RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK
RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK ALTERNATIF ALTERNATIF DENGAN PEMANFAATAN
DENGAN PEMANFAATAN FLYWHEEL FLYWHEEL SEBAGAI SEBAGAI PENYIMPAN ENERGI
PENYIMPAN ENERGI
SKRIPSI SKRIPSI
OLEH:
OLEH:
WIWING HERIANTO WIWING HERIANTO
1740303016 1740303016
JURUSAN TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSIAS BORNEO TARAKAN UNIVERSIAS BORNEO TARAKAN
2021
2021
ii ii
RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK
RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK ALTERNATIF ALTERNATIF DENGAN PEMANFAATAN
DENGAN PEMANFAATAN FLYWHEEL FLYWHEEL SEBAGAI SEBAGAI PENYIMPAN ENERGI
PENYIMPAN ENERGI
SKRIPSI SKRIPSI
OLEH:
OLEH:
WIWING HERIANTO WIWING HERIANTO
1740303016 1740303016
Skripsi Skripsi
sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar
Sarjana Teknik Sarjana Teknik
Pada Pada
Universitas Borneo Tarakan Universitas Borneo Tarakan
JURUSAN TEKNIK MESIN JURUSAN TEKNIK MESIN
FAKULTAS TEKNIK FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSIAS BORNEO TARAKAN UNIVERSIAS BORNEO TARAKAN
2021
2021
KATA PENGANTAR KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan Puji syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas rahmat dan karunia-Nya penyusunan skripsi ini berhasil diselesaikan. Skripsi ini disusun karunia-Nya penyusunan skripsi ini berhasil diselesaikan. Skripsi ini disusun sebagai persyaratan untuk lulus dalam mata kuliah Skripsi pada program studi S1 sebagai persyaratan untuk lulus dalam mata kuliah Skripsi pada program studi S1 Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan.
Teknik Mesin, Fakultas Teknik Universitas Borneo Tarakan.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis mengalami beberapa hambatan dan Dalam penyusunan skripsi ini, penulis mengalami beberapa hambatan dan kesulitan yang dihadapi seperti halnya penyesuaian bahan
kesulitan yang dihadapi seperti halnya penyesuaian bahan yang diperlukan denganyang diperlukan dengan ketersediaan yang ada dalam pasaran.
ketersediaan yang ada dalam pasaran.
Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan serta Dalam menyelesaikan skripsi ini, penulis banyak mendapatkan bantuan serta dukungan. Untuk itu pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan ucapan dukungan. Untuk itu pada kesempatan kali ini penulis menyampaikan ucapan terimakasih kepada:
terimakasih kepada:
1.
1. BapakBapakRuslim, S.T., M.TRuslim, S.T., M.T selaku Ketua Jurusan Teknik Mesin dan sebagaiselaku Ketua Jurusan Teknik Mesin dan sebagai dosen pembimbing yang telah membimbing dalam menyusun skripsi ini.
dosen pembimbing yang telah membimbing dalam menyusun skripsi ini.
2.
2. BapakBapak Hadi Santoso, S.Pd., M.SiHadi Santoso, S.Pd., M.Si selaku dosen pembimbing skripsi yang selaku dosen pembimbing skripsi yang telah memberikan arahan dan membimbing dalam penyusunan skripsi telah memberikan arahan dan membimbing dalam penyusunan skripsi 3.
3. BapakBapakSudirman, S.T., M.TSudirman, S.T., M.T selaku dosen penguji yang telah memberikanselaku dosen penguji yang telah memberikan ilmu dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini
ilmu dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini 4.
4. BapakBapak Muh. Firdan Nurdin, S.T., M.TMuh. Firdan Nurdin, S.T., M.T Selaku dosen penguji yang telahSelaku dosen penguji yang telah memberikan arahan dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
memberikan arahan dan masukan demi kesempurnaan skripsi ini.
5.
5. Segenap dosen dan tenaga pendidik jurusan teknik mesin yang telahSegenap dosen dan tenaga pendidik jurusan teknik mesin yang telah memberikan ilmu serta berbagai pengalaman kepada peneliti
memberikan ilmu serta berbagai pengalaman kepada peneliti 6.
6. Serta teman-teman yang telah membantu dalam dalam tiap proses untukSerta teman-teman yang telah membantu dalam dalam tiap proses untuk menyelesaikan penelitian ini.
menyelesaikan penelitian ini.
Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan dapat menambah Penulis berharap semoga skripsi ini dapat bermanfaat dan dapat menambah ilmu pengetahuan. Skripsi ini mungkin jauh dari kata sempurna oleh karena itu, ilmu pengetahuan. Skripsi ini mungkin jauh dari kata sempurna oleh karena itu, penulis sangat mengharapkan sekali saran dan keritik dari pihak pemb
penulis sangat mengharapkan sekali saran dan keritik dari pihak pembaca.aca.
Tarakan, Februari 2021 Tarakan, Februari 2021
Penulis Penulis
RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK A
RANCANG BANGUN PEMBANGKIT LISTRIK ALTERNATIF DENGANLTERNATIF DENGAN PEMANFAATAN
PEMANFAATAN FLYWHEEL FLYWHEEL SEBAGAI PENYIMPAN ENERGI SEBAGAI PENYIMPAN ENERGI
ABSTRAK ABSTRAK
Peningkatan kebutuhan energi listrik dipengaruhi oleh pertambahan jumlah Peningkatan kebutuhan energi listrik dipengaruhi oleh pertambahan jumlah penduduk. Penin
penduduk. Peningkatan tersebut tidak diimbangi dengan ketersediaan energi listrikterutama di beberapa daerah terpencil yang ada di Kalimantan Utara. Pembangkitterutama di beberapa daerah terpencil yang ada di Kalimantan Utara. Pembangkitgkatan tersebut tidak diimbangi dengan ketersediaan energi listrik listrik yang berbasis free energi menjadi solusi alternatif dalam mencukupi listrik yang berbasis free energi menjadi solusi alternatif dalam mencukupi ketersediaan energi listrik. Free energi merupakan metode pemanfaatan energi ketersediaan energi listrik. Free energi merupakan metode pemanfaatan energi tanpa menggunakan bahan bakar. Salah satu free energi yang dikembangkan tanpa menggunakan bahan bakar. Salah satu free energi yang dikembangkan adalah flywheel generator. Tujuan penelitian ini adalah merancang sistem adalah flywheel generator. Tujuan penelitian ini adalah merancang sistem pembangkit
pembangkit listrik listrik dengan dengan pemanfaatan pemanfaatan flywheel flywheel sebagai sebagai penyimpan penyimpan energi,energi, menghitung
menghitung daya flywheel, daya flywheel, dan menganalisis dan menganalisis kinerja flywheel. kinerja flywheel. Hasil penelitianHasil penelitian ini menunjukkan bahwa telah dilakukan perancangan pembangkit listrik dengan ini menunjukkan bahwa telah dilakukan perancangan pembangkit listrik dengan pemanfaatan
pemanfaatan flywheel flywheel sebagai sebagai penyimpan penyimpan energi energi dengan dengan daya daya flywheel flywheel sebesarsebesar 1.185 watt dan kinerja
1.185 watt dan kinerja flywheel flywheel dapat menjaga kestabilan putaran pada alternatordapat menjaga kestabilan putaran pada alternator ketika diberi beban, dalam penggunaan
ketika diberi beban, dalam penggunaan flywheel flywheel juga dapat menghemat juga dapat menghemat penggunaan sumber energi, dimana
penggunaan sumber energi, dimana tanpatanpa flywheel flywheel sumber energi penggerak yang sumber energi penggerak yang dibutuhkan sebesar 1808
dibutuhkan sebesar 1808 watt watt , dan pada penggunaan, dan pada penggunaan flywheel flywheel energi yangenergi yang dibutuhkan hanya 1.333
dibutuhkan hanya 1.333 watt watt ..
Kata kunci:
Kata kunci: free energi, flywheel generator. free energi, flywheel generator.
DAFTAR ISI DAFTAR ISI
HALAMAN
HALAMAN JUDUL ...JUDUL ... ... iiii PERNYATAAN
PERNYATAAN ORISINALITAS ...ORISINALITAS ... iii... iii HALAMAN
HALAMAN PENGESAHAN PENGESAHAN ... ... iviv HALAMAN PENGESAHAN
HALAMAN PENGESAHAN PENGUJI ...PENGUJI ... v... v KATA
KATA PENGANTAR PENGANTAR ... . vivi ABSTRAK
ABSTRAK ... ... viivii DAFTAR
DAFTAR ISI ...ISI ... ... ixix DAFTAR
DAFTAR GAMBAR GAMBAR ... ... ixix DAFTAR
DAFTAR TABEL ...TABEL ... ... xixi DAFTAR
DAFTAR LAMPIRAN ...LAMPIRAN ... xii... xii BAB I
BAB I PENDAHULUAN PENDAHULUAN ... ... 11 1.1
1.1 Latar Latar Belakang ...Belakang ... 1... 1 1.2
1.2 Rumusan Rumusan Masalah ...Masalah ... 2... 2 1.3
1.3 Tujuan Tujuan ... ... 22 1.4 Batas
1.4 Batasan an Masalah Masalah ... 3... 3 1.5
1.5 Manfaat Manfaat ... ... 33 BAB II
BAB II TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA ... 4... 4 2.1
2.1 Motor Motor Listrik ...Listrik ... ... 44 2.2
2.2 Generator Generator Sinkron ...Sinkron ... .... 1313 2.3
2.3 Flywheel Flywheel ... .... 1919 2.4
2.4 Sistem Sistem Transmisi Transmisi ... ... 2424 BAB
BAB III III METODE PENELITIAN...METODE PENELITIAN... 31... 31 3.1
3.1 Alat Alat dan dan Bahan Bahan ... 31... 31 3.2
3.2 Langkah Langkah Penelitian Penelitian ... ... 3232 3.3 Perancangan
3.3 Perancangan Flywheel generator ...Flywheel generator ... 33... 33 3.4 Waktu
3.4 Waktu Dan Tempat Dan Tempat Pelaksanaan ...Pelaksanaan ... 38... 38 BAB
BAB IV IV PEMBAHASABN ...PEMBAHASABN ... .... 4040 4.1 Pengukuran Putaran
4.1 Pengukuran Putaran Motor Tanpa Motor Tanpa Beban Beban ... 40... 40 4.2 Perancangan
4.2 Perancangan Sistem Sistem Konversi Energi ...Konversi Energi ... 40... 40 4.3
4.3 Proses Proses Manufaktur ...Manufaktur ... 45... 45 4.4
4.4 Pengambilan Pengambilan Data ...Data ... .... 4646 4.5
4.5 Pembahasan ...Pembahasan ... ... 4848 BAB V
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN KESIMPULAN DAN SARAN ... 58... 58 5.1
5.1 Kesimpulan Kesimpulan ... 58... 58 5.2
5.2 Saran Saran ... ... 5858 DAFTAR
DAFTAR PUSTAKA PUSTAKA ... .... 6060
DAFTAR GAMBAR DAFTAR GAMBAR
Gambar 2. 1 Kl
Gambar 2. 1 Klasifikasi jenis asifikasi jenis utama motor lisutama motor listrik ...trik ... 4... 4 Gambar 2.
