Post on 04-Apr-2018
7/30/2019 Laporan Gen DC
1/12
LAPORAN
PRAKTIKUM MESIN DINAMIS
GENERATOR DC
KELAS LT-2D
KELOMPOK 2
1. Charisma Maliq R (3.39.10.1.05)2. Imam Dwi N (3.39.10.1.07)3. Julian Adi W (3.39.10.1.08)4. Meira Dewi A (3.39.10.1.09)
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI SEMARANG
2012
7/30/2019 Laporan Gen DC
2/12
Judul : Generator DC
Tanggal : 2 Mei 2012
Kelompok 2 :
Charisma Maliq R (3.39.10.1.05)
Imam Dwi N (3.39.10.1.07)
Julian Adi W (3.39.10.1.08)
Meira Dewi A (3.39.10.1.09)
I. Dasar TeoriGenerator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah
energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah.Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan
magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:
1. Generator penguat terpisah
2. Generator shunt
3. Generator kompon
Pada praktek kali ini, jenis generator DC yang kita pakai adalah jenis generator
penguat terpisah.
Konstruksi Generator DC
Gambar 1.1 Bentuk fisik generator DC
Potongan melintang memperlihatkan konstruksi generator DC (Gambar 1.1).
Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator bagian mesin DC yang diam, dan bagian
rotor bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri atas: rangka motor, belitan
stator, sikat arang, bearing, dan terminal box. Bagian rotor terdiri: komutator, belitan
rotor, kipas rotor, dan poros rotor.
7/30/2019 Laporan Gen DC
3/12
Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang
yang akan memendek dan harus diganti secara periodik. Komutator harus dibersihkan
dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah
komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.
Prinsip Kerja Generator DC
Prinsip kerja generator DC berdasarkan pada kaidah tangan kanan. Sepasang magnet
permanen utara-selatan menghasilkan garis medan magnet F, kawat penghantar di atas
telapak tangan kanan ditembus garis medan magnet F. Jika kawat digerakkan ke arah ibu
jari, maka dalam kawat dihasilkan arus listrik I yang searah dengan keempat arah jari
tangan.
Gambar 1.2 Kaidah Tangan Kanan
Bagaimana kalau posisi utara-selatan magnet permanen dibalik? Ke mana arah arah
arus listrik induksi yang dihasilkan? Percobaan secara sederhana dapat dilakukan dengan
menggunakan sepasang magnet permanen berbentuk U, sebatang kawat digantung
dikedua sisi ujungnya, pada ujung kawat dipasangkan Voltmeter
Gambar 1.3. Model prinsip kerja generator DC
7/30/2019 Laporan Gen DC
4/12
Batang kawat digerakkan ke arah panah, pada kawat dihasilkan ggl induksi dengan
tegangan yang terukur pada Voltmeter.
Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan:
ui = B L v z Volt
Keterangan =
ui = Tegangan induksi pada kawat, V
B = Kerapatan medan magnet, Tesla
L = Panjang kawat efektif, meter
v = Kecepatan gerak, m/detik
z = Jumlah belitan kawat
Belitan kawat generator berbentuk silinder dan beberapa kawat dibelitkan selanjutnya
disebut belitan rotor atau belitan jangkar. Kedudukan I, ketika rotor digerakkan searah
jarum jam, kawat 1 tanda silang (menjauhi kita), kawat 2 tanda titik (mendekati kita) ggl
induksi maksimum. Kedudukan II kawat 1 dan kawat 2 berada pada garis netral ggl
induksi sama dengan nol. Kedudukan III kawat kebalikan posisi I dan ggl induksi tetap
maksimum.
Gambar 1.4 Pembangkitan tegangan DC pada angker
Posisi ini terjadi berulang-ulang selama rotor diputar pada porosnya, ggl induksi yang
dihasilkan maksimum, kemudian ggl induksi menjadi nol, berikutnya ggl induksi menjadi
maksimum terjadi berulang secara bergantian.
7/30/2019 Laporan Gen DC
5/12
Gambar 1.5 a) Bentuk tegangan AC dan slipring Gambar 1.5 b) Tegangan DC pada komutator
GGL induksi yang dihasilkan dari belitan rotor (Gambar 1.4) dapat menghasilkan dua
jenis listrik yang berbeda, yaitu listrik AC dan listrik DC . Jika ujung belitan rotor
dihubungkan dengan slipring berupa dua cincin (Gambar 1.5 a), maka dihasilkan listrik
AC berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu
cincin (Gambar 1.5 b) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua
gelombang positif. Mesin DC dikembangkan rotornya memiliki banyak belitan dan
komutator memiliki beberapa segmen. Rotor memiliki empat belitan dan komutator
empat segmen, sikat arang dua buah, akan menghasilkan ggl induksi dengan empat buah
buah gelombang untuk setiap putaran rotornya.
Gambar 1.6 Prinsip pembangkitan tegangan DC
Tegangan DC yang memiliki empat puncak. Medan magnet yang sebelumnya adalah
magnet permanen diganti menjadi elektromagnet, sehingga kuat medan magnet bisa
diatur oleh besarnya arus penguatan medan magnet. Belitan rotor dikembangkan menjadi
belitan yang memiliki empat cabang, komutator empat segmen dan sikat arang dua buah.
Tegangan yang dihasilkan penjumlahan dari belitan 1-2 dan belitan 3-4.
Gambar 1.7 Tegangan DC pada komutator
7/30/2019 Laporan Gen DC
6/12
Generator Penguat Terpisah
Pada praktik kali ini yang digunakan hanya generator DC penguat terpisah.
