Analisis Karakteristik Generator Induksi

Analisis karakteristik Generator Induksi Rd. Dwi Cahyo wibowo (053469)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang

Perkembangan kebutuhan masyarakat semakin hari semakin pesat apalagi

dengan mahalnya minyak mentah dunia, bahkan sudah menyentuh 120 ribu dolar

per barel. Hal ini mengindikasikan semakin sulitnya beban ekonomi ragyat

Indonesia dimana negara kita Indonesia membutuhkan bahan bakar minyak untuk

berbagai keperluan termasuk keperluan untuk pembangkit tenaga/ energi listrik.

Seperti diketahui energi listrik merupakan energi yang sangat potensial dalam

berbagai keperluan. Tanpa energi listrik hampir sebahagian besar aktivitas kita

akan terhambat bahkan terhenti sama sekali.

Indonesia yang memiliki banyak sumber energi sebagai pembangkit energi

listrik, tetapi sumber energi tersebut belum tergali dan termanfaatkan secara

optimal atau maksimal. Kita memiliki energi panas bumi, energi angin, energi

gelombang pasang surut air laut, energi matahari yang melimpah, energi air terjun

dan lain sebagainya sebagai pembangkit energi listrik tetapi belum tergarap secara

maksimal. Sebagai contoh banyak dijumpai disekitar kita adalah potensi energi air

sebagai pembangkit listrik mikrohidro. Saat ini potensi tenaga air yang baru

tergarap secara besar-besaran adalah air sungai yang dibendung dan untuk

kapasitas pembangkit listrik kapasitas daya besar. Tetapi air sungai yang memiliki

aliran cukup deras sebetulnya dapat dimanfaatkan untuk menggerakkan generator

1


2

skala kecil sampai 10 kW (kilo watt). Generator yang digunakan adalah generator

sinkron (alternator) atau generator induksi.

Saat ini pemanfaatan generator induksi belum banyak digunakan dan

bahkan diketahui oleh masyarakat sebagai pembangkit energi listrik. Kebanyakan

masyarakat mengenal generator sinkron (alternator/ dinamo) sebagai pembangkit

energi listrik. Generator induksi dapat dibuat dari motor induksi dengan

menambah peralatan berupa kapasitor yang dipasang pada terminal bagian luar

dari motor tersebut. Bila motor induksi tersebut diputar pada putaran tertentu

maka akan menghasilkan energi listrik. Konstruksi dari generator induksi sangat

sederhana dan mudah perawatan, serta jarang mengalami kerusakan. Berkaitan

dengan pemberdayaan motor induksi sebagai generator induksi, yang mana motor

induksi tersebut banyak dijumpai di pasaran termasuk motor induksi sisa pakai

(bekas pakai) dan dipasarkan di pasar-pasar barang bekas (loak). Harga dari motor

induksi bekas relatif sangat murah. Sehubungan dengan itu sebetulnya masyarakat

kita dapat menikmati aliran energi listrik dengan mudah dan biaya murah

khususnya masyarakat yang ada di pedesaan.

1.2. Rumusan masalah

Dengan termanfaatkannya motor-motor induksi digunakan sebagai

generator induksi untuk pembangkit tenaga listrik maka permasalahan yang

dihadapi masyarakat baik masyarakat pedagang barang sisa yang menjual motor-

motor induksi akan mendapatkan omset penjualan meningkat, demikian juga

masyarakat yang menggunakan motor induksi sebagai generator induksi untuk


3

menghasilkan energi listrik merasakan manfaatnya, seperti mudah mendapatkan

generator induksi, harga dari generator induksi relatif murah dan

pemeliharaannya sederhana. Dibalik berbagai kemudahan tersebut perlu dilakukan

penelitian yang berkaitan dengan generator induksi dengan menggunakan motor

induksi bekas pemakaian industri. Atas dasar pertimbangan tersebut maka penulis

merumuskan masalah yang akan diteliti yaitu : Bagaimanakah Karakteristik

Motor Induksi (bekas pakai) yang digunakan sebagai Generator Induksi?

yang akan dilakukan dengan percobaan pengujian.

1.3. Batasan Masalah

Fokus terhadap permasalahan yang akan dianalisis dalam tugas akhir ini

adalah penelitian terhadap karakteristik generator indusi pada saat berbeban.

Yang menjadi batasan analisis termasuk diantaranya adalah :

1. karakteristik tegangan keluaran Generator induksi tersebut.

2. kinerja generator tersebut terhadap perubahan beban.

1.4. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan ini adalah sebagai berikut :

a. Mengetahui seberapa besara kemampuan generator induksi dengan

melakukan percobaan pengujian pada saat perubahan beban.

b. Mengetahui karakteristik, keunggulan dan kelayakan generator induksi

untuk digunakan sebagai pembangkit listrik tenaga mikro hidro.


4

c. Bagaimana regulasi tegangan motor induksi sisa pakai (eks) industri bila

digunakan sebagai generator induksi ?

1.5. Metode Pengumpulan Data

Metoda yang digunakan dalam penyelesaian tugas akhir ini adalah sebagai

berikut :

1. Studi Literature, yaitu pengumpulan data dengan mempelajari buku-buku,

diktat-diktat, dan brosur-brosur dari internet yang berhubungan dengan

bahan yang dibahas, khusus mengenai materi generator induksi.

2. Studi dokumentasi, yaitu pengumpulan data dengan melakukan

perbandingan data-data dari Buku, internet dll.

3. Diskusi, yaitu pengumpulan data dengan cara bertanya (diskusi) dengan

teman, dosen, dan rekan-rekan yang memahami permasalahan penulis.

1.6. Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan yang digunakan dalam penyusunan laporan proyek

akhir ini adalah sebagai berikut :

BAB I Pendahuluan

Dalam BAB I ini berisikan tentang latar belakang pemilihan judul,

rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penulisan, pembatasan

masalah, metode pengumpulan data untuk mempermudah

penyusunan laporan , dan sistematika penulisan laporan.


5

BAB II Landasan Teori Generator induksi

Dalam BAB II ini menjelaskan tentang dasar teori pendukung dari

Alat-alat dan bahan yang digunakan dalam Pengujian Generator

induksi yang diambil dari buku-buku referensi yang tercantum

dalam daftar pustaka.

BAB III Motor Induksi Sebagai Generator

Dalam BAB III ini berisikan tentang teori generator induksi dan

langkah-langkah yang perlu dilakukan dalam membuat percobaan

pengujian generator induksi dan pengambilan hasil dari pengujian.

BAB IV Hasil dan Pembahasan

Pada bab ini akan dijabarkan hasil-hasil pengamatan pada

percobaan generator induksi, meliputi : karakteristik pembebanan

dan data-data yang menunjang untuk penelitian.

BAB V Kesimpulan dan Saran

BAB V berisikan tentang kesimpulan dari proses analisa, dan

kendala kekurangan dalam pembuatan proyek akhir ini. Serta saran

yang membangun baik bagi penulis maupun untuk semuanya.


6

BAB II

GENERATOR, MOTOR DAN KAPASITOR

2.1. Konsep Dasar Generator

Seperti diketahui generator listrik adalah suatu mesin listrik yang

berfungsi mengubah energi mekanik menjadi energi listrik (electrical energy).

Tenaga mekanis, disini digunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar

dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan

kawat penghantar. Tenaga mekanis dapat berasal dari tenaga panas, tenaga

potensial air, motor diesel, motor bensin bahkan dari motor listrik.

Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut bisa arus searah atau

arus bolak-balik, hal ini tergantung dari susunan/ konstruksi generator dan sistem

pengambilan arusnya. Sebab itu ada 2 macam generator :

a. Generator arus searah

b. Generator arus bolak-balik

2.1.1. Teori dasar Generator

“Prinsip dasar generator adalah suatu konduktor yang digerakan

memotong medan magnet akan membangkitkan tegangan induksi pada konduktor

tersebut”. (Zuhal 1991 : hal 1)

6


7

Gambar 2.1 Prinsip Kerja Generator (Zuhal 1991 : hal 1)

Prinsip dasar dari generator tersebut didukung oleh beberap teori dasar

yang dikemukakan oleh Faraday.

2.1.2. Hukum Faraday

Hukum faraday berbunyi “gaya-gaya listrik induksi yang terjadi dalam

suatu rangkaian besarnya berbanding lurus dengan perubahan-perubahan fluks

magnet yang dilingkupinya”. (Sutarman 2003: hal 182).

Fluks magnet adalah banyaknya garis magnet yang dilingkupi oleh luas

daerah.

φ = B.A

Dimana : φ = Fluks mangnetik (Wb)

B = Induksi Magnetik (Wb/m²)

A = Luas permukaan (m²)

Gambar 2.2. Fluks Magnetik


8

Jika ditinjau dari gambar 2-3 luas (A) adalah luas daerah ab’ab’,

pergeseran kawat ab sejauh s mengakibatkan terjadinya perubahan fluks magnet.

Δφ = A.B

Δφ = (l.s).B

Dari persamaan e = -B.l.(s/Δt) ; e. Δt = -B.l.s dan dari persamaan nilai (l.s) = Δφ/B

sehingga persamaan ggl e dari persamaan menjadi :

e.t = Δφ/ Δt

atau dapat ditulis

e = dtdφ

− ................................. 2

2.1.3. Prinsip Kerja Generator

Dalam prinsip kerja generator terdapat 3 hal pokok, yaitu :

1. Adanya fluks magnet, yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.

2. Adanya kawat penghantar listrik yang merupakan tempat terbentuknya GGL.

3. Adanya gerakan relatif antara fluks magnet dengan kawat penghantar listrik.

Arah-arah GGL induksi, medan dan gerak dapat diingat dengan kaidah tangan

kanan.

