Generator sinkron tiga fasa merupakan suatu alat listrik yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator sinkron disebut juga dinamo merupakan mesin sinkron yang fungsinya mengubah energi mekanik berupa putaran menjadi energi listrik bolak-balik (AC). Tugas akhir ini disusun sebagai salah satu syarat akademik untuk menyelesaikan program studi di Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar.
Saudara-saudaraku dan rekan-rekan mahasiswa Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Makassar khususnya angkatan 2010 yang dengan persahabatan dan persaudaraannya banyak membantu dalam menyelesaikan tugas akhir ini. Masyarakat sangat bergantung pada energi listrik dan agar energi listrik dapat dimanfaatkan dengan baik maka diperlukan suatu sistem pembangkit energi listrik yang handal. Generator sinkron tiga fasa merupakan sumber utama pembangkitan tenaga listrik yang dikenal dalam dunia ketenagalistrikan.
Hampir semua sistem produksi tenaga listrik di dunia menggunakan generator sinkron sebagai sumber tenaga listriknya, kecuali pada perangkat dengan tujuan dan kondisi tertentu.Generator sinkron bekerja dengan mengubah energi mekanik yang dihasilkan pada poros turbin menjadi listrik tiga fasa. Dengan mengetahui tegangan keluaran generator sinkron tiga fasa, diharapkan anda juga dapat memanfaatkan ilmu yang diperoleh pada perkuliahan.
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Rumusan Masalah
Tujuan Penelitian
Batasan Masalah
Manfaat Penelitian
Sistematika Penulisan
TINJAUAN PUSTAKA
Generator
Generator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin sinkron yang fungsinya mengubah energi mekanik berupa putaran menjadi energi listrik bolak-balik (AC). Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Secara umum konstruksi generator sinkron terdiri dari stator (bagian yang diam) dan rotor (bagian yang bergerak).
Sikat pada generator sinkron berfungsi sebagai saklar putar untuk mengalirkan arus DC ke kumparan medan pada rotor generator sinkron. Gambar 2.6 Bentuk konstruksi stator pada generator sinkron Stator pada mesin sinkron terbuat dari bahan feromagnetik yang berbentuk laminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus eddy. Contoh gambaran sederhana proses pembangkitan energi listrik pada generator sinkron dapat ditunjukkan seperti pada gambar.
16 Gambar 2.12 Proses terbentuknya gelombang AC pada generator sinkron Dengan memperhatikan gambar diatas maka proses terjadinya EMF induksi pada generator dapat dijelaskan sebagai berikut. Rotor generator sinkron terdiri dari rangkaian elektromagnet dengan suplai arus DC sehingga membentuk medan magnet pada rotor. Dari rumus diatas terlihat bahwa frekuensi yang dihasilkan oleh generator sinkron sangat dipengaruhi oleh kecepatan putaran rotor dan jumlah kutub magnet pada generator tersebut.
Target yang ingin dicapai dalam penelitian ini adalah waktu 2 bulan untuk menganalisis generator sinkron tiga fasa berdaya kecil. Memberikan bimbingan kepada dosen pembimbing tentang judul dan topik pembahasan yang bertujuan menganalisis generator sinkron tiga fasa berdaya kecil. Penelitian dilakukan langsung pada objek penelitian yaitu analisa generator sinkron tiga fasa berdaya kecil.
Dalam perancangan alat perancangan akhir yang berjudul “Analisis Generator Sinkron Daya Kecil Tiga Fasa” dibuat diagram blok seperti terlihat pada Gambar 3.1 di bawah ini. Alat-alat yang sangat penting dalam perancangan generator sinkron tiga fasa berdaya rendah adalah sebagai berikut. Langkah awal dalam menganalisis perancangan generator sinkron tiga fasa berdaya kecil adalah menghitung besaran generator yang dapat menentukan tegangan, arus, dan daya generator.
