Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor

ANALISA PERBANDINGAN REGULASI TEGANGAN
GENERATOR INDUKSI PENGUATAN SENDIRI DENGAN
MENGGUNAKAN KAPASITOR KOMPENSASI DAN
DENGAN PENAMBAHAN INDUKTOR
Diajukan untuk memenuhi salah satu syarat dalam
menyelesaikan Pendidikan Sarjana (S-1) pada
Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sumatera Utara
Oleh
EDY PERSADANTA SEMBIRING
100402071

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTROFAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
2016

Universitas Sumatera Utara

Universitas Sumatera Utara

ABSTRAK

Eksitasi generator induksi penguatan sendiri dapat diperoleh dari kapasitor
yang dihubungkan dengan terminal stator generator. Kapasitor ini berfungsi untuk
membangkitkan daya reaktif untuk menghasilkan fluksi magnetisasi. Jadi tanpa
adanya daya reaktif untuk kebutuhan arus eksitasi, kerja mesin induksi sebagai
generator tidak mungkin terlaksana, sehingga digunakan kapasitor eksitasi sebagai
penguatan untuk memperbaiki daya reaktifnya.
Pembebanan

pada

generator

induksi

penguatan

sendiri

akan


mengakibatkan drop tegangan pada generator tersebut sehingga penyaluran
tegangan terhadap beban tidak sesuai dengan yang diharapkan. Dengan
penambahan kapasitor kompensasi diharapkan memperbaiki regulasi tegangan
pada generator induksi, namun hal ini tidak memperbaiki nilai harmonisa
tegangan dan arus yang disebabkan oleh kumparan generator induksi. Oleh karena
itu, penulis ingin melakukan penelitian pada generator induksi penguatan sendiri
dan menganalisa besarnya jatuh tegangan apabila menggunakan kapasitor
kompensasi dan membandingkannya apabila dilakukan penelitian dengan
penambahan inductor kompensasi. Sehingga diketahui regulasi tegangan yang
terbaik.
Berdasarkan perhitungan analisa data yang diperoleh, maka rata-rata
regulasi tegangan motor induksi sebagai generator induksi adalah 56,465 %, ratarata regulasi tegangan generator induksi dengan menggunakan kapasitor
kompensasi adalah 40,02 % dan rata-rata regulasi tegangan generator induksi
dengan menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan penambahan induktor
adalah 33,21 %.
Kata

Kunci

:Generator


Induksi,

Kapasitor

Kompensasi,

Induktor

kompensasiRegulasi Tegangan.

i

Universitas Sumatera Utara

KATA PENGANTAR
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas
rahmat dan karunia yang dilimpahkan sehingga penulis dapat menyelesaikan
Tugas Akhir ini. Adapun Tugas Akhir ini dibuat untuk memenuhi syarat
kesarjanaan di Departemen Teknik Elektro, Fakultas Teknik Universitas Sumatera

Utara.
Tugas Akhir ini penulis persembahkan spesial kepada kedua orangtua
penulis, serta saudara-saudari penulis yaitu Rasita Sembiring, Mina br Ginting,
Mira D sembiring, Eka P Sembiring dan Prima A Sembiring yang merupakan
bagian hidup penulis serta senantiasa mendukung dan mendoakan dari sejak
penulis lahir hingga sekarang. Selain itu penulis juga berterima kasih kepada
seluruh keluarga besar Sembiring Depari dan Ginting yang selalu mendukung
masa-masa perkuliahan penulis.
Selama masa perkuliahan sampai masa penyelesaian tugas akhir ini,
penulis banyak memperoleh bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak. Untuk
itu, dengan setulus hati penulis menyampaikan ucapan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada :
1. Bapak Ir. Raja Harahap, M.T, selaku dosen Pembimbing Tugas Akhir, atas
segala bimbingan, pengarahan dan motivasi dalam menyelesaikan Tugas
Akhir ini.
2. Bapak Ir. Surya Tarmizi Kasim. M.si selaku Ketua Departemen Teknik
Elektro FT-USU dan Bapak Ir. Rahmat Fauzy, MT, selaku Sekretaris
Departemen Teknik Elektro FT-USU.
3. Seluruh Staf Pengajar di Departemen Teknik Elektro USU dan Seluruh
Karyawan di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Elektro USU
terkhusus untuk kak Ummi dan kak Ester yang turut memotivasi penulis

agar giat dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.
4. Teman-teman seperjuangan Jones Milan Simatupang, Novenri Ambarita,
Daniel Sembiring, Martua Nababan, Yehezkiel Mart Naibaho, Afron S
sianturi, Ronaldo Saragih, Andry Marpaunng, Cristhoper Pasaribu, dan
yang belum dapat disebutkan satu persatu.

