i

PERANCANGAN GENERATOR INDUKSI 1 FASE 12 KUTUB

KECEPATAN RENDAH

TUGAS AKHIR

Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Syarat-syarat untuk

Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta

Disusun Oleh :

NOR RAHMAN KHAIRUDIN

D400110019

FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA

2015

ii

iii

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kenikmatan,

hidayah serta taufiqnya sehingga sampai saat ini masih diberikan kesempatan

untuk beribadah dan meyembah padaNYA dan telah menjadikanku manusia yang

berakal dan berguna dalam dunia ini. Sholawatsertasalamuntukjunjungan kami,

Nabi Muhammad S.A.W yang senantiasa memberikan syafa’atnya kepada kami

untuk terus dicapai dan raih dalam hidup dan kehidupan umat manusia.

Hanya karena Allah SWT akhirnya penulis bisa melewati kendala dan

tantangan dalam menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas

akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan

gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah

Surakarta. Adapun judul tugas akhir yang penulis ajukan : “PERANCANGAN

GENERATOR INDUKSI 1 FASE 12 KUTUB KECEPATAN RENDAH”.

Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, dan saran

serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan tulus ikhlas dan

kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar – besarnya

kepada:

1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik

Universitas Muhammadiyah Surakarta.

2. Bapak Umar, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

v

3. Bapak Agus Supardi, S.T., M.T. dan Bapak Aris Budiman, S.T., M.T.selaku

Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada

penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.

4. Bapak Umar, S.T., M.T dan Bapak Jatmiko, S.T., M.T.Selaku penguji Tugas

Akhir.

5. Bapak dan Ibu dosen atas kesedianya membimbing dan memberikan

waktunya kepada penulis selama di Teknik Elektro.

6. Kedua orang tuaku tercinta dan seluruh keluarga terima kasih atas semua

kasih sayang dan do’a yang tiada hentinya tidak pernah surut sehingga

penulis bisa seperti saat ini.

7. Seluruh Staf Tata Usaha, Staf Akademik maupun non Akademik, yang telah

banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama

menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas

Muhammadiyah Surakarta.

8. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan kerja di KMTE

dan temen-temen Elektro semuanya, semoga kekeluargaan ini tetap terjaga

hingga nanti.

9. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan

Tugas Akhir ini.

10. Seluruh elemen kehidupan yang selalu menginspirasi perjalanan ini.Akhir

kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari

kesempurnaan. Saran dan kritik yang memebangun sangat penulis harapkan.

vi

vii

MOTTO

Kemantapan dalam setiap kegiatan kunci dari keberhasilan, .

Jangan pernah takut untuk mencoba meskipun kegagalan menantimu, karena kamu tak

tahu apa yang kamu peroleh ketika kamu berhasil.

Jangan pernah berubah karena seseorang, karena kamu akan kehilangan jati diri.

Jika kamu di jalan yang benar, maka berbanggalah.

viii

PERSEMBAHAN

Sedikit karya ini kupersembahkan untuk yang tercinta dan terkasih :

Allah SWT yang senantiasa melimpahkan nikmat, karunia dan hidayahNya kepada

kita semua.

Bapak dan Ibuku tercinta. Kasih sayang, cinta yang tak bersyarat serta pengorbanan dan

doa sepanjang masa yang telah kalian berikan kepada anakmu.

Pak dhe budhe solo dan om barit yang telah membimbingku selama di solo, tak lupa

simbah dan keluarga yang mengasuhku selama disolo terimakasih semua.

Kepada kasihku nan jauh disana, kamu memberiku semangt berjuang, semangat memulai

setiap kegiatan, dorongan dan nasehatmu memberikan indahnya kebersaam.

Teman seperjuangan Mariska,rudi, bima, rehang atas semangt yang telah kau berikan

padaku, Kita pasti sukse guys.

Sahabat-sahabatku yang selaluberbagikisah, tawa, candadankebahagiaan.

Segenap Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro ( KMTE )

Teman-teman SeperjuanganTeknik Elektro 2011

ix

DAFTAR KONTRIBUSI

Tugas Akhir ini berawal dari ketertarikan penulis terhadap energi alternatif

dan yang terbarukan, khususnya energi tersebut mempunyai peran yang sangat

penting dalam memenuhi kebutuhan listrik bagi masyarakat yang betempat tinggal

didaerah terpencil. Ide Tugas Akhir ini berasal dari Bapak Agus Supardi, S.T.,

M.T. sebagai pembimbing pertama, beliau menawarkan judul Tugas Akhir

mengenaigenerator induksi 1 fase kecepatan rendah. Setelah berkonsultasi dan

diberikan penjelasan, akhirnya penulis berminat untuk melakukan perancangan

dan penelitian. Beliau juga menyarankan untuk dosen pembimbing kedua tugas

akhir ini adalah Bapak Aris Budiman, S.T., M.T.

