II.4 Syarat – Syarat Motor Induksi Sebagai Generator
Motor induksi tiga phasa dapat dioperasikan sebagai generator dengan cara memutar rotor pada kecepatan di atas kecepatan medan putar n
r
n
s
dan atau mesin bekerja pada slip negatip s 0.
n
s
=
p f
120
………………………………………………... 2.20 Dengan :
n
s
= kecepatan medan putar rpm f = frekuensi sumber daya Hz
p = jumlah kutub motor induksi. Sehingga ;
s =
s r
s
n n
n −
. 100 , n
r
n
s
…………………………….. 2.21 Dengan : s = slip
n
s
= kecepatan medan putar rpm n
r
= kecepatan putar rotor rpm Karena Motor Induksi Sebagai Generator MISG ini bekerja stand alone
maka mesin ini memerlukan kapasitor untuk membangkitkan arus eksitasi. Fungsi pemasangan kapasitor pada Motor Induksi Sebagai Generator MISG beroperasi
sendiri ini adalah untuk menyediakan daya reaktif.
II.5 Prinsip Kerja Generator Induksi
Universitas Sumatera Utara
Prinsip kerja generator induksi adalah kebalikan daripada saat mesin induksi bekerja sebagai motor. Dimana ketika mesin berfungsi sebagai motor, kumparan
stator diberi tegangan tiga fasa sehingga akan timbul medan putar dengan kecepatan sinkron n
s
. Namun jika motor berfungsi sebagai generator, pada rotor motor diputar oleh sumber penggerak dengan kecepatan lebih besar daripada kecepatan sinkronnya.
Bila suatu konduktor yang berputar didalam medan magnet kumparan stator akan membangkitkan tegangan sebesar
e = B.l.v ….................................................................... 2. 22
Dimana : e = tegangan induksi yang dihasilkan volt
B = fluks magnetik weber l = panjang konduktor yang dilewati medan magnet m
v = kecepatan medan magnet melewati konduktor ms dan bila dihubungkan ke beban akan mengalirkan arus. Arus pada rotor ini akan
berinteraksi dengan medan magnet pada kumparan stator sehingga timbul arus pada kumparan stator sebagai reaksi atas gaya mekanik yang diberikan.
Pada proses perubahan motor induksi menjadi generator induksi dibutuhkan daya reaktif atau daya magnetisasi untuk membangkitkan tegangan pada terminal
keluarannya. Dalam hal ini yang berfungsi sebagai penyedia daya reaktif adalah kapasitor yang besarnya disesuaikan dengan daya reaktif yang diperlukan.
Kebutuhan daya reaktif dapat dipenuhi dengan memasang suatu unit kapasitor pada terminal keluaran, dimana kapasitor menarik daya reaktif kapasitif
atau dengan kata lain kapasitor memberikan daya reaktif induktif pada mesin
Universitas Sumatera Utara
induksi. Kerja dari kapasitor ini dapat dipandang sebagai suatu sistem penguat eksitasi sehingga generator induksi juga dikenal dengan sebutan generator induksi
penguatan sendiri self excited of induction generator. Hal terpenting yang harus diperhatikan dalam kinerja generator induksi
adalah fluksi sisa atau medan magnet pada kumparan stator, dimana tanpa adanya fluksi sisa ini proses pembangkitan tegangan tidak akan tejadi. Dengan adanya fluksi
sisa ini dan perputaran rotor akan menimbulkan tegangan induksi pada rotor. Tegangan induksi ini akan terinduksi pula pada sisi stator dan akan menimbulkan
arus yang akan mengisi kapasitor hingga terjadi keseimbangan. Keseimbangan tersebut ditandai dengan titik pertemuan antara lengkung magnetisasi dengan garis
reaktansi kapasitif seperti terlihat pada gambar 2.11. Lengkung magnetisasi tersebut terjadi akibat adanya kejenuhan inti besi dari mesin.
Gambar 2.11 Proses Penguatan
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.12. Generator Induksi Penguatan Sendiri Dengan Sebuah Kapasitor Bank Sebagai
Penyedia Daya Reaktif
Pada mesin induksi tidak terdapat hubungan listrik antara stator dengan rotor, karena arus pada rotor merupakan arus induksi. Jika belitan stator diberi tegangan
tiga phasa, maka pada stator akan dihasilkan arus tiga phasa, arus ini kemudian akan menghasilkan medan magnet yang berputar dengan kecepatan sinkron n
s
dan kemudian akan melakukan pengisian muatan ke kapasitor C yang dipasang parallel
dengan stator yang tujuannya untuk mensuplai tegangan ke stator nanti untuk mempertahankan kecepatan sinkron n
s
motor induksi pada saat dilakukan pelepasan sumber tegangan tiga phasa pada stator.
Mesin dc sebagai prime mover yang dikopel dengan mesin induksi diputar secara perlahan memutar rotor mesin induksi hingga mencapai putaran sinkronnya
n
r
= n
s
. Saklar sumber tegangan tiga phasa untuk stator dilepas, dan kapasitor yang sudah discharge akan bekerja dan akan mempertahankan besar n
s
. Motor dc diputar hingga melewati kecepatan putaran sinkronnya mesin induksi n
r
n
s
, sehingga slip yang timbul antara putaran rotor dan putaran medan magnet menghasilkan slip
Universitas Sumatera Utara
negatip s 0 dan akan menghasilkan tegangan sehingga motor induksi akan berubah fungsi menjadi generator induksi.
Gambar 2.13. Karakteristik Torsi – Kecepatan Mesin Induksi
Dari kurva karakteristik antara kecepatan dan kopel motor induksi dapat dilihat, jika sebuah motor induksi dikendalikan agar kecepatannya lebih besar
daripada kecepatan sinkron oleh penggerak mula, maka arah kopel yang terinduksi akan terbalik dan akan beroperasi sebagai generator. Semakin besar kopel pada
penggerak mula, maka akan memperbesar pula daya listrik yang dihasilkan. Pada gambar karakteristik diatas generator mulai menghasilkan 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.
Universitas Sumatera Utara
II.6 Proses Pembangkitan Tegangan
Kategori