GENERATOR PENGUAT TERPISAH,SHUNT, DAN SERI
LAPORAN PRAKTIK MESIN LISTRIK
PERCOBAAN GENERATOR PENGUAT TERPISAH, GENERATOR
SHUNT DAN GENERATOR SERI
Disusun :
FERI SASANA N
08501241004
PENDIDIKAN
TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS
TEKNIK
UNIVERSITAS
NEGERI YOGYAKARTA
YOGYAKARTA
2010
PERCOBAAN GENERATOR PENGUAT TERPISAH, GENERATOR SHUNT DAN
GENERATOR SERI
A. Dasar
Teori Generator Penguat Terpisah dan Generator Penguat Sendiri (Shunt dan Seri)
1.
Generator
Penguat Terpisah
Disebut
generator penguat terpisah karena sumber tegangan yang digunakan untuk menyuplai
lilitan penguat medan magnet adalah terpisah dari rangkaian kelistrikan
generator. Sumber tegangan tersebut bisa dari baterai atau sumber listrik arus
searah lainnya.
2.
Generator Penguat
Sendiri
Disebut
generator penguat sendiri karena sumber tegangan yang digunakan untuk menyuplai
lilitan penguat medan magnet diambil dari keluaran generator tersebut. Ditinjau
dari cara menyambung lilitan penguat magnetnya, terdapat beberapa jenis yaitu :
a.
Generator
Shunt
Generator
Shunt adalah generator yang lilitan penguat magnetnya disambung parallel dengan
lilitan jangkar. Pada generator ini, jumlah lilitan penguat magnet banyak,
namun luas penampang kawatnya kecil. Hal ini
bertujuan agar hambatan lilitan penguatnya (Rsh) besar.
b.
Generator
Seri
Generator
Seri adalah generator yang lilitan penguat magnetnya disambung seri dengan
lilitan jangkar. Pada generator ini, jumlah lilitan penguat magnet sedikit,
namun luas penampang kawatnya besar. Hal ini
bertujuan agar hambatan lilitan penguatnya (Rs) kecil.
3. POLARITAS
TEGANGAN PADA GENERATOR ARUS SEARAH
Polaritas tegangan yang dihasilkan oleh lilitan jangkar
dipengaruhi oleh arah garis-garis gaya dan arah putaran jangkar. Jika salah
satu terbalik maka : pada generator penguat terpisah tidak mempengaruhi besar
tegangan yang dibangkitkan, hanya polaritas tegangan pada terminal generator
terbalik. Lain halnya dengan generator penguat sendiri, walaupun generator
diputar dengan kecepatan nominal, generator tidak menghasilkan tegangan sesuai
yang diharapkan. Hal tersebut terjadi karena arus yang mengalir pada lilitan
penguat magnet menghasilkan garis-garis gaya magnet yang melawan magnet sisa,
sehingga walaupun generator diputar dengan kecepatan nominal, lama kelamaan
generator menghasilkan tegangan yang besar, tetapi tegangan generator akan
hilang.
4.
DAYA,
RUGI DAYA DAN EFISIENSI
Pada generator terdapat dua macam kerugian, yaitu rugi
inti-gesek dan rugi tembaga. Secara blok diagram, berbagai jenis daya yang
terdapat pada generator adalah sebagai berikut :
 |
Daya masukan daya pada Jangkar daya keluaran
(Pin) (Pa) (PL) |
Rugi inti dan gesek Rugi tembaga (Pcu)
Keterangan
:
Pin
= daya masukan generator = daya jangkar + rugi inti-gesek
= daya keluaran penggerak mula(HP, 1HP
=736 watt)
Daya
masukan generator (Pin) dapat juga ditentukan dengan menggunakan rumus :
Pin
= T x 2πn/60
Pa
= daya pada jangkar = Ea Ia
PL = Pout = Daya
keluar = V IL
= Pa – Pcu
Efisiensi
generator dapat ditentukan dengan rumus :
η = PL/Pin
= V IL/HP x 736
= V IL/T x 2 πn/60
Dalam suatu pengujian, daya masukan generator (Pin) =
daya keluaran penggerak mula generator. Jika penggerak mula daya keluaran
diukur dengan sebuah peralatan (disebut torsi meter), maka jika diubah kesatuan
watt, daya keluaran penggerak mula atau daya masukan generator adalah :
Pin = T x 2πn/60
Keterangan
:
T
= Torsi keluaran penggerak mula (Nm)
n = Jumlah putaran penggerak mula
(rpm)
5.
Besarnya
Ggl Induksi
Besarnya
ggl induksi pada lilitan jangkar dapat ditentukan dengan rumus :
Ea
= pφ(n/60)(Z/A) volt
Ea = C1nφ
Keterangan
:
Ea=
ggl induksi yang dibangkitkan oleh lilitan jangkar (volt)
P
= jumlah kutub
n=
jumlah putaran rotor (rpm)
Z
= jumlah penghantar total lilitan jangkar
φ= jumlah garis-garis
gaya magnet (Weber)
A = jumlah
cabang parallel lilitan jnagkar
6.
