1

GEN-SET

Fungsi Starter memiliki persamaan cara kerjadengan Motor DC Pada Starter , belitan Medandigulung pada sekeliling besi armatur untukmeningkatkan gaya gerak magnitnya.Pengganti magnet permanen pada motor DC dipergunakan elektro magnit yang mendapatsumber dari Baterai/akiPada Starter terdapat empat buah sikat karbon ( 2 untuk plus dan 2 untuk minus )Sehingga starter menghasilkan putaran yang tetap/stabil dengan torsi yang kuat dan merata.

2

PRINSIP MOTOR DC

3

Starter Konvensionalbanyak dipakai padakendaraan yang terdiridari pinion danoverrunning Clutch ygdigeser oleh tuas / drive lever (digerakanoleh solenoid) sehingga bertautdengan ring gear

Gambar Konstruksi Starter Konvensional

1. Motor. 2. Reduction Gear. 3. Over-runing Clutch 4. Pinion magnetic

switch.

Konstruksi Starter Reduksi terdiri dari:

Magnetic switch dan mekanisme penggeser pinion diletakkan pada sumbu yang sama

4

A. Kondisi Stasioner

B. Kondisi Starting Switch Tertutup

Saat Starting switch ditutup pada gambar B plunger akan tertarik, sehingga secarabersamaan menggesermaju pinion kearah ring gear,

pada kondisi ini walaupun pinion tidakmasuk tepat ke ring gear, plunger akantetap tertarik, sehingga menyebabkandrive spring tertarik sampai main kontak tertutup.

5

C. Starting Switch Tertutup tapi Pinion tidak masukke ring Gear

Saat Main kontaktertutup,armatur mulai berputar, akibatnya pinion masuk ke ring gear. Jadi, drive lever danspring menghasilkan gerakanmasuk (pertautan) yang halusdan efisien

PRINSIP KERJA MAGNETIK SWITCH

1. Starting Switch ditutup

Saat switch di onkanGaya magnetik yang dihasilkan oleh pull-in dan Hold in coil akanmenarik plunger sehingga tuaspenggerak akanmenggeser pinion maju kearah ring gear

6

2. Main Switch Tertutup

Pada saat main switch tertutup pull-in coil dinonaktifkan dengan mem by pass MT ke C arus listrikmengalir searah denganpanah dan starter mulaimemutar engine.Pada saat ini plunger dipertahankan padaposisi tertarik oleh gayamagnit dari Hold-in coil

3. Starting Switch dibukaPada saat sarting switch dilepas, SS terbuka dan MS tertutup arus mengalir sesuaianak panah. Arus mengalirmelalui pC dan HC denganarah sama ( kemagnitannyasaling melemahkan) sehinggamenyebabkan gaya magnitpada HC berkurang kemudianMS terbuka dan plunger kembali ke posisi semuladengan bantuan return spring

Keterangan :B = Positip baterai.

SS = Starting Switch,MS = Main Switch.

MT = Main Terminal.PC = Pull in Coil.

HC = Hold - in coil

7

Pengetesan Magnetic SwitchPull in Test

Menghubungkankabel test sepertigambar diatas.Saat aliran liatrikdari bateraitersambung, pinion harus bergerakkeluar

Dengan kondisiyang samadengan pull-in test. Lepasterminal C. pinion akantetap dalamkondisi keluar. Hold-in Test

8

Dengankondisi yang sama sepertihold-in test, terminal C danterminal 50 dilepas, pinion harus kembalike posisi awal.

Return Test

Sejarah GeneratorSebelum hubungan antara magnet dan listrik ditemukan, generator menggunakan prinsip elektrostatik. Mesin Wimshurst menggunakan induksi elektrostatik atau "influence". Generator Van de Graaff menggunakan satu dari dua mekanisme:Penyaluran muatan dari elektroda voltase-tinggiMuatan yang dibuat oleh efek triboelectric menggunakan pemisahan dua insulatorGenerator elektrostatik tidak efisien dan berguna hanya untuk eksperimen saintifik yang membutuhkan voltase tinggi.

