TUGAS TEKNIK TENAGA LISTRIKGENERATOR AC

DOSEN PENGAMPUR. Suryoto Edy Raharjo., S.T., M.Eng.

UNIVERSITAS TIDAR

Oleh :Fatkhul Susyawan1310502002S-1 Teknik Mesin

PendahuluanListrik sudah menjadi bagian yang penting bagi kehidupan manusia saat ini. Arus listrik dimanfaatkan sebagai sumber energi untuk menghidupkan berbagai macam alat-alat lisrik. Arus listrik didapatkan dari proses konversi sumber energi lainya ( energi panas, energi gerak, dll) menjadi energi listrik.

Generator merupakan sebuah alat yang mampu menghasilkan arus listrik. salah satu jenis generator adalah generator arus bolak balik yang akan dibahas saat ini. Generator arus bolak-balik berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik.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.

Continue...

Prinsip Kerja Generataor AC

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.

Continue...

Berbolak-baliknya arah arus listrik AC menghasilkan nilai arus yang secara periodik akan bernilai positif dan negatif. Jika digambarkan pada sebuah grafik, maka nilai arus listrik AC akan membentuk gelombang sinusoidal yang memiliki nilai frekuensi tertentu.

Diagram Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

Continue...

Hukum Faraday menyebutkan jika terjadi perubahan garis gaya magnet pada sebuah kumparan kawat, maka akan timbul gaya gerak listrik (ggl) pada kawat tersebut. Jika kumparan kawat dihubungkan dengan rangkaian listrik tertutup, maka akan timbul pula arus listrik yang mengalir pada rangkaian.

Continue...Kaidah tangan kanan fleming adalah sebuah metode mneumonik untuk memudahkan kita menentukan arah vektor dari ketiga komponen hukum Faraday, yakni arah gaya gerak kumparan kawat, arah medan magnet, serta arah arus listrik. Jika Anda menirukan posisi jari tangan kanan Anda seperti pada gambar di atas, maka ibu jari akan menunjukkan arah gaya (torsi), jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet, dan jari tengah menunjukkan arah arus listrik.

Jenis, Karakteristik dan Rugi - RugiGenerator AC

Generator berpenguatan terpisah

Generator shunt

Generator kompon

Generator Penguat Terpisah

Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu:a) Penguat elektromagnetik (Gambar

8.a)

b) Magnet permanent / magnet tetap (Gambar 8.b)

Karakteristik dan KerugianGenerator Penguat Terpisah

Gambar 9 menunjukkan:a. karakteristik generator penguat

terpisah saat eksitasi penuh (Ie 100%) dan saat eksitasi setengah penuh (Ie 50%).

b. Ie adalah arus eksitasi, I adalah arus beban.

c. Tegangan output generator akan sedikit turun jika arus beban semakin besar. 

d. Kerugian tegangan akibat reaksi jangkar

e. Perurunan tegangan akibat resistansi jangkar dan reaksi jangkar

Gambar 9

 Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya.

Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubung-singkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.

Diagram Rangkaian Generator Shunt

Continue...

Karakteristik dan KerugianGenerator Shunt

Generator shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada Gambar 11.

Tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama, dibandingkan dengan tegangan output pada generator penguat terpisah

Gambar 11

Continue...

Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah dan generator shunt tentu kurang baik, karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan output yang konstan, namun hal ini dapat diperbaiki pada generator kompon.

Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.

Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar di samping.

Karakteristik dan KerugianGenerator Shunt

Tegangan output generator terlihat konstan dengan pertambahan arus beban, baik pada arus eksitasi penuh maupun eksitasi 50%. Hal ini disebabkan oleh adanya penguatan lilitan seri, yang cenderung naik tegangannya jika arus beban bertambah besar.

Jadi ini merupakan kompensasi dari generator shunt, yang cenderung tegangannya akan turun jika arus bebannya naik.

