LAPORAN 02 Load Test and No Load Test Ge

LAPORAN 02
Load Test and No Load Test Generator Sinkron
TEKNIK TENAGA LISTRIK

Disusun Oleh :
Frida Arifatin Nisa

3.31.14.2.11

10 / LT-2C

PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

2016
Judul

:

Load Test and No Load Test Generator Sinkron


No. Percobaan :

02

Tanggal

23 Mei 2016

I.

:

PENDAHULUAN
Generator arus bolak – balik berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga
listrik arus bolak – balik. Generator arus bolak – balik sering disebut juga sebagai
alternator, generator AC (alternating current), atau generator sinkron. Dikatakan
generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan
magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan
kutub – kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar

pada stator. Mesin ini tidak dapat dijalankan sendiri karena kutub – kutub rotor tidak
dapat tiba – tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu sakelar terhubung dengan
jala – jala.
Generator arus bolak – balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
a. Generator arus bolak – balik 1 phasa
b. Generator arus bolak – balik 3 phasa

II. TUJUAN
1. Mahasiswa dapat memahami pengertian no-load and load Test.
2. Mahasiswa dapat memahami gambar rangkaian no-load and load test.
3. Mahasiswa dapat mengukur tegangan dan arus pada setiap output/beban serta pada
motor dc dengan menggunakan alat amperemeter dan voltmeter.
4. Mahasiswa dapat menentukan nilai P (rugi) motor maupun generator.
III. DASAR TEORI
Kecepatan rotor dan frekuensi dari tegangan yang dibangkitkan oleh suatu
generator sinkron berbanding lurus. Gambar 1 akan memperlihatkan prinsip kerja dari
sebuah generator AC dengan dua kutub, dan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang

terbuat


dari

dua

Untuk

dapat

lebih

Gambar

1.

penghantar
mudah

Diagram

secara


memahami,

Generator

seri,

yaitu

silahkan

AC

penghantar
lihat

Satu

a


gambar

Phasa

dan

dibawah

Dua

a’.
ini

Kutub.

Lilitan seperti disebutkan diatas disebut “Lilitan terpusat”, dalam generator sebenarnya
terdiri dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masingmasing alur stator dan disebut “Lilitan terdistribusi”. Diasumsikan rotor berputar searah
jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor
dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz).
Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk

frekuensi f = 60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor
harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai
lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor
menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Fekuensi dari tegangan induksi
sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan:

Generator Tanpa Beban
Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar
pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar
stator

akan

diinduksikan

tegangan

tanpa

beban


(Eo),

yaitu

sebesar:

Eo = 4,44 .Kd. Kp. f. φm. T Volt
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak
terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila
besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik

saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar 3. Kondisi generator tanpa beban bisa
digambarkan

rangkaian

ekuivalennya

seperti


diperlihatkan

pada

gambar

3b.

Gambar 3a dan 3b. Kurva dan Rangkaian Ekuivalen Generator Tanpa Beban
Generator Berbeban
Bila generator diberi beban yang berubah-ubah maka besarnya tegangan
terminal V akan berubah-ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada:
• Resistansi jangkar Ra
• Reaktansi bocor jangkar Xl
• Reaksi Jangkar Xa
a. Resistansi Jangkar
Resistansi jangkar/fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegang/fasa (tegangan
jatuh/fasa) dan I.Ra yang sefasa dengan arus jangkar.
b. Reaktansi Bocor Jangkar

Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagian fluks yang terjadi tidak
mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti ini disebut Fluks Bocor.
c. Reaksi Jangkar
Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan
menimbulkan fluksi jangkar (ΦA ) yang berintegrasi dengan fluksi yang dihasilkan pada
kumparan medan rotor(ΦF), sehingga akan dihasilkan suatu fluksi resultan sebesar :

Interaksi antara kedua fluksi ini disebut sebagai reaksi jangkar, seperti diperlihatkan pada
Gambar 4. yang mengilustrasikan kondisi reaksi jangkar untuk jenis beban yang berbedabeda.

Gambar 4a, 4b, 4c dan 4d. Kondisi Reaksi Jangkar.
Gambar 4a , memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani tahanan
(resistif) sehingga arus jangkar Ia sefasa dengan GGL Eb dan ΦA akan tegak lurus
terhadap ΦF.
Gambar 4b, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat generator dibebani kapasitif ,
sehingga arus jangkar Ia mendahului ggl Eb sebesar θ dan ΦA terbelakang terhadap ΦF
dengan sudut (90 -θ).
Gambar 4c, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat dibebani kapasitif murni yang
mengakibatkan arus jangkar Ia mendahului GGL Eb sebesar 90° dan ΦA akan
memperkuat ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.

