Makalah Kompensasi Fasa Motor Sinkron Wisnu Oryza 22 Lt2a

8/16/2019 Makalah Kompensasi Fasa Motor Sinkron Wisnu Oryza 22 Lt2a

1/5

Kompensasi Fasa Motor SinkronWisnu Oryza Sativa dengan dosen pembimbing Bp. Djodi Antono

wisnu.oryzasativaya!oo."o.id Jurusan Teknik Elektro Polines

Jln. Prof. Sudarto Tembalang Semarang INDONESIA

Intisari

Keywords — Generator Sinkron

#. $%&DA'()(A&

*.* +atar Be+akang

Sebagian besar energi +istrik yang dipergunakan o+e!konsumen untuk kebutu!anse!ari,!ari di!asi+kan o+e!generator sinkron -asa banyak po+yp!ase/ yang ada di $usat, pusat pembangkit tenaga +istrik. 0enerator sinkron yang

dipergunakan ini mempunyai rating daya dari ratusan sampairibuan Mega,vo+t, Ampere M1A/. Disebut mesin sinkron2

karena bekerja pada kecepatan dan frekuensi konstandibaa! kondisi "Stead# state". Mesin sinkron bisadioperasikan baik sebagai generator maupun motor. Mesinsinkron bi+a di-ungsikan sebagai motor berputar da+amke"epatan konstan2 apabi+a dike!endaki ke"epatan yang bersi-at variabe+2 maka motor sinkron di+engkapi dengan

dengan penguba! -rekuensi seperti 3#nverter4atau35y"+o"onverter4. Sebagai generator2 beberapa mesin sinkronsering dioperasikan se"ara para+e+2 seperti di pusat,pusat pembangkit. Adapun tujuan dari para+e+ ada+a! adanya pembagian beban antara generator yang satu dengan +ainnya.

Ada dua struktur medan magnet pada mesin sinkron yangmerupakan dasar keja dari mesin tersebut2 yaitu kumparan

#ang mengalirkan penguatan D$ dan sebua! jangkar tempat dibangkitkann#a ggl A$ . 'ampir semua mesin sinkronmempunyai jangkar diam stationer/ dan struktur medan berputar. Kumparan D5 pada struktur medan yang berputar di!ubungkan pada sumber +uar me+aui s+ipring dan sikat2

tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikat yaitu sistem3brus!+ess e6"itation4.

##. 0%&%7A8O7 S#&K7O&

2.1 Konstruksi Generator Sinkron

$ada dasarnya konstruksi dari generator sinkron

ada+a! sama dengan konstruksi motor sinkron2 dan se"ara

umum biasa disebut mesin sinkron. Ada dua struktur

kumparan pada mesin sinkron yang merupakan dasar kerja

dari mesin tersebut2 yaitu kumparan yang menga+irkan

penguatan D5 membangkitkan medan magnet2 biasa disebut

sistem eksitasi/ dan sebua! kumparan biasa disebut jangkar/

tempat dibangkitkannya 00) arus bo+a,ba+ik.

'ampir semua mesin sinkron mempunyai be+itan 00)

berupa stator yang diam dan struktur medan magnit berputar

sebagai rotor. Kumparan D5 pada struktur medan yang

berputar di!ubungkan pada sumber D5 +uar me+aui s+ipring

dan sikat arang2 tetapi ada juga yang tidak mempergunakan

sikat arang yaitu sistem 3brus!+ess e6"itation4.

0ambaran bentuk kutup sepatu generator sinkron

diper+i!atkan pada gambar di bawa! ini.

0ambar *.* 7otor sa+ient kutub sepatu/ pada generator

sinkron

$ada kutub sa+ient2 kutub magnet menonjo+ ke+uar dari

permukaan rotor sedangkan pada kutub non sa+ient2 konstruksi

kutub magnet rata dengan permukaan rotor.

7otor si+inder umumnya digunakan untuk rotor dua

kutub dan empat kutub2 sedangkan rotor kutub sepatu

digunakan untuk rotor dengan empat atau +ebi! kutub.

$emi+i!an konstruksi rotor tergantung dari ke"epatan putar prime mover2 -rekuensi dan rating daya generator. 0enerator

dengan ke"epatan *9:: rpm ke atas pada -rekuensi 9: 'z dan

rating daya sekitar *:M1A menggunakan rotor si+inder.

Sementara untuk daya dibawa! *: M1A dan ke"epatan renda!

maka digunakan rotor kutub sepatu. 0ambaran bentuk kutup

si+inder generator sinkron diper+i!atkan pada gambar di bawa!

ini.


2/5

a/

b/0ambar *.; 0ambaran bentuk a/ rotor &on,sa+ient rotor

si+inder/2 b/ penampang rotor pada generator

sinkron

Arus D5 disup+ai ke rangkaian medan rotor dengan dua "ara<

*. Menyup+ai daya D5 ke rangkaian dari sumber D5 eksterna+

dengan sarana s+ip ring dan sikat.