GGL

FLUKS

GERAKAN

Gambar 2.3. Kaidah Tangan Kanan


9

Buat ibu jari, telunjuk dan jari tengah tangan kanan, hingga tegak lurus.

Apabila ibu jari di arahkan ke arah gerakan, telunjuk serah dengan medan, maka

jari tengah menunjuk ke arah GGL.

(Proyek akhir 2004 : Asep Soni : hal 9-10).

Gambar 2.4. Prinsip Kerja Generator 1

Dalam gambar bagian (a) adalah gambar yang menjelaskan prinsip kerja

generator, dimana generator terdiri dari medan magnet, konduktor, cincin geser

dan rangkaian listrik yang menyalurkan listrik dari generator. Ketika sebuah fluksi

magnetik dari medan magnet melintai sebuah konduktor (gambar b) akan terjadi

sebuah perpotongan. Perpotongan tersebut akan menyebabkan terjadinya gaya

lorentz yang akan berakibat perubahan fluksi persatuan waktu. Inilah yang disebut

gaya gerak listrik (ggl) seperti yang ditunjukkan pada gambar.

Spins armature produces electricity

Gambar 2.5. Prinsip Kerja Generator 2


10

Besar kecilnya ggl induksi tergantung pada perubahan kecepatan dan kuat

medan itu sendiri. Bila dalam penghantar terdiri dari beberapa belitan, maka tiap

belitan akan terjadi gejala induksi, maka berlaku :

)( ϕϕ Ndtd

dtdNeind −=−=

atau dtdeindϕ

−= ................................. 3

dimana :

eind = Gaya gerak listrik yang diinduksikan (Volt)

Φ = Fluk tergabung (weber)

t = waktu (sekon)

N = Banyanya kumparan (lilitan) yang memotong medan magnet

Dengan demikian besarnya tegangan listrik bergantung dari jumlah

kumparan yang memotong medan magnet setiap detik. Makin banyak kumparan

pada generator yang memotong medan magnet setiap detik, demikian juga makin

kuat medan magnet yang dihasilkan kutub magnet, maka tegangan listrik yang

dibangkitkan generator semakin besar.

Belitan yang berputar dalam medan magnet dengan kecepatan tetap, maka

fluks yang terdapat dalam belitan itu pada saat t adalah fluks pada saat t = 0 yang

berputar dengan kecepatan sudut m.

ϕ =ϕmax Cos ωt.

Jika ω adalah jumlah belitan yang letaknya terkonsentrasi pada suatu

tempat maka ggl yang diinduksikan adalah :


11

dtdeindϕ

−= )cos( tNdtd

dtdN maks ωϕϕ

−=−

= Nϕmaks sin ωt.

atau e = emaks sin ωt.

T adalah periode waktu yang terjadi setelah gejala kembali pada besaran

semula.

T = ωπ2 atau

Tπω 2

=

Didefinisikan bahwa frekuensi adalah f = T1

Maka ω = 2π f

Gambar 2.6 Grafik Sinusoida

Nilai-nilai tegangan yang diinduksikan adalah mengintegrasikan ½ periode

sehingga diperoleh nilai rata-rata Er

π

πω

πω

ω

ω

π

maksr

maksmaksmaksr

maksr

eE

et

edtt

Te

E

dtteT

edtT

E

2

2)]cos(

2)sin(

2

)sin(22

0

5.0

0

5.0

0

5.0

0

=

===

==

∫

∫∫

Sedangkan untuk nilai efektif adalah dengan mengintegrasi kuadrat e

untuk satu perioda yang kemudian diakarkan.


12

E = ∫T

dteT 0

21 ................................. 4

Misalkan e = emaks cos ωt, maka dapat ditulis :

2

2)()2cos1(

21

)()(coscos1

2

0

0

2

0

22

maks

maksT

maks

Tmaks

T

eE

etdt

eE

tdte

tdteT

E

=

=+=

==

∫

∫∫

ωωω

ωωω

ω

2.2. Motor Listrik

Secara umum, motor listrik berfungsi untuk mengubah energi listrik

menjadi energi mekanik yang berupa tenaga putar. Di dalam motor DC, energi

listrik disuplai langsung pada kumparan jangkar dengan melalui sikat-sikat dan

komutator, oleh karena itu motor DC disebut motor konduksi.

Untuk motor AC tak serempak (asinkron), kumparan rotornya tidak

menerima energi listrik langsung, tetapi secara induksi dari medan magnet putar

yang ada pada lilitan statornya. Sehingga motor jenis ini biasa disebut dengan

motor induksi dengan rotor lilit, ujung-ujung lilitanya selalu dihubungsingkatkan

melalui slip ring. Sedangkan rotor sangkar, unujg-ujung konduktor-konduktornya

telah dihubungsingkatkan.Motor induksi tiga fasa banyak dipakai dikalangan

industri, karena beberapa keuntungan antara lain sangat sederhana dengan daya

tahan kuat, harga relatif murah dan mudah perawatanya, dan memiliki efisiensi

cukup tinggi. (Yon Rijono, 1997 :266)


13

Hukum –hukum yang mendasari prinsip pembangkitan medan magnet

antara lain adalah hukum faraday, hukum pertama maxwel, hkum Lenz dan

hukum Hopkinson. (Abdul Kadir, 1983:2)

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor secara umum sama yaitu

1. Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya

2. Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah

lingkaran/ loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan

magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

3. Pasangan gaya menghasilkan energi putar/torque untuk memutar

kumparan.

4. Motor-motor memilki pasangan loop pada dinamonya untuk

memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya

dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Dalam memahami sebuah motor, penting untuk mengerti apa yang

dimaksud beban motor. Beban mengacu pada keluaran tenaga putar/ torque sesuai

dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam

tiga kelompok (BEE India,2004):

1. Beban torque konstan adalah beban dimana permintaan keluaran

energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya namun torque nya tidak

bervariasi. Contoh beban dengan torque konstan adalah coveyors, rotary

kilns, dan pompa displacement konstan.


14

2. Beban dengan variable torque adalah beban dengan torque yang bervariasi

dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan variable torque adalh

pompa sentrifugal dan fan ( torque bervariasi sebagai kwadrat kecepatan )

3. Beban dengan energi konstan adalah beban dengan permintaan torque

yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk

untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

Motor Listrik

Motor DC

Motor AC

Universal

Penguat Terpisah

Penguat Sendiri

Seri

Shunt

Kompon Panjang

Pendek

Sinkron

Universal

Asinkron (Induksi)

Satu Fasa

Tiga Fasa

Panjang

Phasa Belah

Kapasitor

Shaded Pole

Rotor Lilit

Rotor sangkar

Repulsi

Gambar 2.7. Klasifikasi Jenis Utama Motor Listrik


15

Rotor sangkar Rotor belitan Kumparan stator

Gambar 2.8. Konstruksi Motor Listrik (Dasar Tenaga Listrik, Juhal, 1991)

2.2.1. Motor Arus Bolak-balik (AC)

Motor AC (motor arus bolak-balik) menggunakan arus listrik yang

membalikkan arahnya secara teratur pada rentang waktu tertentu. Motor listrik

memilki dua buah bagian dasar listrik : “stator” dan “rotor”. Stator merupakan

komponen listrik statis. Rotor merupakan komponen listrik berputar untuk

memutar as motor. Motor AC ini memilki 2 tipe yaitu motor sinkron dan

asinkron.

2.2.1.1.Motor Sinkron (Serempak)

Motor sinkron adalah motor AC, bekerja pada kecepatan tetap pada system

frekwensi tertentu. Motor ini memerlukan arus searah (DC) untuk pembangkitan

daya dan memilki torque awal yang rendah, dan oleh karena itu motor sinkron

cocok untuk penggunaan awal dengan beban rendah, seperti kompresor udara,

perubahan frekwensi dan generator motor. Motor sinkron mampu untuk

memperbaiki faktor daya system, sehingga sering digunakan pada sistem yang

banyak listrik.


16

Gambar 2.9. Motor Sinkron (Pedoman Efisiensi Energi untuk Industri di Asia – www.energyefficiencyasia.org

2003)

Komponen utama motor sinkron adalah

1. Rotor. Perbedaan utama antara motor sinkron dengan motor induksi adalah

bahwa rotor mesin sinkron berjalan pada kecepatan yang sama dengan

perputaran medan magnet. Hal ini memungkinkan sebab medan magnet

rotor tidak lagi terinduksi. Rotor memilki magnet permanent atau arus DC-

excited, yang dipaksa untuk mengunci pada posisi tertentu bila dihadapkan

dengan medan magnet lainnya.

2. Stator. Stator menghasilkan medan magnet berputar yang sebanding

dengan frekwensi yang dipasok.

Sifat-sifat motor serempak adalah :

1. Jumlah putaran medan magnet tetap, jika beban terlalu berat maka motor

akan berhenti.

2. Memerlukan gerak mula dengan motor lain.

3. Sanggup dioperasikan pada seluruh daerah factor kerja (leading atau

leaging ).


17

2.2.1.2.Motor Induksi (Asinkron)

Motor induksi merupakan salah satu jenis motor listrik yang paling banyak

digunakan dikalangan industri dibandingkan dengan jenis motor-motor listrik

lainya. Berdasarkan jumlah fasanya, motor induksi terdiri atas motor induksi satu

fasa dan motor induksi fasa banyak. Motor induksi satu fasa meliputi motor fasa

belah, motor kapasitor, motor shaded pole dan motor repulsi.

Motor induksi fasa banyak terdiri atas motor induksi dua fasa dan motor

induksi 3 fasa. Motor induksi dua fasa jarang digunakan, biasanya merupakan

motor bantu (servomotor) yang digunakan untuk pengendalian posisi (paul C.

