KARAKTERISTIK LUAR GENERATOR DC SHUNT

1. TUJUANSetelah melakukan percobaan diharapkan mahasiswa :

- Dapat mengoperasikan generator DC dengan benar- Dapat menggambarkan karakteristik luar generator DC shunt- Dapat menjelaskan pengaruh beban terhadap karakteristik generator DC shunt.

2. DASAR TEORIKarakteristik luar sebuah generator menunjukan bagaimana perubahan tegangan terminal terhadap beban yan berubah-ubah. Pad gambar 4.1 diperlihatkan karakteristik luar untuk generator berpenguatan bebas dan generator shunt. Grafik pad gambar 4.1 didapatkan berdasarkan persamaan:Arus medan efektif = If- FaVt = Ea-IaRa

Gambar 4.1

Gambar 4.2

V

A

G

A

M

A

V

Untuk arus beban tertentu arus medan efektif dapat ditentukan dari persamaan(1), sebab If konstan sedangkan Fa diketahui sebagai fungsi Ia. Harga Ea yang berpasangan dengan arus medan efektif ini dapat dibaca pada grafik pemagnetan seperti pada gambar 4.2. Vt dapat dihitung jika semua besaran lainnya diketahui. Dari gambar 4.2 dapat pula diketahui penurunan tegangan yang terjadi (dengan membuat segitiga oab), yaitu penurunan tegangan akibat adanyan tahanan jangkar (Ra) dan penurunan tegangan akibat adnya pendemagnetan arus jangkar (Fa). Sedangkan pada generator shunt, untuk beban yang sama, tegangan terminalnya lebih kecil lagi daripada generator berpenguatan bebas. Ini disebabkan karena penurunan Vt menyebabkan penurunan erus medannya (Vt=IfRf), yang berarti pengurangan penguatan.

3. ALAT YANG DIGUNAKANa. Voltmeter 2 buahb. Amperemeter 4 buahc. Rectifier 1 buahd. Auto trafo 1 buahe. Rheostat 3 buahf. Resistor bank 1 buahg. Tachometer 1 buahh. Proteksi 1 buahi. Kabel

4. PROSEDUR PERCOBAANa. Membuat rangkaian seperti pada gambar:

Gambar1. Generator dengan penguat terpisah

VA

G

A

M

A

V

Gambar2. Generator dengan penguatan sendiri (Shunt)

b. Menjalankan motor pada kecepatan nominal.c. Mengatur arus eksitasi generator sehingga tegangan keluaran generator nominal dan

mencatat parameter-nya.d. Mengatur beban sesuai petunjuk dan mencatat meter-meternya.e. Mengubah rangkaian menjadi generator dengan self excitation.f. Mengulangi prosedur b-d.g. Mematikan sumber.

5. DATA PERCOBAANGenerator dengan penguat bebas

n=3000rpm dan Ieksitasi= 0.53 A

BEBAN I (A) V (Volt)0 0 2201 4.4 2102 8.4 2013 11.6 1954 12 193.55 14.8 186

Generator dengan self excitation (shunt)n=3000rpm dan Ieksitasi= 0.57 A

BEBAN I (A) V (Volt)0 0 2201 4.4 2132 8.5 205.53 11.8 199.54 13.3 1985 15 189

6. PENGOLAHAN DATA

0 2 4 6 8 10 12 14 16160

170

180

190

200

210

220

230

grafik hubungan antara tegangan dan arus

penguat bebas

shunt

arus (ampere)

tega

ngan

(vol

t)

Dari modul 3 didapatkan :

Rugi mekanik (watt)

Rugi besi V nominal (watt)

Rugi besi I nominal (watt)

549.6 141.6 475.2

Generator penguat bebas:

BEBAN I (A) V (Volt)P out (watt) η (%)

0 0 220 0 0

1 4.4 210 92457.0511

2

2 8.4 201 1688.470.7035

23 11.6 195 2262 76.2952

4 12 193.5 232276.7552

65 14.8 186 2752.8 79.5883

Generator shunt :

BEBAN I (A) V (Volt)P out (watt) η (%)

0 0 220 0 0

1 4.4 213 937.257.3983

3

2 8.5 205.5 1746.7571.3993

7

3 11.8 199.5 2354.177.0043

5

4 13.3 198 2633.478.8939

2

5 15 189 283580.0576

1

0 2 4 6 8 10 12 14 160

10

20

30

40

50

60

70

80

90

grafik hubungan antara efisiensi terhadap arus

penguat bebasshunt

arus (ampere)

tega

ngan

(vol

t)

7. PEMBAHASAN

Pada praktikum ini kami melakukan dua kali percobaan untuk mengetahui karakteristik eksternal dari sebuah generator. Percobaan tersebut yaitu menggunakan generator dengan penguat bebas dan generator dengan penguatan sendiri (shunt).

