PERANCANGAN DAN PEMBUATAN GENERATOR AKSIAL PUTARAN RENDAH DENGAN KONTROL SWITCH PROSESCHARGING

Oleh: OONG IBAN SETYA MARGANA ( 04510085 )

Mechanical Engineering Dibuat: 2009-04-28 , dengan 8 file(s).

Keywords: : generator aksial, rotor, stator, magnet permanen, kecepatan putar rendah, switching controller

ABSTRAKSI Krisis energi yang melanda Indonesia, khususnya energi listrik telah memaksa berbagai pihak untuk mencari solusi dalam mengatasi persoalan ini.

Salah satu yang sedang popular adalah pemanfaatan tenaga air dan angin. Angin yang berhembus di Indonesia, menurut LAPAN, sering fluktuatif dan rata-rata kecepatan anginnya rendah (0 5 m/s). Dalam pemanfaatan energi bersifat

fluktuatif tersebut dibutuhkan mesin listrik (generator) yang sesuai dengan karakteristik penggeraknya.

Generator listrik yang tersedia banyak dipasaran (tipe radial flux) biasanya berjenis high speed induction generator dimana pada generator jenis ini membutuhkan transmisi gearbox untuk mendapat putaran tinggi dan juga

membutuhkan energi listrik awal (excitation voltage) untuk membuat medan magnetnya. Sedangkan pada pemanfaatan tenaga angin dibutuhkan generator

yang berjenis lowspeed dan tanpa energi listrik awal, karena biasanya ditempatkan di daerah-daerah yang tidak memiliki aliran listrik. Sebagai solusinya, pada penelitian ini akan dirancang generator

menggunakan multi pole magnet permanen untuk menggantikan tegangan eksitasi dengan tipe induksi magnet axial flux agar memudahkan dalam proses

manufakturnya. Generator aksial tersebut dapat digerakkan oleh turbin angin dan turbin air atau sumber penggerak yang lain. Generator aksial memiliki 2 bagian utama, yakni rotor dan stator. Rotor terdiri atas 8 pole magnet permanen dan

stator terbentuk dari 8 kumparan (coil) dengan 400 lilitan (turn) konduktor pada setiap kumparan. Untuk meningkatkan efisiensi proses charging/discharging pada

accu, ditambahkan timer dengan pewaktuan sinyal generator. Skematis rangkaian timer generator dimodifikasi dari rangkaian switching controller oleh John Bedini, 1984 melalui pengujian. Analisa pengujian menghasilkan bahwa

rangakian timer dengan frekuensi generator lebih sederhana tetapi dengan efisiensi yang lebih baik.

Pada putaran rotor 375 rpm, pengujian generator aksial tanpa beban menghasilkan 15,44 VAC, 13,84 VDC tanpa kapasitor dan 19,9 VDC dengan kapasitor. Pada beban accu 12V 7,2 Ah didapatkan arus 0,11 amps 11,45 VDC.

Pada kecepatan putar direncanakan (375 rpm), generator sudah mampu mencharging accu. Desain switching controller yang telah dihasilkan mampu

meningkatkan efisiensi proses charging acuu hingga 51,85 %. Lebih besar 13,67 % dari efisiensi pada rangkaian oleh John Bedini.

ABSTRAC

Energy crisis in Indonesia, especially electrical energy has forced many fields to find the solution in solving this problem. The popular one is the

utilization of water and wind energy. The blowing wind in Indonesia, according to LAPAN, is variably and the average of its velocity is low (0 5 m/s). In utilizing

this variably energy, there should be needed electrical machine (generator) that appropriate with the characteristics of its driver. Electrical generator has been widely spread in the market (radial flux

type), usually in the kind of high speed induction generator where in this type, it needs gearbox transmission to get high rotation and also needs initial electrical

energy (excitation voltage) to make its magnetic field. While, in the utilization of wind is needed lowspeed generator and without initial electrical energy, because as usual, it is placed in the areas with elektrical current.

As the solution, in this research, there has been designed the permanently magnetic generator with multi pole to replace the existence voltage

by magnetic induction type axial flux that easy to manufacture. The axial generator can be driven by wind turbine and water turbine or other sources. Axial generator has two main parts, they are rotor and stator. Rotor consists of 8 poles

of permanently magnet and stator in the form of 8 coils by 400 turns conductor in each coil. To increase the process of charging/discharging efficiency on accu, and

timer by generator signal time. Schematic series of timer generator is modified from switching controller series by John Bedini in 1984 by testing. Testing analysis shows that timer series by simpler generator frequency has better

efficiency. In rotor rotation of 375 rpm, unload axial generator testing has 15,44 VAC,

13,84 VDC withoud capacitor and 19,9 VDC by capacitor. On the accu load 12V 7,2 Ah there is current 0,11 amps 11,45 VDC. On the planned rotation velocity (375 rpm), the generator is able to charge accu. Switching controller design that is

resulted here is able to increase the process efficiency of charging acuu up to 51,85 %. Bigger as much as 13,67 % from the efficiency on John Bedinis series