Krause, 1987:164). Sementara itu, motor induksi tiga fasa merupakan motor

induksi yang paling banyak digunakan yang terdiri atas motor induksi dengan

rotor lilitan dan motor induksi dengan rotor sangkar.

Bagian-bagian motor induksi

Motor induksi terdiri dari dua bagian utama :

a. Stator ( bagian yang diam )

b. Rotor ( bagian yang bergerak )

Gambar 2.10. Kontruksi Motor Induksi (www.energyefficiencyasia.org)


18

a. Proteksi Motor induksi

Secara umum ada 2 macam proteksi atau pengaman yang perlu dilengkapi

dalam pengoperasian motor induksi, yaitu :

1. Pengaman beban lebih.

2. Pengaman hubung singkat.

Adapun skema yang umum dalam instalasi motor induksi untuk proteksi

adalah Gambar 2.15 sebagai berikut :

dayacatuleburpengaman

kontraktor

thermispengaman

induksimotorI

Gambar 2.11. Skema proteksi pada motor induksi

Umumnya untuk pengasutan, motor induksi dilengkapi dengan perangkat

proteksi yang berupa saklar pindah-gerak (switchgear) yang dibagi atas 2 jenis,

yaitu :

1. Kontaktor dengan pengaman lebur.

2. Pemutus tenaga (circuit breaker) yang dilengkapi dengan rele proteksi.

Kontaktor dan pengaman lebur umumnya digunakan untuk motor yang

dayanya Kurang atau sama dengan 150 DK (Daya Kuda). Untuk daya yang lebih

besar umumnya digunakan pemutus tenaga, untuk alasan ekonomis dan teknis.

Pengaman beban lebih, biasanya berupa peralatan dwi-logam ( bimetal ),

mempunyai respon terhadap besarnya arus yang mengalir, semakin besar arus

yang mengalir, semakin cepat waktu responnya.


19

Pengaman beban lebih ini memberikan pengamanan terhadap kondisi

abnormal sebagai berikut :

1. Beban lebih (over load).

2. Salah satu kawat fasa terlepas (single phasing), yang mengakibatkan arus

pada kumparan stator tidak seimbang, sehingga menimbulkan komponen

arus urutan negatif yang akan menyebabkan panas pada rotor dan kenaikan

temperatur.

3. Rotor terkunci (stalling), biasanya akibat beban yang dipikul motor terlalu

berat atau bantalan yang tidak berpelumas lagi, yang mengakibatkan rotor

tidak dapat berputar, hanya terdengar suara mesin yang mendengung .

4. Tegangan rendah (undervoltage), dengan pasokan tegangan yang lebih

rendah daripada nilai nominalnya, maka arus yang mengalir akan lebih

besar dari nilai nominalnya untuk menanggung beban penuhnya.

5. Pengasutan yang berat (heavy starting).

Sedangkan pengaman hubung singkat hanya memberikan pengamanan

untuk arus yang tiba-tiba sangat membesar, seperti keadaan kegagalan

isolasi pada kumparan kerena kenaikan suhu yang mengakibatkan

terjadinya hubungan singkat antara fasa dengan tanah (ground). Waktu

responnya relatif jauh lebih singkat daripada waktu respon pengaman

beban lebih.


20

b. Stator

Stator dari motor induksi, mempunyai prinsip sama dengan motor sinkron

atau generator. Apabila belitan-belitan stator disuplai dengan arus tiga fasa, maka

menghasilkan medan magnet atau fluksi yang mana adalah pada harga tetap asal

saja berputar pada kecepatan sinkron (Ns).

Dalam hal hubungannya : p

120Nsf

= ………………… 5

Ns = Kecepatan sinkron dalam cycle

f = frekwensi

p = jumlah kutub

c. Rotor

Rotor kurungan bajing (“Squirrel-cage”) motor-motor yang menggunakan

rotor tipe ini dikenel sebagai motor induksi kurungan-tupai..

Terputar-fasa atau Rotor-terputar motor-motor yang menggunakan tipe rotor ini

dikenal sebagai motor-motor “terputar-fasa” (“phase-wound”) atau motor-motor

terputar (“wound”) atau sebagai motor-motor “slip-ring”.

- Pembuatan medan yang berputar :

Supply Dua-fasa, dimana :

1) Besar resultan fluksi adalah tetap dan sama dengan mφ , yaitu : fluksi

maksimum antara kedua fase.

2) Resultan fluksi memutar pada kecepatan sinkron dapat dirumuskan :

mr Φ=Φ , yaitu harga fluksi tetap atau tidak berubah dengan waktu.


21

- Slip

Slip suatu motor adalah tergantung dari besar atau kecilnya beban motor,

makin besar beban makin besar pula slip. Slip adalah perbedaan antara kecepatan

sinkron Ns dan kecepatan sebenarnya N, dapat dituliskan :

Slip = ns – n

Ns – N adalah kadang - kadang disebut slip kecepatan.

Persentase slip dirumuskan sebagai :

100%n

nns slip %

s

s ×−

= ................................. 6

- Frekwensi Dari Arus Rotor :

Apabila motor diam, frekwensi arus rotor adalah sama seperti frekwensi

penyedia. Tapi apabila rotor start atau jalan, maka frekwensi tergantung atas

kecepatan relativ atau kecepatan slip. Frekwensi arus rotor f’ pada suatu

kecepatan slip hubungannya dapat dituliskan sebagai berikut :

p'120NNatau

p'120NN ss

ff−==−

Dimana p

120Nsf

=

Dapat pula ditulis :

ff'sN

NNff

S

S s Jadi ; '==

−= ………………………. 7


22

- Torsi Motor Induksi

Torsi adalah putaran atau pemutiran dari suatu gaya terhadap suatu poros.

Ini diukur dengan hasil kali gaya itu dengan jari-jari lingkaran dimana gaya

tersebut bekerja.

r

F

N

Gambar 2.12. Prinsip Terbentuknya Torsi

Pada suatu pulley dengan jari-jari r meter bekerja suatu gaya F Newton

yang menyebabkan pulley berputar dengan kecepatan n putaran per detik.

Torsi T = F x r Newton meter (N-m) ………………………. 8

Usaha yang dilakukan oleh gaya tersebut pada satu putaran

= gaya x jarak

= F x 2 π r joule

Daya yang dibangkitkan = F x 2 π r x n joule

= ( F x r ) x 2 π n joule / detik

Bila : 2 π n = adalah kecepatan sudut (ω) dalam rad / detik

F x r = torsi ( T )

Jadi daya yang dibangkitkan = T x ω joule / detik

= T x ω

Pada motor induksi, torsi motor diperoleh dengan rumus : T = r

mk

ωP

Dimana Pmk adalah daya mekanik sudut, ωr kecepatan dari rotor ωr = ωs


23

(1s) T = ( )( ) ftlb.

60n π2

P 0,737Nm

60n π2

PωP

s-1 ωs1P

s

2

s

2

s

2

s

2 ===−

d. Rugi-rugi motor induksi

Dalam motor induksi pada dasarnya terdapat dua macam kerugian, yaitu :

1. Rugi-rugi tetap, terdiri atas ;

a. Rugi inti stator (Ph+e)

b. Rugi gesek (Pfr)

c. Rugi inti rotor

2. Rugi tembaga (rugi tidak tetap) terdiri atas :

a. Rugi tembaga pada lilitan stator (P (cu)s)

b. Rugi tembaga pada lilitan rotor (P (cu)r)

c. Rugi-rugi pada tahanan awal (untuk motor induksi dengan rotor

lilit)

e. Efesiensi Motor Induksi

Jumlah efesiensi motor induksi dapat ditentukan dengan ;

%100×=in

out

PPη

2.2.2. Perbaikan Faktor Daya pada motor

Motor kapasitor mempunyai prinsip seperti motor fasa belah tetapi pada

lilitan bantunya dipasang seri dengan kapasitor yang berfungsi untuk memperoleh

beda arus lilitan utama Iu dan arus lilitan Bantu Ib lebih besar ( diusahakan

mendekati n/2 ).


24

Penggunaan kapasitor pada motor induksi adalah untuk memperbaiki

factor daya. Pengertian dari factor daya dalam system tenaga listrik adalah adanya

perbedaan sudut fasa antara tegangan dan arus listrik dalam jala-jala yang

diakibatkan oleh sifat dari beban diantaranya ada beban yang bersifat resistip,

induktif dan kapasitif.

Factor daya ( cosφ ) rendah pada prinsipnya dapat mengakibatkan arusbeban akan

bertambah besar, sehingga dampaknya adalh efisiensi daya yang termanfaatkan

menjadi rendah, selain itu pula harus digunakan penampang konduktor yang lebih

besar, tentu akan berdampak pada biaya yang lebih mahal.

Meningkatkan factor daya ( cos φ ) beban listrik yang bersifat induktif yaitu

dengan memasang kondensator pada beban secara parallel, atau dapat pula

dipasang pada panel hubung bagi ( PHB ) secara terpusat.

