generator induksi 1 fase

Gambar 2 menunjukkan bahwa untuk debit air yang konstan maka perubahan daya beban akan mengakibatkan perubahan kecepatan putar generator induksi. Kecepatan putar minimal sebesar 1120 rpm terjadi ketika generator induksi dibebani dengan lampu LHE berdaya 240 W. Kecepatan putar maksimal sebesar 1950 rpm terjadi ketika generator induksi dibebani dengan lampu LHE berdaya 24 W. Gambar 2 juga menunjukkan untuk debit air dan ukuran kapasitor yang tetap akan berlaku kecenderungan bahwa semakin besar daya beban maka semakin rendah kecepatan putarnya. Oleh karena itu, dalam pengoperasiannya generator induksi harus dibebani dengan daya tertentu agar kecepatan putarnya sesuai dengan desainnya. Generator induksi yang dipakai dalam penelitian ini adalah generator induksi 1 fase 4 kutub sehingga sesuai teori sebaiknya generator dioperasikan agar kecepatan putarnya sekitar 1500 rpm. Berdasarkan hasil pengujian, untuk menghasilkan kecepatan putar tersebut sebaiknya generator induksi dibebani dengan beban sebesar 24 – 168 W tergantung pada ukuran kapasitor yang dihubungkan pada generatornya.

Dari perancangan generator induksi 1 fase 12 kutub ini diharapkan generator bisa mengeluarkan tegangan 220 V, 50 HZ walaupun kecepatan rendah (sekitar 500 Rpm). Generator seperti ini sangat cocok untuk diterapkan pada sistem pembangkit mikrohidro atau pembangkit tenaga angin dengan menghitung aspek alam yang masih melimpah. Dalam penelitian ini akan diamati pengaruh kecepatan putar, ukuran kapasitor terhadap, tegangan dan frekuensi generator induksi 1 fase 12 kutub.

Pembangkit listrik sekala kecil menjadi salah satu alternatif. Generator yang digunakan adalah generator induksi di antara jenis beberapa generator lainya. Generator induksi menjadikan energi mekanis diubah menjadi energi listrik.Salah satu alternatif generator yang digunakan adalah generator induksi di antara jenis beberapa generator lainnya. Dari perancangan generator induksi 1 fase 12 kutub ini diharapkan generator bisa mengeluarkan tegangan 220 V, 50 HZ walaupun kecepatan rendah (sekitar 500 Rpm). Generator seperti ini sangat cocok untuk diterapkan pada sistem pembangkit mikrohidro atau pembangkit tenaga angin dengan menghitung aspek alam yang masih melimpah. Dalam penelitian ini akan diamati pengaruh kecepatan putar, ukuran kapasitor terhadap, tegangan dan frekuensi generator induksi 1 fase 12 kutub.

Perancangan generator induksi 1 fase dari motor induksi 3 fase dengan cara merubah fungsi motor induksi 3 fase menjadi generator induksi 1 fase dengan mengambil fase R dan fase S pada motor induksi 3 fase terhubung secara delta dan untuk menguatkan tegangan keluaran ditambah dengan kapasitor. Setiap pengujian generator induksi 1 fase menggunakan kapasitor dengan ukuran 48, 56, dan 64 µF. Pengujian generator induksi 1 fase menggunakan beban resistif berupa lampu pijar ukuran 5 Watt, 10 Watt dan 60 Watt, serta beban induktif berupa kipas angin ukuran 18 Watt . Data - data tersebut kemudian dianalisis.

Di Indonesia, sumber energi listrik sudah menjadi kebutuhan penting bagi masyarakatnya, namun kurangnya pemerataan sumber energi listrik khususnya di daerah-daerah terpencil dan terisolir mengakibatkan masalah akan krisis energi listrik. Untuk itu diperlukan adanya energi pengganti, salah satunya penggunaan motor induksi sebagai generator induksi tereksitasi diri yang merupakan pembangkit listrik alternatif skala kecil (stand alone). Generator induksi mempunyai konstruksi yang sederhana, kokoh, mudah dalam pengoperasian, harga yang relatif terjangkau, dan perawatan mudah. Sedangkan kelemahannya adalah kinerja yang sangat terpengaruh oleh beban. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis pengaruh kecepatan putar terhadap tegangan dan frekuensi keluaran yang dihasilkan oleh generator induksi dalam kondisi berbeban maupun tanpa beban. Motor induksi yang diaplikasikan sebagai generator induksi tereksitasi diri mempunyai spesifikasi daya 1 HP, 6 kutub, 1 fase, 940 rpm. Ketika difungsikan sebagai generator induksi diperlukan kapasitor (penyedia eksitasi) dengan nilai 72 µ F pada terminal keluaran agar dapat menghasilkan tegangan. Generator induksi dalam kondisi tanpa beban mampu menghasilkan tegangan 107,4 sampai 264,7 volt dan frekuensi 47,2 sampai 54,7 Hz ketika diputar sebesar 950 rpm sampai 1150 rpm. Pada saat pembebanan resistif antara 40 sampai 200 watt dengan kecepatan awal sebesar 1050 rpm menghasilkan tegangan 199,1 sampai 164,3 volt sedangkan pembebanan lampu hemat energi antara 24 sampai 120 watt menghasilkan tegangan 186,4 sampai 135,6 volt. Peningkatan daya beban mengakibatkan penurunan tegangan dan frekuensi generator induksi.

