A

PLN - POLITEKNIK NEGERI PADANG

Laboratorium ListrikPEMBEBANAN GENERATOR SINKRON 3(Semester : VNo:

Jurusan Teknik ElektroWaktu : 6 JamVI.8

A. TUJUAN

Setelah melaksanakan praktek, diharapkan praktikan dapat :

1. Mengetahui perubahan tegangan sinkron bila dibebani dengan beban induktif, resistif dan kapasitif pada eksitasi yang tetap.

2. Mengetahui pengaruh eksitasi terhadap pembebanan induktif, resistif dan kapasitif pada tegangan tetap.

3. Mencatat rating generator sinkron 3 phasa sesuai dengan name plate-nya.4. Mengukur dan menggambarkan karakteristik beban.

B. KONSEP GENERATOR SINKRON

B.1 Pengertian

Generator sinkron disebut juga generator arus bolak-balik, atau alternator. Generator sinkron ini digunakan untuk pembangkit dengan kapasitas besar, dimana belitan atau kumparan jangkar ditempatkan pada stator, sedangkan belitan medan ditempatkan pada rotor.

Mesin sinkron apabila bekerja sendiri sebagai catu daya, ada dua kemungkinan daya yang bisa dibangkitkan, yaitu daya buta induktif dan nyata. Untuk membuktikan hal tersebut , maka pada saat generator bekerja, kita harus memberi beban resistif, induktif dan kapasitif. Dimana beban induktif secara analisa bisa dikatakan sebagai pembangkit daya buta kapasitif dan beban kapasitif bisa dikatakan pembangkit daya buta induktif. Pada generator sinkron lilitan jangkar yang banyak digunakan adalah lilitan rangkaian terbuka yang dibentuk dari kumparan yang terisolasi. Pada generator ini lilitan jangkarnya tersusun dari 3 lilitan terpisah satu dengan yang lain 120(. Resistor : Pengambil daya nyata

Generator : Pemberi daya nyata

Kapasitor : pengambil daya buta kapasitif & pemberi daya buta induktif

Induktor : pengambil daya buta induktif & pemberi daya buta kapasitif

B.2. Rangkaian Ekivalen

Jika beban ditambah pada generator yang sedang bekerja pada kecepatan konstan dan dengan eksitasi medan konstan, tegangan nominal akan berubah. E dalam generator tidak konstan, tetapi berubah dengan adanya besar beban dan faktor daya beban karena pengaruh reaksi jangkar.

Gambar 1. Rangkaian Ekivalen generator ACB.2. Persamaan

Frekwensi GGL yang dibangkitkan tergantung pada jumlah kutub dan kecepatan generator.

f = p * n / 120

Pada waktu hubung singkat, tegangan yang terjadi pada lilitan alternator hanya untuk mengatasi rugi tegangan Ia Za. Untuk mengetahui nilai dari efisiensi dapat digunakan persamaan :

( = Pout / Pin

Sedangkan daya keluaran tersebut dapat dicari dengan persamaan :

Pout = (m*n)/9,55

Dimana:m = torsi (Nm)

n = kecepatan putar (rpm)

Xs2 = Zs2 - Ra2

Eg = [(Vt + I.Ra)2 + (I.Xs)2]0,5

Dengan adanya ketiga jenis beban tersebut, maka Karakteristika pembebanan pada mesin sinkron digambarkan sebagai berikut :

Gambar 2. Karakteristik beban fungsi Arus

Untuk mengetahui pengaruh eksitasi terhadap pembebanan (tegangan output tetap), maka kita dapatkan karakteristik pada gambar berikut :

Gambar 3. Karakteristik beban fungsi Arus

Karakteristik Pembebenan terhadap generator Sinkron :

1. Karakteristik Beban, VT = f (Ia)

Karakteristik ini diperoleh dengan mengadakan percobaan beban pada alternator. Karakteristik beban alternator dapat digambarkan sebagai berikut :

Pada umumnya kita mengenal tiga macam beban yaitu :

Beban resisitif (R)

Beban kapasitif (Xc)

Beban induktif (XL)

Faktor daya dari generator dapat ditentukan dengan karaktersitik beban yang sedang dicatu (kecuali generator bekerja secara paralel).