Menentukan kapasitas kapasitor dan daya kapasitor yang dipasang untuk

perbaikan factor daya beban dapat dilakukan sebagai berikut

Beban yang bersifat induktip mengakibatkan arus terbelakang terhadap tegangan :

V

I

ϕ

Gambar 2.13. Arus Mengikuti Tegangan

Akibat dari arus yang terbelakang maka daya semu ( S ) akan semakin besar,

sehingga bila digambarkan dalam bentuk segitiga daya adalah :


25

P

S

ϕ1ϕ

2Q

1Q

Q

Gambar 2.14. Vektor Perbaikan Faktor Daya

Untuk memperkecil daya semu ( S ) menjadi S1 seperti pada gambar diatas

diperlukan daya buta Q2 yang dihasilkan kapasitor. Persamaan matematisnya

adalah :

Q2 = Q – Q1 ………………………. 9

Q = S sin φ ………………. (i)

Q1 = S1 sin φ1 ……………………. (ii)

Sedangkan S = P / cos φ ………………….. (iii)

S1 = P / cos φ1 …………………. (iv)

Substitusi (iii) ke (i), dan (iv) ke (ii), sehingga didapat

Q2 = P (sin φ / cos φ) – P (sin φ1 / cos φ1)

Dimana, sin φ / cos φ = tan φ

Q2 = P tan φ – P tan φ1

Q2 = P ( tan φ – tan φ1 ) VAR ………………. 10

Jadi dengan diperolehnya harga Q2 sebagai kapasitas daya kapasitor yang

diperlukan untuk perbaikan factor daya, selanjutnya dapat dihitung kapasitas

kapasitor dalam µF ( mikro farad atau 10-6 farad ) adalah :


26

Harga Xc = V2 / Q2 …………………………. 11

Sedangkan Xc = 1 / dimana f = 50 Hz ωC f π2ω =

μF V f 10 Q

C

μF X f π 2

10 1C

C f π 21X

2

6 2

c

6

c

π2×

=

×=

=

Jadi dengan mengetahui kapasitas C dalam , selanjutnya disesuiakan

dengan nilai kapasitor yang ada dipasaran.

μF

Untuk menghitung besarnya daya buta Q tiga fasa dapat dilakukan dengan

menghitung langsung yaitu :

Qtiga fasa = ) VAR dalam ( sin I V 3 L ϕ ……………………… 12

VAR = volt ampere reaktip

Apabila dihitung melalui daya buta per fasa, maka daya tiga fasa menjadi :

Qtiga fasa = 3 Qsatu fasa ( pada prinsip hasilnya sama )

Sejauh ini masih ditemui kesulitan dalam pemahaman arti dari akibat

factor daya rendah itu secara factual. Pemakai daya listrik masih belum mengerti

apa manfaat langsung yang dirasakan. Bahkan tidak jarang dikatakan bahwa

dengan memasang kapasitor dalam beban, seperti lampu TL dan lain sebagainya

putaran KWH tidak berkurang.

Secara cepat dapat dijawab, bahwa pemasangan kapasitor untuk

perbaikan factor daya beban ( lampu TL, motor listrik industri, transformator, dll.

) bukan untuk mengurangi putaran KWh, melainkan Si Pelanggan daya listrik

dapat memanfaatkan daya listrik secara optimal. Apabila PLN menerapkan system


27

denda yaitu melalui alat ukur KVARh, maka konsumen akan membayar rekening

listrik jauh lebih besar. Hal itu disebabkan pelanggan listrik selain membayar

KVARh meter yang nota bene putarannya akan lebih besar disbanding KWh

meter apabila factor daya beban rendah. Sejauh ini di Indonesia pemasangan

KVARh meter dan KWh meter baru diperuntukkan pelanggan industri-industri,

sedangkan pelanggan listrik rumah tangga belum.

Misal pelanggan rumah tangga dengan daya 900 watt, tegangan jala-jala adalah

220 V, frekwensi 50 Hz. Kebetulan dirumah tangga tersebut hamper seluruhnya

menggunakan lampu TL. Pada ballast lampu TL tertulis cos φ nya adalah 0,35.

jadi dengan demikian daya nyata (P) yang termanfaatkan oleh pelanggan hanya :

P = 900 x 0,35 = 315 watt.

Jadi daya yang hilang sebesar, P = 900 – 315 = 585 watt.

Apabila cos φ adalah 0,9 maka daya nyata yang termanfaatkan adalah :

P = 900 x 0,9 = 810

Perhatikan gambar vektor dibawah ini :

W810P =

W315P = W900P =

S

Q

S0,35 cos =ϕ

0,9cos =ϕ

Q

Gambar 2.15. Vektor diagram perbaikan factor daya beban


28

Memperhatikan gambar di atas, tampak dengan jelas bahwa makin kecil

factor daya beban makin besar daya yang hilang. Untuk itu sebaiknya factor daya

beban diusahakan adalah 1 ( cos φ = 1 ) agar daya listrik seoptimal mungkin.

Dalam gambar dapat pula dilihat bahwa dengan memperbesar cos φ, maka Q akan

bertambah kecil dengan P bertambah besar dan S tetap. Apabila cos φ = 1 maka

Q = 0; P = S

Sisi lain dari rendahnya factor daya beban adalah arus beban akan bertambah

besar. Melalui gambar diatas dapat dijelaskan perhitungannya :

Untuk daya nyata P = 315 watt, cos φ = 0,35; maka

S = 315 / 0,35 = 900 VA

Maka I = S / V = 900 / 220 = 4,09

Sedangkan daya nyata (P) = 315, maka I menjadi :

I = P / V cos φ cos φ = 1

Jadi I = 315 / 220 = 1,43 A

Jelas terlihat bahwa arus berkurang dari 4,09 A menjadi 1,43 A.


29

BAB III

MOTOR INDUKSI SEBAGAI GENERATOR

3.1. Pendahuluan

Motor induksi tiga fase merupakan motor yang banyak digunakan. Hal ini

dikarenakan motor induksi mempunyai keuntungan sebagai berikut :

1. Bentuknya sederhana, konstruksinya cukup kuat.

2. Biayanya murah dan dapat diandalkan.

3. Efisiensi tinggi. Pada keadaan normal, tidak memerlukan sikat

sehingga rugi-rugi gesekan dapat dikurangi.

4. Perawatan yang minimum.

5. Pada waktu mulai beroperasi tidak memerlukan tambahan peralatan

khusus.

Namun disamping hal tersebut diatas, perlu juga diperhatikan faktor-faktor

yang tidak menguntungkan sebagai berikut :

1. Pengaturan kecepatannya sangat mempengaruhi efisiensinya.

2. Kecepatannya akan berkurang jika bebannya bertambah.

3. Kopel mulanya lebih rendah daripada mesin arus searah paralel.

Motor induksi tiga fase dapat dioperasikan sebagai generator dengan cara

memutar rotor pada kecepatan diatas kecepatan medan putar. Motor listrik tiga

fase dapat juga dioperasikan sebagai generator satu fase maupun tiga fase.

29


30

3.2. Generator Induksi

Generator induksi pada prinsipnya sama dengan motor induksi. Motor

induksi juga disebut motor asinkron atau motor tak serempak. Penggunaan Motor

Induksi Sebagai Generator (MISG) telah diterapkan secara luas pada PLTMh dan

diakui keandalannya, meskipun dari segi efesiensi- khususnya pada beban tidak

penuh MISG tidak sebaik generator sinkron, tetapi karena motor induksi banyak

tersedia dipasaran dengan range daya yang luas dan kontruksi motor induksi jauh

lebih sederhana dibandingkan generator sinkron.

Prinsip kerja kerja MISG (motor induksi sebagai generator) dapat

dipahami dari prinsip motor induksi atau tak serempak adalah dimana jika motor

induksi di hubungkan pada jala-jala tiga fasa, pada kumaran statornya akan timbul

medan magnet putar. Kecepatan medan magnet putar tergantung dari frekuensi

tegangan listrik yang dihubungkan dan jumlah kutub statornya. Medan magnet

putar pada kumparan stator akan memotong batang konduktor pada kumparan

rotor, akibatnya pada kumparan akan dibangkitkan tegangan induksi. Tegangan

induksi pada rotor yang disebabkan oleh medan magnet putar stator akan

mengahasilkan arus listrik. Interaksi antara medan magnet putar pada stator pada

arus rotor akan menimbulkan kopel yang akan memutar rotor searah dengan

medan magnet putar pada stator.

(http://www.ccitonline.com/mekanikal/tiki-print_article.php?articleld=70)

Tegangan induksi pada rotor tibul karena perpotongan batang konduk pada

rotor oleh medan magnet putar, agar tegangan induksi selalu dapat dibangkitkan


31

pada rotor maka diperlukan perbedaan relatif antara kecepatan medan magnet

putar dengan kecepatan rotor yang dikenal adanya slip (s) dalam satuan persen

100%N

NNs R

×−

= RS

s = slip (%)

ns = putaran medan stator

nr = putaran rotor (rpm)

Untuk putaran medan stator dapat ditentukan dari, frekuensi tegangan jala-

jala listrik (f), jumlah kutub pada motor (P), dan dalam putaran setiap detik (1

menit = 60 detik), persamaannya sbb:

ns = P

f.120

F = frekuensi tegangan jala (HZ)

P = jumlah kutub magnet

Bentuk fisik motor induksi digunakan sebagai Motor induksi sebagai

generator sbb:

Stator

rotor sangkar

Gambar 3.1. Motor Induksi rotor sangkar tupai (www.energyefficiencyasia.org)

Seperti dijelaskan sebelumnya, generator listrik adalah suatu mesin listrik

yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Atas dasar konsep tersebut

apabila motor induksi dihubungkan tegangan tiga fasa, pada kumparan statornya


32

akan timbul medan magnet putar. Kecepatan medan magnet putar (tergantung

disebut sebagai kecepatan sinkron

Besarnya gaya gerak listrik (ggl) E adalah:

E = 4,44 f. Φ T. kd. kp volt

T = jumlah lilitan konduktor

Φ = fluk per kutub

f = frekuensi

kd = faktor distribusi konduktor jangkar

kp = faktor jarak kanduktor

Efisiensi generator η, induksi dapat ditentukan melalui persamaan

Efisiensi, η = (Pout / Pin) x 100 %

Pout = daya keluaran/ output (Watt)

Pin = daya masukan / input (Watt)

Konsep perubahan motor induksi menjadi generator induksi yaitu sama

dengan motor akan tetapi agar pada kumparan stator dapat dibangkitkan tegangan

listrik diperlukan daya reaktif untuk membangkitkan medan magnet putar. Tidak

semua motor induksi bisa dipakai sebagai Generator Induksi maka motor yang

lebih cocok digunakan sebagai MISG adalah motor induksi jenis sangkar tupai.