Ada beberapa permasalahan yang perlu dipecahkan terkait dengan pemanfaatan generator induksi sebagai pembangkit. Supardi (2009) memaparkan bahwa generator induksi 3 fase tereksitasi diri bisa menghasilkan harmonik. Tegangan generator induksi yang diteliti pada saat tanpa beban mengalami distorsi sebesar 16,7–20,7% dari komponen fundamentalnya. Harmonisa orde ke- 3 adalah yang paling dominan dibanding dengan yang lainnya. Pemasangan beban lampu LHE (Lampu Hemat Energi) dan lampu TL(Tube Lamp) dengan ballast lilitan mengakibatkan keluaran generator menjadi lebih terdistorsi. Sumbangan lampu LHE terhadap distorsi harmonik lebih besar dari lampu TL dengan ballast lilitan. Dengan menggunakan filter harmonik orde ke-3 (terhubung seri) dan orde 5 (terhubung pararel) maka distorsi harmoniknya dapat diselesaikan karena nilainya sudah memenuhi standar IEEE 519 (THD-V < 5% dan THD-I < 15%). Ouhrouche and Chaine (1995) memaparkan bahwa generator induksi yang terhubung dengan kapasitor menjadi self excited jika dilepaskan dari jala-jala listrik. Nilai reaktans magnetisasinya turun sehingga bisa menyebabkan ferroresonance. Gelombangnya menjadi sangat terdistorsi sehingga peralatan proteksi dapat salah merespon.

Gambar 2 menunjukkan adanya pengaruh kecepatan putar terhadap tegangan keluaran generator induksi kecepatan rendah dalam kondisi tanpa beban. Tegangan tersebut berubah hampir secara linier seiring dengan kenaikan kecepatan putarnya. Dalam pengujian ini, belitan stator generator induksinya didesain dengan jumlah kutub sebanyak 12 buah. Dengan demikian, secara teoritis kecepatan sinkron medan magnetnya adalah sebesar 500 rpm dengan frekuensi sebesar 50 Hz. Sehubungan generator yang diuji adalah jenis induksi maka akan terjadi slip antara kecepatan putar rotor dan kecepatan putar medan magnet statornya. Oleh karena itu, rotor generator induksi perlu diputar lebih besar dari 500 rpm. Hasil pengujian menunjukkan agar dapat menghasilkan tegangan sekitar 220 volt dalam kondisi tanpa beban maka rotor generator induksi harus diputar dengan kecepatan sekitar 850 rpm. Kecepatan putar ini jauh lebih tinggi dari kecepatan putar teoritisnya. Data juga menunjukkan ketika rotornya diputar di sekitar kecepatan sinkronnya (525 rpm) maka tegangan yang dibangkitkan hanya sekitar 65 volt. Hasil pengujian ini mengindikasikan bahwa generator induksi masih perlu disempurnakan desainnya yaitu terkait dengan desain belitan stator atau desain rotornya. Sehubungan generator induksi yang dipakai dari jenis sangkar tupai maka akan lebih mudah untuk memodifikasi desain statornya. Perubahan yang dapat dilakukan adalah dengan memperbanyak jumlah lilitan karena tegangan generator akan berbanding lurus dengan jumlah lilitannya. Perubahan ini dapat dilakukan dengan memperbesar atau tanpa memperbesar ukuran dari slot statornya. Bila ukuran slot stator dipertahankan tetap maka ukuran diameter lilitannya yang harus

Salah satu komponen utama yang menjadi pertimbangan perancangan sistem pembangkit listrik adalah jenis generator. Generator adalah sebuah mesin yang mengubah energi gerak menjadi energi listrik. Listrik digunakan untuk memenuhi kebutuhan masyarakat umum, peralatan listrik yang digunakan oleh masyarakat pada umumnya berupa listrik 1 fase. Sehingga lebih cocok menggunakan generator denga keluaran tegangan 1 fase.

