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