Dalam MISG daya reaktif didapat dengan memasang kapasitor secara paralel pada

terminal motor induksi, seperti pada gambar di bawah. Tujuan dipasang kapasitor

adalah agar terjadi arus eksitasi pada generator induksi.


33

Kapasitor umumnya dipakai sebagai kompensator. Sebagai generator slip

yang terjadi harus mempunyai kecepatan rotor harus selalu Menentukan besaran

kapasitor untuk generator induksi atas pertimbangan faktor daya (cos ) mesin

menjadi 1 (satu). Seperti diketahui motor induksi bekerja pada arus induktif.

Agar motor bekerja pada cos = 1 dapat ditentukan besarnya daya capasitor

dalam VAR dan capasitas capasitor dalam mikro farad.

Daya capaitor, Q = P (tan - tan 1 )

P = daya motor

= diperoleh dari faktor daya awal dari motor induksi

1 = diperoleh dari faktor daya setelah diperbaiki.

Setelah diperoleh besaran Q, lalu dihitung besarnya capasitas capasitor per

phasa dalam mikro farad yaitu:

fVQC

π2310

2

6×=

V = tegangan jala-jala

f = frekuensi jala-jala

Q = daya reaktif motor

Seperti diketahui generator induksi tidak mempunyai kutub magnet

layaknya alternator (generator sinkron) yang dapat diperkuat melalui arus eksitasi.

Bila generator induksi dibebani maka akan terjadi penurunan tegangan pada jala-

jala. Tegangan tidak bisa dinaikan dengan memberi eksitasi (penguatan) pada

kutub magnet karena generator induksi tidak mempunyai. Salah satu jalan adalah

dengan cara menaikan putaran mesin.


34

Menurut Ambarsi (1903), perubahan tegangan pada generator induksi

dapat dilakukan dengan memasang Induction Generator Controller (IGC). Alat ini

merupakan piranti elektronik berbasis komputer yang menyensor tegangan,

kemudian mengatur besar beban penyeimbang. Pada prinsipnya generator induksi

tiga phasa sedapat mungkin bebannya sehimbang. Bila terjadi beban yang tidak

sehimbang dapat dilakukan berbagai metode agar beban menjadi sehimbang.

Untuk menstabilkan tegangan dan frekuensi generator induksi karena ada

perubahan beban yang tidak sehimbang menurut M. Isnaeni. B.S dapat digunakan

peralatan rele over-under voltage, kontaktor, dan beban penyeimbang. Peralatan

tersebut dirangkai sedemikian rupa, bila terjadi ketidak sehimbangan beban maka

salah satu beban akan menutup atau membuka yang dikendalikan oleh rele dan

kontaktor.

Dari hasil penelitian yang dilakukan oleh M. Isnaeni BS. (2005), motor

induksi dengan kapasitas 2 HP (1,5 kW) bila difungsikan sebagai generator maka

daya keluarannya adalah konstanta dikali daya motor yang tertera dalam name

plate. Dalam hal ini konstanta (k) generator induksi kapasitas 2 HP dari hasil

penelitiannya adalah 0,775.

3.2.1. Karakteristik

Karakteristik dari generator induksi seperti arus, faktor kerja, daya dan

momen pada berbagai harga slip dapat ditentukan dari sebuah diagram lingkaran,

seperti yang diperlihatkan pada gambar (3.2) dibawah :


35

1I

mI

1V

a bc

d

e

Gambar 3.2. Diagram lingkaran

Garis ae pada gambar mewakili daya input mekanis, garis ab mewakili

rugi tembaga di rotor dan garis bc mewakili rugi tembaga di stator. Rugi-rugi

konstan ditentukan oleh garis cd dan daya keluaran listrik diwakili oleh garis de.

Faktor kerja merupakan perbandingan antara garis de dengan , perbandingan

antara de dengan ae menunjukan efisiensi dari generator induksi.

1I

Ketika fasor arus primer berubah dari daerah kerja motor ke daerah

kerja generator, sudut antara dan menjadi lebih besar dari 90° karena pada

kerja motor arus yang ditarik sefase dengan tegangannya, sedangkan pada kerja

generator arus yang ditarik berlawanan fase dengan tegangan. Faktor kerja dari

generator dapat dianggap sebagai cosinus dari sudut θ

1I

1I 1V

1.


36

3.2.2. Keuntungan Generator induksi

Didalam hal penggunaannya, generator induksi banyak memiliki

keuntungan antara lain :

1. Motor induksi lebih mudah didapat dari pada generator sinkron.

2. Generator induksi pada umumnya lebih murah daripada generator

sinkron.

3. Mesin induksi sangat kuat dan konstruksinya sederhana.

4. Pemeliharaannya lebih mudah dibandingkan mesin sinkron.

3.2.3. Kerugian Generator Induksi

Adapun kelemahan yang dimiliki generator induksi, antara lain :

1. Tidak dapat menghasilkan daya reaktif, bahkan sebaliknya, generator

induksi mengkonsumsi daya reaktif, sehingga diperlukan sumber

daya reaktif eksternal untuk menjaga keberadaan medan magnet stator.

2. Pengontrolan tegangan harus juga dilakukan oleh sumber daya reaktif

tersebut, dikarenakan tidak ada arus medan, sehingga generator induksi

tidak dapat mengontrol tegangan keluarannya sendiri.

3. Perubahan tegangan dan frekuensi generator induksi sangat besar atau

bervariasi akibat adanya perubahan beban.

Hal-hal diatas yang menyebabkan motor induksi jarang digunakan, kecuali

untuk sumber daya alternatif, misalnya penggerak kincir angin dan kincir air.

Namun walaupun demikian generator tersebut memiliki beberapa keuntungan dari

kesederhanaannya, tidak memerlukan rangkaian medan yang harus terus menerus

diputar pada kecepatan tetap, serta sangat sedikit sekali perawatannya.


37

3.3. Kapasitor

Kapasitor merupakan salah satu elemen pasif dalam suatu rangkaian

listrik, yang biasanya berupa ruang antara dua buah konduktor, dimana pada ruang

tersebut merupakan isolator, dan padanya terdapat muatan listrik positif pada satu

sisi dan muatan listrik negatif pada sisi lainnya, sehingga terbentuk medan listrik.

Lihat gambar (3.1)

d

konduktor

)dielektrik(isolator

Gambar 3.3. Konstruksi kapasitor

Pada elektroda positif (elektroda yang diberikan tegangan positif) akan

timbul lapisan oksida (lapisan dielektrik) yang sangat tipis (kurang dari 1 μm).

Tebal lapisan dielektrik tergantung pada kemurnian logam yang digunakan dan

beda tegangan yang dipasang .

Adapun besarnya medan magnet ditentukan oleh :

dVE =

dimana :

d = tebal lapisan dielektrik (meter)

V = tegangan yang diberikan / tegangan kerja (volt)

Elemen pasif ini juga mempunyai kemampuan untuk menyerap

(menyimpan) dan membuang muatan listrik, yang tergantung besarnya kapasitas


38

kapasitor tersebut (kapasitansi). Kapasitor sering juga disebut sebagai kondensator

atau condenser.

Besarnya kapasitansi suatu kapasitor dinyatakan sebagai :

VQC =

dimana :

C = kapasitansi ( Farad )

Q = muatan listrik ( Coulomb )

V = beda potensial ( Volt )

Seperti halnya pada tahanan dan induktor, kapasitor pun dapat

dihubungkan secara seri, paralel, maupun seri-paralel.

Besarnya kapasitansi total pada rangkaian seri :

∑=

=n

a aT CC 1

11

Sedangkan pada rangkaian paralel :

∑=

=n

a aT C

C1

1

PolarNon)a( Polar)b(

Gambar 3.4. Jenis kapasitor berdasarkan polaritasnya

Untuk besarnya arus dan tegangan pada kapasitor :

( )dtdvCti =

( ) ∫= dt.iC

tv 1


39

Pada kapasitor polar pemberian kutub catu dayanya harus sesuai dengan

kutub dari kapasitor polar tersebut. Kutub (elektroda) positif dari kapasitor diberi

nama anoda dan kutub negatif diberi nama katoda. Elektroda positif merupakan

logam murni (misal Al berkadar 99,99%), sedangkan elektroda negatif merupakan

logam yang kurang murni (misal Al 98%).

Kapasitor akan memiliki kapasitansi sesuai dengan yang tertera padanya

bila diberikan tegangan kerja (working voltage) sesuai dengan yang tertera.

Sebuah kapasitor polar apabila diberikan catu daya dengan kutub yang

terbalik, sehingga plat logam yang berunsur lebih murni bekerja sebagai katoda,

maka lapisan oksida anoda akan terjadi pada plat logam yang kurang murni.

Akibatnya lapisan yang terjadi menjadi jauh lebih tipis, dan apabila diberi beda

tegangan yang kecil saja dapat menghasilkan medan listrik yang sangat besar

didalamnya, sehingga dapat menyebabkan kerusakan (breakdown). Demikian pula

halnya jika kapasitor diberikan tegangan kerja jauh diatas kemampuannya

(rating), dari persamaan (3.3) diatas, terlihat bahwa medan listrik yang akan

dihasilkan akan sangat besar sekali (karena nilai d sangat kecil), inipun akan

berakibat kerusakan pada kapasitor.

3.3.1 Pemasangan Kapasitor

Untuk sistem 3 fase, kapasitor dapat dihubung bintang dan dihubung delta.