9

FARADAY

Pada 1831-1832 Michael Faraday menemukan bahwa perbedaan potensial dihasilkan antara ujung-ujung konduktor listrik yang bergerak

tegak lurus terhadap medan magnet. Dia membuat generator elektromagnetik pertama berdasarkan efek ini, menggunakan cakram tembaga yang berputar antara kutub magnet

tapal kuda. Proses ini menghasilkan arus searah yang kecil.

DinamoDinamo adalah generator listrik pertama yang mampu mengantarkan tenaga untuk industri, dan masih merupakan generator terpenting yang digunakan pada abad 21. Dinamo menggunakan prinsip elektromagnetisme untuk mengubah putaran mekanik menjadi listrik arus bolak-balik.Dinamo pertama berdasarkan prinsip Faraday dibuat pada 1832 oleh Hippolyte Pixii, seorang pembuat alat Prancis. Alat ini menggunakan magnet permanen yang diputar oleh sebuah "crank". Magnet yang berputar diletakaan sedemikian rupa sehingga kutub utara dan selatannya melewati sebongkah besi yang dibungkus dengan kawat. Pixii menemukan bahwa magnet yang berputar memproduksi sebuah pulsa arus di kawat setiap kali sebuah kutub melewati "coil". Lebih jauh lagi, kutub utara dan selatan magnet menginduksi arus di arah yang berlawanan. Dengan menambah sebuah komutator, Pixii dapat mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah.

10

Namun, kedua desain di atas menderita masalah yang sama: mereka menginduksi "spike" arus diikuti tanpa arus sama sekali. Antonio Pacinotti, seorang ilmuwan Italia, memperbaikinya dengan mengganti "coil" berputar dengan yang "toroidal", yang dia ciptakan dengan mebungkus cincin besi. Ini berarti bahwa sebagian dari "coil" terus melewati magnet, membuat arus menjadi lancar. Znobe Gramme menciptakan kembali desain ini beberapa tahun kemudian ketika mendesain pembangkit listrik komersial untuk pertama kalinya, di Paris pada 1870-an. Desainnya sekarang dikenal dengan nama dinamo Gramme. Beberapa versi dan peningkatan lain telah dibuat, tetapi konsep dasar dari memutar loop kawat yang tak pernah habis tetap berada di hati semua dinamo modern.

Prinsip Kerja Generator secara umum.

Suatu coil A-A' diletakan pada stator . dan suatubatang magnit utara-selatan sebagai Rotor. Teganganinduksi yang dihasilkan oleh coil A-A' akan samadengan tegangan yang diinduksikan bila suatu coil diputar pada medan magnit..

11

Jika pada stator tersebut diletakan beberapa coil yaitu : A - A' , B - B' dan C - C ' . Masing-masing coil dipasangpada jarak 120 listrik. Maka tegangan yang diinduksikan seperti pada gambar 2. Tegangan tersebutjuga mempunyai interval 120 listrik.

Dalam prakteknya suatu kelompok coil terdiri daribeberapa kumparan diletakkan pada suatu alur (slot) stator sehingga masing-masing kumparan phasadipasang pada beberapa alur sesuai dengan lebar kutubmagnit. Lihat gambar Masing masing phasa menempati3 buah alur.

12

Bentuk Rotor Generator konvensional

Untuk menjaga agar polaritas kutub-kutub rotor tetap, digunakan sumber tegangan DC sebagai

pensuplai arus medan magnit.

Untuk melakukan hal ini , penghantar dari kumparanmedan dihubungkan pada cincin geser yang diletakanmelingkar pada poros generator, dan diletakan sikatarang (carbon brush) menempel pada pada cincingeser tersebut guna mengalirkan arus dari sumbertegangan ke kumparan medan. Besar kecilnya aruspada kumparan medan akan mempengaruhi besar

kecilnya kuat medan magnit.