;. Menyup+ai daya D5 dari sumber D5 k!usus yang

ditempe+kan +angsung pada batang rotor generator

sinkron.

2.2 Prinsip Kerja Generator Sinkron

Ke"epatan rotor dan -rekuensi dari tegangan yang

dibangkitkan berbanding se"ara +angsung memper+i!atkan

prinsip kerja dari sebua! generator A5 dengan dua kutub2 dan

dimisa+kan !anya memi+iki satu +i+itan yang terbuat dari dua

peng!antar se"ara seri2 yaitu peng!antar a dan a=.

)i+itan seperti ini disebut )i+itan terpusat2 da+am generator

sebenarnya terdiri dari banyak +i+itan da+am masing,masing

$!asa yang terdistribusi pada masing,masing a+ur stator dan

disebut )i+itan terdistribusi.

Diasumsikan rotor berputar seara! jarum jam2 maka -+u6

medan rotor bergerak sesuai +i+itan jangkar. Satu putaran rotor da+am satu detik meng!asi+kan satu sik+us per ditik atau *

'ertz 'z/. Bi+a ke"epatannya >: revo+ution per menit 7pm/2

-rekuensi * 'z.

(ntuk -rekuensi - ? >: 'z2 maka rotor !arus berputar @>::

7pm. (ntuk ke"epatan rotor n rpm2 rotor !arus berputar pada

ke"epatan n>: revo+ution per detik rps/. Bi+a rotor

mempunyai +ebi! dari * pasang kutub2 misa+nya $ kutub maka

masing,masing revo+ution dari rotor menginduksikan $;

sik+us tegangan da+am +i+itan stator. Frekuensi dari tegangan

induksi sebagai sebua! -ungsi dari ke"epatan rotor.

- ? $ n 'ertz

; >:

(ntuk generator sinkron tiga p!asa2 !arus ada tiga bbe+itan

yang masing,masing terpisa! sebesar *;: derajat +istrik da+am

ruang sekitar ke+i+ing "e+a! udara seperti diper+i!atkan pada

kumparan a a=2 b b= dan " "=

Masing,masing +i+itan akan meng!asi+kan ge+ombang

F+uksi sinus satu dengan +ainnya berbeda *;: derajat +istrik.

Da+am keadaan seimbang besarnya -+uksi sesaat <

CA ? C m Sin Et

CB ? C m Sin Et *;:/

C5 ? C m Sin Et ;G:/

Bentuk gambaran seder!ana !ubungan kumparan @,

-asa dengan tegangan yang dibangkitkan diper+i+!atkan pada

gambar di bawa! ini.


3/5

0ambar *.@ 0ambaran seder!ana kumparan @,-asa dan

tegangan yang dibangkitkan

$ada rotor kutub sepatu2 -+uks terdistribusi sinusoida+

didapatkan dengan mendesain bentuk sepatu kutub.

Sedangkan pada rotor si+inder2 kumparan rotor disusun se"ara

k!usus untuk mendapatkan -+uks terdistribusi se"ara

sinusoida+. (ntuk tipe generator dengan kutub interna+interna+ po+e generator/2 sup+ai D5 yang di!ubungkan ke

kumparan rotor me+a+ui s+ip ring dan sikat untuk

meng!asi+kan medan magnet merupakan eksitasi daya renda!.

Hika rotor menggunakan magnet permanen2 maka tidak s+ip

ring dan sikat karbon tidak begitu diper+ukan.

2.3 Kecepatan Putar Generator Sinkron

Frekuensi e+ektris yang di!asi+kan generator sinkron

ada+a! sinkron dengan ke"epatan putar generator. 7otor

generator sinkron terdiri atas rangkaian e+ektromagnet dengan

sup+ai arus D5. Medan magnet rotor bergerak pada ara!

putaran rotor. 'ubungan antara ke"epatan putar medan

magnet pada mesin dengan -rekuensi e+ektrik pada stator

ada+a!<

yang mana<

-e ? -rekuensi +istrik 'z/

nr ? ke"epatan putar rotor ? ke"epatan medan magnet rpm/

p ? jum+a! kutub magnet

O+e! karena rotor berputar pada ke"epatan yang

sama dengan medan magnet2 persamaan diatas juga

menunjukkan !ubungan antara ke"epatan putar rotor dengan

-rekuensi +istrik yang di!asi+kan. Agar daya +istrik

dibangkitkan tetap pada -rekuensi 9:'z atau >: 'z2 maka

generator !arus berputar pada ke"epatan tetapdengan jum+a!kutub mesin yang te+a! ditentukan. Sebagai "onto! untuk

membangkitkan >: 'z pada mesin dua kutub2 rotor arus

berputar dengan ke"epatan @>:: rpm. (ntuk membangkitkan

daya 9: 'z pada mesin empat kutub2 rotor !arus berputar

pada *9:: rpm.

###. 7A&0KA#A& KOM$%&SAS# FASA MO8O7 S#&K7O&

@.* )angka! kerja

a. Siapkan semua a+at yang akan digunakan

b. 'ubungkan kabe+ !ubung sesuai dengan gambar

rangkaian yang te+a! disediakan.