Gambar 2. 2 2 Motor Motor DC ...DC ... 5... 5 Gambar 2.
Gambar 2. 3 3 Bagian-bagian Bagian-bagian motor motor ... 6... 6 Gambar 2.
Gambar 2. 4 4 Motor Motor induksi ...induksi ... 9... 9 Gambar 2.
Gambar 2. 5 5 Cara Cara kerja kerja kapasitor kapasitor ... 10... 10 Gambar
Gambar 2. 2. 6 6 Konstruksi Konstruksi motor motor ... 11... 11 Gambar 2.
Gambar 2. 7 7 Belitan Belitan fase fase stator ..stator ... 11... 11 Gambar 2.
Gambar 2. 8 Rotor 8 Rotor sangkar ...sangkar ... 12... 12 Gambar
Gambar 2. 2. 9 9 Rotor Rotor belitan belitan ... 13... 13 Gambar
Gambar 2. 2. 10 10 Generator Generator sinkron sinkron ... 13... 13 Gambar 2. 11
Gambar 2. 11 Bentuk sederhana konstruksi generatBentuk sederhana konstruksi generator sinkron...or sinkron... 14. 14 Gambar 2. 12 Jenis konstruksi
Gambar 2. 12 Jenis konstruksi rotor dengan kutub menonjol (salient)... 15rotor dengan kutub menonjol (salient)... 15 Gambar 2. 13 Jenis konstruksi
Gambar 2. 13 Jenis konstruksi rotor dengan kutub tidak menonjolrotor dengan kutub tidak menonjol (nonsalient)(nonsalient) . 16 . 16 Gambar 2. 14
Gambar 2. 14 Belitan jangkar pada Belitan jangkar pada rotor berputar di rotor berputar di sekitaran medan masekitaran medan magnet. gnet. ... 16... 16 Gambar 2. 15 Proses terbentuknya gelombang AC
Gambar 2. 15 Proses terbentuknya gelombang AC pada generator sinkron... 17pada generator sinkron... 17 Gambar 2. 16
Gambar 2. 16 Flywheel Flywheel ... ... 2020 Gambar 2.
Gambar 2. 17 17 Macam-macam Macam-macam roda roda gigi gigi ... 24... 24 Gambar 2.
Gambar 2. 18 Transmisi 18 Transmisi Rantai ...Rantai ... 25... 25 Gambar 2. 19 Belt dan
Gambar 2. 19 Belt dan pulley pulley ... ... .... 2626 Gambar 2. 20 Jenis penampang
Gambar 2. 20 Jenis penampang V-belt V-belt ... ... ... 2626 Gambar 2.
Gambar 2. 21 Di21 Diagram pemiliagram pemilihan sabuk han sabuk V V ... 27... 27 Gambar 3. 1
Gambar 3. 1 Flowchart Flowchart penelitian penelitian ... 33... 33 Gambar 3. 2
Gambar 3. 2 Skema kerja alat Skema kerja alat ... ... ... 3434 Gambar 3. 3
Gambar 3. 3 Flowchart Flowchart perancangan perancangan flywheel flywheel generator...generator... 36... 36 Gambar 3.
Gambar 3. 4 Rencana 4 Rencana bentuk konstruksi bentuk konstruksi alat alat ... 38... 38 Gambar 4. 1 tampilan real dari
Gambar 4. 1 tampilan real dari flywheel flywheel generator ...generator ... 45.... 45 Gambar 4. 2 Grafik pengaruh beban t
Gambar 4. 2 Grafik pengaruh beban terhadap putaran dengan penambahanerhadap putaran dengan penambahan flywheel
flywheel ... .... 4949 Gambar 4. 3 Grafik pengaruh beban t
Gambar 4. 3 Grafik pengaruh beban terhadap putaran tanpa penambahanerhadap putaran tanpa penambahan flywheel
flywheel ... .... 5151 Gambar 4. 4
Gambar 4. 4 Grafik Grafik perbandingan putaran dengtanpatanpa flywheel flywheel perbandingan putaran dengan penambahan ...an penambahan flywheel ... flywheel ... 52 dan dan 52 Gambar 4. 5
Gambar 4. 5 Grafik Grafik kenaikan konsumsi daykenaikan konsumsi daya motor penggerak ka motor penggerak ketika diberietika diberi beban
beban ... 54... 54 Gambar 4. 6
Gambar 4. 6 Grafik Grafik kenaikan konsumsi daykenaikan konsumsi daya motor penggerak ka motor penggerak ketika diberietika diberi beban
beban ... 55... 55 Gambar 4. 7 Grafik
Gambar 4. 7 Grafik perbandingan kenaikan konsumsi daya motor perbandingan kenaikan konsumsi daya motor ... ... 5656
DAFTAR TABEL DAFTAR TABEL
Tabel 3. 1
Tabel 3. 1 Alat yang digunakan dalam Alat yang digunakan dalam perancangan ...perancangan ... 31.... 31 Tabel 3.
Tabel 3. 2 Bahan 2 Bahan yang digunakan dalam yang digunakan dalam perancangan perancangan ... 31... 31 Tabel 3.
Tabel 3. 3 Rencana 3 Rencana kegiatan ...kegiatan ... 39... 39 Tabel 4. 1 Data hasil pengujian putaran tanpa penambahan
Tabel 4. 1 Data hasil pengujian putaran tanpa penambahan flywheel flywheel ... 46... 46 Tabel 4. 2 Data hasil pengujian putaran dengan penambahan
Tabel 4. 2 Data hasil pengujian putaran dengan penambahan flywheel flywheel ... ... 4646 Tabel 4. 3 Data hasil pengujian tanpa penambahan
Tabel 4. 3 Data hasil pengujian tanpa penambahan flywheel flywheel ... ... 4747 Tabel 4. 4 Data hasil pengujian dengan penambahan
Tabel 4. 4 Data hasil pengujian dengan penambahan Flywheel Flywheel ... 47 ... 47 Tabel 4. 5 Pengaruh beban terhadap putaran dan tegangan pada alternator
Tabel 4. 5 Pengaruh beban terhadap putaran dan tegangan pada alternator tanpa penambahan
tanpa penambahan flywheel flywheel ... ... 4949 Tabel 4. 6 Pengaruh beban terhadap putaran dan tegangan pada alternator
Tabel 4. 6 Pengaruh beban terhadap putaran dan tegangan pada alternator tanpa penambahan
tanpa penambahan flywheel flywheel ... 50... 50 Tabel 4. 7 Konsumsi daya motor
Tabel 4. 7 Konsumsi daya motor penggerak tanpa penambahanpenggerak tanpa penambahan flywheel flywheel ... 53 ... 53 Tabel 4.
Tabel 4. 8 Konsumsi 8 Konsumsi daya daya motor penggerak motor penggerak ... 55... 55
DAFTAR LAMPIRAN DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Lampiran 1 1 ... 6... 633 Lampiran
Lampiran 2 2 ... 6... 677 Lampiran
Lampiran 3 3 ... 6... 688 Lampiran
Lampiran 4 4 ... 7... 799 Lampiran
Lampiran 5 5 ... 7... 700
BAB I BAB I
PENDAHULUAN PENDAHULUAN
1.1
1.1 Latar BelakangLatar Belakang
Ketersediaan energi listrik nasional pada tahun 2018 mencapai sekitar 64.925 Ketersediaan energi listrik nasional pada tahun 2018 mencapai sekitar 64.925 MW.
MW. Dari tahun ke tahun konsumsi listrik di indonesia mengalami peningkatan. Dari tahun ke tahun konsumsi listrik di indonesia mengalami peningkatan.
Berdasarkan data dari Perusahaan Listrik Negara (PLN), total pemakaian listrik di Berdasarkan data dari Perusahaan Listrik Negara (PLN), total pemakaian listrik di indonesia
indonesia sebesar sebesar 271271 TWhTWh mengalami peningkatan rata-rata sekitar 4,8% per mengalami peningkatan rata-rata sekitar 4,8% per tahun selama 5 tahun terakhir. Peningkatan ini sesuai dengan kenaikan jumlah tahun selama 5 tahun terakhir. Peningkatan ini sesuai dengan kenaikan jumlah pelanggan energi
pelanggan energi listrik listrik di di Indonesia. Indonesia. Di Di Provinsi Provinsi Kalimantan Kalimantan Utara Utara ketersediaanketersediaan energi listrik adalah sekitar 204
energi listrik adalah sekitar 204 MW MW dengan konsumsi energi listrik mencapai 556 dengan konsumsi energi listrik mencapai 556 GWh
GWh. Rasio elektrifikasi di Provinsi Kalimantan Utara ditargetkan meningkat dari. Rasio elektrifikasi di Provinsi Kalimantan Utara ditargetkan meningkat dari sekitar 99,26% pada tahun 2019 menjadi sekitar 100% pada tahun 2020.
sekitar 99,26% pada tahun 2019 menjadi sekitar 100% pada tahun 2020.
