laporan generetor listrik

LAPORAN PRAKTIKUM PRESTASI MESIN

GENERATOR LISTRIK

Disusun Oleh :

Fx. Tito Pratama 085214062

Christian Halim 095214003

Houtsma Simon Tomboy 095214015

Briyantoni Bancing Laut 095214018

Rafika Adi.H 095214023

LABORATORIUM KONVERSI ENERGI

JURUSAN TEKNIK MESIN

FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI

UNIVERSITAS SANATA DHARMA

YOGYAKARTA

2012

I. PENDAHULUAN

Salah satu peralatan yang digunakan untuk mengkonversi suatu bentuk energi menjadi

bentuk energi yang lainnya adalah mesin listrik. Mesin listrik berfungsi untuk mengkonversi

energi listrik menjadi menjadi energi mekanik berupa poros yang berputar dan sebaliknya.

Mesin listrik dibagi menjadi dua kelompok besar yaitu motor listrik dan generator listrik.

Motor listrik mengkonversi energi listrik menjadi energi mekanik. Generator listrik

mengkonversi energi mekanik menjadi energi listrik.

Pemahaman yang lebih mendalam tentang mesin-mesin listrik kepada para mahasiswa sangat

diperlukan. Hal ini mengingat pemakaian mesin listrik di dunia kerja sudah sangat luas.

II. TUJUAN PRAKTIKUM

Pada praktikum Prestasi Mesin dengan modul Generator Listrik ini diharapkan mahasiswa

mendapatkan beberapa hal :

1. Mahasiswa memahami proses konversi energi yang terjadi pada sebuah generator listrik.

2. Mahasiswa dapat mencari besarnya energi mekanik untuk menggerakkan generator listrik.

3. Mahasiswa dapat mencari besarnya energi listrik yang dihasilkan oleh generator listrik.

4. Mahasiswa dapat mencari unjuk kerja sebuah generator listrik.

III. DASAR TEORI

Prinsip kerja dari semua sistem(alat) pengkonversian dapat dilihat pada Gambar 1. Energi

yang masuk kedalam sistem (Pin) dikonversi menjadi energi yang keluar dari sistem (Pout).

Energi Pin dan Pout berbeda bentuk. Pada kenyataannya Pin menyesuaikan dengan sumber

energi yang ada disekitarnya. Sedangkan Pout disesuaikan dengan peruntukannya. Sebagai

contoh, untuk memasak air diperlukan energi berupa panas, Pout berupa panas (Q). alat

pengkonversi energi yang diperlukan dan dipilih harus menyesuaikan bentuk sumber energi

yang tersedia. Jika yang tersedia adalah LPG, maka alat pengkonversinya adalah kompor gas.

Jika yang tersedia adalah listrik, maka alat pengkonversi yang diperlukan adalah kompor

listrik. Jika yang tersedia adalah arang maka alat pengkonversi yang diperlukan adalah

‘anglo’. Jika yang tersedia adalah minyak tanah, maka alat pengkonversi yang diperlukan

adalah kompor minyak. Jika yang tersedia adalah panas matahari, maka alat alat

pengkonversi yang diperlukan adalah kompor surya.

Gambar 1 : sisitem Konversi Energi

Pada semua sistem/alat pengkonversi energi, tidak semua energi yang masuk kedalam

sistem (Pin) dapat dikonversi seluruhnya menjadai energi yang diharapkan (Pout). Ada

sebagian energi yang tidak dikonversi dan akan dibuang keluar sistem (Pr). Lihat pada

Gambar 1.

Gambar 2 : sistem Generator LIstrik

Prinsip Kerja Generator Listrik

Telah disebutkan sekilas pada bagian pendahuluan, bahwa generator listrik adalah

peralatan yang berfungsi sebagai pengkonversi energi mekanik (Pin) menjadi energi listrik

(Pout). Berdasarkan buku Thermodynamics, An Enginnering Approach (Cengel, Yunus A.

dan Bolos, Michael A), energi mekanik (Pin) yang akan dikonversikan wujudnya adalah

+-

PoutPinSistem

Pengkonversi energi

Pr

Generator Listrik

Pr

Pin = Ẇshaft Pout = Ẇe

poros yang berputar dengan simbol/notasi Ẇshaft (Gambar 2). Sedangkan energi

listrik/electric power (Pout) hasil konversi dengan simbol/notasi Ẇe.

Unjuk kerja (Performance) Generator Listrik

Untuk mengetahui unjuk kerja sistem pengkonversi energi adalah dengan membandingkan

energi output (Pout) yang dihasilkan oleh sistem dengan energi input (Pin) yang diberikan ke

dalam sistem. Untuk generator listrik, unjuk kerjanya ditunjukkan dari perbandingan energi

listrik yang dihasilkan dengan energi mekanik yang diberikan.