". $astikan rangkain te+a! dirangkai sesuai dengangambar dan siap dinya+akan

d. Beri tegangan motor D5 sampai @::: 7$M

e. (kur tegangan dan beda -asa masing,masing

i. Ke"epatan motor D5

ii. 8egangan dengan eksitasi @I: vo+t

iii. Frekuensi pada generator


4/5

iv. Beda -asa dengan me+i!at perputaran )%D !ingga

ke"epatannya +ambat. Apabi+a nya+a )%D !ijau

segera nya+akan tegangan $)&.

-. )i!at p!ase seJuen"enya.

g. Hika tegangan suda! sinkron2 amati daya dan "os p!i

nya.!. &aikkan ni+ai eksitasinya

i. 5atat !as+ per"oban pada tabe+.

@.; $emba!asan$rinsip kerja pada kompensasi -asa motor

sinkron ini sama dengan per"obaan sebe+umnya2 yaitu

menje+askan ba!wa motor sinkron tidak dapat bekerja

sendiri. Motor sinkron !arus digerakkan sesuai dengan

gambar rangkaian yang ada !ingga men"apai ke"epatan

@::: rpm dan tegangan antar -asa @I: 1o+t. (ntuk

mensinkronkan generator dengan $)& -rekuensi yang

di!asi+kan dari generator atau $)& !arus mampu

men"apai 9: 'z. Ketika nya+a )%D berja+an keara!

kanan maka se+uru! system bersi-at indukti- apabi+a

keara! kiri bersi-at kapasiti-.Saat mensinkronkan )%D tidak berada pada

posisi indukti- maupun kapasiti- tetapi pada saat posisi :2

yaitu ketika nya+a )%D warna mera! menjadi !ijau. Saat

)%D berwarna !ijau maka generator suda! sinkron.

Dengan ber!asi+nya proses sinkronisasi generator maka

generator sinkron dapat diuba! menjadi motor sinkron

dengan memberikan beban dan eksitasi dinaikkan maka

torsi motor bertamba!.(ntuk mengeta!ui daya yang diserap2 dan yang

meng!asi+kan daya dengan tegangan daya naik me+ebi!i

tegangan awa+ di+i!at menggunakan "os p!i meter. Saat

"os p!i meter menunjukan posisi indukti-2 generator berja+an pada keadaan +eading indukti-. Apabi+a tegangan

dan ke"epatan dari motor naik maka "os p!i meter akan

turun. Keadaan tersebut menunjukan ba!wa pada

kapasiti- generator beruba! menjadi motor dengan

me+i!at daya pada watt meter.

Faktor daya motor induksi yang renda! se+a+u

tidak dike!endaki di industri. 8etapi da+am ap+ikasi

industri kondisi -aktor daya renda! tak dapat di!indari2

terutama bi+a disebabkan beban motor yang tidak tetap

dan sebagian waktunya berbeban no+. Motor induksi

dengan beban penu! dapat memberikan -aktor dayatinggi seperti ter"antum da+am papan namanya name

p+ate/ sekitar :2I sampai dengan :2. &amun bi+a motor

berbeban ke"i+ maka -aktor daya akan turun2 dan ba!kan

bi+a tanpa beban2 -aktor daya motor bisa men"apa :2@.

Kondisi ini dapat diatasi bisa di+akukan pengaturan

tegangan motor yang se+a+u dapat disesuaikan dengan

besarnya beban setiap saat.

#1. K%S#M$()A&

Dari pemba!asan diatas dapat disimpu+kan ba!wa <

*. Dari !asi+ pene+itian ini dapat disimpu+kan ba!wa

perbaikan -aktor daya dapat di+akukan dengan

mengurangi tegangan masukan motor pada saat

motor berbeban ringan. $erbaikan -aktor daya tidak

akan e-ekti- bi+a beban motor +ebi! besar dari :2G

beban norma+.

;. (ntuk menja+ankan motor sinkron !arus diberi

penggerak awa+ dari +uar karena motor sinkron tidak

dapat bergerak sendiri.

@. Kompensasi -asa motor sinkron tidak !anya dapat

menaikkan daya tegangan dari $)&2 tapi juga

ber-ungsi sebagai pemberbaikan -aktor daya.

(ntuk menaikkan daya dari generator ke $)& denganmenaikan ke"epatan motor D5 dan eksitasi generator

sinkron

7 %F%7%&S#

* )aporan $raktikum 8eknik 8enaga )istrik

L; D% )O7%&NO.;:**. Electrical Poer Enggineering .


5/5

L@ K!ater2 F.M.'.2 &ovotny2 D.W.2 *I>2 An %Juiva+ent 5ir"uit Mode+ -or

$!ase Ba"k 1o+tage 5ontro+ o- A5 Ma"!ines2 ### 8ransa"tion on

#ndustry App+i"ation 1o+. #A,;; &o. 92 SeptemberO"tober *I>

Documents

Makalah Kompensasi Fasa Motor Sinkron Wisnu Oryza 22 Lt2a