Kebutuhan energi listrik di Provinsi Kalimantan Utara diproyeksikan akan Kebutuhan energi listrik di Provinsi Kalimantan Utara diproyeksikan akan mengalami pertumbuhan rata-rata sekitar 42,2% per tahun dalam periode 10 tahun mengalami pertumbuhan rata-rata sekitar 42,2% per tahun dalam periode 10 tahun ke depan, atau sekitar 18,3% per tahun untuk periode 20 tahun ke depan (Tim ke depan, atau sekitar 18,3% per tahun untuk periode 20 tahun ke depan (Tim Rancang Umum Kelistrikan Nasional 2019)
Rancang Umum Kelistrikan Nasional 2019)
Berdasarkan jenisnya, pembangkit tenaga listrik yang ada di Provinsi Berdasarkan jenisnya, pembangkit tenaga listrik yang ada di Provinsi Kalimantan Utara tahun 2018 terdiri dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya Kalimantan Utara tahun 2018 terdiri dari Pembangkit Listrik Tenaga Surya (PLTS), Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG), Pembangkit Listrik (PLTS), Pembangkit Listrik Tenaga Mesin Gas (PLTMG), Pembangkit Listrik Tenaga Diesel (PLTD), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG),
Tenaga Diesel (PLTD), Pembangkit Listrik Tenaga Gas (PLTG), dan Pembangkitdan Pembangkit Listrik Tenaga
Listrik Tenaga Mikrohidro Mikrohidro (PLTMH). Adapun beberapa pembangkit listrik (PLTMH). Adapun beberapa pembangkit listrik alternatif diantaranya, pembangkit listrik biomassa menggunakan bahan bakar alternatif diantaranya, pembangkit listrik biomassa menggunakan bahan bakar organik
organik yang yang dikonversi dikonversi menjadi menjadi energi, energi, pembangkit pembangkit listrik listrik mikrohidromikrohidro merupakan pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai merupakan pembangkit listrik skala kecil yang menggunakan tenaga air sebagai tenaga penggerak. Pembangkit listrik gelombang air laut dengan memanfaatkan tenaga penggerak. Pembangkit listrik gelombang air laut dengan memanfaatkan gerakan naik turun dikonversi menjadi energi listrik. Selain jenis pembangkit gerakan naik turun dikonversi menjadi energi listrik. Selain jenis pembangkit tersebut ada juga jenis pembangkit listrik alternatif dengan pemanfaatan
tersebut ada juga jenis pembangkit listrik alternatif dengan pemanfaatan flywheel flywheel sebagai penyimpanan energi.
sebagai penyimpanan energi.
Roda gila (
Roda gila ( Flywheel Flywheel ) merupakan suatu komponen dari mesin yang mampu) merupakan suatu komponen dari mesin yang mampu menyimpan energi kinetik dari gerak putar (rotasi) poros engkol dan untuk menyimpan energi kinetik dari gerak putar (rotasi) poros engkol dan untuk menstabilkan putaran mesin. Roda gila
menstabilkan putaran mesin. Roda gila (Flywheel)(Flywheel) terhubung pada ujung poros terhubung pada ujung poros
engkol mesin yang menerima daya putar dari
engkol mesin yang menerima daya putar dari piston selama langkah kerjapiston selama langkah kerja flywheel flywheel berfungsi
berfungsi sebagai sebagai penyimpanan penyimpanan energi, energi, yang yang mana mana menyimpan menyimpan energi energi saat saat dayadaya mesin melebihi kebutuhan dan melepaskannya daya mesin lebih kecil dari mesin melebihi kebutuhan dan melepaskannya daya mesin lebih kecil dari kebutuhan. Dapat dimanfaatkan sebagai kontrol dari terjadinya suatu perubahan kebutuhan. Dapat dimanfaatkan sebagai kontrol dari terjadinya suatu perubahan kecepatan, mampu membuat
kecepatan, mampu membuat crankshaft crankshaft berputar berputar secara terus secara terus menerus menerus sehinggasehingga mesin beroperasi dengan lembut (Rachmawan dkk, 2014).
mesin beroperasi dengan lembut (Rachmawan dkk, 2014). Flywheel Flywheel adalah adalah sebuah komponen yang dapat dipergunakan untuk meredam perubahan kecepatan sebuah komponen yang dapat dipergunakan untuk meredam perubahan kecepatan dengan memanfaatkan kelembaman putaran (Julpriadi dkk, 2019). Dari dengan memanfaatkan kelembaman putaran (Julpriadi dkk, 2019). Dari kelembaman roda gila dapat menyimpan energi dengan memanfaatkan gerak kelembaman roda gila dapat menyimpan energi dengan memanfaatkan gerak rotasi pada
rotasi pada flywheel flywheel sehingga memperoleh energi kinetik rotasi yang dipengaruhisehingga memperoleh energi kinetik rotasi yang dipengaruhi oleh torsi.
oleh torsi.
Berdasarkan hal tersebut maka penulis melakukan perancangan pembangkit Berdasarkan hal tersebut maka penulis melakukan perancangan pembangkit listrik alternatif dengan pemanfaatan
listrik alternatif dengan pemanfaatan flywheel flywheel sebagai penyimpan energisebagai penyimpan energi yangyang diaplikasikan ke dalam sistem pembangkit listrik dengan meningkatkan daya putar diaplikasikan ke dalam sistem pembangkit listrik dengan meningkatkan daya putar pada motor pengarak yang
pada motor pengarak yang akan ditransmisikan generator.akan ditransmisikan generator.
1.2
1.2 Rumusan MasalahRumusan Masalah
Dari uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas maka dirumuskan Dari uraian yang terdapat dalam latar belakang di atas maka dirumuskan permasalahan sebagai berikut.
permasalahan sebagai berikut.
1.
1. Bagaimana perancangan sistem pembangkit listrik dengan pemanfaatanBagaimana perancangan sistem pembangkit listrik dengan pemanfaatan putaran
putaran flywheel flywheel ??
2.
2. Berapa daya keluaran yang mampu dihasilkan olehBerapa daya keluaran yang mampu dihasilkan oleh flywheel flywheel dalam dalam perancangan ini?
perancangan ini?
3.
3. Bagaimana pengaruh kinerjaBagaimana pengaruh kinerja flywheel flywheel ketika diberi beban? ketika diberi beban?
1.3
1.3 TujuanTujuan
Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikaji, maka penelitian ini bertujuan Berdasarkan rumusan masalah yang telah dikaji, maka penelitian ini bertujuan sebagai berikut.
sebagai berikut.
1.
1. Merancang sistem pembangkit listrik dengan pemanfaatanMerancang sistem pembangkit listrik dengan pemanfaatan flywheel flywheel sebagai sebagai penyimpan energi.
penyimpan energi.
2.
2. Menghitung daya keluaran yang mampu dihasilkan olehMenghitung daya keluaran yang mampu dihasilkan oleh flywheel flywheel dalam dalam perancangan ini.
perancangan ini.
3.
3. Menganalisis kinerja flywheel ketika diberi beban.Menganalisis kinerja flywheel ketika diberi beban.
1.4
1.4 Batasan MasalahBatasan Masalah
Dalam perancangan bangun pembangkit listrik alternatif ini dibatasi dengan Dalam perancangan bangun pembangkit listrik alternatif ini dibatasi dengan mendesain kapasitas
mendesain kapasitas flywheel flywheel sebagai pembangkit generator 3000 sebagai pembangkit generator 3000 watt watt dengan dengan sumber tenaga penggerak berkapasitas 745
sumber tenaga penggerak berkapasitas 745 watt watt pada motor listrik. pada motor listrik.
1.5
1.5 ManfaatManfaat
Manfaat yang diharapkan dalam perancangan pembangkit listrik ini adalah Manfaat yang diharapkan dalam perancangan pembangkit listrik ini adalah sebagai berikut.
sebagai berikut.
1.
1. Alat pembangkit ini dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif.Alat pembangkit ini dapat digunakan sebagai sumber energi alternatif.
2.
2. Memberikan informasi bagi pembaca mengenai keuntungan dari pembangkitMemberikan informasi bagi pembaca mengenai keuntungan dari pembangkit listrik alternatif ini.
listrik alternatif ini.
BAB II BAB II
TINJAUAN PUSTAKA TINJAUAN PUSTAKA
2.1
2.1 Motor ListrikMotor Listrik Motor listrik m
Motor listrik merupakan alat erupakan alat elektronik elektronik yang yang dapat mengubah dapat mengubah energi listrikenergi listrik menjadi energi gerak dimana energi gerak tersebut berupa putaran dari motor.
menjadi energi gerak dimana energi gerak tersebut berupa putaran dari motor.
Begitu juga
Begitu juga dengan dengan untuk menguntuk mengubah energi ubah energi gerak menjadi gerak menjadi energi listrik yenergi listrik yangang yang sering
yang sering disebut sebagai disebut sebagai generator/ Alternator. Pada generator/ Alternator. Pada motor listrik yang motor listrik yang energienergi listrik diubah menjadi energi mekanik. Perubahan
listrik diubah menjadi energi mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubahini dilakukan dengan mengubah energi listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Kutub-kutub energi listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Kutub-kutub dari magnet yang
dari magnet yang searah akan terjadi tolak menolak searah akan terjadi tolak menolak antar kutub dan antar kutub dan kutub yangkutub yang tidak
tidak searah searah akan terjadi akan terjadi tarik mtarik menarik antar enarik antar kutub. kutub. Dalam Dalam proses dapatproses dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.
yang dapat berputar dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.