Setelah berkonsultasi dengan Bapak Aris Budiman, S.T., M.T. mengenai

judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam

menyelesaikan serta menyusun laporan Tugas Akhir ini. Setelah seminar Proposal

Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen penguji demi

perbaikkan Tugas Akhir ini.

Perancangan generator induksi 1 fase kecepatan rendah ini dilakukan di

luar Laboraturium Jurusan Teknik Elektro dan penelitian tugas akhir ini dilakukan

penulis di Laboraturium Jurusan Teknik Elektro. Untuk pengambilan data

dilakukan beberapa kali percobaan untuk mendapatkan seluruh data yang

diperlukan dalam penelitian ini.

Perubahan data dan analisa pemulis selalu berkonsltasi dengan

pembimbing hingga akhirnya seluruh data yag diperlukan terkumpul. Kemudian

x

xi

xii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i

HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii

HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii

KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv

MOTTO ........................................................................................................... vii

PERSEMBAHAN ............................................................................................ viii

DAFTAR KONTRIBUSI ................................................................................ x

PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .............................................. xi

DAFTAR ISI .................................................................................................... xii

DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv

DAFTAR TABEL ............................................................................................ xvi

ABSTRAKSI ................................................................................................... xvii

BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1

1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1

1.2. Perumusan Masalah ................................................................... 3

1.3. Batasan Masalah ......................................................................... 4

1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4

1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5

1.6. Sistematika Penulisan ................................................................. 5

BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 7

2.1. Telaah Penelitian ......................................................................... 7

xiii

2.2. Landasan Teori............................................................................ 8

2.2.1 Generator Induksi dan Definisinya .................................. 8

2.2.2 Bagian Generator.... .......................................................... 9

2.2.3 Generator .......................................................................... 11

2.2.4 Jenis- jenis generator Induksi … ...................................... 14

2.2.5 Bank Kapasitor ................................................................ 18

BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................. 20

3.1. Waktu dan Tempat ...................................................................... 20

3.2. Bahan dan Peralatan .................................................................... 20

3.2.1. Bahan Perancangan ........................................................... 20

3.2.2. Bahan Penelitian................................................................ 20

3.2.3. Peralatan .......................................................................... 21

3.3. Alur Penelitian ............................................................................ 21

BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................... 24

4.1. Perancangan Generator Induksi 1 Fase Kecepatan Rendah ........ 24

4.2. Hasil Penelitian dan Pembahasan ........................... .................. .. 26

4.2.1. Pengujian generator induksi tanpa beban dengan eksitasi

bank kapasitor 8 dan 16 µF… ........................................... 27

4.2.2. Pengujian generator induksidenganbebandengan eksitasi

bank kapasitor 8 µF ....................................................... ... 30

4.2.4 Pengujian generator induksidenganbebandengan eksitasi

bank kapasitor 16 µF .. ..................................................... 34

xiv

BAB V. PENUTUP ........................................................................................... 38

5.1. Kesimpulan ................................................................................. 38

5.2. Saran ........................................................................................... 39

DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 40

LAMPIRAN

xv

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Bagian rotor dan stato.......................................................................10

Gambar 2.2. Struktur generator AC.......................................................................13

Gambar 2.3.Bank kapasitor ...................................................................................19

Gambar 3.1.Alur Penelitian....................................................................................23

Gambar 4.1. Alur perancangan belitan generator induksi .....................................22

Gambar 4.2. Hubungan kecepatan putar terhadap tegangan pada generator

induksi 1 fase tanpa beban...............................................................28

Gambar 4.3. Hubungan kecepatan putar terhadap frekuensi pada generator

induksi 1 fase tanpa beban. ..............................................................29

Gambar 4.4. Hubungan kecepatan putar terhadap tegangan pada generator

menggunakan dengan kapsitor 8 µF.................................................31

Gambar 4.5. Hubungan kecepatan putar terhadap frekuensi pada generator

menggunakan dengan kapsitor 8 µF.................................................32

Gambar 4.6. Hubungan kecepatan putar terhadap arus pada generator induksi

menggunakan beban dengan kapsitor 8 µF.......................................33

Gambar 4.7. Hubungan kecepatan putar terhadap tegangan pada generator

induksi menggunakan beban dengan kapsitor 16µF........................35

Gambar 4.8. Hubungan kecepatan putar terhadap frekuensi pada generator

induksi menggunakan beban dengan kapsitor 16µF .......................36

Gambar 4.9. Hubungan kecepatan putar terhadap arus pada generator

induksi menggunakan beban dengan kapsitor 16µF.........................37

xvi

DAFTAR TABEL

Tabel 4.1. Pengujian generator induksi tanpa beban..........................................27

Tabel 4.2. Pengujian generator induksi menggunakan beban dengan

Kapasitor 8µF. ...............................................................................30