Karakteristik
generator
Terdapat
dua karakteristik yang sering diungkap dalam generator, yaitu :
a.
Karakteristik
Tanpa Beban Ea =f(Im), n = konstanta
b.
Karakteristik
Luar V=f(IL), n = konstanta
a.
Karakteristik
tanpa beban generator terpisah
Ea
= f(Im),n = tetap
Ea = C1φn.
Karena φ sangat terpengaruh oleh sifat inti magnetnya, maka Ea=f(Im), bukan
merupakan garis lurus, melainkan merupakan garis lengkung seperti halnya
lengkungan kemagnetan.
b. Karakteristik
luar generator penguat terpisah V = f(IL), n = konstan
Besarnya
tegangan terminal V berkurang disebabkan adanya kerugian tegangan Ia.Ra
c. Karakteristik
tanpa beban generator shunt Ea = f(Im), n = konstan
Ea
= C1nφ . Karena φ sangat terpengaruh oleh sifat inti magnetnya, maka Ea = f(Im), bukan
merupakan garis linier, melainkan merupakan garis lengkung seperti halnya
lengkung kemagnetan. Arus penguat magnet
diambil dari keluaran generator itu sendiri.
d. Karakteristik
luar generator shunt V = f(IL), n = konstan
Dibandingkan
dengan besarnya tegangan terminal pada generator penguat terpisah, pada
generator ini penurunan tegangan lebih besar. Hal ini disebabkan karena arus
penguat magnet sangat tergantung oleh besarnya tegangan terminal V. Pada hal
tegangan terminal V turun akibat kerugian tegangan Ia.Ra.
e. Karakteristik
tanpa beban generator seri Ea = f(Im), n = konstan
Pada
generator seri, arus penguat seri Is = arus jangkar Ia = arus beban IL, sehingga
khusus pada generator penguat seri, pengujian generator untuk membuat karakteristik
tanpa beban Ea = f(Im) tidak dapat dilakukan satu-satunya karakteristik
luarnya.
f. Karakteristik
luar generator seri V = f(IL), n = konstan
Dengan
mengatur arus beban IL, berarti mengatur arus penguat magnet serinya. Oleh
karena itu bentuk karakteristik luar generator penguat seri sama dengan
karakteristik tanpa beban Ea = f(Lm) generator shunt
B. Rangkaian Percobaan
1.
Generator
Penguat Terpisah
Rangkaian
percobaan generator penguat terpisah
Keterangan gambar :
Rm : Hambatan asut pada rangkaian generator
RL
: Hambatan beban resistor
2. Generator Shunt
Rangkaian percobaan generator shunt
Keterangan gambar :
Rm : Hambatan asut pada rangkaian generator
RL : Hambatan beban resistor
3.
Generator Seri
Rangkaian percobaan generator seri
C.
Data percobaan
Tabel 1. Data Ea =
f(Im) generator penguat terpisah
|
n=1400 rpm
|
n=1300 rpm
|
||||||
|
Kenaikan
|
Penurunan
|
Kenaikan
|
penurunan
|
||||
|
Im (A)
|
Ea (V)
|
Im (A)
|
Ea (V)
|
Im (A)
|
Ea (V)
|
Im (A)
|
Ea (V)