Jika beban ditambahkan pada generator sinkron yang bekerja pada kecepatan konstan dengan eksistensi medan konstan, tegangan terminalnya akan berubah. Besarnya perubahan tergantung pada rancangan mesin dan pada faktor daya beban. Pengaruh faktor daya yang berbeda dan perubahan tegangan terminal dengan perubahan beban pada generator sinkron ditunjukkan dalam gambar berikut :

Faktor-faktor yang mempengaruhi tegangan generator adalah

Penentuan tegangan IR pada lilitan jangkar

Penurunan tegangan IX, pada lilitan jangkar

Reaksi jangkar (pengaruh magnetisasi dari arus jangkar).

C. PERALATAN YANG DIPERLUKAN

No.UraianSatuanSpesifikasiJumlah

1.

2.

3.

4.

5.

6.

7.

8.

9.

10.

11.

12.

13.

14.

15.

16.Mesin sinkron 3 phasa

Motor Penggerak/Primover

Power Supply

Catu daya

Rheostat

Volt meter

Ampere meter

Saklar

Beban induktif

Beban kapasitif

Beban Resistif

Rubber Coupling

Cos Q meter

Watt meter

Tutup as belakang

KableUnit

Unit

Unit

Unit

Unit

Unit

Unit

Unit

Unit

Unit

Unit

---, 1 KW

--, 1 KW

380/220 V-3Phasa

0 s/d 220 Vdc

100 Ohm/ 10 A

0 s/d 400 Volt

10 A

3 Pole

-

-

-1

1

1

1

1

3

3

1

1

1

1

2

1

1

1

secukupnya

D. RANGKAIAN PERCOBAAN

E. LANGKAH KERJA

Didalam melakukan percobaan, semua alat ukur harus diperiksa terlebih dahulu, agar tidak terjadi penggantian alat ukur dan kelancaran didalam pengambilan data.D.1. Percobaan Berbeban

1. Memberikan Arus penguatan generator pada putaran nominal sehingga diperoleh tegangan terminal keluaran generator

2. Melakukan percobaan berbeban untuk beban R, RL, RLC

3. Memasukan data percobaan pada Tabel 2 dari Tabulasi Data.

D.2. TUGAS 1. Buatlah grafik pembebanan generator pada percobaan Tanpa Beban; Berbeban dan Hubung singkat

2. Jelaskan perbandingan karakteristik pembebanan generator pada percobaan Tanpa Beban; Berbeban dan Hubung singkat

F. TABULASI DATA

TABEL 2.1. PERCOBAAN GENERATOR UNTUK BEBAN RESISTIV

BebanVm (V)Eg (V)Iex (A)n (Rpm)VL (V)Po (W)Cos (IL (A)Ig (A)Ket.

100 (w)

200 (w)

300 (w)

400 (w)

500 (w)

600 (w)

TABEL 2.2. PERCOBAAN GENERATOR UNTUK BEBAN RESISTIVE DAN INDUKTIF

BebanVm (V)Eg (V)Iex (A)n (Rpm)VL (V)Po (W)Cos (IL (A)Ig (A)

(Watt)(mH)

10050

200100

300150

400200

500250

TABEL 2.3. PERCOBAAN GENERATOR UNTUK BEBAN RESISTIV, INDUKTIF dan CAPASITIVE

Beban Vm (V)Eg (V)Iex (A)n (Rpm)VL (V)Po (W)Cos (IL (A)Ig (A)

WattmH(F

100503,6

2001007,2

30015010,8

40020014,4

50025018

DAFTAR PUSTAKA

1. P.S. Bimbra,; Electrical Machinery, Khana Publishers, Delhi, 1979.

2. B.L. Theraja,; Electrical Technology, Publication Division of Nirja Contruction & Development Co. New Delhi, 1980.

A2

G

dc

GEN.

3 (

BEBAN

I/IN

I/IN

Cos ( = 1

Cos ( = 0, Induktif

Cos ( = 0, Capasitif

V/VN

I/IN

Cos ( = 1

RSh

G

VT

Vg

Eg

Ra

XL

Xh

Cos ( = 0, Cap

Cos ( = 0, Induktifp

VEx

S

K L S T

VG

A1

Catu Daya

0 ---- 220 Vdc

Im

RG

E1

E2

E2

Vm

M

A

A1

(

(

(

(

6

_1013806314.bin