Tugas Perancangan Sistem Listrik Industri

TUGAS PERANCANGAN SISTEM LISTRIK INDUSTRI

GENERATOR INDUKSI

• MUSLIM MUNAWAR• H1C010040

Definisi Dasar Generator

• Generator listrik adalah suatu sistem yang menghasilkan tenaga listrik dengan masukan tenaga mekanik . Jadi disini generator berfungsi untuk mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik

Prinsip kerja

• yang mempunyai prinsip kerja sebagai berikut :Bilamana rotor diputar maka belitan kawatnya akan memotong gaya-gaya magnit pada kutub magnit, sehingga terjadi perbedaan tegangan, dengan dasar inilah timbullah arus listrik, arus melalui kabel/kawat yang ke dua ujungnya dihubungkan dengan cincin geser. Pada cincin-cincin tersebut menggeser sikat-sikat, sebagai terminal penghubung keluar.

• Berdasarkan tegangan yang dibangkitkan generator dibagi menjadi 2 yaitu :

• Generator Arus Bolak-Balik (AC)Generator arus bolak-balik yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put ) berupa tegangan bolak-balik.Generator Arus Searah (DC)Generator arus searah yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan bisa berupa oleh komutator

Generator induksi

• Generator induksi merupakan salah satu jenis generator AC yang menerapkan

prinsip motor induksi untuk menghasilkan daya.

• Untuk mengoperasikannya, generator induksi harus dieksitasi menggunakan tegangan yang leading. Ini biasanya dilakukan dengan menghubungkan generator

kepada sistem tenaga eksisting. Pada generator induksi yang beroperasi standalone, bank kapasitor harus digunakan untuk mensuplay daya reaktif. Daya reaktif yang diberikan harus sama atau lebih besar daripada daya reaktif yang diambil mesin ketika beroperasi sebagai motor. Tegangan terminal generator akan bertambah dengan pertambahan kapasitansi.

• Untuk membuat mesin induksi berfungsi sebagai generator maka rotor harus dialiri arus. Untuk menghasilkan arus mula pada rotor maka mesin induksi harus sesaat harus difungsikan sebagai motor.

• Pada awalnya stator diberi tegangan atau dieksitasi dengan kapasitor sehingga menghasilkan arus pada kumparan stator. Arus ini akan menginduksi kumparan rotor sehingga muncul tegangan induksi pada kumparan rotor. Apabila rangkaian pada rotor merupakan rangkaian tertutup, tegangan induksi yang muncul pada kumparan rotor akan menghasilkan arus pada rangkaian rotor.

• Jika putaran rotor telah menghasilkan tegangan induksi pada kumparannya (saat nilai slip telah menjadi negatif) dengan besar tegangan lebih besar daripada tegangan induksi awal (dari stator) maka arus akan berbalik menginduksi kumparan stator dan menghasilkan arus stator. Pada kondisi ini mesin induksi berfungsi sebagai generator.

Topologi Generator Induksi

• Generator induksi teridiri dari dua bagian utama, yaitu bagian yang berputar, rotor, dan bagian yang tidak berputar, stator. Rotor pada generator induksi dihubungkan dan diputar oleh penggerak utama (prime mover) seperti turbin sedangkan stator merupakan terminal tegangan keluaran generator.

konstruksi Generator Induksi

• Ada dua jenis rotor yang biasanya digunakan, yaitu rotor belitan dan rotor sangkar.

• Konstruksi rotor sangkar terdiri dari beberapa kumparan berupa batang-batang konduktor yang disusun sedemikian rupa dengan konfigurasi berbentuk sarang tupai. Rotor sangkar merupakan tipe rotor yang konstruksinya sangat sederhana sehingga harganya pun murah. Akan tetapi tipe rotor ini tidak dapat diberikan pengaturan tahanan luar, sehingga untuk mengatasinya diperlukan ototransformer atau saklar Δ-λ yang diguankan untuk membatasi arus mula.

• Konstruksi rotor jenis belitan terdiri dari belitan dengan jumlah fasa dan kutub sama dengan stator. Rotor jenis ini memiliki konstruksi yang rumit sehingga harganya lebih mahal. Akan tetapi konstruksi rotor seperti ini memungkinkan penambahan tahan dari luar sehingga arus saat starting dapat dibatasi serta dapat menghasilkan kopel mula yang lebih besar.