Jenis-jenis motor listrik berdasarkan energi masukan, konstruksi, dan cara kerja.
Jenis-jenis motor listrik berdasarkan energi masukan, konstruksi, dan cara kerja.
Secara umum motor listrik dibagi atas 2 yaitu motor listrik AC
Secara umum motor listrik dibagi atas 2 yaitu motor listrik AC (Alternating(Alternating current)
current) yang sering disebut motor arus bolak-balik dan motor listrik DC yang sering disebut motor arus bolak-balik dan motor listrik DC (Direct(Direct currnt)
currnt) yang sering disebut sebagai motor listrik arus searah (Bagia dan Parsa, yang sering disebut sebagai motor listrik arus searah (Bagia dan Parsa, 2018).
2018).
Motor listrik AC dan DC juga terbagi lagi menjadi beberapa bagian-bagian, Motor listrik AC dan DC juga terbagi lagi menjadi beberapa bagian-bagian, seperti bagan berikut ini
seperti bagan berikut ini
Gambar 2. 1
Gambar 2. 1 Klasifikasi jenis utama motor listrikKlasifikasi jenis utama motor listrik (Sumber: Bagia, 2018)
(Sumber: Bagia, 2018) Motor Arus Bolak-
Motor Arus Bolak- Balik (AC) Balik (AC)
MOTOR LISTRIK MOTOR LISTRIK
Motor Arus Searah Motor Arus Searah
(DC) (DC)
Sinkron
Sinkron InduksiInduksi
Satu
Satu Fase Fase Tiga Tiga FaseFase
Separately Excited
Separately Excited Self ExcitedSelf Excited
Seri
Seri CampuranCampuran ShuntShunt
A.
A. Motor DCMotor DC
Motor DC (arus searah) merupakan motor yang dapat mengubah energi listrik Motor DC (arus searah) merupakan motor yang dapat mengubah energi listrik menjadi energi mekanik yang membutuhkan arus searah yang pada kumparan menjadi energi mekanik yang membutuhkan arus searah yang pada kumparan medan magnet untuk diubah menjadi energi gerak. Kumparan medan pada motor medan magnet untuk diubah menjadi energi gerak. Kumparan medan pada motor arus searah disebut dengan stator merupakan bagian yang diam dan kumparan arus searah disebut dengan stator merupakan bagian yang diam dan kumparan jangkar
jangkar disebut disebut juga juga dengan dengan rotor rotor bagian bagian yang yang bergerak bergerak (berputar). (berputar). Motor Motor DCDC menggunakan arus langsung yang tidak langsung/
menggunakan arus langsung yang tidak langsung/ directunidirectiona.directunidirectiona. motor arusmotor arus searah dapat digunakan sebagai motor DC atau generator DC
searah dapat digunakan sebagai motor DC atau generator DC (Bagia dan Parsa,(Bagia dan Parsa, 2018).
2018).
Gambar 2. 2
Gambar 2. 2 Motor DCMotor DC (Sumber: Siswoyo, 2008) (Sumber: Siswoyo, 2008)
Adapun beb
Adapun beberapa konstruksi utama merapa konstruksi utama motor DC otor DC (arus searah) adalah sebag(arus searah) adalah sebagaiai berikut ini
berikut ini a.
a. Motor DC Motor DC terdapat dua terdapat dua bagian utama, bagian utama, yaitu yang yaitu yang pertama stator bagianpertama stator bagian dari
dari motor motor yang yang diam, diam, dan dan bagian bagian lainnya lainnya disebut rodisebut rotor tor bagian bagian mesinmesin yang bergerak.
yang bergerak.
b.
b. Pada bagian stator terdiri dari bodi motor, kumparan stator, sikat karbon,Pada bagian stator terdiri dari bodi motor, kumparan stator, sikat karbon, bantalan, terminal
bantalan, terminal box.box.
c.
c. Bagian rotor terdapat beberapa bagian diantaraya komutator, kumparanBagian rotor terdapat beberapa bagian diantaraya komutator, kumparan rotor, kipas rotor, poros rotor.
rotor, kipas rotor, poros rotor.
Gambar 2. 3
Gambar 2. 3 Bagian-bagian motor Bagian-bagian motor (Sumber: Siswoyo, 2008) (Sumber: Siswoyo, 2008)
Menurut Pattiapon (2019) Sebuah motor DC mempunyai tiga komponen Menurut Pattiapon (2019) Sebuah motor DC mempunyai tiga komponen utama adalah sebagai berikut
utama adalah sebagai berikut 1)
1) Kutub MedanKutub Medan
Secara singkat digambarkan bahwa interaksi dua buah kutub magnet akan Secara singkat digambarkan bahwa interaksi dua buah kutub magnet akan menimbulkan tarik menarik ataupun tolak menolak begitupun pada putaran menimbulkan tarik menarik ataupun tolak menolak begitupun pada putaran pada
pada motor motor arus arus searah. searah. Motor Motor arus arus searah searah terdapat terdapat kutub kutub medan medan yangyang stasioner dan dinamo yang menggerakkan bantalan pada ruang diantara kutub stasioner dan dinamo yang menggerakkan bantalan pada ruang diantara kutub medan. Motor arus searah secara umum memiliki dua medan kutub magnet medan. Motor arus searah secara umum memiliki dua medan kutub magnet yaitu kutub selatan dan utara. magnetik energi diperbesar melintasi bukaan yaitu kutub selatan dan utara. magnetik energi diperbesar melintasi bukaan diantara kutub utara ke selatan. Untuk motor lebih kompleks terdapat satu atau diantara kutub utara ke selatan. Untuk motor lebih kompleks terdapat satu atau lebih dari satu elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari suplai lebih dari satu elektromagnet. Elektromagnet menerima listrik dari suplai sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
sumber daya dari luar sebagai penyedia struktur medan.
2)
2) DinamoDinamo
Jika arus listrik masuk ke dinamo, maka arus listrik akan berubah menjadi Jika arus listrik masuk ke dinamo, maka arus listrik akan berubah menjadi elektromagnet. Dinamo yang berbentuk tabung, terhubung ke as penggerak elektromagnet. Dinamo yang berbentuk tabung, terhubung ke as penggerak untuk menggerakkan beban motor. Untuk motor arus searah versi kecil, untuk menggerakkan beban motor. Untuk motor arus searah versi kecil, dinamo berputar dalam medan magnet yang terbentuk kutub-kutub, skutub dinamo berputar dalam medan magnet yang terbentuk kutub-kutub, skutub utara dan selatan magnet berganti tempat.
utara dan selatan magnet berganti tempat.
3)
3) KomutatorKomutator
Komutator dapat dimanfaatkan untuk merubah arah arus listrik dari Komutator dapat dimanfaatkan untuk merubah arah arus listrik dari dinamo. Komutator juga membantu dalam meneruskan arus listrik dari sumber dinamo. Komutator juga membantu dalam meneruskan arus listrik dari sumber daya ke dinamo dan
daya ke dinamo dan
B.
B. Motor AC (Alternating Current)Motor AC (Alternating Current)
Motor AC atau sering disebut dengan Motor AC/ merupakan jenis motor yang Motor AC atau sering disebut dengan Motor AC/ merupakan jenis motor yang membutuhkan suplai arus listrik bolak balik menggunakan arus listrik yang membutuhkan suplai arus listrik bolak balik menggunakan arus listrik yang membalikkan arahnya secara teratur pada waktu tertentu. Motor listrik terdapat membalikkan arahnya secara teratur pada waktu tertentu. Motor listrik terdapat dua bagian utama yaitu stator merupakan bagian yang tidak bergerak (diam) dan dua bagian utama yaitu stator merupakan bagian yang tidak bergerak (diam) dan rotor adalah bagian yang bergerak. Rotor bagian listrik berputar untuk memutar as rotor adalah bagian yang bergerak. Rotor bagian listrik berputar untuk memutar as motor. Keuntungan utama dalam penggunaan motor AC (arus bolak-balik) motor. Keuntungan utama dalam penggunaan motor AC (arus bolak-balik) dibanding
dibanding motor DC motor DC (Arus searah) (Arus searah) adalah kecepatan rotor moadalah kecepatan rotor motor AC jauh tor AC jauh lebihlebih rumit untuk dikendalikan. dalam mengatasi hal tersebut, motor AC dapat rumit untuk dikendalikan. dalam mengatasi hal tersebut, motor AC dapat menggunakan penggerak frekwensi variable untuk meningkatkan sistem kendali menggunakan penggerak frekwensi variable untuk meningkatkan sistem kendali kecepatan dan menurunkan dayanya. Motor induksi
kecepatan dan menurunkan dayanya. Motor induksi merupakan motor yang seringmerupakan motor yang sering dijumpai dalam industry karena kehandalan dan perawatan yang mudah. Motor dijumpai dalam industry karena kehandalan dan perawatan yang mudah. Motor induksi
induksi AC AC memiliki hargmemiliki harga a lebih lebih rendah rendah dari dari motor motor arus arus searah searah dapatdapat memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi Berdasarkan memberikan rasio daya terhadap berat yang cukup tinggi Berdasarkan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, jenis Motor listrik AC 1 fasa dan karakteristik dari arus listrik yang mengalir, jenis Motor listrik AC 1 fasa dan Motor listrik AC/ arus bolak-balik 3 fasa dan motor sinkron. (Bagia dan Parsa, Motor listrik AC/ arus bolak-balik 3 fasa dan motor sinkron. (Bagia dan Parsa, 2018).
2018).
C.
