analisis perbandingan bahan material …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000...

21
ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL MAGNET DALAM PEMODELAN PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR (PMSG) 12 SLOT 8 KUTUB DENGAN MENGGUNAKAN FINITE ELEMEN METHOD (FEM) SOFTWARE PUBLIKASI ILMIAH Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Oleh: YUDI PRASETYO D400150111 PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA 2019

Upload: others

Post on 20-Jan-2020

19 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL MAGNET

DALAM PEMODELAN PERMANENT MAGNET

SYNCHRONOUS GENERATOR (PMSG) 12 SLOT 8 KUTUB

DENGAN MENGGUNAKAN FINITE ELEMEN METHOD

(FEM) SOFTWARE

PUBLIKASI ILMIAH

Disusun sebagai salah satu syarat menyelesaikan Program Studi Strata I

pada Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Oleh:

YUDI PRASETYO

D400150111

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2019

Page 2: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

i

Page 3: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

ii

Page 4: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

iii

Page 5: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

1

ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL MAGNET DALAM

PEMODELAN PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS GENERATOR

(PMSG) 12 SLOT 8 KUTUB DENGAN MENGGUNAKAN FINITE

ELEMEN METHOD (FEM) SOFTWARE

Abstrak Listrik merupakan salah satu kebutuhan pokok di era sekarang. Kebutuhan listrik

pada waktu yang akan datang meningkat seiring dengan adanya peningkatan dan

perkembangan, baik dari jumlah investasi, jumlah penduduk, perkembangan teknologi dan lain-lain. Salah satu energi yang dapat dikembangkan yaitu energi

angin, energi angin dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit energi listrik, yang

dikenal dengan Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (PLTB). Komponen PLTB terdiri dari turbin angin, generator dan baterai. Generator yang digunakan dalam topik ini

adalah permanent magnet synchronous generator (PMSG) 12 slot 8 kutub,

generator tersebut merupakan generator yang dapat menghasilkan energi listrik

skala mikro. Tujuan penelitian ini yaitu untuk mengetahui perbandingan efisiensi material yang terdapat pada generator dengan menggunakan Finite Elemen Method

(FEM) Software yaitu pemodelan dan analisis komponen elektromagnetik

menggunakan software MagNet 7.5, data yang diperoleh dari software tersebut akan menjadi sumber data yang akan dianalisis, sehingga dapat diketahui

perbandingan efisiensi material permanent magnet synchronous generator (PMSG)

12 slot 8 kutub. Magnet merupakan salah satu bahan inti dalam generator, pada

simulasi ini magnet yang menjadi variable bebasnya, sehingga terdapat beberapa

percobaan mengubah bahan magnet, yaitu PM12: Br 1.2 mur 1.0, NdFeB:

Neodymium Iron Boron, dan Samarium Cobalt 26/26, dengan tambahan variasi

RPM dan beban pada generator.

Kata Kunci: Generator, PMSG, 12 slot 8 kutub, PLTB, MagNet Infolytica.

Abstract

Electricity is one of the basic needs in the present era. Electricity needs in the future

increase along with the increase and development of both the number of investments, population, technological developments and others. One of the energy

that can be developed is wind energy, wind energy can be used as an electric energy

generator, which is known as Bayu Power Plant (PLTB). The PLTB component

consists of wind turbines, generators and batteries. The generator used in this topic is permanent magnet synchronous generator (PMSG) 12 8-pole slot, the generator

is a generator that can produce micro-scale electricity. The purpose of this study is

to find out the comparison of the efficiency of the material contained in the generator using the Finite Element Method (FEM) Software namely

electromagnetic component modeling and analysis using MagNet 7.5 software, the

data obtained from the software will be the source of data to be analyzed, so that it can be known efficiency comparison of permanent magnet synchronous generator

(PMSG) material 12 slots 8 pole . Magnet is one of the core ingredients in the

generator, in this simulation the magnet becomes the independent variable, so there

Page 6: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

2

are several experiments to change the magnetic material, namely PM12: Br 1.2

myrrh 1.0, NdFeB: Neodymium Iron Boron, and Samarium Cobalt 26/26, with additional variations RPM and load on the generator.

Keywords: Generator, PMSG, 12 slot 8 pole, Wind Power, MagNet Infolytica.

1. PENDAHULUAN

Jumlah penduduk di Indonesia semakin tahun semakin bertambah. Hal ini diiringi

juga dengan pertumbuhan ekonomi dan pola konsumsi energi. Salah satu sumber

energi listrik yang digunakan di negara Indonesia kebanyakan merupakan hasil

konversi energi dari sumber energi yang tidak terbarukan dan jumlahnya terbatas.

