LAPORANPRAKTIKUM PEMBANGKIT TENAGA LISTRIK

PERCOBAAN IIIPENGENDALIAN TEGANGAN DAN FREKUENSI PADA GENERATOR SINKRON

Oleh Kelompok 3

Akhmad Insya Ansori(110534406807)

Alvin Zuhair

(110534406871)

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

SEPTEMBER 2013Praktikum PembangkitPraktikum III

Pengendalian Tegangan Dan Frekuensi Pada Generator SinkronNama :

Prodi/Smt: S1PTE-A 2011/gasalNIM :

Jurusan Teknik ElektroKelompok : 10

Fakultas Teknik - UMTanggal :

A. TUJUANMemperkenalkan kemahasiswa tentang mengendalikan tegangan dan frekuensi pada generator sinkron.B. DASAR TEORIa. Generator Sinkron

Generator sinkron merupakan mesin listrik arus bolak-balik yang mengubah energy mekanik menjadi energy listrik arus bolak-balik. Energi mekanik diperoleh dari penggerak mula (prime mover) yang terkopel dengan rotor generator, proses induksi elektromagnetik yang melibatkan kumparan rotor dan kumparan stator. Mesin listrik arus bolak-balik ini disebut sinkron karena rotor berputar secara sinkron atau berputar dengan kecepatan yang sama dengan kecepatan medan magnet putar. Prinsip Kerja Generator Sinkron

Gambar. Generator AC 1 fasa dua Kutub

Gambar diatas akan memperlihatkan prinsip kerja dari sebuah generator AC dengan dua kutub, dan dimisalkan hanya memiliki satu lilitan yang terbuat dari dua penghantar secara seri, yaitu penghantar a dan a. Lilitan tersebut disebut Lilitan terpusat, dalam generator sebenarnya terdiri dari banyak lilitan dalam masing-masing fasa yang terdistribusi pada masing-masing alur stator dan disebut Lilitan terdistribusi. Diasumsikan rotor berputar searah jarum jam, maka fluks medan rotor bergerak sesuai lilitan jangkar. Satu putaran rotor dalam satu detik menghasilkan satu siklus per detik atau 1 Hertz (Hz).Bila kecepatannya 60 Revolution per menit (Rpm), frekuensi 1 Hz. Maka untuk frekuensi f = 60 Hz, rotor harus berputar 3600 Rpm. Untuk kecepatan rotor n rpm, rotor harus berputar pada kecepatan n/60 revolution per detik (rps). Bila rotor mempunyai lebih dari 1 pasang kutub, misalnya P kutub maka masing-masing revolution dari rotor menginduksikan P/2 siklus tegangan dalam lilitan stator. Frekuensi dari tegangan induksi sebagai sebuah fungsi dari kecepatan rotor, dan diformulasikan dengan: Generator Tanpa BebanApabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar:

Eo=4,44.Kd.Kp.f.m.TVolt

Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh), seperti diperlihatkan pada gambar dibawah. Kondisi generator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian ekuivalennya seperti diperlihatkan pada gambar dibawah.

b. Power Analyzer

Adalah suatu peralatan ukur yang digunakan untuk mengetahui kualitas daya dari tenaga listrik. Alat ini sangat kompleks, karena dapat mengukur tegangan, arus lisrik, frekuensi, dayakomples, daya aktif, daya reaktif dan factor daya. Merk yang digunakan adalah LEM dengan spesifikasi Analyst 3Q.Pada penelitian ini, parameter yang diukur menggunakan peralatan ini adalah besaran listrik dasar, yaitu tegangan, arus dan frekuensi listrik.

c. Inverter

Inverter adalah perangkat elektronika yang dipergunakan untuk mengubah tegangan DC (Direct Current) menjadi tegangan AC (Alternating Curent). Output suatu inverter dapat berupa tegangan AC dengan bentuk gelombang sinus (sine wave), gelombang kotak (square wave) dan sinus modifikasi (sine wave modified). Sumber tegangan input inverter dapat menggunakan battery, tenaga surya, atau sumber tegangan DC yang lain.

d. Tachometer

Tachometer adalah sebuah alat untuk mengukur kecepatan putaran mesin atau motor.Kecepatan putaran ini biasanya dinyatakan dalam satuan RPM (revolutions per minute).Secara sederhana, tachometer terdiri dari 3 bagian, yaitu sensor, pengolah data dan penampil. Sekalipunbanyak sensor bisa digunakan, namununtuk kemudahan pembuatan, dalam aplikasi ini akan digunakan sensor cahaya Fotodiode, sebuah LED pemancarin frared, dan sebuah enkoder.