Lihat gambar (3.5) dan gambar (3.6) dibawah :


40

• • ••

•

••

•

CSV csI

Gambar 3.5 Kapasitor terhubung bintang

•

•

•ΔcV

ΔCI

Gambar 3.6 Kapasitor terhubung delta Kapasitor terhubung bintang dan delta memiliki persamaan sebagai berikut :

33 S

S

CCCC

IIdanVV ==

ΔΔ

S

S

S

S

SC

C

C

C

C

C

CC X

IV

IV

IV

X 33

3

3====

Δ

Δ

Δ

Untuk kapasitor yang terhubung bintang, kapasitor yang dibutuhkan tiga

kali kapasitor yang terhubung delta.

3.3.2 Pemasangan Kapasitor pada MISG

Untuk dapat bekerja, sebuah generator induksi membutuhkan daya reaktif

yang dapat diambil dari jala-jala maupun dari kapasitor yang dipasang pada

generator. Jadi generator induksi dapat bekerja paralel dengan jala–jala atau

bekerja sendiri dengan mengambil daya reaktif dari kapasitor.


41

Berhubung lokasi pembangkit PLTMh terletak pada daerah yang terpencil,

sehingga tidak dimungkinkan diadakan operasi paralel dengan jala-jala, maka

pada bagian ini hanya dibicarakan generator induksi yang berpenguatan sendiri.

Sebuah generator induksi dapat bekerja sendiri jika kapasitornya mampu

menyediakan daya reaktif yang dibutuhkan oleh generator beserta bebannya.

••

•

kerBreaCircuit

Kapasitor

sistorsReeargDisch

Beban

Gambar 3.7 Skema pemasangan kapasitor sebagai penguatan sendiri pada MISG

Arus penguat yang dibutuhkan oleh sebuah mesin induksi sebagai

fungsi dari tegangan terminal dapat diperoleh dengan cara menjalankannya

sebagai motor induksi pada keadaan tidak berbeban. Lengkung pemagnetannya

ditunjukan pada gambar (3.6) dibawah. Untuk mendapatkan tingkat tegangan

tertentu pada sebuah generator induksi, kapasitor harus mampu menyediakan arus

penguat pada tingkat tegangan yang diinginkan.

mI


42

V

A,Im Gambar 3.8 lengkung pemagnetan

Arus reaktif yang dapat dihasilkan oleh kapasitor berbanding lurus dengan

tegangannya. Gambar (3.8) menunjukkan bahwa karakteristik antara tegangan

dengan arus reaktif adalah berbentuk garis lurus. Jika sebuah perangkat kapasitor

tiga fase dihubungkan pada terminal sebuah generator induksi, tegangan generator

pada keadaan tidak berbeban akan merupakan perpotongan lengkung penguatan

generator dengan garis beban kapasitor. Karakteristik tegangan generator induksi

pada keadaan tidak berbeban untuk tiga perangkat kapasitor yang berbeda

ditunjukkan oleh gambar (3.9)

1C2C

3C

A,Ic

C,Vc

Gambar 3.9 Karakteristik V-Ic kapasitor


43

1C 2C 3C

A,I,I cm

V,VT

3V2V1V

Gambar 3.10 Tegangan generator induksi pada beban nol

3.4. Langkah-langkah dalam melakukan penelitian

Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan kerja motor

induksi yang digunakan sebagai generator, Adapun langkah yang ditempuh untuk

melaksanakan penelitian ini adalah :

1. Merancang model pengujian generator induksi

2. Menguji kemampuan generator induksi dengan melakukan beberapa

bentuk pengujian dan dengan menggunakan dua buah capasitor.

3. Mencari data dari hasil pengujian dan pengukuran


44

MULAI

Pencarian ide

Perencanaan kerja

Setuju

Pembuatan model pengujian

Sesuai

Pengujian

Telah Sesuai

SELESAI

Pengecekan

Tidak

Tidak

Tidak

Ya

Ya

Ya

Gambar 3.11. Flowchart pengerjaan


45

3.4.1. Merancang model pengujian generator induksi

Dalam tahap ini ada beberapa hal yang harus dilakukan yaitu menyediakan

peralatan dan bahan pengujian Generator induksi dan membuat percobaan

pengujianya, kemudian membuat diagram blok pengujian.

3.4.1.1. Peralatan dan bahan percobaan pengujian

Dalam penelitian ini dilakukan pengujian generator induksi yaitu:

pengujian generator tanpa beban dan pengujian generator berbeban. Motor

induksi sebagai generator yang digunakan dalam penelitian ini adalah motor

induksi rotor sangkar 3 phasa, kapasitas daya 1,5 HP., 220/380 atau delta/ star,

empat kutub, efisensi 80%, faktor daya 0,8 Untuk penggeraknya digunakan motor

induksi rotor sangkar, 3 phasa, 3HP.

Peralatan dan bahan yang digunakan dalam pengujian ini adalah:

1. inverter telemecanic yang berfungsi untuk mengatur putaran motor,

sehingga dimungkinkan motor dikendalikan pada kecepatan konstan

walau beban diubah.

2. Dua buah capasitor masing-masing 5 kVAR (3 x 1,6 kVAR).

3. Alat ukur yang digunakan adalah Ampere meter digital, volt meter

digital, watt meter digital.

4. Beban generator berupa beban resistive variable menggunakan

elektrode yang dimasukan dalam air dan diberi garam dapur.


46

3.4.1.2. Membuat model pengujian generator induksi

b ini.

M G beban inverter

Gambar. 3.12. Skema Pengujian Generator Induksi

Model pengujian Generator indusksi ini dibuat untuk mendapatkan hasil

pengukuran tepat sebagai input data yang kemuadian akan diolah untuk

mendapatkan kesimpulan.

A. Motor Listrik sebagai penggerak Generator induksi

Motor listrik merupakan peralatan listrik yang berfungsi mengubah energi

Listrik menjadi energi mekanik (putaran), oleh karena itu motor listrik digunakan

sebagai simulasi pembangkit mikrohidro sebagai penggerak generator dengan

mengopel bagian luar rotor motorr listrik dengan generator induksi menggunakan

pulli, dengan cara itu maka putaran yang dihasilkan motor sama dengan putaran

yang diperoleh generator. Pada gambar (3.5) terlihat hubungan antara motor –

generator.

Gambar 3.13. hubungan Motor-Motor induksi sebagai generator (MISG)

(Laboratorium Listrik Tenaga FPTK-UPI)

Motor induksi sebagai generator (MISG) Motor listrik


47

B. merangkai Capasitor

Kapasitor, berfungsi untuk membangkitkan arus eksitasi pada motor

induksi yang digunakan sebagai generator. Kapasitor ini dipasang pada teminal

keluaran dari generator induksi.

Pada percobaan ini masing-masing kapasitor yang berbeda ukuran

dihubungkan ke generator induksi dirangkai melalui kontaktor magnet, kontaktor

magnet berfungsi sebagai kontak bantu untuk menghubungkan generator-

capasitor dan load (beban).

Kapasitor 1,67 kVar

Terminal Generator dan Beban

Kontaktor

MCB

Kapasitor 5 kVar

Gambar 3.14. kontak –kontak kapasitor (laboratorium Listrik Tenaga FPTK-UPI)

Pada kontak-kontak kapasitor ini dipasang 2 buah kapasitor yang berbeda

dengan hubungan Delta (Δ), kapasitor dihubungkan pada kontak-kontak kontaktor

magnet untuk memudahkan dalam pengukuran regulasi tegangan yang berbeda

ketika dihubungkan dengan kapasitor dengan nilai tertentu.


48

Generator Induksi

Kontaktor

Kapasitor 3 x 1,6 kVar Kapasitor 5 kVar

Saklar

220 V AC

K1 K2 K3

Kapasitor 3 x 1,6 kVar

F N

Gambar 3.15. rangkaian kontak-kontak kapasitor

C. Merangkai percobaan pengujian generator induksi

Bahan rangkaian percoban pengujian :

1. Inverter Telemecanic, berfungsi sebagai pemberi catu daya

untuk motor listrik penggerak generator dengan V=220 line to

line kemudian inverter ini berfungsi untuk merubah kecepatan

motor dengan cara mengubah frekwensi. karena dengan cara


49

memutar rotor diatas kecepatan medan putarnya maka generator

akan menghasilkan energi listrik.

2. Kapasitor

3. MCB

4. Beban resistif, digunakan sebagai besaran tahanan yang bisa di

rubah-rubah dengan memasangnya pada bagian keluaran

generator induksi dan pada pengukuran ini beban resistif

digunakan untuk pengukuran berbeban

5. Alat ukur

Pada bagian ini Inverter sebagai suplay daya untuk motor listrik dan motor

tersebut dipasang dengan hubungan bintang (Y). Dan rangkaian lainya terpasang

seperti gambar dibawah ini :


50

Inverter

Motor Listrik 3 Fasa 380/220

Motor Induksi Sebagai Generator

AC 220 v

Load/ Beban

Kapasitor

MCB

V

A

Gambar 3.16. rangkaian Pengujian MISG


51

Gambar 3.17. Pengujian generator induksi (laboratorium Listrik Tenaga FPTK-

UPI)


52

3.4.2. mencari data spesifik motor induksi yang akan diteliti

untuk mendapatkan data yang spesifik dari rangkian percobaan yang

dibuat banyak jenis pengukuran:

1. Analisa terhadap kecepatan putaran motor.

2. Analisa dari Regulator tegangan yang dihasilkan

Generator Induksi

3. Analisa terjadinya penurunan kemampuan kerja

Generator Induksi pada saat terjadinya pembebanan yang

tidak seimbang.