Percobaan pertama menggunakan generator penguatan bebas. Maksudnya penguat bebas yaitu arus eksitasi generator mempunyai sumber tegangan yang berbeda dengan sumber tegangan yang disambung ke motor. Dari grafik yang telah dibuat dapat diketahui semakin banyak beban yang digunakan arus yang mengalir akan semakin besar dan tegangan akan semakin kecil. Grafik hasil percobaan tidak berbeda jauh dengan grafik sesuai teori. Hanya agak menyimpang dititik 4. Sehingga garisnya menjadi kurang linier.

Percobaan kedua menggunakan generator DC shunt. Pad percobaan ini sumber tegangan untuk arus eksitasi sama dengan sumber yang terhubung dengan motor. Dari grafik hasil percobaan bila dibandingkan dengan teori, terlihat grafik dari percobaan hanya menunjukan pada saat arus eksitasi dinaikan, tidak menunjukan pada saat arus diturunkan. Sehingga grafik hasil percobaan hanya terlihat linear sama seperti generator penguat bebas. Pada titik 4, terlihat tegangan agak melonjak, tetapi dititik 5 tegangan menurun kembali. Jika beban diturunkan kembali, mungkin akan terlihat karakteristik seperti grafik teori. Bila melihat grafik teori terlihat bahwa tegangan menurun sesuai pertambahan beban dan arus meningkat, tetapi pada saat arus eksitasinya diturunkan terlihat pada arus yang sama tegangan yang dihasilkan berbeda, cenderung lebih kecil. Ini disebabkan karena berkurangnya penguatan medan.

Pada modul 3 telah diketahui nilai rugi-rugi dari generator, yaitu rugi-rugi mekanik dan rugi-rugi besi. Dari data tersebut bisa diketahui efisiensi dari generator tersebut. Untuk menghitung efisiensi juga diperlukan rugi sikat, tetapi rugi sikat tidak terlalu mempengaruhi besar efisiensi karena nilainya sangat kecil. Efisiensi generator didapatkan dari hasil Pout/(Pout+rugi-rugi). Besar efisiensi generator shunt dan generator penguat bebas hamper sama, berkisar antar 57% sampai 80%. Besarnya efisiensi pada generator bergantnung pada arus, rugi-rugi dan tegangan. Dari grafik bisa diketahui semakin besar penambahan arus tidak selalu meningkatkan efisiensi. Karena bila dilihat dari grafik semakin besar arus totalnya penambahan efisiensinya menjadi tidak sebanding dan lama kelamaan akan menjadi saturasi.

8. KESIMPULAN- Generator penguat bebas mempunyai karakteristik: semakin besar arus(beban dinaikan) maka

tegangan akan semakin kecil. - Generator penguatan sendiri shunt DC mempunyai karakteristik: semakin tinggi beban maka

tegangan akan semakin kecil dan arus semakin besar. Tetapi bila beban diturunkan maka tegangan yang dihasilkan pada arus yang sama akan berbeda(menjadi lebih rendah).

- Genearator penguat bebas memiliki efisiensi tertinggi 79.588%- Generator shunt memiliki efisiensi sebesar 80.057%- Efisiensi generator shunt lebih baik daripada generator penguat bebas, walopun perbedaannya

hanya sedikit.

9. DAFTAR PUSTAKA

Zuhal. 2000. Dasar Teknik Tenaga Listrik dan Elektronika Daya. Jakarta: Gramedia.

LAPORAN PRAKTIKUM

KARAKTERISTIK LUAR GENERATOR DC SHUNTDosen Pembimbing: Ali Mashar

Nama : Aplena Sukan (08221032)

Partner : Albar Sualudin

Anhar KharismanArman

Asep RamdanBagus Dwi NurtantoBayu Tresna Respati

Kelas 2-B

Tanggal Praktikum : 31 Maret 2010Tanggal Pengumpulan Laporan : 7 April 2010

TEKNIK KONVERSI ENERGIPOLITEKNIK NEGERI BANDUNG

2010