generator
Post on 27-Dec-2015
12 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Generator induksi adalah bentuk mesin induksi yang mempunyai
bagian/konstruksi hampir sama dengan motor induksi .Generator ini mendapat
eksitasi dari luar, syarat utama tegangan dapat timbul untuk generator induksi
adalah jika Nr >Ns dengan Nr = kecepatan rotor dan Ns = kecepatan sinkron .
Misal radiator diputus oleh penggerak luar, diatas Ns maka slip akan bernilai
negatif lalu mesin akan mensuplay daya dan menghasilkan tegangan , Selain
itu membangkitkan tenaga juga memerluka daya remanasi magnet pada rotor .
1.2 Rumusan Masalah
Dari uraian latar belakang diatas, maka dapat dirumuskan masalah sebagai
berikut:
1. Bagaimana prinsip kerja generator induksi?
2. Apa saja yang mempengaruhi besar tegangan generator induksi?
3. Apa saja jenis-jenis generator 3 fasa?
1.3 Tujuan Penulisan
Dari rumusan masalah tersebut, maka tujuan dari penulisan ini adalah:
1. Mengetahui prinsip kerja generator induksi
2. Mengetahui jenis-jenis generator 3 fasa
3. Mengetahui aplikasi generator induksi
1.4 Manfaat Penulisan
1. Memberikan pengetahuan kepada pembaca mengenai Generator
Induksi
2
BAB II
PEMBAHASAN
2.1 Generator Induksi
Pada dasarnya prinsip kerja generator induksi sama dengan
motor ,hanya saja berbalikan . Generator induksi pada dasarnya adalah motor
induksi yang digunakan sebagai generator dengan bantuan eksitasi dari luar.
Ketika ada penggerak mula yang menggerkkan rotor , maka rotor berputar
sehingga batang konduktor akan memotong medan magnet dan stator yang
berputar pada kecepatan sinkronnya (Ns) tegangan baru dapat di induksi jika
Nr > N.
Besar tegangan generator tergantung pada :
1. Kecepatan putaran (N)
2. Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluks (Z)
3. Banyaknya fluks magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet (f)
4. Kontruksi generator
2.1.1 Prinsip Kerja Generator Induksi
Prinsip kerja generator induksi adalah sebagai berikut:
1. Bila sumber tegangan yang dipasang pada kumparan stator, akan timbul
medan putar dengan kecepetan Ns =120f / p
2. Medan putar stator tersebut akan memotong batang konduksi pada rotor
3. Akibatnya pada rotor akan timbul ggl induksi
4. Karena rotor merupakan rangkaian yang tertutup maka ggl induksi akan
mengalirkan arus ( I)
5. Adanya arus (I) dalam medan magnet akan menimbulkan gaya pada
rotor
6. Pada kopel muka yang dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besar
memikul kopel beban , rotor akan berputar searah dengan putar rotor
7. Seperti yang telah dijelaskan, ggl induksi akan timbul karena
terpotongnya rotor atau medan putar stator, artinya ggl induksi timbul
diperlukan adanya perbedaan antara kecepatan medan putar stator (Ns) dan
kecepata berputarnya rotor (Nr)
3
8. Perbedaan kecepatan antara Nr dan Ns disebut slip
9. Besarnya Nr (kecepatan rotor) lebih besar daripada Ns (kecepatan
stator)
10. Rumus slip dinyatakan dalam:
2.1.2 Mesin Induksi
Mesin induksi (Mesin Asinkron) yang terbagi atas dua yaitu motor
induksi dan generator induksi (alternator).
Mesin asinkron merupakan mesin arus bolak-balik (AC) yang paling
luas digunakan. Penamaanya berasal dari kenyataan bahwa arus rotor motor
ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang
terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan relatif antara putaran rotor dengan
medan putar (rotating magnetic field) yang dihasilkan oleh arus stator.
Generator Arus Bolak-balik sering disebut juga sebagai alternator
atau generator AC (alternating current) atau juga generator singkron. Alat ini
sering dimanfaatkan di industri untuk mengerakkan beberapa mesin yang
menggunakan arus listrik sebagai sumber penggerak.
Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:
a. Generator arus bolak-balik 1 fasa
b. Generator arus bolak-balik 3 fasa
Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum
Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan
magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk
gaya gerak listrik.
Generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu
1. Stator, merupakan bagian diam dari generator yang mengeluarkan tegangan
bolakbalik.
2. rotor, merupakan bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang
menginduksikan ke stator.
