 3-Fasa
Untuk motor induksi tiga fasa sebagai generator yang beroperasi sendiri, kebutuhan daya reaktif tidak dapat lagi diperoleh dari jala-jala. Untuk kondisi yang
demikian, kebutuhan daya reaktif dapat diperoleh generator dari suatu unit kapasitor. Kapasitor tersebut dihubungkan pararel dengan terminal keluaran generator.
Kapasitor yang terpasang harus mampu memenuhi kebutuhan daya reaktif yang dibutuhkan untuk menghasilkan fluksi di celah udara. Karena generator dapat
melakukan eksitasi sendiri tanpa memerlukan sumber eksternal dari jala-jala, maka disebut juga generator induksi penguatan sendiri.
Gambar 2.16. Generator Induksi Penguatan Sendiri Self-Excited
Universitas Sumatera Utara
26 Arus magnetisasi Im yang dibutuhkan oleh sebuah motor induksi yang
dioperasikan sebagai generator, sebagai fungsi dari tegangan terminal, dapat ditemukan dengan menjalankan mesin sebagai motor pada keadaan beban-nol dan
mengukur arus jangkarnya sebagai fungsi dari tegangan terminal. Kurva magnetisasi tersebut ditunjukkan oleh gambar 2.17. Untuk memperoleh tingkat tegangan yang
diberikan pada generator induksi, kapasitor-kapasitor eksternal harus dapat menyuplai arus magnetisasi yang sesuai dengan tingkat tegangan tersebut.
Gambar 2.17. Kurva Magnetisasi Motor Induksi pada Keadaan Tanpa Beban
Gambar 2.18. Kurva Karakteristik Tegangan-Arus Kapasitor
Universitas Sumatera Utara
27 Karena arus reaktif yang dapat diproduksi oleh kapasitor berbanding lurus
terhadap tegangan yang diberikan kepadanya, lokus dari semua kemungkinan kombinasi tegangan dan arus melalui sebuah kapasitor merupakan sebuah garis lurus.
Plot antara tegangan dan arus tersebut untuk suatu nilai frekuensi ditunjukkan pada gambar 2.18.
Gambar 2.19. Kurva Karakteristik Tegangan Terminal Generator Induksi pada
Keadaan Tanpa Beban
Jika satu set kapasitor-kapasitor tiga fasa dihubungkan secara pararel pada terminal generator induksi, maka tegangan beban-nol dari generator induksi
merupakan titik potong dari kurva magnetisasi generator dan garis beban kapasitor, seperti ditunjukkan pada gambar 2.19. Titik potong dari kedua kurva juga merupakan
titik yang mana menyatakan kebutuhan daya reaktif generator induksi yang sebenarnya diberikan oleh kapasitor.
Universitas Sumatera Utara
28
2.8 Kapasitor pada Motor Induksi Tiga Fasa Sebagai Generator 2.8.1 Umum