ii

Universitas Sumatera Utara

5. Teman-teman sepermainan marakas 66, marakas 60, Gg ribu dan Gg
karonta.
6. Seseorang yang spesial yang senantiasa mendukung dan menghibur serta
memberi semangat, Cyntia A C Siahaan.
7. Teman-teman alumni SMA N 1 Pancur Batu.
8. Asisten laboratorium Dasar Konversi Energi Listrik yang telah banyak
membantu penyelesaian Tugas Akhir ini.
9. Pihak-pihak lainnya yang membantu pengerjaan Tugas Akhir ini.
Akhir kata, tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, masih banyak
kesalahan dan kekurangan, namun penulis tetap berharap semoga Tugas Akhir ini

bisa bermanfaat dan memberikan inspirasi bagi pengembangan selanjutnya.

Medan,April 2016
Penulis,

Edy P Sembiring
NIM : 100402071

iii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR ISI

ABSTRAK .......................................................................................................... i
KATA PENGANTAR .......................................................................................ii
DAFTAR ISI ..................................................................................................... iv
DAFTAR GAMBAR .......................................................................................vii
DAFTAR TABEL ............................................................................................ ix


BAB I
PENDAHULUAN .............................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ................................................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ......................................................................................... 2
1.3. Tujuan dan Manfaat Penulisan....................................................................... 2
1.4. Batasan Masalah .............................................................................................. 2
1.5.. Metode Penulisan ........................................................................................... 3
1.6. Sistematika Penulisan...................................................................................... 4

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA .................................................................................... 5
2.1. Mesin Induksi .................................................................................................. 5
2.1.1. Karakteristik Mesin Induksi .................................................................... 5
2.1.2. Konstruksi Mesin Induksi ....................................................................... 6
2.2. Generator Induksi .......................................................................................... 10
2.2.1. Jenis Generator Induksi ......................................................................... 11
2.2.2. Rangkaian Ekivalen ............................................................................... 14
2.2.3. Kelebihan dan Kekurangan Generator Induksi .................................. 14
2.3. Generator Induksi Berpenguatan Sendiri ................................................... 15
2.3.1. Rangkaian Ekivalen ............................................................................... 16


iv

Universitas Sumatera Utara

2.3.2. Prinsip Kerja............................................................................................ 17
2.4. Kapasitor Eksitasi .......................................................................................... 20
2.4.1. Penggunaan Kapasitor Eksitasi ............................................................ 20
2.4.2. Kapasitansi Minimum ............................................................................ 20
2.5. Metode Pengaturan Tegangan ...................................................................... 23
2.5.1. Kapasitor Kompensasi ........................................................................... 24
2.5.2. Induktor Kompensasi ............................................................................. 25

BAB III
METODE PENELITIAN ............................................................................... 28
3.1. Tempat dan Waktu......................................................................................... 28
3.2. Bahan & Peralatan ......................................................................................... 28
3.3. Variabel yang diamati ................................................................................... 29
3.4. Prosedur Penelitian ........................................................................................ 29
3.4.1. Percobaan Untuk Mendapatkan Parameter – Parameter Motor Induksi

Tiga Fasa ............................................................................................................ 29
3.4.2. Percobaan Motor Induksi Sebagai Generator ..................................... 31
3.4.3. Percobaan Motor Induksi dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi
............................................................................................................................. 33

3.4.4. Percobaan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor
Kompensasi dan Penambahan induktor. ........................................................ 34
3.5. Pelaksanaan Penelitian .................................................................................. 36
3.5.1. Proses Pengumpulan Data. ................................................................... 36
3.5.2. Analisa Data Terhadap Data yang Telah Diperoleh .......................... 36

BAB IV
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................................. 37
4.1. Umum .............................................................................................................. 37
4.2. Data Percobaan .............................................................................................. 37
4.2.1. Percobaan untuk Mencari Parameter - Parameter Motor Induksi .... 37
4.2.2. Percobaan Motor Induksi Sebagai Generator Induksi ....................... 38
4.2.3. Percobaan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor
Kompensasi ........................................................................................................ 40
v


Universitas Sumatera Utara

4.2.4. Percobaan Generator Induksi dengan Menggunakan Kapasitor
Kompensasi dan dengan penambahan Induktor ............................................ 40
4.3. Analisa dan Perhitungan Data ...................................................................... 41
4.3.1. Menghitung kapasitor Eksitasi yang diperlukan Generator Induksi 41
4.3.2. Menghitung Nilai – Nilai Parameter Motor Induksi .......................... 42
4.3.3. Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Motor Induksi Sebagai
Generator Induksi .............................................................................................. 45
4.3.4. Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Induksi dengan
Menggunakan Kapasitor Kompensasi ............................................................ 50
4.3.5. Analisa dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Induksi dengan
Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan dengan Penambahan Induktor 56