Istilah yang biasa digunakan untuk menunjukkan unjuk kerja generator listrik adalah efisiensi

dengan simbol/notasi η. Ungkapan dalam persamaan :

η=PoutPin

= ẆeẆ shaft

Besar energi yang dihasilkan oleh generator listrik :

Pout=V I (watt)

V = Tegangan listrik (volt)

A = Arus listrik (Ampere)

Besar energi yang diperlukan untuk menggerakkan generator listrik :

Pin=2 π nT

n = kecepatan putar poros (rpm)

T = Torsi untuk memutar poros (Nm)

T = F r (Nm)

F = Gaya pada lengan torsi (Newton)

r = jari-jari/panjang lengan torsi (meter)

IV. LANGKAH PENGAMBILAN DATA

1 RANGKAIAN PERALATAN

Pada praktikum ini, rangkaian peralatan yang dipergunakan dapat dilihat pada Gambar 3.

Gambar 3 : Rangkaian Alat

Rincian pengukur dan pengatur beban dapat dilihat pada Gambar 4.

Gambar 4 : Susunan Pengukur dan Pengatur Beban

2 PERALATAN YANG DIPERGUNAKAN

1. Tachometer : untuk mengukur putaran Generator Listrik. Pengukuran rpm dilakukan di

bagian rotor (bagian yang berputar), pada bagian yang telah tersedia.

2. Multimeter : digunakan untuk mengukur besarnya beban listrik yang dihasilkan oleh

generator listrik.

3. Timbangan : untuk mengukur gaya yang bekerja pada lengan torsi.

3 PENGAMBILAN DATA

1. Ambil dan pasang semua alat ukur yang diperlukan. Pastikan semua bagian terpasang

dengan benar. Semua saklar beban pada posisi OFF.

2. Atur timbangan sehingga posisi lengan torsi pada keadaan horisontal.

3. Tekan tombol ON pada controller. Atur frekwensi controller sehingga putaran

generator maksimal.

4. Pastikan saklar beban semuanya pada posisi OFF.

5. Atur timbangan sehingga lengan torsi tetap pada posisi horisontal.

6. Ukur dan catatlah : putaran generator (n), tegangan dan arus yang dihasilkan generator

(V dan I), dan beban yang terbaca pada timbangan (m).

7. Tekan sebuah saklar ke posisi ON pada rangkaian beban. Lakukan langkah 5 dan

langkah 6.

8. Atur saklar sehingga diperoleh beban yang berbeda dari langkah 7. Lakukan langkah 5

dan langkah 6.

9. Lakukan lagi langkah 8, sampai didapatkan 10 data yang berbeda.

10. Atur frekwensi controller sehingga putarannya berkurang. Lakukan lagi langkah 4 s/d

langkah 9.

11. Lakukan lagi langkah 10, sampai diperoleh 6 kecepatan putar generator yang berbeda.

V. DATA PENGUJIAN

NoFrekuensi Kecepatan putaran

Timbangan

Tegangan Listrik

Arus Listrik

Controler (n) RPM (m) Kg (v) Volt(I)

Ampere1

10 V

74.28 0 10.28 0

2 72.13 0.75 9.32 1.6

3 72.11 1.75 8.55 3.2

4 71.2 2.45 7.92 4.4

5 69.66 3.25 7.22 5.5

6 68.84 3.75 6.6 6.5

7 67.46 4.25 5.98 7.2

8 65.76 4.75 5.45 8


Timbangan

Tegangan Listrik

Arus Listrik


Ampere1

15 V

109.3 0 15.06 02 108.4 1 13.8 2.13 106.7 2 12.73 3.84 104.3 3 11.75 5.55 101.7 3.85 10.8 76 100.24 4.65 9.8 87 94.96 5.25 8.8 8.68 85.78 5.65 7.44 9


Timbangan

Tegangan Listrik

Arus Listrik


Ampere1

20 V

147.4 0 20.11 02 145.6 1.25 18.6 2.43 142.4 2.35 17.23 4.44 139.6 3.5 15.92 6.55 135 4.5 14.58 7.96 125.8 5.25 13.05 8.97 103.7 5.5 9.6 9.6


Timbangan

Tegangan Listrik

Arus Listrik


Ampere1

25 V

185.5 0 25.16 02 182.7 1.45 23.6 2.63 179 2.8 21.87 5.24 179.1 4 20.05 7.35 164.6 5 17.9 8.96 137.1 5.4 14.1 9


Timbangan

Tegangan Listrik

Arus Listrik


Ampere1

30 V

226.5 0 30.5 02 222.7 1.6 28.72 2.93 217.5 3.1 26.62 5.94 208.7 4.5 24.3 8.15 185.3 5.4 20.48 9.56 134.6 5.6 13.7 9


Timbangan

Tegangan Listrik

Arus Listrik


Ampere1

35 V

267 0 35.11 02 257.7 1.75 33.1 3.73 250.1 3.4 31.5 6.34 238.3 4.85 28.15 8.85 189.7 5.5 21.1 9.86 135.8 5.65 13.89 9

Pengolahan data

Contoh pada Frekuensi controller 10 V, kecepatan putaran 72,13 rpm.