C. ALAT DAN BAHAN1. Modul generator2. AVO meter3. Power Analyzer DW 60914. Tachometer5. Power supply (reostrat)D. LANGKAH KERJA1. Rangkai modul generator sesuai gambar di bawah ini

2. Berikan tegangan pada medan 20 volt, Atur putaran dari 0 sampai 1500 rpm, ukur frekuensi pada tegangan output generator dan isilah tabel 1 di bawahPutaran (rpm)VoutFrekuensi

5002218 Hz

75029.723 Hz

10004030 Hz

125050.435 Hz

150060.339 Hz

3. Set putaran 1000 rpm, berikan tegangan pada kumparan medan 0 sampai 30 volt, ukur tegangan output generator dan isilah tabel 2 di bawah.

Tegangan Kumparan Medan (volt)VoutFrekuensi

04.237.9 Hz

5 1231.9 Hz

102531,4 Hz

153528.2 Hz

2042.426 Hz

244625 Hz

4. Analisa hasil percobaan, buat grafiknya dan buat laporannya.

E. ANALISA Frekuensi

Analisa : Bisa dilihat dari grafik diatas bahwa ketika kecepatan putaran meningkat, maka Tegangan yang dihasilkan juga meningkat. Hal ini dikarenakan semakin cepat perpotongan arah medan magnet terhadap induksi elektromagnetik. Lambat laun, frekuensi pada tegangan yang dihasilkan juga akan naik. Tegangan medan awal 20 volt dengan kecepatan putar sebesar 500 rpm.

Tegangan Kumparan

Analisa : Saat kecepatan putar di atur konstan 1000 RPM, Tegangan yang dihasilkan bisa bertambah selama kita menaikkan tegangan dikumparan medan. Namun hal tersebut bisa menurunkan Frekuensi pada tegangan output. F. KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilaksanakan dapat ditarik kesimpulan bahwa pada percobaan 1, nilai dari frekuensi tergantung pada n (putaran rotor), dimana semakin banyak putaran rotor semakin banyak pula nilai frekuensi yang dihasilkan. Dan apabila kecepatan rotor konstan maka frekuensi yang dihasilkan juga konstan. Hal itu sesuai dengan teori dari generator sinkron satu fasa dimana : . Oleh karena itu disebut generator sinkron yang bekerja pada kecepatan konstan dikenal sebagai generator sinkron, karena frekuensi listriknya akan tetap konstan jika kecepatan putaran mekanis rotornya pun konstan, sehingga frekuensi listriknya sinkron terhadap kecepatan putar rotor.Dan sesuai data percobaan kedua bahwa tegangan yang dikeluarkan generator tergantung dari tegangan medan yang diberikan dimana semakin tinggi tegangan medan, semakin besar pula tegangan yang dikeluarkan oleh generator. Tegangan pada generator sinkron bias drop karena terjadi:1. Putaran rotor yang menurun2. Jumlah garis gaya magnet/ fluks magnet yang melintasi inti rotor berkurang.Inver

ter

G

V

Rh

V

_1447515320.xlsChart1

20.216.89

27.616.611

38.222.626

46.624.929

Vout

Frekuensi

Daya

Putaran (1000 RPM)

Sheet1

Putaran (rpm)VoutFrekuensiDaya

50020.216.89

75027.616.611

100038.222.626

125046.624.929

_1447527816.xlsChart1

4.350.226

9.927.117

18.918.711

31.116.613

Vout

Frekuensi

Daya

Tegangan Kumparan Medan

Sheet1

Tegangan Kumparan Medan (volt)VoutFrekuensiDaya

04.350.226

59.927.117

1018.918.711

1531.116.613