BAB V
PENUTUP ........................................................................................................ 63
5.1. Kesimpulan ..................................................................................................... 63
5.2. Saran ................................................................................................................ 63


DAFTAR PUSTAKA

vi

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1

Grafik kurva karakteristik mesin induksi

5

Gambar 2.2

Konstruksi mesin induksi : (a) Sebenarnya (b) sederhana

6

Gambar 2.3

Konstruksi stator mesin induksi

7

Gambar 2.4

Konstruksi rotor mesin induksi:
(a) rotor belitan (b) rotor sangkar

8

Gambar 2.5

Generator induksi masukan ganda

12

Gambar 2.6

Generator induksi berpenguatan sendiri

13

Gambar 2.7

Rangkaian ekivalen generator induksi

14

Gambar 2.8

Rangkaian ekivalen generator induksi
berpenguatan sendiri

Gambar 2.9

17

Kurva tegangan terminal generator induksi
berpenguatan sendiri

18

Gambar 2.10 Hubungan bintang dan delta kapasitor eksitasi

22

Gambar 2.11 Konstruksi kapasitor

24

Gambar 2.12 Symbol inductor

27

Gambar 3.1

Percobaan beban nol

29

Gambar 3.2

Percobaan rotor tertahan (Block Rotor)

30

Gambar 3.3

Rangkaian percobaan tahanan stator (test DC)

31

Gambar 3.4

Rangkaian percobaan motor induksi sebagai generator

32

Gambar 3.5

Rangkaian percobaan motor induksi sebagai generator
induksi dengan penambahan kapasitor kompensasi.

33

vii

Universitas Sumatera Utara

Gambar 3.6

Rangkaian percobaan generator induksi dengan
menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan
penambahan inductor

34

Gambar 3.7

Skematik diagram alur pengumpulan data

36

Gambar 4.1

Kurva tegangan vs kecepatan motor induksi sebagai
generator induksi yang dihasilkan

Gambar 4.2

50

Kurva tegangan vs kecepatan generator induksi dengan
menggunakan kapasitor kompensasi

Gambar 4.3

56

Kurva tegangan vs kecepatan generator induksi dengan
menggunakan kapasitor kompensasi dan penambahan
inductor

62

viii

Universitas Sumatera Utara

DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Tabel Hasil Pengukuran Percobaan Beban Nol

38

Tabel 4.2 Tabe Hasi Pengukuranl Percobaan Rotor Tertahan
(Block Rotor)

38

Tabel 4.3 Tabel Hasil Pengukuran Percobaan Tahanan Stator (test DC)

38

Tabel 4.4 Tabel Hasil Pengukuran Percobaan Motor Induksi Sebagai
Generator Induksi

39

Tabel 4.5 Tabel Hasil Pengukuran Percobaan Generator Induksi dengan
Menggunakan Kapasitor Kompensasi

40

Tabel 4.6 Tabel Hasil Pengukuran Percobaan Generator induksi dengan
menggunakan kapasitor kompensasi dan dengan penambahan
inductor

41

Tabel 4.7 Tabel perhitungan rata-rata tahanan DC stator

44

ix

Universitas Sumatera Utara

Dokumen yang terkait

Analisa Perbandingan Pengaruh Nilai Kapasitor Eksitasi Terhadap Regulasi Dan Efisiensi Pada Motor Induksi Sebagai Generator ( MISG ) Penguatan Sendiri

0 28 79

Pengaruh Pembebanan Terhadap Frekuensi Pada Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Kompensasi Tegangan Menggunakan Kapasitor ( Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU )

0 48 67

Pengaruh Pembebanan Terhadap Regulasi Tegangan Dan Efisiensi Pada Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Kompensasi Tegangan Menggunakan Kapasitor

2 52 98

Analisis Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Tanpa Menggunakan Kapasitor Kompensasi Dan Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi (Aplikasi Pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

5 42 79

Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor

1 11 76

PENGARUH KOMPENSASI KAPASITOR TERHADAP TEGANGAN KELUARAN GENERATOR INDUKSI PENGARUH KOMPENSASI KAPASITOR TERHADAP TEGANGAN KELUARAN GENERATOR INDUKSI.

0 2 19

Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor

0 0 1

Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor

0 0 4

Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor

0 0 23

Analisa Perbandingan Regulasi Tegangan Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Menggunakan Kapasitor Kompensasi dan Dengan Penambahan Induktor

0 0 1