Energi listrik merupakan kebutuhan mutlak bagi aktivitas keseharian masyarakat,

terutama untuk kebutuhan rumah tangga, sektor usaha dan industri.

Indonesia memiliki banyak potensi energi baru terbarukan yang masih

belum dimaksimalkan. Salah satunya adalah potensi energi angin. Meskipun

kecepatan angin di Indonesia tidak sekencang di negara sub -tropis, akan tetapi

potensi ini masih dapat dimanfaatkan. Salah satu cara pemanfaatannya yaitu dengan

membangun Pembangkit Listrik Tenaga Bayu (P LTB), diantaranya menggunakan

generator skala mikro.

Fungsi generator listrik adalah mengubah energi mekanik menjadi energi

listrik. Tipe generator yang cocok digunakan untuk kecepatan putar rendah adalah

tipe generator magnet permanen flux tiga fasa. Tipe ini sangat memudahka n dalam

mendesain generator dengan kapasitas daya, tegangan, dan kecepatan tertentu, hal

ini dapat diwujudkan dengan mengubah parameternya seperti kekuatan flux

magnet, jumlah lilitan kumparan dan belitannya, jumlah magnet serta ukuran

diameter kawat. Dalam penelitian ini bahan material magnet menjadi variabel

perbandingan utama, diantaranya menggunakan PM12: Br 1.2 mur 1.0, NdFeB:

Neodymium Iron Boron, dan Samarium Cobalt 26/26, serta dengan variasi

kecepatan RPM dan beban.

Mesin listrik membutuhkan medan magnet agar bisa mengubah energi

mekanik menjadi energi listrik dan sebaliknya. Ketika eksitasi terpisah dari mesin

sinkron dan dilakukan oleh magnet permanen dan bukan kumparan, mesin tersebut

disebut Permanent Magnet Synchonous Machine (PMSM). Tidak ada kekuatan

Page 7: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

3

yang hilang untuk eksitasi medan magnet di rotor melalui kumparan maupun dari

magnet permanen. Dengan menggunakan magnet permanen pada rotor akan

mengurangi berat, karena konstruksi rotor dari PMSM lebih kecil daripada

konstruksi mesin sinkron dengan rotor dari kumparan eksitasi, hal tersebutlah yang

menjadi salah satu kelebihan magnet permanen.

Penelitian M. Choirul Anam dkk merancang generator 100 watt

menggunakan software MagNet Infolytica. Memilih kombinasi 12 slot 8 pole

dengan diameter 13 centimeter dan ketebalan 5 centimeter dengan menggunakan

12 lilitan diputar dengan 100 rpm. Menghasilkan tegangan 21.65 volt dan arus 0

ampere ketika tanpa beban, untuk rancangan berbeban menghasilkan tegangan

output 23.89 volt dan arus sebesar 5 ampere. (M. Choirul Anam, 2016).

Penelitian tugas akhir ini menggunakan generator magnet permanen 12 slot

stator, 8 kutub, dengan analisis perbandingan material dalam pemodelan permanent

magnet synchronous generator 12 slot 8 kutub yang menggunakan Finite Elemen

Method (FEM) Software MagNet 7.5. Finite Element Method (FEM) adalah

metode yang terbukti secara efektif dalam menghitung distribusi dari medan

elektromagnetik. Menggunakan metode ini dapat melakukan analisa distribusi fluks

magnet yang berasal dari magnet permanen. Keuntungan FEM yaitu dapat

menghitung beberapa parameter seperti torsi cogging, armature effect, dan nilai

induktansi, yang nantinya data yang didapatkan akan dianalisis, kemudian hasil

pemodelan generator tersebut diharapkan dapat menunjang perkembangan

penelitian generator di Indonesia, khususnya dalam pemanfaatan energi terbarukan

yaitu energi angina. Generator menghasilkan frekuensi listrik yang sinkron dengan

putaran mekanis generator tersebut, hal ini dapat dilihat dari persamaan berikut ini.

� =

(1)

Keterangan :

f = Frekuensi (Hz)

p = jumlah kutub rotor

n = kecepatan putar rotor (rpm)

Page 8: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

4

Gerak rotor pada generator terjadi berupa gerakan melingkar, sehingga

parameter kecepatan yang diukur adalah kecepatan angular (ω) dalam rad/s,

sehingga :

� = . . (2)

Keterangan :

B : kerapatan flux magnet (Tesla)

L : Panjang konduktor (m)

Ω : kecepatan angular dalam rad/s

ω

ϴ

Gambar 1. Ilustrasi gerak putar rotor dalam rad/s.