C. Motor SinkronMotor Sinkron
Motor sinkron merupakan motor sinkron yang digunakan untuk mengubah Motor sinkron merupakan motor sinkron yang digunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik (Chapman. Stephen J, 2005).
energi listrik menjadi energi mekanik (Chapman. Stephen J, 2005).
Motor sinkron/ motor AC, dalam melakukan kerja pada kecepatan konstan dan Motor sinkron/ motor AC, dalam melakukan kerja pada kecepatan konstan dan pada
pada sistem sistem frekwensi frekwensi tertentu. tertentu. Motor Motor ini ini membutuhkan membutuhkan arus arus suplai suplai arus arus listriklistrik searah untuk membangkitkan daya dan memiliki torsi awal putaran yang rendah, searah untuk membangkitkan daya dan memiliki torsi awal putaran yang rendah, oleh karena itu motor sinkron cocok digunakan untuk penggunaan awal putaran oleh karena itu motor sinkron cocok digunakan untuk penggunaan awal putaran dengan beban rendah, seperti perubahan frekwensi, kompresor udara, dan dengan beban rendah, seperti perubahan frekwensi, kompresor udara, dan generator/ alternator. (Pattiapon, 2019).
generator/ alternator. (Pattiapon, 2019).
1)
1) Komponen utama motor sinkronKomponen utama motor sinkron a.
a. Rotor: Perbedaan utama diantara motor sinkron dengan motor induksiRotor: Perbedaan utama diantara motor sinkron dengan motor induksi yaitu pada rotor motor sinkron berputar pada kecepatan yang sama dengan yaitu pada rotor motor sinkron berputar pada kecepatan yang sama dengan putaran medan magnet.
putaran medan magnet.
b.
b. Stator motor sinkron dapatmenghasilkan medan magnet berputar yangStator motor sinkron dapatmenghasilkan medan magnet berputar yang sama dengan frekwensi
sama dengan frekwensi yang dibutuhkan.yang dibutuhkan.
2)
2) Prinsip kerja motor sinkronPrinsip kerja motor sinkron
Adapun prinsip kerja Motor Sinkron secara umum adalah sebagai berikut Adapun prinsip kerja Motor Sinkron secara umum adalah sebagai berikut ini.
ini.
a.
a. Kumparan medan magnet terdapat pada rotor.Kumparan medan magnet terdapat pada rotor.
b.
b. kumparan jangkar terdapat pada stator.kumparan jangkar terdapat pada stator.
c.
c. Pada motor sinkron, membutuhkan suplai arus listrik bolak-balik (AC)Pada motor sinkron, membutuhkan suplai arus listrik bolak-balik (AC) untuk menghasilkan
untuk menghasilkan fluksi fluksi medan putar stator (Bs) dan menyuplai listrik medan putar stator (Bs) dan menyuplai listrik searah (DC) membangkitkan medan rotor (Bs). Rotor berputar karena searah (DC) membangkitkan medan rotor (Bs). Rotor berputar karena karena adanya gaya tarik menarik dan olak menolakt antara medan putar karena adanya gaya tarik menarik dan olak menolakt antara medan putar stator dengan medan rotor. Namun dikarenakan tidak adanya torka-start stator dengan medan rotor. Namun dikarenakan tidak adanya torka-start pada rotor, maka motor sinkron memb
pada rotor, maka motor sinkron membutuhkan prime-mover yang memutarutuhkan prime-mover yang memutar rotor hingga kecepatan sinkron agar terjadi coupling antara medan putar rotor hingga kecepatan sinkron agar terjadi coupling antara medan putar stator (Bs) dan medan rotor (Br).
stator (Bs) dan medan rotor (Br).
D.
D. Motor InduksiMotor Induksi
Motor induksi adalah motor listrik yang membutuhkan suplai arus lis
Motor induksi adalah motor listrik yang membutuhkan suplai arus listrik bolaktrik bolak balik
balik (AC) (AC) yang yang paling paling umum umum dalam dalam penggunaannya. penggunaannya. Motor Motor ini ini bekerjabekerja berdasarkan
berdasarkan induksi induksi magnet magnet stator stator ke ke rotor, rotor, arus arus rotor rotor motor motor ini ini tidak tidak diperolehdiperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus yang terinduksi sebagai akibat adanya perbedaan
perbedaan relatif relatif antara antara putaran putaran rotor rotor dengan dengan medan medan putar putar yang yang dihasilkan dihasilkan oleholeh arus stator. Motor induksi paling umum digunakan baik industri maupun dalam arus stator. Motor induksi paling umum digunakan baik industri maupun dalam kalangan masyarakat. Motor induksi yang umum digunakan adalah motor induksi kalangan masyarakat. Motor induksi yang umum digunakan adalah motor induksi 1-fase dan motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase paling 1-fase dan motor induksi 3-fase dioperasikan pada sistem tenaga 3-fase paling banyak
banyak digunakan digunakan bidang bidang industri industri dikarenakan dikarenakan memiliki memiliki kapasitas kapasitas yang yang besar.besar.
Motor induksi 1-fasa dioperasikan pada sistem tenaga1-fasa dan umumnya dalam Motor induksi 1-fasa dioperasikan pada sistem tenaga1-fasa dan umumnya dalam peralatan
peralatan rumah rumah tangga tangga mesin mesin parut parut kelapa, kelapa, kipas kipas angin, angin, mixer, mixer, pompapompa
sentrifugal, karena motor 1-fase memerlukan daya listrik yang rendah (Bagia dan sentrifugal, karena motor 1-fase memerlukan daya listrik yang rendah (Bagia dan Parsa, 2018)
Parsa, 2018) Adapun
Adapun bentuk gbentuk gambaran motor ambaran motor induksi dinduksi dapat dilihat apat dilihat pada pada gambar 2gambar 2.4.4 berikut ini.
berikut ini.
Gambar 2. 4
Gambar 2. 4 Motor induksi Motor induksi (Sumber: Bagia, 2018) (Sumber: Bagia, 2018)
E.
E. Motor Listrik 1-FaseMotor Listrik 1-Fase
Motor listrik 1 fase ini merupakan motor listrik yang dijalankan dengan suplai Motor listrik 1 fase ini merupakan motor listrik yang dijalankan dengan suplai arus listrik 1 fase. Suplay arus listrik 1 fase biasanya digunakan listrik pada arus listrik 1 fase. Suplay arus listrik 1 fase biasanya digunakan listrik pada rumahrumah tanggal 220 V. Pada motor listrik 1 fase motor dibagi menjadi 3 rumahrumah tanggal 220 V. Pada motor listrik 1 fase motor dibagi menjadi 3 macam yaitu Motor induksi kapasitor, Motor Shaded Pole dan Motor Universal.
macam yaitu Motor induksi kapasitor, Motor Shaded Pole dan Motor Universal.
1)
1) Motor Listrik 1 Fasa KapasitorMotor Listrik 1 Fasa Kapasitor
Motor listrik 1 fasa kapasitor adalah jenis motor 1 fasa yang membutuhkan Motor listrik 1 fasa kapasitor adalah jenis motor 1 fasa yang membutuhkan dua kumparan yaitu kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan utama dua kumparan yaitu kumparan utama dan kumparan bantu. Kumparan utama memiliki ukuran yang lebih besar dibanding dengan kumparan bantu. Motor memiliki ukuran yang lebih besar dibanding dengan kumparan bantu. Motor kapasitor dilengkapi dengan kapasitor sebagai pe
kapasitor dilengkapi dengan kapasitor sebagai pembantunya.mbantunya.
2)
2) Cara Kerja Motor Listrik 1-PhaseCara Kerja Motor Listrik 1-Phase
Cara kerja motor listrik 1-phase arus listrik mengalir dan membuat daya Cara kerja motor listrik 1-phase arus listrik mengalir dan membuat daya magnet pada belitan utama. Karena belitan utama memiliki daya yang sama di magnet pada belitan utama. Karena belitan utama memiliki daya yang sama di kedua sisi belitan maka timbul ta
kedua sisi belitan maka timbul tarik menarik yang seimbang, tidak akan terjadirik menarik yang seimbang, tidak akan terjadi putaran. Maka dari
putaran. Maka dari itu adanya kumparan itu adanya kumparan bantu yang akan bantu yang akan membuat daya tarikmembuat daya tarik dan membuat motor berputar. Ketika kumparan utama dan motor listrik sudah dan membuat motor berputar. Ketika kumparan utama dan motor listrik sudah bekerja
bekerja normal normal atau atau mencapai mencapai kecepatan kecepatan 70% 70% maka maka kapasitor kapasitor akan akan memutusmemutus
suplay arus listrik pada kumparan bantu dan kumparan utama saja yang suplay arus listrik pada kumparan bantu dan kumparan utama saja yang melakukan bekerja. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar berikut:
melakukan bekerja. Untuk lebih jelas, perhatikan gambar berikut:
Gambar 2. 5
Gambar 2. 5 Cara kerja kapasitorCara kerja kapasitor (Sumber: Bagia, 2018) (Sumber: Bagia, 2018)
F.
F. Motor Listrik 3 FaseMotor Listrik 3 Fase
Motor induksi 3 fase digunakan pada sistem suplai tenaga 3 fase paling umum Motor induksi 3 fase digunakan pada sistem suplai tenaga 3 fase paling umum digunakan dalam bidang industri dengan kapasitas yang besar.
digunakan dalam bidang industri dengan kapasitas yang besar.