Pembangkit listrik energi terbarukan masih sangat minim digunakan di Indonesia. Penggunaan pembangkit listrik terbarukan dengan menggunakan generator induksi sangat tepat untuk digunakan karena memiliki kehandalan, efisien tinggi dan perawatan yang mudah serta pengoperasian yang tidak rumit. Generator induksi juga memilik bentuk yang sederhana sehingga dapat ditempatkan pada lokasi seperti pembangkit listrik tenaga air dan angin. Penelitian ini akan membahas pengaruh kecepatan putar dan kapasitor terhadap keluaran generator induksi dalam kondisi tanpa beban dan berbeban lampu hemat energi. Pada saat pengujian kapasitor dihubungkan pararel pada belitan bantu sedangkan beban dan alat ukur dihubungkan pada belitan utama generator induksi. Generator induksi yang digunakan memiliki spesifikasi kapasitas 1 HP dengan desain stator 6 kutub. Hasil pengujian menunjukkan kapasitor yang digunakan untuk eksitasi sebesar 72 μF yang dihubungkan secara pararel pada belitan bantu sehingga menghasilkan tegangan. Pengoperasian generator dengan mengkopel generator dengan primemover. Keluaran yang dihasilkan generator induksi mampu menghasilkan tegangan 220 volt pada saat kecepatan awal 1200 rpm tanpa beban dan tegangan 185,2 volt pada saat kecepatan awal 1100 rpm tanpa beban. Pada saat kondisi dengan beban maka terjadi drop tegangan dan frekuensi pada saat dibebani dengan daya tertinggi (120 watt) pada kecepatan awal 1200 rpm dihasilkan pada tegangan sebesar 196 volt dan frekuensi 57,8 Hz sedangkan pada kecepatan awal 1100 rpm dihasilkan tegangan sebesar 156,2 volt dan frekuensi 51,5 Hz. Tegangan dan frekuensi dipengaruhi oleh peningkatan variasi daya beban. Peningkatan daya beban yang semakin tinggi mengakibatkan tegangan dan frekuensi menurun.

Apabila generator induksi hendak diterapkan pada suatu sistem pembangkit di lokasi terpencil, maka akan dijumpai kenyataan bahwa potensi tenaga penggerak mula yang digunakan untuk memutar generator tersebut adalah tidak konstan. Pada pembangkit tenaga mikrohidro sering dijumpai debit air yang berbeda-beda akibat pengaruh musim. Di sisi lain, beban harian yang harus dipikul oleh sistem pembangkit tersebut juga tidak konstan. Kondisi ini akan berdampak besar terhadap tegangan dan frekuensi pembangkit tersebut. Oleh karena itu perlu dilakukan suatu penelitian untuk membuat suatu prototipe generator induksi yang dapat menghasilkan tegangan dan frekuensi dalam batas- batas kualitas yang baik walaupun untuk implementasi di daerah terpencil.

Gambar 4 menunjukkan bahwa pada saat generator induksi dibebani dengan beban resistif maka kecepatan putar akan mempengaruhi tegangan keluarannya. Semakin tinggi kecepatan putar penggerak mula generator induksinya maka tegangannya akan semakin tinggi. Untuk kecepatan putar yang sama, jika dibandingkan dengan tegangan pada saat tanpa beban maka penambahan beban resistif sebesar 40 W akan menurunkan tegangan generatornya. Ketika beban generator dinaikkan lagi menjadi 80 W maka tegangan generatornya akan semakin turun. Hal ini sesuai teori bahwa semakin besar daya beban yang dihubungkan pada generator maka arus beban yang harus disuplai oleh generator menjadi semakin tinggi. Semakin tinggi arus maka semakin tinggi pula susut tegangan pada belitan stator. Hasil pengujian juga menunjukkan bahwa untuk daya beban yang sama maka semakin tinggi kecepatan putar penggerak mulanya maka penurunan tegangan pada pembebanan resistif menjadi lebih kecil.

Results of the research phase induction generator 1 low speed with capacitor banks 8 μF and 16 μF with a resistive load of 5.10 and 15 Watt. Characteristics of the rotational speed of the V and F when the load increases, namely V and f is decreasing because the generator rotation slowed. Without load capacitor 8 μF speed of 605 rpm is 122 V, 57.5 Hz, with a load of 117 V, 57.5 Hz. Without load 16 μF speed of 605 rpm is 119V, 56.7 Hz, with a load of 117 V, 57.5 Hz, the voltage is reduced to 4.2%. causes the voltage and frequency on the wane as a result of the rotary keceptan increasingly slowing down and also the effect of the increased load makes the generator rotating heavy. To overcome the voltage drop by adding a rotational speed of the generator so that the load can be met.

Zaman modern seperti sekarang ini masih banyak daerah terpencil yang belum terjangkau oleh listrik. Melihat fenomena ini maka perlu dikembangkan sistem pembangkit listrik, karena berada di daerah yang terpencil maka membutuhkan sistem yang sederhana, perawatan dan pengoperasiannya yang mudah sehingga bisa digunakan oleh masyarakat sekitar. Salah satu komponen utama yang menjadi pertimbangan dalam perancangan sistem pembangkit adalah jenis generator yang digunakan untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik.

Penelitian yang dilakukan mengenai kecepatan putar dari generator yang dikopelkan dengan motor listrik sebagai penggeraknya dipasang switch controller bank kapasitor, selanjutnya dilakukan pengujian generator induksi tanpa beban dengan eksitasi kapasitor 28 µF dengan kecepatan putar antara 770 sampai dengan 795 RPM dan dengan eksitasi kapasitor 40 µF dengan kecepatan putar antara 700 sampai dengan 735 RPM. Setelah itu dengan memasang beban resistif berukuran 5 Watt untuk eksitasi kapasitor 28 µF dan beban resistif berukuran 5-15 Watt untuk eksitasi kapasitor 40 µF pada instalasi listrik sederhana. Setelah dilakukan pengujian dilanjutkan mengukur keluaran dari tegangan, frekuensi dan arus, selanjutnya data tersebut dianalisis.