F = m.g

= 0,75 . 9,81

= 7,36 N

Keterangan :

m = berat timbangan (kg)

g = Percepatan gravitasi (9,81) (m/s²)

T = F.r

= 7,36 . 0,24

= 1,77 Nm

Keterangan :

T = Torsi untuk memutar poros (N m)

F = Gaya pada lengan torsi (N)

r = jari-jari/panjang lengan torsi (0,24) (m)

Pin = 2 π n T

= 2 . 3,14 .72,13 . 1,77

= 799,87 watt

Keterangan :

Pin = Energi yang diperlukan untuk menggerakkan motor listrik (watt)

n = kecepatan putar poros (rpm)

Pout = V.I

= 9,32 . 1,6

= 14,91 watt

Keterangan :

Pout = Energi yang dihasilkan motor listrik (watt)

V = Tegangan listrik (volt)

I = Arus listrik (ampere)

Efisiensi () = (Pout / Pin).100%

= (14,91/799,87).100%

= 1,864313%

Untuk mempersingkat pengolahan data, maka data-data lainya diolah dengan metode

seperti diatas, dengan demikian pengolahan data disajikan dalam bentuk tabel untuk

masing-masing frekuensi.

FrekuensiKeterangan

Gaya (N)

Torsi (Nm)

Pin (Watt)

Pout (Watt)

Efisiensi (%)Controler

10 V

Tanpa Beban 0.00 0.00 0 0 02 lampu 7.36 1.77 799.87 14.91 1.8643134 lampu 17.17 4.12 1865.84 27.36 1.4663676 lampu 24.03 5.77 2579.21 34.85 1.3511148 lampu 31.88 7.65 3347.39 39.71 1.18629610 lampu 36.79 8.83 3816.91 42.90 1.12394612 lampu 41.69 10.01 4239.11 43.06 1.01568414 lampu 46.60 11.18 4618.44 43.60 0.944042

FrekuensiKeterangan

Gaya (N)

Torsi (Nm)

Pin (Watt)

Pout (Watt)


15 V

Tanpa Beban 0.00 0.00 0 0.00 02 lampu 9.81 2.35 1602.76 28.98 1.8081284 lampu 19.62 4.71 3155.25 48.37 1.5331256 lampu 29.43 7.06 4626.42 64.63 1.3968678 lampu 37.77 9.06 5789.24 75.60 1.30587110 lampu 45.62 10.95 6891.82 78.40 1.13758112 lampu 51.50 12.36 7371.23 75.68 1.02669414 lampu 55.43 13.30 7165.96 66.96 0.934418

FrekuensiKeterangan

Gaya (N)

Torsi (Nm)

Pin (Watt)

Pout (Watt)


20 V

Tanpa Beban 0.00 0.00 0 0.00 02 lampu 12.26 2.94 2690.99 44.64 1.6588724 lampu 23.05 5.53 4947.86 75.81 1.5322176 lampu 34.34 8.24 7224.26 103.48 1.4323968 lampu 44.15 10.59 8982.27 115.18 1.28232610 lampu 51.50 12.36 9765.17 116.15 1.1893812 lampu 53.96 12.95 8432.99 92.16 1.092851

FrekuensiKeterangan

Gaya (N)

Torsi (Nm)

Pin (Watt)

Pout (Watt)


25 V

Tanpa Beban 0.00 0.00 0 0.00 02 lampu 14.22 3.41 3916.94 61.36 1.5665314 lampu 27.47 6.59 7410.56 113.72 1.5346216 lampu 39.24 9.42 10592.43 146.37 1.3817898 lampu 49.05 11.77 12168.58 159.31 1.30919210 lampu 52.97 12.71 10946.39 126.90 1.159286

FrekuensiKeterangan

Gaya (N)

Torsi (Nm)

Pin (Watt)

Pout (Watt)


30 V


FrekuensiKeterangan

Gaya (N)

Torsi (Nm)

Pin (Watt)

Pout (Watt)


35 V


65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 750

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2

RPM Vs Efisiensi(10v)

RPM

Efisie

nsi (

%)

85 90 95 100 105 1100

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2


RPM

Efisie

nsi (

%)

100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 1500

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

Rpm Vs Efisiensi(20v)

RPM

Efisie

nsi (

%)

130 140 150 160 170 180 1900

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8


RPM

Efisie

nsi (

%)

120 140 160 180 200 220 2400

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8


RPM

Efisie

nsi (

%)

120 140 160 180 200 220 240 260 2800

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1.4

1.6

1.8

2


RPM

Efisie

nsi (

%)

0 1000 2000 3000 4000 5000 6000 7000 80000

20

40

60

80

100

120

140

10V

15V

20V

25V

30V

35V

Grafik Pin vs Pout

Pin (watt)

Puot

(watt

)

VI. Kesimpulan

laporan generetor listrik

Documents