2. METODE

2.1 Rancangan Penelitian

Ada beberapa tahapan yang digunakan penulis dalam penyusunan laporan Tugas

Akhir. Tahap – tahap penelitian ini tercamtum pada flowchart sebagai berikut.

Gambar 2. Flowchart tahap-tahap penelitian

Page 9: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

5

2.2 Perancangan Generator

Perancangan generator yang harus dilakukan adalah memperhitungkan segala sisi

aspek mulai dari rotor, stator, magnet, dan lain-lain. Dalam penelitian ini variabel

yang digunakan meliputi variasi bahan material magnet, variasi kecepatan RPM,

serta variasi beban. Yang nantinya akan dibuat simulasi pada software MagNet 7.5

berbasis Finite Element Method (FEM), berikut tabel mengenai perancangan

generator yang akan dibuat.

Tabel 1. Variabel perancangan generator

Material magnet Variasi RPM Variasi beban

PM12: Br 1.2 mur 1.0 1000 10 ohm

Neodymium Iron Boron 1500 15 ohm

Samarium Cobalt 26/26 2000 25 ohm

Berdasarkan tabel di atas menunjukkan bahwa generator akan diputar

dengan kecepatan RPM minimum 1000 RPM dan maksimum 2000 RPM,

kecepatan tersebut merupakan kecepatan sinkron pada generator.

2.3 Persamaan Daya Keluaran dan Torsi Generator.

Besarnya nilai fluk magnet celah udara berpengaruh pada EMF yang dibangkitkan.

Untuk daya output dan torsi yang dihasilkan dapat diselesaikan dengan persamaan.

a) Torsi Generator

= . .

� = � �

(3)

(4)

Dimana Kt = Ke T = Kt.I (5)

Keterangan : :kecepatan sudut (rad/sec)

n : putaran (rpm)

Ke : konstanta EMF

Kt : konstanta torsi

T : torsi

I : arus (ampere)

Page 10: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

6

b) Daya generator

= � . � . 2

60

Keterangan : Pin : daya masuk (W)

� : Torque (Nm)

� : kecepatan (RPM)

(6)

POut = I x V (7)

Keterangan : Pout : Daya keluar (W)

I : Arus (A)

V : Tegangan (V)

c) Efisiensi Generator

ᶯ = POut

x 100% (8) PIn

Keterangan : ᶯ : Efisiensi

Pout : Daya keluar (W)

Pin : Daya masuk (W)

Pemodelan generator ini dilakukan untuk mengetahui bentuk model

generator yang disimulasikan. Berikut adalah tampilan utama sotware MagNet 7.5

Infolytica.

Gambar 3. tampilan utama sofware MagNet 7.5 Infolityca.

3. HASIL DAN PEMBAHASAN

3.1 Pemodelan Generator magnet permanen 12 slot 8 kutub

Model yang dirancang yaitu generator 12 slot dan 8 kutub 3 fasa dengan

menggunakan magnet permanen. Perancangan generator magnet permanen ini

Page 11: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

7

untuk memperoleh data keluaran dan eisiensi generator pad akecepatan 1000, 1500,

2000 RPM. Pergerakan generator terjadi setiap 3600 per 30.

Gambar 4. Full model generator magnet permanen

12 slot 8 kutub

Gambar 4.b. Magnet : Neodymium Iron Boron:

28/23

Gambar 4.a. Magnet : samarium cobalt

Gambar 4.c Magnet: PM12: Br 1.2 mur

1.0

Gambar 4 merupakan hasil pemodelan generator magnet permanen 12 slot 8

kutub full model, sedangkan Gambar 4.a 4.b 4.c menunjukkan gambaran aliran

fluks yang menunjukkan bahwa semakin berwarna merah maka kerapatan fluksnya

semakin tinggi.

3.2 Rangkaian pembebanan

Berdasarkan simulasi pemodelan generator permanen magnet 12 slot 8 kutub ini

selain variasi bahan material magnet, dilakukan juga variasi kecepatan RPM dan

beban, dibawah ini adalah gambar rangkaian pembebanan dari generator magnet

permanen.

Page 12: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

8

Teg

angan

(V

)

Gambar 5. Contoh rangkaian pembebanan (pada beban 25ohm)

Berdasarkan gambar di atas untuk mengetahui kebenaran rangkaian

tersebut, bisa diaplikasikan pada hardware generator tersebut.

