LAPORAN PRAKTIKUM MESIN LISTRIK (AC)

PERCOBAAN GENERATOR 3 FASA BEBAN NOL

PERCOBAAN GENERATOR 3 FASA HUBUNG SINGKAT

PERCOBAAN GENERATOR BERBEBAN

DI SUSUN OLEH :

DEVI YUSRINA RIZKIANI (5115 08 0263)

ADITYA RIDHO SAPUTRA (5115 08 0272)

FAJAR RICA SUHADA (5115 08 2319)

YULIANTI SURYANI (5115 08 2324)

TRI PUTRA ALIZAR (5115 08 2329)

PROGRAM STUDI PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO-FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI JAKARTA

2011

PERCOBAAN GENERATOR 3 FASA BEBAN NOL

I. TUJUAN PRAKTIKUM1. Mahasiswa terampil dalam menjalankan generator 3 fasa beban nol2. Mahasiswa terampil melakukan percobaan untuk menentukan karakteristik

generator 3 fasa beban nol.

II. DASAR TEORI1. Pengertian Generator Arus Bolak-balik

Generator arus bolak-balik berfungsi mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik. Generator Arus Bolak-balik sering disebut juga sebagai alternator, generator AC (alternating current), atau generator sinkron. Dikatakan generator sinkron karena jumlah putaran rotornya sama dengan jumlah putaran medan magnet pada stator. Kecepatan sinkron ini dihasilkan dari kecepatan putar rotor dengan kutub-kutub magnet yang berputar dengan kecepatan yang sama dengan medan putar pada stator. Mesin ini tidak dapat dijalankan sendiri karena kutub-kutub rotor tidak dapat tiba-tiba mengikuti kecepatan medan putar pada waktu sakelar terhubung dengan jala-jala. Generator arus bolak-balik dibagi menjadi dua jenis, yaitu:a. Generator arus bolak-balik 1 fasab. Generator arus bolak-balik 3 fasa

2. Konstruksi generator arus bolak-balik Konstruksi generator arus bolak-balik ini terdiri dari dua bagian utama, yaitu: (1) stator, yakni bagian diam yang mengeluarkan tegangan bolakbalik (2) rotor, yakni bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator. Stator terdiri dari badan generator yang terbuat dari baja yang berfungsi melindungi bagian dalam generator, kotak terminal dan name plate pada generator. Inti Stator yang terbuat dari bahan ferromagnetik yang berlapis-lapis dan terdapat alur-alur tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator yang merupakan tempat untuk menghasilkan tegangan. Sedangkan, rotor berbentuk kutub sepatu (salient) atau kutub dengan celah udara sama rata (rotor silinder). Konstruksi dari generator sinkron ini dapat dilihat pada Gambar 1.

3. Prinsip Kerja Generator Arus Bolak-balikPrinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.Prinsip kerja generator arus bolak-balik tiga fasa (alternator) pada dasarnya sama dengan generator arus bolak-balik satu fasa, akan tetapi pada generator tiga fasa memiliki tiga lilitan yang sama dan tiga tegangan outputnya berbeda fasa 120 derajat pada masing-masing fasa seperti ditunjukkan pada Gambar 2.

Besar tegangan generator bergantung pada :1. Kecepatan putaran (N)2. Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk (Z)3. Banyaknya fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet (f)

Motor Sinkron

Motor Sinkron memiliki karakteristik yang hampir sama dengan generator sinkron. Ketika gangguan terjadi, tegangan sistem menurun hingga menjadi sangat kecil, motor sinkron berhenti mencatu daya dari sistem untuk berputar menggerakkan bebannya dan mulai melambat. Tetapi momen inertia dari beban cenderung mencegah motor melambat secara cepat. Inersia ini mengambil peran sebagai prime mover dan dengan eksitasi yang tetap disuplai, menjadikan motor berfungsi sebagai generator yang juga mensuplai arus hubung singkat untuk beberapa cycle setelah hubung singkat terjadi.

Sama seperti generator, besarnya arus hubung singkat juga ditentukan oleh nilai reaktansi X”d, X’d dan Xd Motor Sinkron. Besarnya arus hubung singkat yang dikontribusi oleh motor sinkron juga bergantung pada besar dayanya (HP), rating tegangan serta reaktansi sistem sampai ke titik gangguan.

