8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

1/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

43

GENERATOR INDUKSI ROTOR SANGKAR BERPENGUATAN SENDIRI

I. TUJUAN PERCOBAAN1.  Memahami prinsip operasi generator Induksi.

2.  Memeriksa karakteristik tanpa beban generator induksi

3. 

Memeriksa karakteristik berbeban generator induksi.

II.  DASAR TEORI

Prinsip operasi Generator induksi (AC) dapat dianalogi prinsip operasi generator

shunt (DC). Namun kalau generator shunt menghasilkan arus DC, generator induksi

menghasilkan arus AC, kalau generator shunt membutuhkan kumparan medan maka

generator induksi menghasilkan kapaasitor eksitasi. Sama halnya dengan generator shunt

memerlukan magnet sisa untuk menghasilkan tegangan awal (±5 V). Selanjutnya arus

eksitasi generator diperoleh oleh kapasitor eksitasi.

Mesin induksi berfungsi sebagai generator apabila rotor diputar melebihi

kecepatan sinkron dari motor induksi, atau dengan kata lain mesin mempertahankan slip

 bernilai negativ (Gambar 1)

1000 rp m n s yn 2000 rp m

T

-T

Operasi

Motor 

Operasi

Generator 

n / slip

 

g

 Rg

 N 

 N  N s

−=   (1)

 N g < N  R (2)

Generator induksi penguatan sendiri menyuplai daya aktif (P) ke beban,

sedangkan daya rektif (Q) diambil dari kapasitor eksitasi.

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

2/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

44

Generator Induksi

Rotor Sangkar 

Generator Induksi

Rotor Sangkar TurbinTurbin

Pm

Pl

Qe

Kapasitor Eksitasi Beban

Ql

 R2'/s jX 

m  R

c-jX 

cs R

ls

 I cs

 I ls   I 1

 I 2'

V t

 E g

 

Rangkaian ekivalen SEIG dalam kondisi dibebani resistif,  Rls,dapat digambarkan

seperti Gbr. 5a. Rangkaian ekivalen dapat disederhanakan dengan mengambaikan nilai-

nilai tahan stator,  R1, reaktansi bocor stator,  X 1, dan reaktansi bocor stator,  X 2’, terhadap

nilai-nilai beban resistif,  Rls, reaktansi magnetisasi,  X m, reaktansi eksitasi,  X cs, dan

resistansi ekivalen rugi-rugi inti besi,  Rc. Sedangkan, nilai  R2’/s tidak dapat diabaikan

karena mesin induksi umumnya bekerja pada slip kecil, sehingga nilai R2’/s cukup besar

walaupun  R2’ kecil. Gambar berikut menunjukan rangkaian ekivalen yang

disederhanakan.

Disini :

sg

cs

1

C  X 

ω 

=  

mgm   L X    ω =  

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

3/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

45

gg   2   f π  ω    =  

 f g adalah frekuensi arus listrik yang dibangkitkan generator induksi.

Untuk Gbr. 5b berlaku persamaan rangkaian berikut ini :

0tt   =Y V    (3)

Dalam kondisi generator beroperasi 0≠t V  , maka dari persamaan akan berlaku :

0t  =Y    (4) 

Y t merupaka admitasi total dari rangkaian Gbr. 5b, sehingga dari persamaan (1) dapat

ditulis lagi menjadi berikut ini :

0111

mg

sg'

2cls= 

 

 

 

−+ 

 

 

 

++  LC  j R

s

 R R   ω ω    (5)

Pemisahan bagian real dan imajiner persamaan (3) akan diperoleh persamaan-

 persamaan berikut ini :

cls

cls

'

2   )(

 R R

 R R Rs

+

−=   (6)

s

2

g

2

s

2

g

m

4

11

C  f C 

 L

π  ω 

==   (7)

Disini nilai slip pada generator induksi dinyatakan sebagai berikut :

g

r g2

ω 

ω ω 

 p

s

−=   (8)

Dimanar adalah kecepatan rotor dan  p  adalah jumlah kutub mesin. Kecepatan

rotor dapat dinyatakan dalam rpm adalah sebagai berikut :

60

2r r 

 N π  ω    =   (9)

Jika persamaan (9) ke (8), kemudian persamaan (8) disubsitusikan ke persamaan

(6) akan diperoleh :

++

=

  ++

=

ls

'

2

c

'

2

cls

cls

'

2

g

1120)(

1120 R

 R

 R

 R

 pN 

 R R

 R R R

 pN  f    r r    (10)

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

4/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

46

Dari persamaan (10) dapat diambil kesimpulan berikut ini :

1. 