Hal ini berati besar kecilnya tegangan keluarangenerator dapat diatur dengan cara mengendalikan arus

penguat medan magnit (arus eksitasi).

13

Eksitasi arus DC dihasilkan dari suplai 3 phasa yang terpisah,dengan menggunakan generator kecil yang diletakan seporos dengan rotor. Metode ini disebutbrushless system. Sebuah revolving armatureterpasang pada rotor. .Sebuah solid state rectifier jugaterpasang pada poros rotor sehingga arus DC yang dihasilkan mensuplai penguat medan tanpa melalui sikat.

Rotor Brushless generator

SISTEM SAMBUNGAN BELITAN GENERATOR

14

Pengaturan Tegangan Generator.Pengaturan tegangan generator dilakukan untukmendapatkan tegangan tegangan keluaran yang tetap, walaupun terjadi perubahan beban atauperubahan faktor daya (Cos ).

Sewaktu generator mesuplai beban,akan timbuldrop tegangan (tegangan turun) akibat adanyaimpedansi pada generator. Impedansi generator terjadi karena :Tahanan belitan dari mesin ( R ).Reaktansi bocor pada belitan ( XL ).Reaktansi jangkar (armatur / XL ).

Drop tegangan (tegangan turun)dapat digambarkan secara ekivalen sebagai berikut :

15

jika beda phasa antara arus dan tegangan berubahmaka EMF yang dihasilkan oleh generator harusdisesuaikan. Agar tegangan keluaran generator tetap konstan.

Arus tertinggal Tegangan( I lagging).

Arus sephasadengan tegangan.

Arus mendahului Tegangan( I Leading).

Pengaturan tegangan EMF dapat dilakukandengan cara:

1.Mengatur kecepatan putar dari mesin

2. Dengan melakukan pengaturan aruspenguat medan magnit generator

Eksitasi dari Generator

Peralatannya disebut AVR (Automatic Voltage Regulator)

16

Blok diagram AVR (Automatic Voltage Regulator)

Cara kerja :1. Tegangan yang dibangkitkan generator (Vg)

ditransformasikan ke level yang sesuai dan disearahkan padaelemen pengukuran (no 1 ),

2. Kemudian dibandingkan oleh pembanding ( komparator No.2 ) dengan tegangan yang konstan dan stabil (Vt) pada rangkaianreferensi dioda Zener (No.3).

3. Perbedaan yang timbul antara kedua tegangan tersebut(sinyal kesalahan/error signal) dikirimkan ke Op-Amp (no.4). Keluaran Op-Amp akan mengaktifkan rangkaian penyulut(no.5) akan mentriger rangkaian Daya (SCR / no. 6 ) yang akan mengatur besarnya penguatan pd penguat medan gnrt

4. Fungsi Stabilisator (No.7) adalah agar AVR untukmemberikan respon tegangan damping secara cepat danmemadai atas perubahan beban.

17

Bagian-bagian dari AVR adalah :1. Rangkaian daya.Rangkaian daya adalah suatu rangkaian yang berfungsi sebagaipenyuplai arus searah untuk mensuplai arus pada medan maknit penguatdari generator. Dengan cara menyearahkan arus bolak-balik (AC) menjadiarus searah (DC). Agar tegangan keluaran penyearah dapat diatur besarkecilnya maka dipakai penyearah terkendali (controlled Rectifier). Biasadipakai SCR (Silikon Controlled rectifier)

2. Rangkaian penyalaan (penyulut).Adalah suatu rangkaian yang berfungsi untuk mengatur sudut penyalaan dariSCR. Jadi suatu rangkaian pembangkit pulsa yang digunakan sebagai pulsapengapian/penyulutan.]