Gambar 4d, memperlihatkan kondisi reaksi jangkar saat arus diberi beban induktif murni
sehingga mengakibatkan arus jangkar Ia terbelakang dari GGL Eb sebesar 90° dan ΦA
akan memperlemah ΦF yang berpengaruh terhadap pemagnetan.
Jumlah dari reaktansi bocor XL dan reaktansi jangkar Xa biasa disebut reaktansi Sinkron
Xs.
Vektor diagram untuk beban yang bersifat Induktif, resistif murni, dan kapasitif
diperlihatkan pada Gambar 5a, 5b dan 5c.

Gambar 5a, 5b dan 5c. Vektor Diagram dari Beban Generator

IV.

ALAT DAN BAHAN
1.

Power Supply

2.

Generator Sinkron


3.

Kabel Penghubung

4.

Motor DC

5.

Alternator 3 phasa

6.

Multimeter Digital

7.

ELCB

8.

Beban R,L,C

V.

RANGKAIAN PERCOBAAN
A.

NO LOAD TEST GENERATOR SINKRON

Gbr. 7. Rangkaian No Load Test Generator Sinkron

B.

LOAD TEST GENERATOR SINKRON
Gambar Rangkaian

Gbr. 8. Rangkaian Load Test Generator Sinkron

VI.

LANGKAH KERJA
1.Siapkan alat dan bahan yang akan digunakan
2.Rangkai alat dan bahan sesuai gambar rangkaian
3.Hubungkan beban resistif, beban induktif, dan beban kapasitif pada hubungan bintang.
Beban resitif akan digunakan pertama kali.
4.Sebelum memulai pengukuran beban diseting pada nilai nol
5.Mulai dari 0 Volt, naikan nilai tegangan power supply DC untuk menjalankan motoraltenator dan sesuaikan tegangan ini sampai kecepatan nominal altenator tercapai
3000 rpm
6.Supply altenator dengan arus exciter Ieo 200 mA dan pertahankan untuk semua
pengukuran
7.Ketika motor altenator telah bekerja, mulai dari nilai R1 diturunkan beban resistifnya
pada tiap tahap sampai nilai R5
8.Pada tiap tahap pengukuran ukur arus stator dan tegangan dan masukan nilai
pengukuran pada table yang tersedia
9.Kemudian ulangi langkah-langkah diatas untuk beban induktif dan kapasitif
10.Kemudian buatlah digram hasil pratikum dengan beban resitif, induktif dan kapasitif
dari data tabel

VII.

HASIL PERCOBAAN
a. Tabel Percobaan No Load Test
Speed (min)

3000 RPM

2500 RPM

2000 RPM

Ig mA

Us (V)

Us (V)

Us (V)

100

220

180

140

150

310

260

200

200

380

310

245

250

-

360

280

300

-

385

300

350

-

-

320

400

-

-

340

450

-

-

360

500

-

-

365

550

-

-

380

b. Tabel Percobaan Load Test
R

Is (A)

Us (V) L

Is (A)

Us (V) C

Is (A)

Us
(V)

VIII.

R1

0.19

370

L1

0.13

335

C1

0.15

420

R2

0.27

365

L2

0.17

320

C2

0.22

430

R3

0.35

340

L3

0.26

280

C3

0.42

475

R4

0.55

390

L4

0.35

250

C4

R5

0.63

190

L5

0.38

215

C5

R6

0.8

-

L6

-

C6

PEMBAHASAN
A. No Load Test
Data-data hasil percobaan menunjukkan bahwa kecepatan putaran generator
akan berpengaruh terhadap hasil output dari generator itu sendiri. Semakin cepat
generator diputar maka generator akan lebih cepat mencapai arus nominalnya