Dengan memutar rotor generator sinkron dan memberikan arus pada rotor, maka kumparan jangkar akan menginduksi tegangan pada stator. Penelitian terkait analisis generator sinkron tiga fasa berdaya rendah dapat dikembangkan lebih lanjut, misalnya dengan melakukan sinkronisasi dua buah generator.
Kontruksi Generator Sinkron
Prinsip Kerja Generator
Generator dapat menghasilkan listrik karena adanya gerak relatif medan magnet homogen terhadap kumparan jangkar pada generator (magnet bergerak dan kumparan jangkar diam atau sebaliknya magnet diam sedangkan kumparan jangkar bergerak). Untuk generator sinkron tiga fasa digunakan tiga buah kumparan jangkar yang ditempatkan pada stator dan disusun sedemikian rupa sehingga susunan kumparan jangkar yang demikian akan menimbulkan tegangan induksi pada tiga kumparan jangkar yang berukuran sama. tetapi perbedaan fasa 1200 satu sama lain. Karena rotor berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan magnet, maka generator ini disebut generator sinkron atau lebih dikenal dengan alternator.
Jika kumparan primer yang merupakan kumparan tegangan tinggi diberi energi maka akan terlihat seperti Gambar 2.14 yang menghasilkan arah tegangan induksi seperti yang ditunjukkan oleh masing-masing tanda panah. Lakukan percobaan sesuai prosedur yang dijelaskan pada Gambar 4.5 berikut dan data hasil percobaan. Pengujian dilakukan pada generator 3 fasa dengan putaran generator tetap, sehingga menghasilkan data keluaran tegangan fasa ke netral seperti pada Tabel 4.1.
Pengujian dilakukan pada generator tiga fasa dengan putaran generator tetap, sehingga menghasilkan data tegangan keluaran fasa ke fasa seperti terlihat pada Tabel 4.2. Pengujian dilakukan pada generator tiga fasa dengan putaran generator tetap, sehingga menghasilkan data keluaran tegangan fasa menjadi netral setelah dinaikan menggunakan trafo, seperti terlihat pada Tabel 4.3. Lakukan percobaan sesuai prosedur yang dijelaskan pada Gambar 4.6 di bawah ini dan data hasil percobaan.
Frekuensi Pada Generator Sinkron
GGL Induksi Pada Alternator
GGL induksi (Ea) pada alternator akan terinduksi pada kumparan jangkar alternator (misalnya kumparan jangkar yang ditempatkan pada stator) ketika rotor berputar mengelilingi stator (misalnya kumparan medan pada rotor). Besarnya kuat medan pada rotor dapat diatur dengan mengatur arus medan (If) yang disalurkan pada rotor. Besarnya EMF induksi internal (Ea) yang dihasilkan kumparan jangkar Alternator dapat dibuat dalam bentuk rumus sebagai berikut.
Arus medan (If) pada alternator biasanya dikontrol menggunakan rangkaian kontrol sehingga diperoleh tegangan eksitasi (Ea) yang memenuhi persyaratan. Bentuk kendali sederhana arus medan (If) pada Ea yang dihasilkan oleh alternator dan If, ciri-ciri pengaruh arus medan (If) terhadap fluks dan EMF yang dihasilkan alternator digambarkan sebagai kondisi kecepatan adalah konstan, situasi ini dapat digambarkan sebagai berikut.
Arus Stator dan Rotor
Daya Keluaran Generator Sinkron
Polaritas Transformator
- Jatuh Tegangan
Jatuh tegangan pada saluran tenaga listrik umumnya berbanding lurus dengan panjang saluran dan beban, serta berbanding terbalik dengan luas penampang penghantar. Perhitungan jatuh tegangan praktis dalam batas tertentu dengan hanya menghitung besaran resistansi saja masih dapat diperhatikan, namun pada sistem jaringan khususnya pada sistem tegangan menengah masalah induktansi dan kapasitansi diperhitungkan karena nilainya cukup signifikan. Sesuai dengan standar tegangan yang ditentukan oleh PLN (SPLN), perancangan jaringan dibuat sedemikian rupa sehingga jatuh tegangan pada ujung diterima sebesar 10%.
