Tifha Aprilia Sari1423.11.0510.PKelas Malam GENERATOR SINKRONSiska Anggraini1423.11.0511.PKelas Malam

GENERATORGenerator adalah suatu sistem yang menghasilkan tenaga listrik dengan masukan tenaga mekanik yang berfungsi untuk mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik. Generator sinkron adalah generator yang kecepatan medan putar dan putaran porosnya adalah sama.Generator sinkron yang banyak dijumpai di masyarakat adalah generator tiga phase. Generator AC yang mempunyai dua bagian utama yaitu bagian stator yang merupakan bagian dari generator yang diam, dan bagian rotor yang merupakan bagian generator yang berputar.

GENERATOR AC SINKRONGenerator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin listrik yang digunakan untuk mengubah energy mekanik (gerak) menjadi energy listrik dengan perantara induksi medan magnet. Perubahan energi ini terjadi karena adanya pergerakan relatif antara medan magnet dengan kumparan generator. Pergerakan relative adalah terjadinya perubahan medan magnet pada kumparan jangkar (tempat terbangkitnya tegangan pada generator) karena pergerakan medan magnet terhadap kumparan jangkar atau sebaliknya. Alternator ini disebut generator sinkron (sinkron = serempak) karena kecepatan perputaran medan magnet yang terjadi sama dengan kecepatan perputaran rotor generator. Alternator ini menghasilkan energi listrik bolak balik (alternating current,AC) dan biasa di produksi untuk menghasilkan listrik AC 1-fasa atau 3-fasa.

Prinsip Kerja Generator AC SinkronSecara umum, Prinsip kerja generator sinkron adalah: Kumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber eksitasi yang akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan. Dengan adanya arus searah yang mengalir melalui kumparan medan maka akan menimbulkan fluks.

Penggerak mula (Prime Mover) yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan sehingga rotor akan berputar pada kecepatan nominalnya.Perputaran rotor akan memutar medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan pada rotor akan diinduksikan pada kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar yang terletak pada stator akan menghasilkan fluks magnetik yang berubah-ubah besarnya terhdap waktu. Adanya perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan GGL induksi pada ujung kumparan tersebut.

Konstruksi Generator AC Sinkrongenerator sinkron adalah sama dengan konstruksi motor sinkron, dan secara umum biasa disebut mesin sinkron. Ada dua struktur kumparan pada mesin sinkron yang merupakan dasar kerja dari mesin tersebut, yaitu kumparan yang mengalirkan penguatan DC (membangkitkan medan magnet, biasa disebut sistem eksitasi) dan sebuah kumparan (biasa disebut jangkar) tempat dibangkitkannya GGL arus bola-balik.Hampir semua mesin sinkron mempunyai belitan GGL berupa stator yang diam dan struktur medan magnit berputar sebagai rotor. Kumparan DC pada struktur medan yang berputar dihubungkan pada sumber DC luar melaui slipring dan sikat arang, tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikat arang yaitu sistem brushless excitation.

Matematis Generator AC sinkronFrekuensi elektris yang dihasilkan generator sinkron adalah sinkron dengan kecepatan putar generator. Rotor generator sinkron terdiri atas rangkaian elektromagnet dengan suplai arus DC. Medan magnet rotor bergerak pada arah putaran rotor. Hubungan antara kecepatan putar medan magnet pada mesin dengan frekuensi elektrik pada stator adalah:N = 120 f / Pdi mana :Nr= Kecepatan putar rotor (rpm) kecepatan medan magnetF = frekuensi listrik (Hz)p = Jumlah kutub magnet