Karateristik kecapatan

• Satu keuntungan besar dari generator induksi adalah kesederhanaannya. Sebuah generator induksi tidak memelukan rangkaian medan terpisah dan tidak harus diputar secara terus-menerus pada kecepatan tetap. Selama putaran mesin masih lebih tinggi daripada nsync dari sistem tenaga yang terhubung padanya, mesin akan tetap berfungsi

• sebagai generator. Semakin besar torka diberikan kepada porosnya (sampai nilai

• tertentu), maka akan semakin besar daya output yang dihasilkan.

penjelasan• Karakteristik torka-kecepatan mesin induksi seperti kurva pada Gambar 1,• memperlihatkan bahwa jika motor induksi diputar pada kecepatan yang lebih

tinggi• daripada nsync oleh sebuah penggerak mula (prime mover) eksternal, arah torka• induksinya akan berbalik dan motor akan berlaku sebagai sebuah generator.

Dengan• bertambahnya torka yang diberikan penggerak mula kepada porosnya, besar

daya• yang dihasilkan oleh generator induksi ikut bertambah. Seperti diperlihatkan• gambar, terdapat nilai torka induksi maksimum yang mungkin pada mode operasi• generator. Torka ini disebut dengan torka pushover generator. Jika torka yang• diberikan penggerak mula kepada poros melebihi torka pushover, generator akan• overspeed.

Sebuah generator induksi beroperasi sendiri dengan bank kapasitor untukmensuplay daya reaktif.

• Arus magnetisasi IM yang dibutuhkan mesin induksi sebagai fungsi tegangan

• terminal dapat dicari dengan menjalankan mesin sebagai motor pada keadaan tanpa

• beban dan mengukur tegangan jangkarnya sebagai fungsi tegangan terminal. Kurva

• magnetisasi seperti ini diperlihatkan pada Gambar 3a. Untuk mencapai level tegangan

• yang diberikan pada generator induksi, kapasitor eksternal harus mensuplay arus

• magnetisasi yang sesuai dengan level tersebut.

Karena arus reaktif yang dapat dihasilkan sebuah kapasitor berbanding lurus dengan tegangan yang diberikan padanya, lokus dari semua kemungkinan kombinasi tegangan dan arus yang melalui kapasitor berupa garis lurus. Plot tegangan vs arus seperti ini pada frekuensi tertentu diperlihatkan Gambar 3b. Jika sekelompok kapasitor tiga fasa dihubungkan kepada terminal generator induksi, tegangan tanpa beban generator induksi adalah perpotongan kurva magnetisasi generator dengan garis beban kapasitor. Tegangan terminal tanpa beban generator induksi untuk tiga kelompok kapasitor berbeda diperlihatkan Gambar 3c.

• Bagaimana tegangan dapat dibangkitkan ketika generator pertama kali di start?

Ketika generator induksi pertama kali mulai berputar, magnet sisa pada rangkaian medannya menghasilkan tegangan yang kecil. Tegangan yang kecil itu menghasilkan aliran arus kapasitif, yang menyebabkan tegangan naik, kemudian lagi menaikkan arus kapasitif dan seterusnya sampai tegangan terbangkit penuh. Jika tidak ada fluks sisa yang terdapat pada rotor generator induksi, maka tegangan tidak akan bisa dibangkitkan, sehingga generator harus dimagnetisasi terlebih dahulu dengan

• menjalankannya sebagai motor untuk beberapa saat.

Kurva magnetisasi generator induksi. Ini adalah plot tegangan terminalmesin sebagai fungsi arus magnetisasinya (yang tertinggal dari teganganfasa sekitar 90°).

Plot karakteristik tegangan-arus bank kapasitor. Catatbahwa semakin besar kapasitansi, semakin besar arusnya untuk teganganyang sama. Arus ini mendahului tegangan fasa sekitar 90°.

Teganganterminal tanpa beban untuk generator induksi isolated yang dapat diperolehdengan memplot bersama-sama karakteristik terminal generator dankarakteristik tegangan-arus kapasitor. Perpotongan kedua kurva adalah titikdimana daya reaktif yang diminta generator tepat diberikan oleh kapasitor,dan titik ini menghasilkan tegangan terminal tanpa beban generator.

Aplikasi

• Generator induksi sangat berguna pada aplikasi-aplikasi seperti pembangkit listrik mikrohidro, turbin angin, atau untuk menurunkan aliran gas bertekanan tinggi ke tekanan rendah, karena dapat memanfaatkan energi dengan pengontrolan yang relatif sederhana (Wikipedia).

TERIMAKASIH