Gambar 13

Paralel Generator ACBila suatu generator mendapatkan pembebanan yang melebihi dari kapasitasnya, maka dapat mengakibatkan generator tersebut tidak bekerja atau bahkan akan mengalami kerusakan. Untuk mengatasi kebutuhan listrik atau beban yang terus meningkat tersebut, bisa diatasi dengan menjalankan generator lain yang kemudian dioperasikan secara paralel dengan generator yang telah bekerja sebelumnya, pada satu jaringan listrik yang sama. Keuntungan dari menggabungkan 2 generator atau lebih dalam suatu jaringan listrik adalah bila salah satu generator tiba-tiba mengalami gangguan, maka generator tersebut dapat dihentikan serta beban dialihkan pada generator lain, sehingga pemutusan listrik secara total bisa dihindari.

Cara Memparalel Generator

Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk memparalel dua buah generator atau lebih ialah:• Polaritas dari generator harus sama dan tidak bertentangan setiap saat terhadap satu sama lainnya.• Nilai efektif tegangan harus sama.• Tegangan Generator yang diparalelkan mempunyai bentuk gelombang yang sama.• Frekuensi kedua generator atau frekuensi generator dengan jala-jala harus sama.• Urutan fasa dari kedua generator harus sama.

Kerja Paralel Generator

Ada beberapa cara untuk memparalelkan generator dengan mengacu pada syarat-syarat diatas, yaitu :a. Lampu Cahaya berputar dan Volt-meterb. Voltmeter, Frekuensi Meter, dan Synchroscope.c. Cara Otomatis

Lampu Cahaya Berputar dan Volt-meter

Dengan rangkaian pada gambar 1, pilih lampu dengan tegangan kerja dua kali tegangan fasa-netral generator atau gunakan dua lampu yang dihubungkan secara seri. Dalam keadaan saklar S terbuka operasikan generator, kemudian lihat urutan nyala lampu. Urutan lampu akan berubah menurut urutan L1 - L2 - L3 - L1 - L2 - L3

Gambar 1. Rangkaian Paralel Generator

Continue...

Perhatikan Gambar a, pada keadaan ini L1 paling terang, L2 terang, dan L3 redup. Perhatikan Gambar b, pada keadaan ini:• L2 paling terang• L1 terang• L3 terang

Continue...

Perhatikan gambar 2c, pada keadaan ini,• L1 dan L2 sama terang• L3 Gelap dan Voltmeter=0 V

Pada saat kondisi ini maka generator dapat diparalelkan dengan jala-jala (generator lain).

Voltmeter, Frekuensi Meter dan SynchroscopePada pusat-pusat pembangkit tenaga listrik, untuk indikator paralel generator banyak yang menggunakan alat Synchroscope. Penggunaan alat ini dilengkapi dengan Voltmeter untuk memonitor kesamaan tegangan dan Frekuensi meter untuk kesamaan frekuensi.

Continue...

Ketepatan sudut fasa dapat dilihat dari synchroscope. Bila jarum penunjuk berputar berlawanan arah jarum jam, berarti frekuensi generator lebih rendah dan bila searah jarum jam berarti frekuensi generator lebih tinggi. Pada saat jarum telah diam dan menunjuk pada kedudukan vertikal, berarti beda fasa generator dan jala-jala telah 0 (Nol) dan selisih frekuensi telah 0 (Nol), maka pada kondisi ini saklar dimasukkan (ON). Alat synchroscope tidak bisa menunjukkan urutan fasa jala-jala, sehingga untuk memparalelkan perlu dipakai indikator urutan fasa jala-jala

Paralel Otomatis

Paralel generator secara otomatis biasanya menggunakan alat yang secara otomatis memonitor perbedaan fasa, tegangan, frekuensi, dan urutan fasa. Apabila semua kondisi telah tercapai alat memberi suatu sinyal bahwa saklar untuk paralel dapat dimasukkan.

Daftar Pustakahttp://tsani-oke.blogspot.co.id/2011/09/prinsip-kerja-generato

r-arus-bolak.htmlhttps://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrikhttp://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-generator-ac/http://kk.mercubuana.ac.id/elearning/files_modul/13020-7-74

0758002621.pdfhttp://hodridjibril.blogspot.co.id/2013/05/makalahgenerator-a

c-disusunoleh-nama.htmlhttp://pupax23-elektro-tugaskonversienergi.blogspot.co.id/

TERIMAKASIH