Matematis Generatos AC sinkronOleh karena rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, persamaan diatas juga menunjukkan hubungan antara kecepatan putar rotor dengan frekuensi listrik yang dihasilkan. Agar daya listrik dibangkitkan tetap pada frekuensi 50Hz atau 60 Hz, maka generator harus berputar pada kecepatan tetapdengan jumlah kutub mesin yang telah ditentukan. Sebagai contoh untuk membangkitkan 60 Hz pada mesin dua kutub, rotor arus berputar dengan kecepatan 3600 rpm. Untuk membangkitkan daya 50 Hz pada mesin empat kutub, rotor harus berputar pada 1500 rpm

Proteksi Generator AC sinkronsistem proteksi generator sinkron menjadi 3 jenisdilihat dari kapasitas generatornya. Semakin besar kapasitas generator, semakin banyak pula peralatan proteksi yang digunakan. Skema proteksi yang direkomendasikan bagi generator berdasarkan kapasitasnya:

Kecil (sebagai contoh: 1000 KVA maksimum hingga 600V; 500 KVA maksimum diatas 600V)Medium (sebagai contoh: dari kapasitas generator kecil hingga 12 500 KVA tanpa memperhatikan tegangan)Besar (sebagai contoh: dari kapasitas generator medium hingga kurang lebih 50 000 KVA)

Karakteristik Generator AC sinkronMenentukan Resistansi dan Reaktansi

Untuk bisa menentukan nilai reaktansi dan impedansi dari sebuah generator, harus dilakukan percobaan (test). Ada tiga jenis test yang biasa dilakukan, yaitu:

Test Tanpa beban ( Beban Nol )Test Hubung Singkat.Test Resistansi Jangkar.

Karakteristik Generator AC sinkronTest Tanpa Beban

Test Tanpa Beban dilakukan pada kecepatan Sinkron dengan rangkaian jangkar terbuka (tanpa beban) seperti diperlihatkan pada gambar di bawah ini. Percobaan dilakukan dengan cara mengatur arus medan (If) dari nol sampai rating tegangan output terminal tercapai.

Gambar Rangkaian Test Generator Tanpa Beban.

Karakteristik Motor AC sinkronTest Hubung Singkat

Untuk melakukan test ini terminal generator dihubung singkat, dan dengan Ampermeter diletakkan diantara dua penghantar yang dihubung singkat tersebut. Arus medan dinaikkan secara bertahap sampai diperoleh arus jangkar maksimum. Selama proses test arus If dan arus hubung singkat Ihs dicatat.

Gambar Rangkaian Test Generator di Hubung Singkat

Karakteristik Generator AC sinkronDari hasil kedua test diatas, maka dapat digambar dalam bentuk kurva karakteristik seperti berikut :

Gambar Kurva Karakteristik Tanpa Beban dan Hubung Singkat sebuah Generator.

Karakteristik Generator AC sinkronTest Resistansi Jangkar

Dengan rangkaian medan terbuka, resistansi DC diukur antara dua terminal output sehingga dua fasa terhubung secara seri. Resistansi per fasa adalah setengahnya dari yang diukur.

Gambar Pengukuran Resistansi DC.

Dalam kenyataannya nilai resistansi dikalikan dengan suatu faktor untuk menentukan nilai resistansi AC efektif , eff R . Faktor ini tergantung pada bentuk dan ukuran alur, ukuran penghantar jangkar, dan konstruksi kumparan. Nilainya berkisar antara 1,2 s/d 1,6

Kesimpulan Generator AC SinkronGeneratorsinkron(seringdisebutalternator)adalahmesin listrik yang digunakan untuk mengubah energimekanik (gerak) menjadi energilistrikdengan perantara induksi medan magnet. Perubahan energi ini terjadi karena adanya pergerakan relatif antara medan magnet dengan kumparan generatorKumparan medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber eksitasi tertentuyangakanmensuplai arussearahterhadapkumparanmedan. Denganadanyaarus searahyangmengalirmelalui kumparanmedanmaka akanmenimbulkanfluksyangbesarnyaterhadapwaktuadalahtetap.Generator ini mempunyai dua komponen utama yaitu stator (bagian yang diam)dan rotor(bagianyangbergerak).