Motor InduksiMotor induksi bekerja berdasarkan induksi elektromagnetik dari kumparan stator kepada kumparan rotornya. Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl) atau tegangan induksi dan karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar (kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan induksi stator. Pada rangka stator terdapat kumparan stator yang ditempatkan pada slot-slotnya yang dililitkan pada sejumlah kutup tertentu. Jumlah kutup ini menentukan kecepatan berputarnya medan stator yang terjadi yang diinduksikan ke rotornya. Makin besar jumlah kutup akan mengakibatkan makin kecilnya kecepatan putar medan stator dan sebaliknya. Kecepatan berputarnya medan putar ini disebut kecepatan sinkron.Generator Tanpa Beban

Generator arus bolak-balik yang dioperasikan tanpa beban, arus jangkarnya akan nol (Ia = 0) sehingga tegangan terminal Vt = Va = Vo. Karena besar ggl induksi merupakan fungsi dari flux magnet, maka ggl induksi dapat dirumuskan: Ea = fluks , yang berarti pengaturan arus medan sampai kondisi tertentu akan mengakibatkan ggl induksi tanpa beban dalam keadaan saturasi

Hubungan dan Karakteristik Generator Tanpa Beban

III. GAMBAR RANGKAIAN

IV. ALAT DAN BAHAN1. Multimeter 12. Wattmeter 23. Ampermeter 0 – 10 Amper 24. Voltmeter 0 – 250 Volt 25. Kawat Penghubung secukupnya6. Sumber tegangan yang dapat diatur (regulator) 2

V. KESELAMATAN KERJA1. Guna mendapatkan ketelitian pengukuran yang baik, gunakan skala yang

menghasilkan pembacaan mendekati skala penuh.2. Guna keamanan, pastikan posisi Power suplay pada posisi minimum3. Periksakan rangkaian terlebih dahulu kepada dosen/asisten sebelum diberi

sumber tegangan.

VI. LANGKAH KERJA1. Siapkan alat dan bahan yang dibutuhkan 2. Buatlah rangkaian pada mesin penggerak sesuai dengan data dari mesin tersebut3. Rangkaialah bagian untuk percobaan dalam bentuk bintang begitu pula bagian

penguat medannya.4. Jalanka motor penggerak dan atur putaran pada putaran nominal.5. Ukur tegangan generator untuk fasa 1, fasa 2, fasa 3, pada saat Im 06. Atur penguat medan dan atur setiap tingkat pengaturan bertahap 20% sampai

100% dan catat penunjukan voltmeter V1, V2, dan V3 pada daftar

7. Ulangi pengukuran untuk pengaturan arus penguat yang menurun sampai nol8. Putuskan sumber tegangan untuk arus penguat medan generator kemudian

hentikan motor penggerak9. Bereskan peralatan dan kembalikan pada tempatnya.10. Buat grafik V1, V2, dan V3 = f (Im) pada kondisi penguatan naik dan penguatan

turun.

VII. DATA PENGUKURAN

Im Penguatan naik Penguatan turunKet(%) (..A) V1 V2 V3 V1 V2 V3

0 0 0,073 0,074 0,075 1,118 1,129 1,127

n=9350

20 0,6 62,8 62,5 63,1 92,2 91,9 92,530 0,9 102,7 102,5 103,2 91,3 91,0 91,940 1,2 121,3 121,1 121,7 122,9 123,1 123,850 1,5 138,3 138,0 138,4 133,7 133,6 133,960 1,8 146,6 146,6 146,9 144,3 144,3 143,970 2,1 155,7 155,3 156 152,4 152,9 153,580 2,4 160,8 161,2 161,9 160,2 160,2 161,190 2,7 166,5 166,7 167,2 164,7 165 165,8

100 3 168,7 168,7 169,3 168,7 168,7 169,3

Analisis Percobaan :

Semakin nilai Im dinaikkan maka semakin besar tegangan yang dibangkitkan dan putaran motor penggerak semakin berkurang kecepatannya, sebaliknya ketika terjadi penguatan turun yaitu ketika nilai Im diturunkan ternyata nilai tegangan yang dibangkitkan lebih besar dan putaran motor penggerak menjadi lebih bertambah.

VIII. PERTANYAAN1. Dari hasil percobaan, umumnya tegangan yang dibangkitkan lebih besar mana

antara pada saat Im naik dengan pada saat Im turun ?Jawaban . Tegangan lebih besar pada saat Im naik

2. Tegangan mana yang cendrung lebih besar antara penguatan naik dengan penguatan turun pada Im = 0AJawaban. Tegangan yang cendrung lebih besar adalah pada saat penguatan turun.

3. Apa yang menyebabkan tegangan yang dibangkitkan pada saat Im turun lebih besar jika dibandingkan dengan tegangan yang dibangkitkan pada saat naik /

Jawaban. Karena ada sisa induksi magnet pada saat Im turun, sehingga di voltmeter masih menunjukkan adanya tegangan.