Tabel 4.3. Pengujian generator induksi menggunakan beban,

dengan kapasitor 16µF................................................................... 34

xvii

ABSTRAKSI

Energi listrik adalah energi yang sangat penting untuk kehidupan di

negara indonesia. Banyaknya pengguna mengakibatkan defisit listrik, karena

tidak diimbangi dengan penambahan kapasitas pembangkit. Selain itu, indonesia

merupakan negara yang besar, dengan pulau tersebar luas. Maka distribusi

energi lisrik masih belum bisa mencukupi daerah pedalaman. Pembangkit listrik

sekala kecil menjadi salah satu alternatif. Generator yang digunakan adalah

generator induksi di antara jenis beberapa generator lainya. Generator induksi

menjadikan energi mekanis diubah menjadi energi listrik. Generator induksi

mempunyai desain kuat, tidak membutuhkan sikat arang, perawatan mudah,

pengoprasian mudah dan dapat mengeluarkan listrik pada berbagai kecepatan

putar. Karakteristik tersebut membuat generator induksi menjadi salah satu

alternatif pembangkit listrik berdaya kecil di daerah pelosok.

Penelitian ini tentang generator induksi 1 fase 12 kutub kecepatan rendah

yang dikopelkan dengan sebuah motor induksi sebagai penggeraknya dan

dipasang switch controller bank kapasitor, kemudian dilakukan pengujian

generator induksi tanpa beban dengan eksitasi kapasitor 8 µF dan 16 µF dengan

kecepatan putar antara 525 rpm sampai dengan 850 rpm dan dengan eksitasi

kapasitor 8µF dan 16 µF dengan kecepatan putarantara 525 sampai dengan 850

rpm. Setelah pengujian dilanjutkan penggukuran keluaran dari tegangan,

frekuensi dan arus, kemudian data yang sudah diambil dianalisis.

Hasil dari penelitian generator induksi 1 fase kecepatan rendah dengan

kapasitor bank 8 µF dan 16 µF dengan beban resistif 5,10 dan 15 Watt.

Karakteristik kecepatan putar terhadap V dan f ketika beban bertambah yaitu V

dan f mengalami penurunan akibat putaran generator sedikit melambat. Tanpa

beban kapasitor 8 µF kecepatan 605 rpm yaitu 122 V, 57.5 Hz, dengan beban

117 V, 57.5 Hz. Tanpa beban 16 µF kecepatan 605 rpm yaitu 119V, 56,7 Hz,

dengan beban 117 V, 57.5 Hz, tegangan berkurang 4,2% . penyebab tegangan

dan frekuensi semakin berkurang akibat dari keceptan putar semakin melambat

dan juga pengaruh beban yang bertambah menjadikan generator berputar terasa

berat. Untuk mengatasi drop tegangan yaitu dengan menambahkan kecepatan

putar pada generator sehingga beban bisa terpenuhi.

Kata kunci : Generator induksi 1 fase 12 kutub, energi listrik, kecepatan rendah.

xviii

ABSTRACTION

Electrical energy is the energy that is essential to life in the country of

Indonesia. The number of users resulting power deficit, because it is not offset by

the addition of generating capacity. Moreover, Indonesia is a big country, with

widely scattered islands. Then the energy distribution of electricity were still not

sufficient hinterland. Small-scale power plants to be one alternative. Generator

used is an induction generator among other types of multiple generators.

Induction generator makes the mechanical energy is converted into electrical

energy. Induction generator has a robust design, requiring no carbon brushes,

easy maintenance, easy and operator of electricity may emit at different rotational

speed. These characteristics make the induction generator to be one alternative

small power plants in remote areas.

This study about the induction generator 1 phase 12 pole low speed

which dikopelkan with an induction motor as the driving and mounted switch

controller capacitor bank, then testing the induction generator without load with

the excitation capacitor 8 μF and 16 μF with a rotational speed between 525 rpm

up to 850 rpm and with excitation 8μF capacitors and 16 μF at 525 putarantara

speeds up to 850 rpm. After the test continued penggukuran output voltage,

frequency and current, then the fetched data analyzed.

Results of the research phase induction generator 1 low speed with

capacitor banks 8 μF and 16 μF with a resistive load of 5.10 and 15 Watt.

Characteristics of the rotational speed of the V and F when the load increases,

namely V and f is decreasing because the generator rotation slowed. Without load

capacitor 8 μF speed of 605 rpm is 122 V, 57.5 Hz, with a load of 117 V, 57.5 Hz.

Without load 16 μF speed of 605 rpm is 119V, 56.7 Hz, with a load of 117 V, 57.5

Hz, the voltage is reduced to 4.2%. causes the voltage and frequency on the wane

as a result of the rotary keceptan increasingly slowing down and also the effect of

the increased load makes the generator rotating heavy. To overcome the voltage

drop by adding a rotational speed of the generator so that the load can be met.

Keywords: 1-phase induction generator 12 poles, electrical energy, low speed.