3. Rangkaian umpan balik.Agar tegangan keluaran dari generator tetap terkendali (stabil) secara otomatis jika

terjadi perubahan beban, maka diperlukan suatu rangkaian umpan balik gunamendeteksi dan mengoreksi perubahan tersebut. Terdiri dari :

Rangkaian umpan balik tegangan : Tegangan keluaran generator diturunkan dengantrafo tegangan dengan menggunakan komparator maka pada setiap terjadiperubahan tegangan penguat medan akan dikoreksi..

Brushless Generator.Brushless generator adalah generator tanpa sikat. Generator

ini memakai Permanen Magnet Generator (PMG) untukmensuplai AVR. PMG ini dikopel pada shaft penguat (Exciter)

18

Sistem penguatan seperti ini memberikan dayapenguatan dari sumber yang terpisah dan tidakdipengaruhi oleh keluaran generator.

Pemakaian PMG mempunyai keuntungan sebagaiberikut :1.Memberikan kepastian adanya pembangkitan

tegangan pada saat starting.2.Memperbaiki kapasitas beban lebih steady state

generator.3.Menghasilkan respon tegangan yang baik setelah

terjadi perubahan beban yang besar.4.Menyediakan suatu sumber daya tanpa

terpengaruh rangkaian beban luar.5.Memberikan daya penguatan yang stabil pada

semua kondisi operasi.

19

PEMASANGAN PADA PONDASI

1. Generator adalah alat perubah energi, dia tidak akan mengirim energi lebih daridaya mesin yang menggerakannya.Motor listrik juga pengubah energi, diaakan otomatis menyerap daya lebih dari kebutuhan beban motor tersebut. Daya menghasilkan tegangan dan arus , Jika tegangan motor dibawah normal arus masukan akan naik sebanding dengannya.

2. Generator harus memiliki kecepatan yang konstan,jika terjadi perubahan RPM 5%-10 % diatas atau dibawahnya akan terjadi variasi tegangan keluarannya

3. Panas generator dihasilkan oleh arusnya, jika arus line besar maka panas yang timbul juga besar.

4. Voltmeter, Ammeter atau KW meter tidak sesuai dengan Beban kVA generator karena adanya pengaruh faktor daya dari beban.Dalam pengujian generator dengan beban harus diperhatikan name plate nya . sebagai contoh Generator memiliki Tegangan 230 V, 157 A dan faktor kerja 0,8 maka generator tersebutakan beban penuh pada saat mengirim arus 125,6 A dan 230 V.

20

5. Arus akan mengalir melalui sambungan yang tetap dan bersih, kuat,getaran akanmenguarangi kemampuan sambungan-sambungannya.

6. Instrumen listrik yg tidak teliti akan terjadiperbedaan lebih kurang 5% pada 2 instrumenyang berbeda, untuk meyakinkan pakailahinstrumen yang sama untuk semuapengukuran tegangan.

Peralatan pada panel generator:

MCCB ( Mouded Case Circuit Breaker)sebagai pengaman gangguan beban lebih dan hubung singkat pada generator

Fuse ( sekring )Sebagai pengaman terhadap gangguan Hubung singkat.

Peralatan Ukur :

Ampere meter.Trafo arus.Volt meter.

Kilo Watt meter.Frekwensi meter.

21

22

1. Beban Resistif : adalah beban yang semata-mata terdiri daritahanan ohmic saja, seperti lampu-lampu pijar, pemanasdan lain-lain. Beban ini mempunyai ciri-ciri bahwa daya yang dikonsumsinya semata-mata daya Aktif.

2. Beban Induktif : adalah beban yang mengandungkumparan kawat yang dililit pada inti besi, seperti Motor listrik, Las listrik, Transformator, Ballast TL dan lain-lain. Beban ini mempunyai ciri-ciri bahwa disampingmengkonsumsir daya aktif juga menyedot daya reaktif yang diperlukan untuk pembentukan medan magnit dalam beban-beban tersebut. (Pada beban resistif daya reaktifnya adalah Nol).