3.3 Hasil simulasi variasi beban R dengan kecepatan

Berikut adalah hasil dari simulasi dengan perubahan variasi parameter beban dan

niai kecepatan putar, pada setiap bahan material magnet:

3.3.1 Tegangan

a. Magnet Samarium Cobalt 26/26

250,00

200,00

150,00

100,00

122,01

114,84

102,38

177,45

156,96

133,93

218,04

187,07

154,91

10ohm

15ohm

25ohm

50,00

0,00

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (RPM)

Gambar 6. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi beban dan kecepatan dengan

material magnet Samarium cobalt 26/26

b. Magnet NdFeB: Neodymium Iron Boron

Page 13: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

9

Teg

angan

(V

)

Teg

angan

(V

)

300,00

200,00

100,00

143,33

135,19

119,68

209,06

184,52

156,82

255,5

217,89

180,45

10ohm 15ohm 25ohm

0,00 0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi beban dan kecepatan dengan

material magnet Neodymium Iron Boron

c. Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

300,00

200,00

100,00

158,01

147,30

130,72

228,38

201,97

172,91

282,60

243,38

201,54

10ohm

25ohm

25ohm

0,00 0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (RPM)

Gambar 8. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi beban dan kecepatan dengan

material magnet PM12 : Br1.2 mur 1.0

Berdasarkan grafik di atas menunjukkan bahwa semakin tinggi kecepatan

putar (RPM) maka semakin besar pula tegangan yang dihasilkan, hal tersebut

berlaku pada ketiga bahan material magnet tersebut. Nilai terbesar dari masing-

masing material tersebut pada saat beban 25 ohm dan kecepatan putar 2000 rpm

dengan tegangan (V) keluaran sebesar 218,04 V (Samarium Cobalt 26/26), 255,5

V (Neodymium Iron Boron), dan nilai tertinggi 282,60 V pada magnet (PM12 :

Br1.2 mur 1.0).

Page 14: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

10

Rru

s (a

mper

e)

Aru

s (a

mper

e)

Aru

s (a

mper

e)

3.3.2 Arus

a. Magnet Samarium Cobalt 26/26

20,00

16,00

12,00

10,24

13,39

10,46

15,49

12,47 10ohm

15ohm

8,00

4,00

0,00

7,66

4,88

7,10 8,72

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 9. Grafik nilai arus dengan variasi beban dan kecepatan dengan material

magnet Samarium Cobalt 26/26

b. Magnet NdFeB: Neodymium Iron Boron

20,00

16,00

12,00 11,97

15,68

12,30

18,05

14,53

8,00

4,00

0,00

9,01

5,73

8,36 10,2 10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 10. Grafik nilai arus dengan variasi beban dan kecepatan dengan material

magnet Neodymium Iron Boron

c. Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

25,00

20,00

15,00

10,00

5,00

0,00

13,07

9,82

6,32

17,29

13,46

9,14

20,15

16,23

11,30

10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 11. Grafik nilai arus dengan variasi beban dan kecepatan dengan material

magnet PM12: Br 1.2 mur1.0

Page 15: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

11

To

rsi (N

m)

To

rsi (N

m)

Grafik di atas menunjukkan bahwa semakin besar kecepatan putar maka

semakin besar pula nilai arus, dan semakin besar nilai beban, semakin besar pula

nilai keluaran arus.

3.3.3 Torsi

a. Magnet Samarium Cobalt 26/26

0,00

Kecepatan (rpm) 0 500 1000 1500 2000 2500

-4,00

-8,00

-12,00

-16,00

-6,96

-10,06

-12,05

-9,70

-12,61

-14,01

-11,03 -13,52

-14,29

10ohm

15ohm

25ohm

Gambar 12. Grafik nilai torsi dengan variasi beban dan kecepatan pada material

magnet Samarium Cobalt 26/26

b. Magnet NdFeB: Neodymium Iron Boron

0,00

-5,00

Kecepatan (rpm)

0 500 1000 1500 2000 2500

-10,00

-15,00

-9,49

-13,78

-16,48

-13,25

-17,22

-14,9

-18,16

10ohm

15ohm

25ohm

-20,00 -19,02 -19,21

-25,00

Gambar 13. Grafik nilai torsi dengan variasi beban dan kecepatan pada material

magnet Neodymium Iron Boron

Page 16: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

12

To

rsi (N

m)

Day

a (w

att)