dengan arus yang lebih kecil jika dibandingkan dengan ketika generator diputar
dengan kecepatan yang lebih lambat.
Namun kita tidak bisa seenaknya menambah kecepatan generator. Kita juga
harus memperhatikan karakteristiknya dari generator itu sendiri. Setiap generator
mempunyai batas maksimal kecepatan putaran yang diperbolehkan. Jika generator
diputar melebihi batas tersebut akan sangat berisiko terhadap keamanan generator itu
sendiri. Selain itu badak kemungkinan ketidakstabilan output tegangan jika
generator dipaksa untuk berputar melebihi putaran nominalnya.
B. Load Test
Pada pembebanan kapasitif, semakin besar arus beban semakin besar tegangan
terminal generator. Karena sifat dari beban kapasitif yaitu arus mendahului
tegangan. Sehingga jika alternator dibebani kapasitif, maka arus jangkar akan
mendahului GGL induksi yang dibangkitkan. Dengan arus jangkar yang mendahului
tersebut akan menghasilkan dan memperkuat fluks jangkar (φa). Sehingga fluks total
(φR) semakin besar Dengan fluks total yang semakin besar maka GGL induksi yang
dihasilkan generator semakin besar juga
Pada pembebanan induktif, semakin besar arus beban semakin kecil tegangan
terminal generator. Karena sifat dari beban induktif yaitu arus tertinggal terhadap
tegangan. Sehingga jika alternator dibebani induktif, maka arus jangkar ketinggalan
terhadap GGL induksi yang dibangkitkan. Dengan arus jangkar yang ketinggalan
tersebut maka akan dihasilkan fluks jangkar (φa) yang semakin turun sehingga fluks
total (φr) semakin kecil. Dengan fluks total yang semakin kecil maka GGL induksi
yang dihasilkan generator semakin kecil juga
Pada pembebanan resistif, fluk tidak akan terpengaruh. Sehingga tegangan yang
dihasilkan generator relative tetap.

IX.

PERTANYAAN DAN JAWABAN
Buatlah grafik sesuai dengan data diatas !
a. No-Load Test
IEM0 = 300 mA
IM0 = 300 mA
UM0 = 208 V
PM0 = 0 W
IEMe = 290 mA
IMe = 290 mA
UMe = 208 V
PMe = 0 W
400
350
300
250

3000RPM

200

2500RPM

150

2000RPM

100
50
0
100mA

b. Load Test

150mA

200mA

500
450
400
350
300
250
200
150
100
50
0

R
L
C

0.17 mA

0.25 mA

0.35 mA

0.42 mA

X. KESIMPULAN
1. Semakin besar arus yang mengalir maka semakin besar juga tegangan yang
mengalir pada motor DC.
2. Alternator akan menghasilkan reaksi yang berbeda pada tiap jenis beban,yaitu
resistif, kapasitif dan induktif. Jenis beban tersebut mempengaruhi fluks total pada
alternator
3. Jika alternator dibebani induktif, semakin besar induktansi berarti semakin besar
arus yang mengalir pada beban.
4. Jika alternator dibebani kapasitif, semakin besar induktansi berarti semakin besar
arus yang mengalir pada beban.
5. Dengan arus beban yang semakin besar, maka akan semakin besar juga
penambahan flux total pada motor.Karena fluks total semakin besar, tegangan yang
dihasilkan generator akan semakin besar.
XI.

DAFTAR PUSTAKA
DE LORENZO. 2011. Electrical power engineering. Italy : DE LORENZO SPA
https://www.academia.edu/15784837/
Prinsip_Kerja_Generator_Gaya_Gerak_Listrik_Generator_Sinkron_Generator_
Sinkron_Berbeban_Diagram_Vektor_Generator
http://dunia-listrik.blogspot.co.id/2009/04/prinsip-kerja-generator-sinkron.html

Dokumen yang terkait

Analisis Komparasi Internet Financial Local Government Reporting Pada Website Resmi Kabupaten dan Kota di Jawa Timur The Comparison Analysis of Internet Financial Local Government Reporting on Official Website of Regency and City in East Java

19 819 7

ANTARA IDEALISME DAN KENYATAAN: KEBIJAKAN PENDIDIKAN TIONGHOA PERANAKAN DI SURABAYA PADA MASA PENDUDUKAN JEPANG TAHUN 1942-1945 Between Idealism and Reality: Education Policy of Chinese in Surabaya in the Japanese Era at 1942-1945)

1 29 9

Improving the Eighth Year Students' Tense Achievement and Active Participation by Giving Positive Reinforcement at SMPN 1 Silo in the 2013/2014 Academic Year

7 202 3

Improving the VIII-B Students' listening comprehension ability through note taking and partial dictation techniques at SMPN 3 Jember in the 2006/2007 Academic Year -

0 63 87

The Correlation between students vocabulary master and reading comprehension

16 145 49

The correlation intelligence quatient (IQ) and studenst achievement in learning english : a correlational study on tenth grade of man 19 jakarta

0 57 61

An analysis of moral values through the rewards and punishments on the script of The chronicles of Narnia : The Lion, the witch, and the wardrobe

1 59 47

Improping student's reading comprehension of descriptive text through textual teaching and learning (CTL)

8 140 133

The correlation between listening skill and pronunciation accuracy : a case study in the firt year of smk vocation higt school pupita bangsa ciputat school year 2005-2006

9 128 37

Transmission of Greek and Arabic Veteri

0 1 22