Stator terdiri dari badan generator yang terbuat dari baja yang
berfungsi melindungi bagian dalam generator, kotak terminal dan name plate
4
pada generator. Inti Stator yang terbuat dari bahan ferromagnetik yang
berlapis-lapis dan terdapat alur-alur tempat meletakkan lilitan stator.
2.1.3 Rotor Sangkar Bajing
Rotor sangkar bajing dibuat dalam 4 kelas berdasarkan National
Electrical Manufacturers Association (NEMA)
Motor kelas A
a. Mempunyai rangkaian resistansi ritor kecil
b. Beroperasi pada slip sangat kecil (s<0,01) dalam keadaan
berbeban
c. Untuk keperluan torsi start yang sangat kecil
Motor kelas B
a. Regulasi kecepatan putar pada saat full load rendah (dibawah
5%)
b. Untuk keperluan umum, mempunyai torsi starting normal dan
arus starting normal
c. Torsi starting sekitar 150% dari rated
d. Walaupun arus starting normal, biasanya mempunyai besar
600% dari full load
Motor kelas C
a. Mempunyai torsi statring yang lebih besar dibandingkan motor
kelas B
b. Arus starting normal, slip kurang dari 0,05 pada kondisi full
load
c. Torsi starting sekitar 200% dari rated
d. Untuk konveyor, pompa, kompresor dll
Motor kelas D
a. Mempunyai torsi statring yang besar dan arus starting relatif
rendah
b. Slip besar
c. Pada slip beban penuh mempunyai efisiensi lebih rendah
dibandingkan kelas motor lainnya
d. Torsi starting sekitar 300%
5
2.1.4 Motor Rotor Belit
Perbedaan mendasar dari Motor rotor belit dengan motor sangkar
bajing adalah terdapat pada konstruksi rotor.
Rotor sangkar bajing mempunyai:
a. Tahanan rotor tetap
b. Arus starting tinggi
c. Torsi starting rendah
Rotor belit
a. Memungkinkan tahanan luar dihubungkan ke tahanan rotor melalui slip
ring yang terhubung ke sikat.
b. Arus starting rendah
c. Torsi starting tinggi
d. Power faktor baik
2.2 Generator Induksi 3 Fasa
Mesin induksi dapat dioperasikan sebagai motor maupun sebagai
generator. Bila dioperasikan sebagai motor, mesin induksi harus dihubungkan
dengan sumber tegangan ( jala – jala ) yang akan memberikan energi mekanis
pada mesin tersebutdengan mengambil arus eksitasi dari jala – jala dan mesin
bekerja dengan slip lebih besar dari nol sampai satu ( 0 ≤ s ≤ 1 ). Jika mesin
dioperasikan sebagai generator, maka diperlukan daya mekanis untuk
memutar rotornya searah dengan arah medan putar melebihi kecepatan
sinkronnya dan sumber daya reaktif untuk memenuhi kebutuhan arus
eksitasinya. Kebutuhan daya reaktif dapat diperoleh dari jala – jala atau dari
suatu kapasitor. Tanpa adanya daya reaktif, mesin induksi yang dioperasikan
sebagai generator tidak menghasilkan tegangan. Jika generator induksi
terhubung dengan jala – jala, maka kebutuhan daya reaktif diambil dari jala –
jala. Namun, bila generator induksi tidak tehubung dengan jala – jala, maka
kebutuhan daya reaktif dapat disediakan dari suatu unit kapasitor. Kapasitor
tersebut dihubungkan paralel dengan terminal keluaran generator. Kapasitor
yang terpasang harus mampu memberikan daya reaktif yang dibutuhkan untuk
menghasilkan fluksi di celah udara. Karena generator dapat melakukan
6
eksitasi sendiri maka generator tersebut dinamakan generator induksi
penguatan sendiri. Mesin induksi yang beroperasi sebagai generator ini
bekerja dengan slip yang lebih kecil dari nol (s < 0).
2.3 Jenis-jenis Generator Induksi
Dalam aplikasinya generator induksi dibagi menjadi dua jenis yaitu
generator induksi masukan ganda ( Doubly Fed Induction Generator atau
DFIG ) dan generator induksi berpenguatsendiri ( Self Excited Induction
generator atau SEIG ). Pembagian jenis generator iniberdasarkan pada sumber
eksitasi generator berasal. Eksitasi pada generator induksi dibutuhkanuntuk
menghasilkan medan magnit pada rotor generator untuk selanjutnya
menghasilkan induksielektromagnetik pada setator yang akan menghasilkan
energy listrik. Selain itu juga eksitasidibutuhkan untuk mengkompensasi daya
reaktif yang dibutuhkan oleh generator dalammembangkitkan listrik.