|
|
0
|
32
|
0
|
35
|
0
|
25.5
|
0
|
27,5
|
|
0.05
|
75
|
0.05
|
51
|
0.05
|
50
|
0.05
|
55
|
|
0.1
|
97.5
|
0.1
|
105
|
0.1
|
87.5
|
0.1
|
97.5
|
|
0.15
|
135
|
0.15
|
150
|
0.15
|
125
|
0.15
|
132.5
|
|
0.2
|
175
|
0.2
|
185
|
0.2
|
157.5
|
2
|
167.5
|
|
0.25
|
200
|
0.25
|
200.5
|
0.25
|
180
|
0.25
|
187.5
|
|
0.3
|
220
|
0.3
|
225
|
0.3
|
200
|
0.3
|
207.5
|
|
0.35
|
235
|
0.35
|
242.5
|
0.35
|
215
|
0.35
|
217.5
|
|
0.4
|
250
|
0.4
|
255
|
0.4
|
225
|
0.4
|
230
|
|
0.45
|
225
|
0.45
|
260
|
0.45
|
235
|
0.45
|
237.5
|
|
0.5
|
285
|
0.50
|
285
|
0.5
|
242.5
|
0.50
|
242.5
|
Tabel
2 Data V = f(IL), n = 1400 rpm konstan Generator Penguat Terpisah.
|
Data Pengamatan
|
Data Penghitungan
|
||||
|
IL (A)
|
V (Volt)
|
T (Nm)
|
Pin
|
Pout
|
ηg =Pout/Pin
|
|
1
|
222.5
|
1.6
|
234.448
|
222.5
|
0.94
|
|
1.5
|
200
|
2.2
|
322.37
|
300
|
0.93
|
|
2
|
195
|
2.8
|
410.284
|
390
|
0.95
|
|
2.5
|
192.5
|
3.4
|
498.202
|
481.25
|
0.96
|
|
3
|
187.5
|
4
|
586.12
|
562.5
|
0.96
|
|
3.5
|
180
|
4.6
|
674.038
|
630
|
0.93
|
|
4
|
175
|
5.2
|
761.956
|
700
|
0.92
|
Table 3 Data V= f(IL),
n 1400rpm konstan Generator Shunt
|
Data Pengamatan
|
Data Penghitungan
|
|||||
|
Im
|
IL (A)
|
V (volt)
|
T (Nm)
|
Pin (watt)
|
Pout (watt)
|
ηg=Pout/Pin
|
|
0,34
|
1
|
210
|
3
|
439.59
|
210
|
0.47
|
|
0,32
|
1.5
|
205
|
3.6
|
527.508
|
307.5
|
0.58
|
|
0,32
|
2
|
197.5
|
4
|
586.12
|
395
|
0.67
|
|
0,30
|
2.5
|
185
|
4.6
|
674.038
|
462.5
|
0.68
|
|
0,24
|
3
|
175
|
5
|
732.65
|
525
|
0.71
|
|
0,24
|
3.5
|
157.5
|
5,2
|
761.956
|
551.25
|
0.72
|
|
0,1
|
4
|
137.5
|
5
|
732.65
|
558
|
0.75
|
Table 4 Data V = f(IL),
n = 1400 rpm konstan Generator Seri
|
Data Pengamatan
|
Data Penghitungan
|
||||
|
IL (A)
|
V (volt)
|
T (Nm)
|
Pin (watt)
|
Pout (watt)
|
ηg=Pout/Pin
|
|
1
|
70
|
0,8
|
117.224
|
70
|
0.59
|
|
1.5
|
100
|
1,2
|
175.836
|
150
|
0.85
|
|
2
|
125
|
2
|
293.06
|
250
|
0,85
|
|
2.5
|
145
|
2.8
|
410.284
|
362.5
|
0.88
|
|
3
|
160
|
3.6
|
527.508
|
480
|
0.90
|
|
3.5
|
170
|
4,8
|
703,34
|
595
|
0.84
|
|
4
|
180
|
5,6
|
820.568
|
720
|
0.87
|
D.
JAWAB
1.
Ini
disebabkan pada kumparan penguat medan magnet masih terdapat medan magnet
tinggal atau histerisis sehingga jika rotor generator berputar maka akan
terjadi ggl induksi pada rotor.
2.
Karena
ada pengaruh histerisis maka saat penguat naik dan turun harganya akan berbeda.
3.
Gambar
karakteristik tanpa beban generator penguat terpisah
4.
Karena
dipengaruhi oleh besar ggl induksi yang dibangkitkan oleh generator.
5.
Disebabkan
karena medan magnet yang ditimbulkan oleh lilitan penguat medan magnet melawan
medan magnet utama yang seharusnya memperkuat medan utama menjadi melemahkan
medan magnet utama.
6. Gambar
karakteristik luar generator penguat terpisah, shunt, seri dalam satu sumbu
7. Menghitung
effisiensi masing-masing generator untuk masing-masing perubahan arus beban
Effisiensi generator
Untuk
generator penguat terpisah
Untuk IL = 1A
ηg =
Pout/Pin
= (V xIL)/(T x 2πn/60)
= (222.5 x 1)/(1.6 x 2 x 3,14 x 1400 / 60)
= 0.94
Untuk generator
Shunt
Untuk IL = 1A
ηg = Pout/Pin
= (V x IL)/(T x 2πn/60)
= (210 x 1)/(3 x 2 x 3,14 x 1400 / 60)
= 0.47
Untuk generator
Seri
Untuk IL = 1A
ηg = Pout/Pin
= (V x IL)/(T x 2πn/60)
= (70x 1)/(0.8 x 2 x 3,14 x 1400 / 60)
= 0,5
Gambar grafik ηg =f(IL) untuk masing-masing jenis dalam satu sumbu
E.
Kesimpulan
§ Pada pengujian generator penguat terpisah tegangan
terminal generator saat arus penguat naik dan turun harganya berbeda
§ Tegangan yang dibangkitkan untuk putaran 1400 dan 1300
rpm berbeda
§ Pada pengujian generator seri tidak ada raus dan
tegangan tidak ada medan magnet tinggal
menyebabkan tidak ada ggl induksi
Comments
Post a Comment