D

aya

(wat

t)

c. Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

0,00

-5,00

Kecepatan 0 500 1000 1500 2000 2500

-10,00

-15,00

-20,00

-11,22

-16,14

-19,41

-15,48

-20,29

-17,80

-22,11

10ohm

15ohm

25ohm

-25,00 -22,72 -23,43

Gambar 14. Grafik nilai torsi dengan variasi beban dan kecepatan pada material

magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

3.3.4 Daya masukkan

a. Magnet Samarium Cobalt 26/26

3000,00

2500,00

2000,00

1500,00

1000,00

500,00

0,00

1262,34

1052,98

2200,03

728,89

2993,09

1980,49

1523,39

2830,70

2309,11

10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Keccepatan (rpm)

Gambar 15. Grafik nilai daya masukkan pada material magnet Samarium Cobalt

26/26

b. Magnet NdFeB: Neodymium Iron Boron

5000,00

4000,00

3000,00

2988,12

2704,47

4023,36

3803,23

3128,4

10ohm

2000,00 1725,91

1442,79

2082,03 15ohm

1000,00

0,00

993,91

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

25ohm

Gambar 16. Grafik nilai daya masukkan pada material magnet Neodymium Iron

Boron

Page 17: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

13

Day

a (w

att)

D

aya

(wat

t)

c. Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

6000,00

5000,00

4000,00

3000,00

2000,00

1000,00

2032,79

3568,55

1690,18

1174,94

4907,99

3187,07

2432,21

4631,35

3727,18

10ohm

15ohm

25ohm

0,00

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 17. Grafik nilai daya masukkan pada material magnet PM12: Br 1.2 mur

1.0

3.3.5 Daya keluaran

a. Magnet Samarium Cobalt 26/26

3000,00

2500,00

2000,00

1500,00

1000,00

500,00

1051,21

881,89

1801,99

596,91

2417,78

1647,75

1263,24

2342,36

1907,00

10ohm

15ohm

25ohm

0,00 0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 18. Grafik nilai daya keluaran pada material magnet Samarium Cobalt

26/26

b. Magnet NdFeB: Neodymium Iron Boron

Page 18: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

14

Day

a (w

att)

D

aya

(wat

t)

Efis

ien

si (

%)

4000,00

3000,00

2000,00

1000,00

0,00

1436,82

1221,82

2470,28

823,87

3281,71 2276,50 1752,86

3177,31

2617,6

10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 19. Grafik nilai daya keluaran pada material magnet Neodymium Iron

Boron

c. Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

5000,00

4000,00

3000,00

2000,00

1000,00

0,00

1713,51

3001,94

1450,19 1000,55

4089,38

2726,79

2091,47

3962,58

3201,01

10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 20. Grafik nilai daya masukkan pada material magnet PM12: Br 1.2 mur

1.0

3.3.6 Efisiensi

a. Magnet Samarium Cobalt 26/26

84%

84%

83%

83%

82%

82%

81%

81%

84%

83%

82%

83% 83%

82%

83%

81%

10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 21. Grafik nilai efisiensi pada material magnet Samarium Cobalt 26/26

b. Magnet NdFeB: Neodymium Iron Boron

Page 19: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

15

85% 84% 84% 83%

83% 83%

Efis

ien

si (

%)

Efis

ien

si (

%)

85%

85%

84%

84%

83%

83%

82%

82%

81%

82%

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (RPM)

10ohm

15ohm

25ohm

Gambar 22. Grafik nilai efisiensi pada material magnet Neodymium Iron Boron

c. Magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

87%

86%

86%

85%

86% 85%

86% 86%

86%

86%

85%

84%

84%

83%

84% 84%

83%

10ohm

15ohm

25ohm

0 500 1000 1500 2000 2500

Kecepatan (rpm)

Gambar 23. Grafik nilai efisiensi pada material magnet PM12: Br 1.2 mur 1.0

4. PENUTUP

Berdasarkan hasil analisa perbandingan material magnet dalam pemodelan

generator magnet permanen 12 slot 8 kutub dengan metode Finite Element Method

(FEM) software MagNet 7.5, penulis dapat menyimpulkan bahwa :

a. Generator Permanen Magnet 12 slot dan 8 kutub 3 fasa dirancang full model

dengan memvariasikan bahan material magnet guna untuk mengetahui

keluaran dari generator tersebut.

b. Kecepatan putar generator mempengaruhi keluaran tegangan, semakin

besar kecepatan putar maka semakin besar pula nilai tegangan.