KOMPENSASI DAYAPada Instalasi Listrik ada 2 (dua) macam beban listrik (Electric Load) yakni1. beban resistif (ohmic/resistive load) dan2. beban induktif (Inductive Load),

Penjumlahan geometris dari daya reaktif dan dayaaktif lazim disebut Daya Buta (Apparaent Power).

Daya Buta (KVA) = Daya Aktif (KW) + Daya Reaktif (KVAR)

1. Daya Aktif : Dinyatakan dalam Watt atau KiloWatt. Adalah daya yang melakukan usaha yang sebenarnya (Effective Power).

2. Daya Reaktif : Dinyatakan dalam VAR atau KVAR

3. Daya Buta : Dinyatakan dalam VA atau KVA.

Semua kapasitas aparat-aparat listrik seperti Generator, Transformator, DayaPLN dan lain-lain dinyatakan dalam KVA.

Ratio antara Daya Aktif terhadap Daya Buta disebut Faktor Daya(Power Factor = Cos ).

Daya AktifFaktor Daya = -------------- = Cos

Daya ButaMakin besar Daya Reaktif sesuatu beban, makin kecil pula Faktor Dayanya.

23

1. Untuk daya terpasang (PLN atau Genset) tertentu, bilaterdapat banyak beban Induktif (Motor-motor, lampu-lampuTL dan sebagainya), sehingga Faktor Dayanya rendahsekali, maka Daya Aktif yang ditimbulkan akan jauh lebihkecil dari Daya Butanya.

Contoh : Pabrik dengan Genset 200 KVA, bila Faktor Dayanya 0,5, maka Daya Aktifnya = 0,5 x 200 KVA = 100 KW.

Dengan perkataan lain, Genset atau Transformator (Trafo) Gardu PLN tidak dimanfaatkan penuh (Under Utilized). Dalam keadaan seperti ini bila dipergunakan Daya Aktiflebih besar dari 100 KW, maka Genset akan berbeban lebih(Over load), dengan demikian Genset akan panas bahkanterbakar.

MASALAH YANG DITIMBULKAN OLEH BEBAN INDUKTIF

2. Untuk Daya Aktif (KW) tertentu, bila Faktor Daya (Cos ) rendah,maka dibutuhkan kapasitas daya (Daya Buta), Genset, Trafo danpenampang kabel Transmisi dan Distribusi yang sangat besaruntuk memenuhinya.

Contoh :Pabrik dengan Beban Total = 100 KW, bila Faktor Dayanya = 0,5Maka dibutuhkan Genset/Trafo dengan daya:

100----- = 200 KVA0,5

dan kabel Distribusi Utama berpenampang 150 mm2.

Bila Faktor Dayanya = 0,8Maka dibutuhkan Genset/Trafo dengan daya

100----- = 125 KVA0,8

dan kabel Distribusi Utama berpenampang 95 mm2.

Dengan demikian dapat dikatakan bahwa bila Faktor Daya rendah, maka investasi modal untuk Genset/Trafo maupun kabel menjadi besar.

24

Pada tabel 1 berikut ini dapat diperlihatkan keuntungan-keuntungan yang diperoleh bila Faktor Daya ditingkatkan.

39,5%

23%55,5%

43,5%

69%61%PengurangankehilanganEnersi padakabel instalasi

22%12,5%

33%25%44,5%

37,5%

PenguranganArus Listrik danDaya Buta

0,90,80,90,80,90,8Cos akhir0,70,70,60,60,50,5Cos awal

Untuk Daya Aktif tertentu (KW tertentu), bila Faktor Dayarendah, maka dibutuhkan Arus Listrik yang lebih besar dalammenghantar Daya Listrik pada sepanjang kabel instalasimaupun dalam Genset/Trafo. Akibatnya terjadi kehilanganEnersi (Current Heat Losses) dan penurunan tegangan(VoltageDrop) yang besar sepanjang kabel instalasi