2.3.1 Generator induksi masukan ganda
Pada generator induksi masukan ganda, eksitasi diperoleh dari
jaringan listrik yang telahterpasang. Generator induksi jenis ini menyerap
daya reaktif dari jaringan listrik untuk membangkitkan medan magnit yang
dibutuhkan. Pada generator jenis ini, terminal keluarangenerator
dihubungkan dengan inverter yang kemudian dihubungkan dengan bagian
generator.
Generator induksi masukan ganda saat ini banyak digunakan sebagai
generator pada pembangkit listrik tenaga bayu. Keuntungan dari generator
induksi masukan ganda diantaranya adalah:
- Tegangan dan frekuensi yang dihasilkan dapat tetap besarnya
walaupun kecepatan putarnyaberubah- ubah.
Namun generator jenis ini membutuhkan inverter sebagai pengatur
tegangan pada rotor dan juga rotor jenis kumparan karena generator ini
membutuhkan sumber pada rotornya.Sehingga tidak semua jenis mesin
induksi dapat digunakan sebagai generator induksi jenis ini.Selain itu juga
generator ini membutuhkan adanya jaringan listrik untuk dapat beropasi,
karenasumber daya reaktif yang dibutuhkan oleh generator berasal dari
7
jaringan.Sehingga apabila tidak ada jaringan listrik atau generator lain
yang memberikan daya reaktif maka generator jenis initidak dapat
beroperasi. Selain itu jika terjadi gangguan pada jaringan atau blackout
jaringangenerator ini juga tidak dapat beroprasi.
2.3.2 Generator induksi berpenguat sendiri
Pada generator induksi berpenguat sendiri, eksitasi diperoleh dari
kapasitor yangdipasang parallel pada terminal keluaran generator.
Generator induksi jenis ini bekerja sepertimesin induksi pada daerah
saturasinya hanya saja terdapat bank pasitor yang dipasang padaterminal
statornya. Karena sumber eksitasi generator ini berasal dari kapasitor yang
padaterminalnya maka mesin induksi dengan rotor kumparan maupun
sangkar bajing dapatdigunakan sebagai generator induksi berpenguat
sendiri.
Generator induksi jenis ini memiliki beberapa keuntungan yaitu:
a. Tidak membutuhkan pengaturan tegangan pada rotornya.
b. Tidak memerlukan inverter.
c. Disain peralatan yang tidak rumit.
d. Harga pembuatan lebih murah.
e. Perawatan yang diperlukan murah dan tidak sulit.
f. Dan tidak memerlukan jaringan listrik untuk dapat beroperasi
Namun generator induksi berpenguat sendiri juga dapat beroperasi
dalam suatu jaringanlisrtik dan tetap dapat beroperasi walaupun terdapat
gangguan pada jaringan. Oleh karena itugenerator induksi berpenguat
seniri lebih fleksibel dalam pengoprasiannya.
2.4 Aplikasi Generator Induksi
Generator induksi sangat berguna pada aplikasi-aplikasi seperti
pembangkit listrik mikrohidro, turbin angin, atau untuk menurunkan aliran gas
bertekanan tinggi ke tekanan rendah, karena dapat memanfaatkan energi
dengan pengontrolan yang relatif sederhana.
8
KESIMPULAN
1. Generator induksi adalah bentuk mesin induksi yang mempunyai bagian /
konstruksi hampir sama dengan motor induksi.
2. Mesin induksi (Mesin Asinkron) yang terbagi atas dua yaitu :
a. motor induksi,
b. generator induksi (alternator)
3. Rumus slip dinyatakan dalam
4. Slip pada generator induksi bernilai negatif, hal ini d sebabkan perbedaan
kecepatan rotor dengan kecepatan sinkron
5. Jenis – Jenis generator induksi :
a. Generator induksi masukan ganda
b. Generator induksi berpenguat sendiri
9
DAFTAR PUSTAKA
Indra Sasmita. 2012. Generator Induksi 3 Fasa. Jurusan Teknik Elektro. Fakultas
Teknik. Universitas Mataram. Mataram.
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/generator-dc.html
http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/09/animasi-generator-dc-dan-generator-
ac.html
top related