Struktur motor induksi tipikal dapat dilihat pada Gambar 2.6 motor induksi Struktur motor induksi tipikal dapat dilihat pada Gambar 2.6 motor induksi memiliki konfigu
memiliki konfigurasi rotor dan rasi rotor dan stator silinder, yang stator silinder, yang dapat dipisahkan dapat dipisahkan oleh oleh celahcelah udara antara stator dan rotot. Stator dan rotor terdiri dari inti besi, yang memiliki udara antara stator dan rotot. Stator dan rotor terdiri dari inti besi, yang memiliki belitan
belitan atau. atau. Inti Inti besi besi bukanlah bukanlah satu satu gumpalan gumpalan padat padat tetapi tetapi terdiri terdiri dari dari tumpukantumpukan laminasi berinsulasi dari
laminasi berinsulasi dari baja silikon, baja silikon, biasanya dengan biasanya dengan ketebalan sekitar 0,3 ketebalan sekitar 0,3 0,50,5 mm
mm untuk mengurangi kehilangan arus listrik. Inti besinya adalah terbuat dari untuk mengurangi kehilangan arus listrik. Inti besinya adalah terbuat dari bahan
bahan feromagnetik feromagnetik seperti seperti baja, baja, besi besi lunak, lunak, atau atau berbagai berbagai macam macam nikel nikel paduanpaduan untuk menghasilkan fluks magnet secara efisien dan mengurangi kerugian untuk menghasilkan fluks magnet secara efisien dan mengurangi kerugian histeresis (Kim, S.-H., 2017)
histeresis (Kim, S.-H., 2017)
Gambar 2. 6
Gambar 2. 6Konstruksi motorKonstruksi motor (Sumber: Kim, 2017) (Sumber: Kim, 2017)
1)
1) StatorStator
Dalam motor induksi, hanya belitan stator yang di umpankan oleh AC tiga Dalam motor induksi, hanya belitan stator yang di umpankan oleh AC tiga fase Sumber Daya listrik. Perlu diketahui bahwa belitan stator tiga fase melakukan fase Sumber Daya listrik. Perlu diketahui bahwa belitan stator tiga fase melakukan peran
peran dari dari gulungan gulungan dinamo dinamo dan dan medan medan dari dari motor motor DC. DC. Tiga Tiga fase fase ini ini belitanbelitan ditempatkan di slot yang dipotong secara aksial di sepanjang pinggiran bagian ditempatkan di slot yang dipotong secara aksial di sepanjang pinggiran bagian dalam inti besi seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.6 tergeser satu sama lain dalam inti besi seperti yang ditunjukkan pada Gambar. 2.6 tergeser satu sama lain oleh 120 derajat kelistrikan di sepanjang pinggiran dan biasanya dihubungkan di oleh 120 derajat kelistrikan di sepanjang pinggiran dan biasanya dihubungkan di delta untuk tegangan suplai rendah atau dalam wye untuk tegangan suplai tinggi.
delta untuk tegangan suplai rendah atau dalam wye untuk tegangan suplai tinggi.
Semua belokan di setiap belitan terus menerus didistribusikan di banyak slot Semua belokan di setiap belitan terus menerus didistribusikan di banyak slot menyebar di sekitar pinggiran, sehingga kerapatan belitan dapat berbentuk menyebar di sekitar pinggiran, sehingga kerapatan belitan dapat berbentuk sinusoidal. Tujuan susunan ini adalah untuk membentuk sinusoidal distribusi fluks sinusoidal. Tujuan susunan ini adalah untuk membentuk sinusoidal distribusi fluks di celah udara ketika arus li
di celah udara ketika arus listrik mengalir melaluinya (Kim, S.-H., 2017).strik mengalir melaluinya (Kim, S.-H., 2017).
Gambar 2. 7
Gambar 2. 7Belitan fase statorBelitan fase stator (Sumber: Kim, 2017) (Sumber: Kim, 2017)
2)
2) RotorRotor
Mirip dengan stator, sebuah rotor memiliki inti besi silinder yang terdiri dari Mirip dengan stator, sebuah rotor memiliki inti besi silinder yang terdiri dari silikon laminasi baja. Perlu diketahui bahwa rangkaian listrik (belitan atau silikon laminasi baja. Perlu diketahui bahwa rangkaian listrik (belitan atau konduktor) di inti besi rotor tidak diumpankan oleh sumber daya eksternal tetapi konduktor) di inti besi rotor tidak diumpankan oleh sumber daya eksternal tetapi arus mengalir oleh EMF yang diinduksi. Adapun dua jenis rotor motor yang arus mengalir oleh EMF yang diinduksi. Adapun dua jenis rotor motor yang digunakan pada motor induksi. Motor induksi 3 fase terbagi dari dua jenis yaitu digunakan pada motor induksi. Motor induksi 3 fase terbagi dari dua jenis yaitu rotor sangkar (squ
rotor sangkar (squirrel cage rotor) dan irrel cage rotor) dan rotor kumparan rotor kumparan (wound rotor) (wound rotor) (Kim, S.-H.(Kim, S.-H.
(2017) (2017) a.
a. Rotor sangkarRotor sangkar
Rotor sangkar memiliki inti besi berlapis dengan slot untuk ditempatkan Rotor sangkar memiliki inti besi berlapis dengan slot untuk ditempatkan miring konduktor, yang dapat berupa tembaga, aluminium, atau batang miring konduktor, yang dapat berupa tembaga, aluminium, atau batang paduan.
paduan. Batang Batang rotor rotor ini ini adalah adalah hubung hubung singkat singkat di di kedua kedua ujungnya ujungnya melaluimelalui cincin ujung seperti gambar berikut
cincin ujung seperti gambar berikut
Gambar 2. 8
Gambar 2. 8 Rotor sangkar Rotor sangkar (Sumber: Kim, 2017) (Sumber: Kim, 2017)
b.
b. Rotor belitanRotor belitan
Mirip dengan belitan pada stator, gulungan rotor memiliki satu set dari Mirip dengan belitan pada stator, gulungan rotor memiliki satu set dari belitan tiga fase,
belitan tiga fase, yang biasanya terhubung ke Y. Gulungan rotor yang biasanya terhubung ke Y. Gulungan rotor adalah terikatadalah terikat pada cincin s
pada cincin selip pada elip pada poros rotor dan poros rotor dan dengan demikian dapat dengan demikian dapat diakses melaluidiakses melalui sikat. Karena konfigurasi ini, pada motor induksi tipe rotor-gulungan, sikat. Karena konfigurasi ini, pada motor induksi tipe rotor-gulungan, resistansi rotor dapat divariasikan dengan menghubungkan resistor eksternal resistansi rotor dapat divariasikan dengan menghubungkan resistor eksternal ke rotor gulungan melalui sikat.
ke rotor gulungan melalui sikat.
Gambar 2. 9
Gambar 2. 9Rotor belitanRotor belitan (Sumber: Kim, 2017) (Sumber: Kim, 2017)
2.2
2.2 Generator SinkronGenerator Sinkron
Generator sinkron atau yang sering disebut dengan alternator merupakan Generator sinkron atau yang sering disebut dengan alternator merupakan motor listrik yang digunakan untuk mengubah energi mekanik atau putar menjadi motor listrik yang digunakan untuk mengubah energi mekanik atau putar menjadi energi listrik dengan menginduksikan medan magnet. Perubahan energi gerak energi listrik dengan menginduksikan medan magnet. Perubahan energi gerak menjadi listrik terjadi disebabkan ada gerakan relatif antara kumparan-kumparan menjadi listrik terjadi disebabkan ada gerakan relatif antara kumparan-kumparan alternaor dengan medan magnet. Gerakan relatif merupakan suatu perubahan alternaor dengan medan magnet. Gerakan relatif merupakan suatu perubahan medan magnet pada kumparan jangkar. Generator sinkron disebut juga sebagai medan magnet pada kumparan jangkar. Generator sinkron disebut juga sebagai generator/ alternator karena kecepatan putaran medan magnet sama dengan generator/ alternator karena kecepatan putaran medan magnet sama dengan keceptan putaran rotor generator. Alternator ini dapa menghasilkan arus listrik keceptan putaran rotor generator. Alternator ini dapa menghasilkan arus listrik bolak
bolak bail bail AC AC dan dan dapat dapat menghasilkan menghasilkan listrik listrik 1-fasa 1-fasa maupun maupun 3 3 fasa fasa (Santoso,(Santoso, 2020)
2020)
Gambar 2. 10
Gambar 2. 10Generator sinkronGenerator sinkron (Sumber: Bagia, 2018) (Sumber: Bagia, 2018)
A.
A. Konstruksi Generator SinkronKonstruksi Generator Sinkron
Generator sinkron adalah motor sinkron yang digunakan untuk mengubah Generator sinkron adalah motor sinkron yang digunakan untuk mengubah daya gerak menjadi daya listrik. pengoperasian generator sinkron, baik saat daya gerak menjadi daya listrik. pengoperasian generator sinkron, baik saat beroperasi
beroperasi sendiri sendiri maupun maupun saat saat mengoperasikanmengoperasikan gether gether dengan generator lain. dengan generator lain.
(Chapman. Stephen J, 2005) (Chapman. Stephen J, 2005)
Generator sinkron mempunyai dua komponen utama yaitu stator merupakan Generator sinkron mempunyai dua komponen utama yaitu stator merupakan bagian yang diam
bagian yang diam berbentuk silinder, berbentuk silinder, rotor merupakan rotor merupakan bagian yang bagian yang bergerak jugabergerak juga berbentuk
berbentuk silinder silinder dan dan Celah Celah udara udara adalah adalah ruangan ruangan antara antara stator stator dan dan rotorrotor (Santoso, 2020)
(Santoso, 2020)
Gambar 2. 11
Gambar 2. 11 Bentuk sederhana konstruksi generator sinkronBentuk sederhana konstruksi generator sinkron (Sumber: Santoso, 2020)
(Sumber: Santoso, 2020)
Dalam generator sinkron, arus searah diterapkan ke belitan rotor, yang Dalam generator sinkron, arus searah diterapkan ke belitan rotor, yang menghasilkan medan magnet rotor. Rotor pada generator kemudian diputar oleh menghasilkan medan magnet rotor. Rotor pada generator kemudian diputar oleh penggerak
penggerak utama, utama, menghasilkan menghasilkan medan medan magnet magnet yang yang berputar berputar di di dalam dalam mesin.mesin.