53

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1. Hasil Pegujian

4.1.1. Rangkaian Dasar Pengujian

Peralatan yang digunakan dalam pengujian motor induksi 3 fase sebagai

generator di labolatorium adalah sebagai berikut :

1. Motor Induksi 3 fasa :

P = 1,5 Kw / 2 HP

V = 380/ 220 Volt

I = 5,9/ 3,4A

n = 2940 rpm

f = 50 Hz

2. Mesin induksi/ Generator Induksi 3 fase :

P = 1,5 Kw / 2 HP

V = 380 Volt

I = 6,47/ 3,8 A

n = 1350 rpm

f = 50 Hz

3. Beban lampu:

3 lampu SL / lampu hemat energi masing-masing 25 Watt

4. Sumber tegangan

5. Beban Resistif

53


54

6. Inverter

7. Pengaman MCB

8. Alat ukur :

rpm meter

frekuensi meter

voltmeter

ampermeter

cos meter

Rangkaian dasar pengukuran ini dapat dilihat seperti gambar (4.1) dibawah ini :

Kapasitor

GEN

ERA

TOR

IN

DU

KSI

Inverter

MOTOR

Gambar 4.1 Rangkaian dasar pengujian

Dalam pembahasan dilakukan percobaan :

1. Percobaan beban nol

percobaan ini dilakukan untuk menentukan nilai , , cr cx φcos

2. Percobaan berbeban

percobaan ini dilakukan untuk melihat karakteristik pembebanan

motor induksi sebagai generator.


55

4.1.2. Perhitungan nilai kapasitor

Jika diketahui motor yang digunakan sebagai generator memiliki data

sebagai berikut :

V = 380 Volt

I = 3.8 A

F = 50 Hz

Rpm = 1450 rpm

P = 1500 watt (2 HP)

Maka dapat dihitung :

P = 1500 watt

Cos ϕ = 0,7

ϕ = Cos 0,7

= 45,5 o

Q = P ( tan ϕ 1 – tan)

= 1500 ( tan 45,5 o – tan 0)

= 1500 (1,02 – 0)

= 1500 x 1,02

= 1530

= 1,5 kVAR

Saat motor Induksi dioperasikan sebagai generator, nilai kapasitor per fase adalah

35,1 = 0,5 kvar per fase. Tegangan per fase adalah 380 karena kapasitor terhubung

delta. Sehingga nilai arus kapasitif per fase adalah :


56

CfX c 2π= 2 2VQCf =π

2VQX c = 2VXQ c ×=

C fV

Qπ2.3

10.2

6

= fμ

502).380(3

10105,12

63

π××

= fμ

f

f

f

f

f

μ

μ

μ

μπ

μπ

15101,0105,1

8,13609379105,1

300)144400(105,1

502).380(3105,1

9

9

9

9

2

9

=××

=

×=

×=

×=

Jadi kapasitor antar fase terhubung delta yang dibutuhkan generator untuk

dapat membangkitkan tenaga listrik sebesar 15 μF. Untuk kapasitor yang

terhubung bintang, kapasitor perfase yang dibutuhkan tiga kali kapasitor yang

terhubung delta, yaitu 45 μF.

Pada penelitian ini, motor yang difungsikan sebagai generator dibebani

lebih. Kapasitor yang digunakan adalah 3 x 33,2 μF dan 3 x 27,4 μF dihubung

delta, yang diperoleh di labolatorium. Hal ini bertujuan untuk membandingkan

tegangan keluaran yang dihasilkan oleh motor induksi sebagai generator tersebut

dengan nilai kapasitor yang berbeda. Rangkaian berbeban dapat dilihat pada

gambar (4.2) dibawah.


57

Inve

rter

Gambar 4.2 skema pengujian berbeban


58

4.2. Hasil pengukuran

4.2.1. Pengukuran Beban Nol

A. Pengukuran Beban dengan menggunakan kapasitor 5 kVAR

Tabel 4.1. hasil pengukuran beban nol dengan menggunakan kapasitor 5

kVar

GENERATOR INDUKSI MOTOR

Vout NO f Iin

Rpm RS ST TR RN SN TN

1 10 0.28 600 - - - - - - 2 15 0.68 847.2 200 198 200 118 115 1183 18 1.4 945.5 250 249 250 149 149 1494 20 2.08 1000 280 275 280 165 162 1655 24 3.48 1056 305 303 308 185 183 1856 25 3.73 1063 310 306 310 185 182 185

0

50

100

150

200

250

300

350

600 847.2 945.5 1000 1056

Rpm

V O

ut

Line to Netral Line to Line

Gambar 4.3. grafik perbandingan tengangan terhadap putaran

Pada hasil pengukuran beban nol dengan menggunakan kapasitor 5 kVar

diperoleh kesimpulan bahwa hasil dari generator induksi pada 1063 Rpm

diperoleh rata rata 310 volt line to line, dan regulasi tegangan yang dihasilkan

cukup stabil.


59

B. Pengukuran Beban Nol dengan menggunakan kapasitor 3 X 1,67 kVAR

Tabel 4.2. hasil pengukuran beban nol dengan menggunakan kapasitor 3 X

1,67 kVar

GENERATOR INDUKSI MOTOR Vout NO Rpm

f Iin RS ST TR RN SN TN 1 600 - - - - - -

2 15 0.42 898 - - - - - - 3 18 0.62 1043 200 208 208 125 114 1304 20 0.93 1127 247 258 258 157 140 1645 24 1.98 1263 310 324 324 200 175 2006 25 2.27 1290 322 335 375 210 182 218

0

50

100

150

200

250

300

350

400

600 898 1043 1127

Rpm

V O

ut

Line to Netral Line to Line

Gambar 4.4. grafik perbandingan tengangan terhadap putaran

Pada hasil pengukuran beban nol dengan menggunakan kapasitor 3 X 1,67

kVar diperoleh kesimpulan bahwa hasil dari generator induksi pada 1290 Rpm

diperoleh rata rata 335 volt line to line, dan regulasi tegangan yang dihasilkan

tidak stabil. Tetapi tegangan yang dihasilkan lebih besar daripada percobaan

menggunakan capasitor 5 kVar.


60

4.2.2. Pengukuran Berbeban

Hasil percobaan pembebanan motor induksi sebagai generator dapat

dilihat pada tabel-tabel dibawah. Hasil pengukuran ini didapat dengan membebani

motor induksi tersebut hingga 410 Watt. Adapun kapasitor yang digunakan pada

pengukuran ini adalah senilai 5 kVar karena masih cukup baik digunakan pada

percobaan beban nol.

Tabel 4.3. Hasil pengukuran pembebanan MISG dengan menggunakan

kapasitor 5 kVar

GENERATOR INDUKSI No

IL (ampere) V (volt) Frekuensi Rpm Motor P (watt)

80 1 0.16 402 40.2 1233 100 2 0.22 386 39.5 1213 140 3 0.3 372 38.7 1194 160 4 0.38 361 38.3 1177 170 5 0.44 355 37.9 1165 180 6 0.48 345 37.4 1155 190 7 0,52 338 37.2 1145 200 8 0.56 331 36.9 1135 390 9 1.29 265 33.7 1047 320 10 1.3 232 32.4 1003 410 11 1.9 202 33.2 1080

Pada Gambar (4.5) dan Gambar (4.6) diperlihatkan grafik tegangan fungsi

beban dan grafik frekuensi fungsi beban . Terlihat pada gambar (4.5) bahwa

hubungan tegangan dan beban tidak linear. Tegangan juga sangat dipengaruhi

oleh nilai beban, yaitu bila beban semakin besar, maka tegangan semakin kecil.


61

0

50

100

150

200

250

300

350

400

450

1233

1213

1194

1177

1165

1155

1145

1135

1047

1003

1080

Rpm

V ou

t

Gambar 4.5. Grafik Tegangan (volt) fungsi Putaran (n)

050

100

150200

250300

350

400450

80 100 140 160 170 180 190 200 390 320 410

Watt

Volt

Gambar 4.6. Grafik Tegangan (volt) fungsi Beban (watt)

Dari hasil percobaan diatas terlihat bahwa nilai kapasitor dan putaran

mempengaruhi besarnya nilai tegangan keluaran dari motor induksi yang

beroperasi sebagai generator. Pada percobaan menggunakan kapasitor 5 kVar

terlihat bahwa penurunan tegangan keluaran sangat besar ketika terjadinya

perubahan beban. Tetapi nilai dari tegangan yang dikeluarkan sudah mencukupi.


62

4.3. Pembahasan

4.3.1. Hasil Percobaan pengujian

Dengan mengunakan motor induksi 2 HP/ 1500 watt, dan rendemen motor

induksi adalah 80% berarti daya input motor (Pin-motor) adalah:

0,81500 motor -Pin = = 1875 watt

Motor induksi tersebut mempunyai faktor daya 0,7 lag, Agar faktor daya

menjadi 1 diperlukan capasitor sebesar:

Q = P ( tan – tan) ϕ 1

o = 1500 ( tan 45,5 – tan 0)

= 1500 (1,02 – 0)

= 1530 VAR

= 1,5 kVAR

Karena umumnya sulit untuk mencari capasitor dengan besaran yang

tertentu maka besaran daya capasitor yang ada dipasaran yang mendekati nilai

tersebut ukurannya 2,5 kVAR, dan di atasnya adalah 5 kVAR, jadi yang paling

sesuai digunakan kapasitor 2,5 kVAR.