c. Keluaran nilai tegangan tertinggi yaitu 282,60 V pada saat kecepatan putar

2000 RPM beban 25 ohm dengan material magnet (PM12 : Br1.2 mur 1.0).

Page 20: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

16

d. Berdasarkan dari ketiga perbandingan bahan material magnet tersebut,

magnet jenis PM12 : Br1.2 mur 1.0 yang cenderung memiliki nilai keluaran

tertinggi daripada jenis magnet lain

e. Nilai efisiensi tertinggi terjadi pada saat kecepatan 2000 rpm dengan beban

25 ohm pada material magnet PM12 : Br1.2 mur 1.0 dengan nilai sebesar

86%.

PERSANTUNAN

Alhamdulillah senantiasa penulis panjatkan syukur kehadirat Allah SWT yang telah

melimpahkan nikmat dan karunianya sehingga laporan tugas akhir ini dapat

tersusun. Penulis mengucapkan banyak terima kasih kepada :

1) Allah SWT, karena atas segala nikmat dan karunianya penulis dapat

menyelesaikan laporan tugas akhir ini.

2) Nabi Muhammad SAW yang telah memberikan suri tauladan yang baik bagi

seluruh umatnya.

3) Kedua orang tua dan keluarga yang telah mendoakan, memberi semangat,

dan motivasi agar kelancaran di dalam pegerjaan tugas akhir.

4) Bang Ricky Elson dan segenap Tim LBN, karena berawal dari situlah ide

membuat tugas akhir ini.

5) Bapak Umar, S.T, M.T selaku dosen pembimbing dan ketua Jurusan Teknik

Elektro Universitas Muhammadiyah Surakarta, yang telah memberikan

masukan kepada penulis sampai selesainya tugas akhir ini.

6) Dosen Jurusan Teknik Elektro UMS yang selalu memberi motivasi dan ilmu

pengetahuan pada bidang elektro sehingga penulis bisa mengerjakan

laporan dengan baik.

7) Teman-teman satu angkatan Teknik Elektro UMS, yang telah memberikan

semangat, motivasi, serta bantuan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Terutama Dimas Septian, Ahmad Ainun Azzis, Doni, Ridho, Adi, Tegar,

Helmi serta teman-teman lainnya yang tidak bisa sebutkan satu persatu.

8) Teman-teman kos Wisma Rahma dan alumni kelas XII IPA 5 SMADA

Magetan yang selalu memberikan semangat kepada saya.

Page 21: ANALISIS PERBANDINGAN BAHAN MATERIAL …eprints.ums.ac.id/77299/3/naskah publikasi.pdf0 500 1000 1500 2000 2500 Kecepatan (rpm) Gambar 7. Grafik hasil nilai tegangan dengan variasi

17

DAFTAR PUSTAKA

Anam, M.C., Nurhadi, Irfan, M., 2016. Perancangan Generator 100 Watt

Menggunakan SoftwareElektromagnetik Infolityca.

Ayu Martha Lestari, 2018, Analisis Efisiensi Pada Generator 12 Slot 8 Pole, Jurnal

Rotor, Vol. 11, No. 1: 35-38.

Azka, M., 2013. Analisa Perancangan dan Simulasi Generator Sinkron Magnet

Permanen Dengan Rotor Berlubang.

Direktorat jendral ketenagalistrikan KESDM. 2018. Statistik Ketenagalistrikan

2017.

Duane Hanselman, 2006. Brushless Permanent Magnet Motor Design. Lebanon,

Ohio: Magna Physics Publishing.

J.R. Handershot and THE Miller, 1994. Design Of Brushless Permanent-Magnet

Motors. Oxford : Magna Physics Publishing and Clarendo Press.

LAN, 2014, Pengenalan Teknologi Pemanfaatan Energi Angin, Lentera Angin

Nusantara.

LAN, 2015, Tutorial Perancangan Motor Dengan Software Magnet, Tasikmalaya,

Lentera Angin Nusantara.

Maulana Akbar, Rancang Bangun Generator Turbin Angin Axial Tiga Fasa Untuk

Kecepatan Angin Rendah, Skripsi. S1 Teknik Elektro Universitas

Indonesia. 2012.

Nuraini Priyaningsih, Nurhening Yuniarti, 2017, Analisis Efisiensi Pada Wind

Turbine, Jurnal Edukasi Elektrp, Vol. 1, No. 2: 158-168

Piggot H, 2000, Windpower Workshop, Peninsula, British Wind Energy

Association.