Medan magnet yang berputar ini menginduksi satu set tegangan tiga fase di dalam Medan magnet yang berputar ini menginduksi satu set tegangan tiga fase di dalam belitan
belitan stator stator dari dari generator. generator. dua dua istilah istilah yang yang biasa biasa digunakan digunakan untukuntuk menggambarkan belitan pada medan mesin gulungan dan gulungan angker.
menggambarkan belitan pada medan mesin gulungan dan gulungan angker.
Secara umum,
Secara umum, "lilitan fie ld" berlaku "lilitan fie ld" berlaku untuk belitan yuntuk belitan yang menghasilkan ang menghasilkan medanmedan magnet utama dalam sebuah mesin, dan istilahnya "Belitan jangkar" berlaku untuk magnet utama dalam sebuah mesin, dan istilahnya "Belitan jangkar" berlaku untuk belitan yang tegangan utamanya diinduksi. Untuk mesin sinkron, gulungan medan belitan yang tegangan utamanya diinduksi. Untuk mesin sinkron, gulungan medan berada
berada pada pada rotor, rotor, jadi jadi rotor rotor tenn tenn belitan belitan "dan" "dan" belitan belitan medan medan "digunakan "digunakan secarasecara bergantian.
bergantian. Demikian Demikian pula pula istilahnya istilahnya "belitan "belitan stator" stator" dan dan "belitan "belitan annature"annature"
digunakan secara bergantian. rotor generator sinkron pada dasarnya adalah digunakan secara bergantian. rotor generator sinkron pada dasarnya adalah ektromagnet besar. Kutub magnet pada rotor dapat berupa konstruksi yang ektromagnet besar. Kutub magnet pada rotor dapat berupa konstruksi yang menonjol atau tidak. Tenn salient berarti "menonjol" atau "mencuat", dan tiang menonjol atau tidak. Tenn salient berarti "menonjol" atau "mencuat", dan tiang salient adalah kutub mag netic yang menonjol keluar dari permukaan rotor salient adalah kutub mag netic yang menonjol keluar dari permukaan rotor (Chapman. Stephen J, 2005).
(Chapman. Stephen J, 2005).
Konstruksi stator terdiri dari Kerangka terbuat dari besi tuang untuk Konstruksi stator terdiri dari Kerangka terbuat dari besi tuang untuk menyangga inti jangkar, Inti jangkar terbuat dari besi lunak/ baja silikon, Alur/
menyangga inti jangkar, Inti jangkar terbuat dari besi lunak/ baja silikon, Alur/
slot/ parit untuk meletakan kumparan, Belitan jangkar terbuat dari tembaga yang slot/ parit untuk meletakan kumparan, Belitan jangkar terbuat dari tembaga yang diletakkan pada alur
diletakkan pada alur (slot)(slot). Konstruksi pada rotor generator sinkron ada dua jenis. Konstruksi pada rotor generator sinkron ada dua jenis bentuk kutub mag
bentuk kutub magnet sebagai berikut.net sebagai berikut.
1)
1) Jenis kutub menonjolJenis kutub menonjol
(salient) (salient)
Jenis kutub menonjol terdiri dari dua bagian utama yaitu sepatu kutub dan Jenis kutub menonjol terdiri dari dua bagian utama yaitu sepatu kutub dan inti kutub. Kumparan medan dililitkan pada badan kutub, dan juga inti kutub. Kumparan medan dililitkan pada badan kutub, dan juga dipasangkan kumparan peredam pada sepatu kutub.
dipasangkan kumparan peredam pada sepatu kutub. (damper winding).(damper winding).
Kumparan kutub terbuat dari tembaga, badan kutub dan sepatu kutub terbuat Kumparan kutub terbuat dari tembaga, badan kutub dan sepatu kutub terbuat dari besi lunak.
dari besi lunak.
Gambar 2. 12
Gambar 2. 12 Jenis konstruksi rotor dengan kutub menonjol (salient)Jenis konstruksi rotor dengan kutub menonjol (salient) (Sumber: Chapman, 2005).
(Sumber: Chapman, 2005).
2)
2) Jenis konstruksi rotor dengan kutub tidak Jenis konstruksi rotor dengan kutub tidak menonjolmenonjol
(nonsalient) (nonsalient)
Jenis kutub silinder untuk generator dengan kecepatan besar terdiri dari Jenis kutub silinder untuk generator dengan kecepatan besar terdiri dari alur-alur atau gigi untuk tempat belitan medan. Alur-alur tersebut terbagi atas alur-alur atau gigi untuk tempat belitan medan. Alur-alur tersebut terbagi atas pasangan-pasangan kutub.
pasangan-pasangan kutub.
Gambar 2. 13
Gambar 2. 13 Jenis konstruksi rotor dengan kutub tJenis konstruksi rotor dengan kutub tidak menonjolidak menonjol(nonsalient)(nonsalient) (Sumber: Chapman, 2005).
(Sumber: Chapman, 2005).
B.
B. Prinsip Kerja Generator SinkronPrinsip Kerja Generator Sinkron
Adapun prinsip kerja dari generator sinkron berdasarkan induksi Adapun prinsip kerja dari generator sinkron berdasarkan induksi elektromegnetik. Setelah rotor diputarkan oleh mesin penggerak maka kutub- elektromegnetik. Setelah rotor diputarkan oleh mesin penggerak maka kutub- kutub
kutub yang yang ada pada ada pada rotor rotor generator akan generator akan berputar. Jika berputar. Jika kumparan kumparan kutubkutub dialirkan oleh arus listrik tegangan searah pada permukaan kutub akan timbul dialirkan oleh arus listrik tegangan searah pada permukaan kutub akan timbul medan magnit (garis-garis gaya magnit) yang berputar kecepatannya sama dengan medan magnit (garis-garis gaya magnit) yang berputar kecepatannya sama dengan putaran kutub
putaran kutub
Generator sinkron dapat menghasilkan listrik karena adanya gerakan relatif Generator sinkron dapat menghasilkan listrik karena adanya gerakan relatif antaran medan magnet yang homogen terhadap belitan jangkar pada generator antaran medan magnet yang homogen terhadap belitan jangkar pada generator sinkron. Jika sebuah belitan diputar pada kecepatan tetap pada medan magnet sinkron. Jika sebuah belitan diputar pada kecepatan tetap pada medan magnet yang homogen, maka magnet akan terinduksi tegangan sinusoidal pada belitan yang homogen, maka magnet akan terinduksi tegangan sinusoidal pada belitan tersebut. Medan magnet yang homogen ini bisa dihasilkan oleh belian yang dialiri tersebut. Medan magnet yang homogen ini bisa dihasilkan oleh belian yang dialiri arus searah atau
arus searah atau oleh magnet oleh magnet tetap (Santoso, tetap (Santoso, 2020) 2020) Gambaran sederhana pGambaran sederhana prosesroses generator menghasilkan energi listrik adalah sebagai berikut.
generator menghasilkan energi listrik adalah sebagai berikut.
Gambar 2. 14
Gambar 2. 14 Belitan jangkar pada rotor berputar di sekitaran medan maBelitan jangkar pada rotor berputar di sekitaran medan magnet.gnet.
(Sumber: Juhari 2014) (Sumber: Juhari 2014)
Pada gambar 2.15 gambaran sederhana sebuah belitan rotor berputar Pada gambar 2.15 gambaran sederhana sebuah belitan rotor berputar disekitaran medan magnet yang homogen yang dihasilkan stator, kemudian disekitaran medan magnet yang homogen yang dihasilkan stator, kemudian tegangan keluaran pada rotor selanjutnya melewati melalui sepasang slip ring tegangan keluaran pada rotor selanjutnya melewati melalui sepasang slip ring (cincin sikat) yang dapat untuk dihubungkan ke beban. Adapun proses (cincin sikat) yang dapat untuk dihubungkan ke beban. Adapun proses terbentuknya gelombang AC yang didapatkan pada keluaran rotor motor ini lebih terbentuknya gelombang AC yang didapatkan pada keluaran rotor motor ini lebih tepatnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.
tepatnya dapat dilihat pada gambar berikut ini.
Gambar 2. 15
Gambar 2. 15Proses terbentuknya gelombang AC pada generator sinkronProses terbentuknya gelombang AC pada generator sinkron (Sumber: Santoso, 2020)
(Sumber: Santoso, 2020)
Pada gambar 2
Pada gambar 2.14 Dan 2.15 .14 Dan 2.15 Dapat dilihat proses terbenDapat dilihat proses terbentuknya GGL tuknya GGL induksiinduksi pada generator sinkron sebagaimana penjelasan berikut ini.
pada generator sinkron sebagaimana penjelasan berikut ini.
1)
1) Belitan tembaga BADC bergerak rotasi diantara magnit permanen N-SBelitan tembaga BADC bergerak rotasi diantara magnit permanen N-S 2)
2) Dari kedua ujung belitan tersebut kemudian dihubungkan dengan SlipDari kedua ujung belitan tersebut kemudian dihubungkan dengan Slip Ring (cincin sikat)
Ring (cincin sikat) 3)
3) GGL induksi akan menimbulkan arus arus listrik (dikarenakan terdapatGGL induksi akan menimbulkan arus arus listrik (dikarenakan terdapat beberapa beban
beberapa beban pada generator) pada generator) yang disuplai yang disuplai melalui melalui sikat-sikat sikat-sikat arang kearang ke beban yang tersambung terhadap generator.
beban yang tersambung terhadap generator.
C.