Jatuh tegangan fasor Vd pada suatu penghantar yang mempunyai impedansi (Z) dan membawa arus (I) dapat dijelaskan dengan rumus. 26 Pada pembahasan kali ini, yang dimaksud dengan jatuh tegangan (∆V) adalah selisih antara tegangan pancar (Vk) dan tegangan terima (VT), sehingga jatuh tegangan dapat didefinisikan sebagai :. 20) Karena adanya hambatan pada penghantar, maka tegangan yang diterima konsumen (Vr) akan lebih kecil dari tegangan pengirim (Vs), sehingga jatuh tegangan (Vdrop) adalah selisih antara tegangan pada ujung pengirim dengan tegangan. di pihak penerima. ) tenaga listrik. Untuk menghitung jatuh tegangan perlu memperhitungkan reaktansi dan faktor daya yang tidak sama dengan satu, maka di bawah ini akan kami jelaskan cara menghitungnya.
METODE PENELITIAN
- Waktu dan Tempat Penelitian
- Tahapan Penelitian
- Alat dan Bahan Perancangan
- Diagram Alir (Flowchart)
Pada pengujian tanpa beban, rotor diputar oleh mesin penggerak. Kumparan medan disuplai arus searah sedangkan terminal-terminalnya tidak dihubungkan sehingga Ia = 0 dan N = konstan. Analisis Jatuh Tegangan dan Pengaturan Tegangan untuk Beban 15 Watt Melakukan pengujian pada alternator 3 fasa dengan posisi alternator berputar. watt lampu CFL maka akan muncul data sebagai berikut. Tegangan keluaran pada fasa S sebesar 211 volt dan arus sebesar 1,64 A, sedangkan tegangan keluaran pada fasa T sebesar 216 volt dan arus sebesar 1,65 Amps.
Pengujian dilakukan pada generator tiga fasa, beban yang diberikan sebesar 24 watt dengan kondisi 3 buah lampu CFL 8 watt (8 watt sama dengan lampu pijar 40 watt) dengan putaran generator tetap. Tegangan keluaran pada fasa S sebesar 205 volt dan arus sebesar 1,43 amp, sedangkan tegangan keluaran pada fasa T sebesar 209 volt dan arus sebesar 1,46 amp. Pengujian dilakukan pada generator tiga fasa, beban yang diberikan sebesar 36 watt dengan kondisi 3 buah lampu CFL 12 watt (setara dengan lampu pijar 65 watt) dengan putaran generator tetap.
Tegangan keluaran pada fasa S sebesar 203 volt dan arus sebesar 1,24 amp, sedangkan tegangan keluaran pada fasa T sebesar 208 volt dan arus sebesar 1,46 amp. Nilai pengaturan tegangan untuk beban lampu 15 watt dengan 3 buah lampu hemat energi 5 watt adalah antara 6,51% sampai 7,5% pada tegangan tutup 14 volt sampai 16 volt. Nilai pengaturan tegangan untuk beban lampu CFL 24 watt dengan 3 buah lampu 8 watt adalah antara 8,3% sampai dengan 10,73% pada tegangan tutup 17 volt sampai 22 volt.
Nilai pengaturan tegangan beban lampu CFL 36 watt dengan 3 buah lampu CFL 12 watt (setara dengan lampu pijar 75 watt) adalah antara 10%.
HASIL DAN ANALISIS
Umum
Realisasi
Pengujian Alat
Analisis Drop Tegangan dan Regulasi Tegangan Beban 15 Watt
Analisis Drop Tegangan dan Regulasi Tegangan Beban 24 Watt
Analisis Drop Tegangan dan Regulasi Tegangan Beban 36 Watt
Perhitungan Frekuensi Generator
Batas Jatuh Tegangan
PENUTUP
Kesimpulan
Saran
Jerkovic, V., Miklosevic, K., Zeljko, S., 2010, Excitation system models of synchronous generator, Faculty of Electrical Engineering Osijek, Croatia Margana, Oong Iban S.