Selanjutnya motor induksi tersebut digunakan sebagai generator induksi

maka daya out dari generator (Pout-gen) adalah :

P = k x Pout-gen out-motor

= 0,775 x 1500 = 1162,5 watt Pout-gen

I380 x 1,732

1162,5 = 1,77 A n =


63

Dari data hasil pengukuran tegangan keluaran fungsi dari arus beban (V

fungsi (IL) didapat grafik pengukuran sbb:

050

100150200250300350400450

0.16

0.22 0.3 0.3

80.4

40.4

80,5

20.5

61.2

9 1.3 1.9

Arus Beban

tega

ngan

V

L

IL

Gambar 4.7. Grafik hasil pengukuran VL fungsi IL

VL = tegangan jala-jala phasa-phasa;

3LV

= tegangan phasa netral; VVf f =

Memperhatikan grafik di atas, terlihat bahwa pada pembebanan sampai

0,56 ampere tegangan jala-jala pada kondisi 331 volt atau tegangan Phasa-neutral

191 volt. Pada kondisi ini tegangan jala-jala masih dalam batas tolerasi dengan

mempertimbangkan tegangan phasa-neutral 220 volt. Artinya terjadi penurunan

tegangan sebesar : 220 – 191 = 29 volt

10022029

× % =

= 13,2 %


64

Bahkan pada tegangan sampai 153 volt dimana saat itu dibebani arus

sebesar 1,29 A, jenis lampu hemat energi masih dapat menyala dengan baik.

Dengan demikian dapat dikatakan kemampuan kerja generator induksi tersebut

adalah :

100I

×nI

% =

77,129,1 x 100% =

= 72,9 % artinya dapat dikatakan cukup bagus.

4.3.2. Analisa hasil pembahasan terhadap teori.

Dari hasil pembahasan diketahui bahwa Motor Induksi sebagai generator

mempunyai kemampuan kerja ± 72,9 % tergantung dari kondisi motor induksi

yang dipakai. Maka dapat dibandingkan dengan teori yang ada bahwa:

A. Perbandingan Analisa terhadap Generator sinkron

Pada Hasil Analisa pengukuran yang dilakukan abdul kadir, yaitu dengan

menggunakan penguatan terpisah pada generator sinkron maka didapatkan hasil:

gambar 4.8. percobaan generator sinkron dengan medan luar


65

• hasil pengukuran tanpa beban

Gambar 4.9. grafik pengukuran tanpa beban generator sinkron dengan

penguatan terpisah.

Dari hasil diatas terlihat bahwa dengan menggunakan generator DC,

dengan daya 2,5 kW, arus nominal 21,7 A, teganga 115 volt dan putaran 1500 per

menit. Dalam gambar di atas terlihat dua buah lengkungan beban, untuk putaran

1200 dan 1500 mendapatkan hasil yang maksimal dan seimbang.

• Hasil pengukuran berbeban

Gambar 4.10. grafik pengukuran berbeban generator sinkron dengan

penguatan terpisah.


66

Dari hasil pengukuran berbeban dapat dilihat generator sinkron ini

memiliki keseimbangan tegangan ketika terjadinya perubahan beban, lain halnya

dengan MISG Tegangan yang dihasilkan sangat terpengaruh oleh perubahan

beban.

B. Perbandingan Analisa terhadap Penelitian

Pada seminar teknik ketenaga listrikan 2005 M.Isnaeni B.S.

mengemukakan hasil penelitiannya mengenai MISG dan pada penelitian ini beliau

memakai pengendali daya masukan yaitu mengatur tegangan maupun frekuensi

dan mengatur beban output.

Pada penelitian ini bahan utama yang digunakan adalah motor induksi

sangkar tupai 3 fase, 3 hp, 220/3 80 Volt sebagai penggerak dan motor induksi 3

fase, 380 V, kutub empat, kecepatan nominal 1420 rpm, daya nominal P=1 ,5 kW,

efisiensi ç=80%, faktor daya pf=0,79 sebagai pembangkit (generator) serta

kontaktor 220 Volt

Gambar 4.11. pengujian MISG


67

Gambar 4.12. pengendalian daya masuk

Gambar 4.13. pengendalian daya Keluaran

Pada pembangkit Mokro hidro umumnya pengendalian seperti ini jarang

dipakai, walaupun pengendalian tegangan dan pengaturan beban yang membuat

MISG merasakan beban yang relatif konstan meskipun beban konsumen berubah-

ubah.

Tampak pada Gambar 4.14. bahwa tegangan relatif konstan pada berbagai

nilai beban. Dengan adanya pengendali tegangan, batas atas dan batas bawah

tegangan tidak dilanggar. Tegangan berada dalam jangkauan 198 Volt s/d 231

Volt sehingga tidak merusak peralatan.

Penggunaan pengendali tegangan juga dapat memperkecil persentase

ketakseimbangan tegangan. Persentase ketakseimbangan didefinisikan sebagai:


68

Persentase tersebut menyatakan besarnya simpangan terhadap rata-rata.

Pada Gambar 4.15. diperlihatkan grafik persentase ketakseimbangan tegangan

fungsi persentase ketakseimbangan beban. Tanpa pengendali tegangan, persentase

ketakseimbangan tegangan tertinggi sekitar 5%, sedangkan dengan pengendali

tegangan hanya sekitar

Fase R tanpa Pengendali Fase S tanpa Pengendali Fase T tanpa Pengendali

Fase R dg Pengendali Fase S dg PengendaliFase T dg

PengendaliBeban (Watt)

Gambar 4.14. Grafik Persentase ketakseimbangan tegangan

Gambar.4.15. Grafik frekuensi fungsi beban

Pada tabel 4.4. dikemukakan persentase perbandingan pengujian MISG

tidak atau dengan pengendali tegangan. Terlihat perbedaan frekuensi dan

tegangan yang dihasilkan sebagai berikut :


69

Tabel 4.4. Perbandingan MISG tanpa dan dengan pengedali

Tanpa Pengendali Dengan Pengendali Tegangan *Tidak terlalu *sangat

dipengaruhi dipengaruhi beban (te- beban gangan relatif konstan)

* 234 s/d 335 * 198 s/d 224 Volt Volt

Persentase 2,8 % 0,6 % Ketakseim

bangan Tegangan rata-rata Frekuensi 49,4 s/d 57,47 Hz 47,87 s/d 49,33 Hz

Berdasarkan hasil pengujian yang dilakukan didapat bahwa Motor induksi

yang digunakan sebagai generator sangat terpengaruh akan perubahan beban, dan

yang diteliti merupakan pengaturan/ pengendalian beban dengan cara memasang

(IGC) Induction Generator Controler yang merupakan piranti elektronis yang

menyensor tegangan, kemudian mengatur besar beban penyeimbang. Dan

kelemahan IGC adalah berharga mahal dan menggunakan teknologi yang tidak

sederhana.

Pada laporan proyek akhir ini percobaan dilakukan tanpa IGC dan

dilakukan dengan peralatan dah bahan seadanya, dah hasil yang didapat tidak jauh

berbeda, hanya tegangan yang dihasilkan sangat dipengaruhi oleh perubahan

beban yang terjadi. Dan generator induksi ini cukup baik untuk digunakan

sebagai PLTMh walaupun dari segi hasil yang dikeluarkan tidak sebaik generator

sinkron.


70

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1. Kesimpulan

1. Motor induksi eks industri (sisa pakai) dengan daya 1500 watt/ 2 HP

dengan kondisi barang lebih kurang 80 %, ternyata masih dapat

dimanfaatkan cukup baik untuk digunakan sebagai generator induksi.

2. Motor induksi sebagai generator (MISG) masih memperlihatkan

kemampuan kerja yang cukup bagus, yaitu regulasi tegangan masih dalam

batas memenuhi syarat, bahkan dengan diberi beban sampai 1,29 A dan

penurunan tegangan sampai 153 volt lampu hemat energi masih dapat

menyala dengan baik.

3. Pada Gambar 4.4. grafik menunjukan regulasi tegangan yang tak seimbang

bisa diakibatkan dari kurang baiknya kapasitor yang dipakai atau besaran

kapasitor yang tidak mencukupi sebagai eksitasi pada generator induksi.

4. Dari hasil pengukuran dapat dikatakan bahwa Motor induksi sebagai

generator ini memiliki kemampuan menghasilkan arus listrik 72,9 % dari

arus nominal generator.

5. Dari hasil pengukuran berbeban atau pada gambar 4.7. Grafik menunjukan

Generator induksi 3 phasa memiliki kelemahan, bila beban yang dipasang

tidak seimbang, terjadi penurunan tegangan yang signifikan sehingga

berpengaruh terhadap kemampuan kerja generator.

70


71

6. Perbandingan antara MISG dengan generator sinkron tidaklah jauh

berbeda hanya dari segi efesiensi dan regulator tegangan yang dihasilkan

generator sinkron lebih memiliki kestabilan pada saat perubahan beban.

5.2. Saran

1. Untuk melakukan pegujian diperlukan acuan teori dan peralatan pengujian

yang mendukung agar mendapatkan hasil yang tepat dan optimal.

2. jika motor induksi yang digunakan sebagai generator mengeluarkan

tegangan rata-rata kurang dari 380 volt pada 1500 putaran per menit maka

bisa dikatakan motor induksi yang digunakan sudah tidak optimal atau

kapasitor yang digunakan tidak mencukupi dan sudah tidak layak

digunakan, oleh karena itu diperlukan Perhitungan, ujicoba dan

pengukuran yang tepat untuk mengetahui karakteristik barang yang

hendak dimanfaatkan.

3. Motor Induksi sebagai generator memiliki karakteristik yaitu penurunan

tegangan apabila terjadi perubahan beban, untuk mengantisipasi hal ini

diperlukan peralatan lain seperti IGC (Induction Generator Controler)

sebagai penyensor tegangan agar bisa diatur kestabilan tegangan serta

frekuensinya.

4. Dalam memilih barang-barang sisa pakai (loak) jangan dilihat dari bentuk

(fisik), kemampuannyapun harus diketahui dan perlu adanya sertifikasi uji

kelayakan untuk mengetahui kemampuan kerja barang sisa pakai yang bisa

termanfaatkan kembali.

Analisis Karakteristik Generator Induksi

Documents

Transcript of Analisis Karakteristik Generator Induksi