43
• 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.
3.3 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 generator dari mesin tersebut. Kondisi-kondisi tersebut akan dijelaskan sebagai berikut.
3.3.1 n
r
n
s
Untuk mengoperasikan motor induksi sebagai generator diperlukan daya mekanis yang berasal dari penggerak mula prime mover untuk memutar rotor
diatas kecepatan sinkronnya n
r
n
s
, 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 2.2 dan 2.5, yaitu n
s
= 120 dan
s =
.
Universitas Sumatera Utara
44
Gambar 3.1. Kurva Karakteristik Torsi-Kecepatan Mesin Induksi pada
Berbagai Daerah Operasi Dari kurva karakteristik torsi-kecepatan pada gambar 3.1 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.
3.3.2 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.
Universitas Sumatera Utara
45
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.
MISG Prime Mover
Sistem Jaringan
Tiga Fasa Q
P Poros
Gambar 3.2. 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.
Universitas Sumatera Utara
46
v
T
,
V
I
m
,
A MISG
Prime Mover Q
P Poros
Kapasitor eksitasi
Beban resistif
P
Gambar 3.3. Generator Induksi Penguatan Sendiri Self-Excited
Arus magnetisasi I
m
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 3.4. Untuk memperoleh tingkat tegangan yang diberikan pada generator induksi, kapasitor-kapasitor eksternal
harus dapat menyuplai arus magnetisasi yang sesuai dengan tingkat tegangan tersebut.
Gambar 3.4. Kurva Magnetisasi Motor Induksi pada Keadaan Tanpa Beban
Universitas Sumatera Utara
47 I
m
, I
c
,
A
v
T
,
V
V
1
, nl V
3
, nl V
2
, nl C
1
C
2
C
3
Tegangan kapasitor
V
c
, V
I
c
, A Arus kapasitor
C
1
C
2
C
3
Gambar 3.5. Kurva Karakteristik Tegangan-Arus Kapasitor
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 3.5.
Gambar 3.6. 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
Universitas Sumatera Utara
48
merupakan titik potong dari kurva magnetisasi generator dan garis beban kapasitor, seperti ditunjukkan pada gambar 3.6. Titik potong dari kedua kurva
juga merupakan titik yang mana menyatakan kebutuhan daya reaktif generator induksi yang sebenarnya diberikan oleh kapasitor.
3.4 Kapasitor pada Motor Induksi Tiga Fasa Sebagai Generator