C. Frekuensi Pada Generator SinkronFrekuensi Pada Generator Sinkron
Kecepatan putaran generator sinkron dapat memengaruhi frekuensi elektris Kecepatan putaran generator sinkron dapat memengaruhi frekuensi elektris yang dapat dihasilkan generator sinkron. Rotor generator sinkron terdiri dari yang dapat dihasilkan generator sinkron. Rotor generator sinkron terdiri dari rangkaian elektromagnet dengan mengalirkan arus searah untuk membentuk rangkaian elektromagnet dengan mengalirkan arus searah untuk membentuk medan magnet pada rotor generator. Medan magnet rotor ini bergerak pada searah medan magnet pada rotor generator. Medan magnet rotor ini bergerak pada searah putaran
putaran rotor. rotor. Hubungan Hubungan antara antara 20 20 kecepatan kecepatan putar putar medan medan magnet magnet pada pada rotorrotor dengan frekuensi elektrik pada stator adalah (Santoso, 2020) :
dengan frekuensi elektrik pada stator adalah (Santoso, 2020) :
f
f ee = = Nr.P Nr.P 120
120 ... ... 2.12.1 dimana:
dimana:
f
f ee = = frekuensi frekuensi listriklistrik (Hz)(Hz) Nr = kecepatan putar rotor
Nr = kecepatan putar rotor (rpm)(rpm) p = jumlah kutub mag
p = jumlah kutub magnet pada rotornet pada rotor
Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa frekuensi generator yang Dari persamaan di atas dapat diketahui bahwa frekuensi generator yang didapatkan oleh rotor sangat berpengaruh terhadap putaran dan jumlah kutub didapatkan oleh rotor sangat berpengaruh terhadap putaran dan jumlah kutub medan magnet pada generator. Jika beban pada generator sinkron mengalami medan magnet pada generator. Jika beban pada generator sinkron mengalami peningkatan,
peningkatan, maka maka dapat dapat mempengaruhi mempengaruhi kecepatan kecepatan putar putar rotor rotor generator.generator.
Perubahan kecepatan rotor tersebut secara langsung dapat memengaruhi frekuensi Perubahan kecepatan rotor tersebut secara langsung dapat memengaruhi frekuensi yang didapatkan oleh generator (Santoso, 2020) .
yang didapatkan oleh generator (Santoso, 2020) .
Kecepatan putaran rotor sama dengan kecepatan medan magnet pada Kecepatan putaran rotor sama dengan kecepatan medan magnet pada generator. Maka dari itu rotor akan berputar pada kecepatan yang sama dengan generator. Maka dari itu rotor akan berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnetnya, Generator dikenal dengan generator sinkron atau yang sering medan magnetnya, Generator dikenal dengan generator sinkron atau yang sering disebut dengan Alternator. Untuk mencapai daya listrik dibangkitkan tetap pada disebut dengan Alternator. Untuk mencapai daya listrik dibangkitkan tetap pada frekuensi 50 Hz atau 60 Hz (sesuai standar negara indonesia 50 Hz), maka dari itu frekuensi 50 Hz atau 60 Hz (sesuai standar negara indonesia 50 Hz), maka dari itu putaran
putaran rotor rotor harus harus memiliki memiliki kecepatan kecepatan yang yang tetap tetap dengan dengan jumlah jumlah kutub kutub medanmedan magnet generator yang dapat dihitung melalui persamaan (2.1). agar dapat magnet generator yang dapat dihitung melalui persamaan (2.1). agar dapat mengasilkan nilai frekuensi 50 Hz untuk generator yang memiliki dua kutub, mengasilkan nilai frekuensi 50 Hz untuk generator yang memiliki dua kutub, maka rotor generator harus berputar dengan kecepatan 3000
maka rotor generator harus berputar dengan kecepatan 3000 rpmrpm, untuk, untuk menghasilkan nilai frekuensi 50
menghasilkan nilai frekuensi 50 Hz. Hz. Untuk Untuk generator yang generator yang memiliki empat kutub,memiliki empat kutub, maka rotor harus berputar pada kecepatan 1500
maka rotor harus berputar pada kecepatan 1500 rpmrpm (Santoso, 2020). (Santoso, 2020).
D.
D. GGL Induksi Pada AlternatorGGL Induksi Pada Alternator
GGL induksi (Ea) pada alternator akan terinduksi pada belitan jangkar GGL induksi (Ea) pada alternator akan terinduksi pada belitan jangkar alternator jika rotor berputar di sekitaran stator alternator (misalkan belitan medan alternator jika rotor berputar di sekitaran stator alternator (misalkan belitan medan di rotor). Besarnya kuat medan pada rotor dapat diatur dengan cara mengatur arus di rotor). Besarnya kuat medan pada rotor dapat diatur dengan cara mengatur arus medan (If) yang diberikan pada rotor. Besarnya GGL induksi internal (Ea) yang medan (If) yang diberikan pada rotor. Besarnya GGL induksi internal (Ea) yang dihasilkan kumparan jangkar Alternator ini dapat dibentuk dalam persamaan 2.2 dihasilkan kumparan jangkar Alternator ini dapat dibentuk dalam persamaan 2.2 sebagai berikut.
sebagai berikut.
Ea 4,44K
Ea 4,44K cc.K .K dd.f.φ.T.(volt/fase).f.φ.T.(volt/fase) ... ... 2.22.2
Atau disingkat menjadi:
Atau disingkat menjadi:
Ea = c.Nr.φ
Ea = c.Nr.φ) ) ... ... `2.3`2.3 Dimana:
Dimana:
kc = factor kisar;
kc = factor kisar;
kd = factor distribusi kd = factor distribusi
f = frekuensi dalam Hz atau cps f = frekuensi dalam Hz atau cps Φ = fluks /kutub dalam Weber Φ = fluks /kutub dalam Weber T = banyaknya lilitan /fase =1/2 Z T = banyaknya lilitan /fase =1/2 Z
Z = banyak sisi kumparan (1 lilit adalah 2 sisi kumparan) Z = banyak sisi kumparan (1 lilit adalah 2 sisi kumparan) c = konstanta mesin
c = konstanta mesin
Nr= kecepatan putaran rotor
Nr= kecepatan putaran rotor (rpm)(rpm)
φ = fluks yang dihasilkan oleh kumparan medan
φ = fluks yang dihasilkan oleh kumparan medan (wb)(wb)
2.3
2.3
F F lywhe lywhee ell
Roda gila (
Roda gila ( Flywheel Flywheel ) adalah komponen dari mesin yang memiliki fungsi) adalah komponen dari mesin yang memiliki fungsi menyimpan
menyimpan energi kinetik energi kinetik dari gerak dari gerak putar poros putar poros engkol engkol dan dan juga berfungsijuga berfungsi sebagai untuk menstabilkan putaran mesin ketika putaran mengalami penurunan sebagai untuk menstabilkan putaran mesin ketika putaran mengalami penurunan secara drastis.. Roda gila
secara drastis.. Roda gila (Flywheel)(Flywheel) biasanya dihub biasanya dihubungkan di ungkan di ujung ujung poros engkoporos engkoll mesin yang akan menerima daya putar dari piston selama siklus kerja, akan mesin yang akan menerima daya putar dari piston selama siklus kerja, akan berkurang
berkurang yang disebabkan yang disebabkan langkah langkah lain lain seperti seperti inertia inertia loss, loss, dan dan juga juga akibat akibat daridari gesekan.
gesekan. Flywheel Flywheel berfungsi sebagai penyimpanan energi, dimana menyimpan berfungsi sebagai penyimpanan energi, dimana menyimpan energi di waktu daya mesin tersebut melebihi kebutuhan dan akan dilepas dimana energi di waktu daya mesin tersebut melebihi kebutuhan dan akan dilepas dimana daya mesin lebih kecil dari kebutuhan. Selain fungsi tersebut juga dapat daya mesin lebih kecil dari kebutuhan. Selain fungsi tersebut juga dapat digunakan sebagai pengontrol jika terjadi suatu perubahan putaran, mampu digunakan sebagai pengontrol jika terjadi suatu perubahan putaran, mampu membuat poros b
membuat poros berputar secara terus menerus erputar secara terus menerus sehingga mesin sehingga mesin beroperasi denganberoperasi dengan lembut (Rachmawan dkk, 2014)
lembut (Rachmawan dkk, 2014)
Gambar 2. 16
Gambar 2. 16 Flywheel Flywheel
Energi kinetik pada roda gila dapat ditingkatkan berdasarkan penambah massa Energi kinetik pada roda gila dapat ditingkatkan berdasarkan penambah massa flywheel
flywheel dan juga mempercepat putaran dan juga mempercepat putaran flywheel flywheel . Komponen penyimpanan energi. Komponen penyimpanan energi seperti
seperti flywheel flywheel umumny umumnya lebih a lebih dipengaruhi dipengaruhi kecepatan kecepatan rotasirotasi flywheel flywheel dibanding dibanding dengan massanya. Namun dalam putaran yang sangat tinggi, mengakibatkan dengan massanya. Namun dalam putaran yang sangat tinggi, mengakibatkan flywheel
flywheel dapat rusak dengan sendirinya akibat dari tegangan geser yang dapat rusak dengan sendirinya akibat dari tegangan geser yang berlebihan
berlebihan (Rachmawan (Rachmawan dkk, dkk, 2014). 2014). Jika Jika terjadi terjadi sedikit sedikit retakan retakan padapada flywheel flywheel maka akan mengakibatkan putaran mesin akan menjadi tidak stabil dan maka akan mengakibatkan putaran mesin akan menjadi tidak stabil dan memengaruhi daya output yang dihasilkan oleh mesin, ketika
memengaruhi daya output yang dihasilkan oleh mesin, ketika flywheel flywheel mengalami mengalami pengikisan
pengikisan massa massa akibat akibat gesekan, gesekan, maka maka keseimbangan keseimbangan putaran putaran pada pada mesinmesin menjadi terganggu dan dapat mengakibatkan getaran yang berl