4. Buatlah grafik dari V1= f(Im), V2=f(Im), V3=f(Im) pada saat naik dan turun !Jawaban.

5. Bagaimana kesimpulan anda dalam percobaan ini ?Jawaban.

Semakin besar arus field/arus medan/magnit generator, semakin besar tegangan yang dibangkitkan oleh generator

Terdapat sisa magnit hasil induksi ketika penguatan turun pada arus field (Im) = 0

I. TUJUAN PRAKTIKUM

1. Mahasiswa terampil dalam menjalankan generator 3 fasa hubung singkat

2. Mahasiswa terampil melakukan percabaan untuk menentukan karakteristik generator

3 fasa berbeban.

II. TEORI DASAR

Pada dasarnya percobaan beban nol untuk generator 3 fasa sama dengan generator 1 fasa,

perbedaannya terletak pada lilitan tegangan untuk 3 fasa ada 3 pasang sumber tegangan,

ketiga pasang lilitan tersebut dihubungkan bintang (system 4 kawat) atau dihubungkan

segitiga (system 3 kawat) . Dalam percobaan yang kita lakukan adalah pada system

hubungan bintang dan diamati antara GGL dengan penguatan yang tetap atau Ea = f(Im)

III. GAMBAR RANGKAIAN

A

A

A

V

PERCOBAAN GENERATOR 3 FASA BERBEBAN

LAPORAN PRAKTIKUM

MESIN ARUS BOLAK BALIK

DOSEN

Massus Subekti, S.pd

JUDUL PERCOBAAN

Rm

Im

+ Vs

mA

U-

x y

N R S T

A A A

u v w

z

IV. ALAT DAN BAHAN

1. Multimeter 1

2. Ampermeter 3

3. Miliampere 1

4. Voltmeter 0-250 Volt 2

5. Kawat penghubung secukupnya

6. Sumber tegangan DC yang 1

dapat diatur (regulator)

V. KESELAMATAN KERJA1. Guna mendapatkan ketelitian pengukuran yang baik, gunakan skala yang

menghasilkan pembacaan mendekati skala penuh.2. Guna keamanan, pastikan posisi Power Suply pada posisi minimum3. Periksakan rangkaian terlebih dahulu kepada Dosen/Asisten sebelum diberi sumber

tegangan.

VI. LANGKAH KERJA1. Siapkan rangkaian yang dibutuhkan 2. Buatlah rangkaian pada mesin penggerak dan rangkaian yang digerakkan3. Jalankan motor penggerak dan atur putaran pada putaran nominal 4. Atur penguat medan generator sampai dengan Isc=Im dan catat hasil pengukuran alat

ukur, (putaran konstan)5. Bebani berturut-turut dari 10% sampai 80% dari IL nominal, kemudian catat

penunjukkan amperemeter dan voltmeter6. Lepaskan saklar beban dan atur Im kemudian ke nol7. Atur kembali putaran motor sampai mencapai putaran minimum, kemudian

dimasukan8. Lepaskan rangkaian dam simpan pada tempatnya9. Buat karakteristiknya

VII. DATA PENGUKURAN

IL1(mA) IL2(mA) IL3(mA) VL1 (V) VL2(V) VL3(V)0.07 0.06 0.08 1.7 2.23 1.660.09 0.09 0.12 3.26 3.5 2.940.1 0.11 0.13 4.01 4.11 3.7

0.11 0.11 0.13 4.3 4.4 4.070.11 0.11 0.13 4.5 4.45 4.14

Analisis Percobaan :

Baik arus (IL) maupun tegangan (VL) semakin besar ketikan R bertambah .

VIII. PERTANYAAN

1. Berapakah kuat arus pada kawat nol pada percobaan diatas?Jawab : 0 A

2. Berapakah besar VL1,VL2,VL3 pada kawat arus 50% IL nominal?Jawab : lihat pada tabel

3. Buatlah grafik dari V=f(IL)Jawab:

IX. KESIMPULAN

Ketika tegangan pada generator diperbesar, maka makin besar pula arus yang mengalir. Karena makin besar arus yang mengalir, makin besar pula ggl induksi yang terjadi pada penguat magnet, sehingga putaran motor menjadi melambat.

Ketika rheostat diperbesar, maka gerakan putaran motor makin melambat. Hal tersebut dikarenakan beban beban tersebut menghambat gerak motor.

Baik arus (IL) maupun tegangan (VL) semakin besar ketikan R bertambah pada R,S,T.