Frekuensi yang dibangkitkan oleh generator induksi tidak hanya ditentukan

 putaran rotor, N r , akan tetapi dipengaruhi oleh R

2, R

c dan tahanan beban R

ls.

2.  Dalam kondisi tanpa beban, ∞=ls R , frekuensi arus listrik yang dibangkitkan oleh

generator masih dipengaruhi oleh tahanan rotor,  R2’, dan rugi-rugi inti besi,  Rc,

seperti ditunjuk berikut ini :

+

=

c

'

2

g

1120 R

 R

 pN  f    r   

Tegangan celah udara,  E g, yang dibangkitkan generator induksi dapatdiselesaikan dari persamaan (7) dan kurva yang menunjukkan hubungan antara E g dengan

 Lm, yang dapat diturunkan dari kurva magnetisasi.

Dari persamaan (10) dapat ditunjukan bahwa  E g yang dibangkitkan ditentukan

oleh C s, namun sangat dipengaruhi oleh frekuensi yang dibangkit oleh generator.

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

5/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

47

III. PERALATAN PERCOBAAN

Jumlah Nama Alat Kode

1 Squirrel cage motor 73211

2 Power meter 72711 

1 Motor DC shunt 73191

1 DC Regulator 72585

2 Kopling Guard 73108

2 Kopling 73106

1 Tachogenerator 73109

1 Tahan Beban (R) 73240

1 Capasitiv Load 73311

2 Shaft End Guard 73107

4 Multimeter 72710

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

6/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

48

IV. RANGKAIAN & PROSEDUR PERCOBAAN

RANGKAIAN PERCOBAAN

V2

  s  u  p  p   l  y

   d  c

W1

W2

G   M

 A1

V1

 A2

  ∫               

Cs

R1s

S1

S2

 

A. Karakteristik Tanpa beban

1. Susun peralatan sesuai dengan rangkaian percobaan, dalam hal ini hubungan sumber

dan kumparan stator yang dipakai adalah hubungan Delta.

2. Jalankan motor DC sampai putaran 1500 rpm.

3. Masukan kapasitor eksitasi dengan menutup saklar S1, catat Vt dan fg. Saklar beban

(S2) beban dalam keadaan terbuka.

4. Naikan putaran motor DC sesuai jurnal. Catat Vt dan fg.

5. Ganti kapasitor eksitasi untuk C s= 3μF, 4 μF. Lakukan langkah 2 kembali. 

6. Buka kapasitor eksitasi dan matikan motor. 

B. Karakteristik Berbeban

1.Susun peralatan sesuai dengan rangkaian percobaan, dalam hal ini hubungan sumber

dan kumparan stator yang dipakai adalah hubungan Delta.

2. Jalankan motor DC sampai putaran 1500 rpm.

3. Masukan kapasitor eksitasi, catat Vt dan fg.

4. Masukan switch beban (dalam keadaan beban 100%), catat Vt dan fg, nr dan P.

5. Lakukan untuk beban 90%, 80%, 70% catat Vt dan fg, nr dan P.

6. Buka beban, kapasitor eksitasi dan matikan motor.

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

7/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

49

V. TUGAS EVALUASI :

1. Plot kurva tegangan dan frekuensi terhadap putaran untuk berbagai nilai kapasitor

dalam kedaan tanpa beban !.

2. Plot kurva tegangan, arus, daya dan frekuensi terhadap putaran untuk kedaan

 berbeban !

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

8/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

50

JURNAL PRAKTIKUM

GENERATOR INDUKSI

 Nama :

Kelompok :

Hari/Tgl praktikum :

Asisten :

A. Percobaan Tanpa Beban

C  = 3 µF 

No. N (rpm) Vt (Volt) fg (Hz)1 1300

2 1350

3 1400

4 1450

5 1500

6 1550

7 1600

C  = 4 µF 

No. N (rpm) Vt (Volt) fg (Hz)

1 1300

2 1350

3 1400

4 1450

5 1500

6 1550

7 1600

8/17/2019 9. Modul 5 (GENERATOR INDUKSI).pdf

9/9

Laboratorium Konversi Energi Elektrik

Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Andalas

Generator Induksi Modul 5

51

C. Percobaan Berbeban

C= 3µF

 No

R

(%)

Putaran

(rpm)

Vt

(volt)

Arus

(A)

Daya 3-

fasa(Watt)

Fg

(Hz)

1 100 1500

2 90 1500

3 80 1500

4 70 1500

5 60 1500

6 50 1500

Padang, ......................... 2015Asisten

( )