Generator ini mempunyai data sebagai berikut :
Lisktromsgenerator 2,2 kW 1500 rpm
Lisktromsmotor 2 kW 1400 rpm
Senemotor kW
Magn 220 V 12 A
220 V 0,8 A
IEC 34-1 IP 23 No. 4036
Jenis generator penguat terpisah ada dua jenis 1) penguat elektromagnetik(Gambar 1.8 a) dan 2) magnet permanen (Gambar 1.8b). Penguat elektromagnetik
melalui belitan F1-F2 diberi sumber listrik DC dari luar misalnya dengan baterai,
dengan mengatur besarnya arus eksitasi Ie, maka tegangan terminal rotor A1A2
dapat dikendalikan. Generator penguat terpisah dipakai dalam pemakaian khusus,
misalnya pada Main Generator Lok Diesel Elektrik CC201/CC203.
Gambar 1.8 a Rangkaian
generator DC penguat terpisah
Gambar 1.8 b Rangkaian generator DC
penguat magnet permanen
Penguat dengan magnet permanen tegangan keluaran generator terminal rotor A1-
A2 konstan. Karakteristik tegangan U relatif konstan dan tegangan akan menurun
sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya (Gambar 1.9).
3
Gambar 1.9 Karakteristik
tegangan generator penguat
terpisah
7/30/2019 Laporan Gen DC
7/12
Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak
terhubung menjadi satu dengan rotor. Berikut gambar dari generator DC penguat
terpisah :
G
+
-
Rf RL
If IL
Gambar 1.10 Rangkaian Generator DC Penguat Terpisah
Sedangkan sebagai penggerak digunakan motor AC 3 fasa dengan data sebagai
berikut :
Asynkronmotor 1,5 kw
1440 f/min 50 hz
Ykopling 380 V 40 A
- kopling 220 V 7 A
Sek 320 V 3,3 A
Motor penggerak dihubungkan seperti pada gambar berikut :
R S T
Gambar 1.11 Rangkaian Motor Penggerak 3 fasa
M3 phasa
7/30/2019 Laporan Gen DC
8/12
Tegangan kerja untuk motor penggerak adalah 3 fasa 380 V. Sebagai sumber utama
dipakai trafo isolasi, yaitu trafo memiliki lilitan sekunder yang berjumlah sama dengan
lilitan primer, sehingga tegangan sekunder sama dengan tegangan primer. Tetapi pada
beberapa desain, gulungan sekunder dibuat sedikit lebih banyak untuk mengkompensasi
kerugian. Pada percobaan kali ini trafo isolasi disetting pada setting maksimal karena
tegangan primer trafo 380 V dan tegangan sekunder yang dibutuhkan juga 380 V.
II. Rangkaian Percobaan
Trafo Isolasi
3~
A
G
A
A
M
RPM Meter
Beban
V
+-
Motor Induksi 3~
2 kW 220 VAC
50 Hz 1500 RPM
Gambar 1.12 Rangkaian Percobaan Generator DC
III. Hasil PercobaanPercobaan Tanpa Beban
Arus Excitasi Output Input rpm Torsi
(A) Tegangan Arus Tegangan Arus
0,1 165 0 220 0,10 1440 0
0,2 170 0 220 0,10 1440 0
0,3 162 0 220 0,10 1440 0
0,4 178 0 220 0,12 1440 0
0,5 188 0 220 0,12 1440 0
0,6 195 0 220 0,12 1440 0
0,7 204 0 220 0,12 1440 0
0,75 207 0 220 0,12 1440 0
7/30/2019 Laporan Gen DC
9/12
0,7 205 0 220 0,12 1440 0
0,6 200 0 220 0,12 1440 0
0,5 190 0 220 0,12 1440 0
0,4 180 0 220 0,12 1440 0
0,3 170 0 220 0,10 1440 0
Percobaan dengan beban
Arus eksitasi 0,75 A
Beban
()
Output Input rpm Torsi
Tegangan Arus Tegangan Arus
35 152 4,40 212 4,75 1148 6,2
32 150 4,52 210 4,8 1110 6,4
30 145 4,62 210 5,05 1090 6,41
28 139 4,71 210 5,3 1050 6,45
26 132 4,80 210 5,6 1000 6,59
24 124 4,82 210 6,0 940 6,60
22 118 4,82 210 6,25 890 6,62
20 99 4,82 210 6,8 710 6,62
IV. Analisa Data1. Percobaan Karakteristik Tanpa Beban
a. Pada percobaan tanpa beban jika arus eksitasi naik maka tegangan keluaranpada generator akan naik pula dengan nilai rpm pada motor induksi 3 phasa
yang cenderung tetap dikarenakan generator tidak dalam keadaan berbeban
sehingga tidak arus yang mengalir
b. Dapat diketahui pada generator DC tanpa beban terdapat 2 kali kondisimagnetnya yaitu kondisi diberi penguatan telah mencapai nilai tertentu
tegangan yang keluar akan stabil ,kondisi ini disebut generator mengalami
histerisis kemagnetan pada kumparan eksitasi, setelah arus eksitasi diturunkan
kembali tegangan tidak akan mencapai nilai 0 volt dan lengkung karakteristik
lebih tinggi waktu penguatan diturunkan dibandingkan penguatan awal
walaupun arus eksitasi mencapai 0 A ,hal ini dikarenakan pada kumparan
7/30/2019 Laporan Gen DC
10/12
penguat terdapat gejala histerisis kemagnetan. Sedangkan pada awal diberinya
penguatan dan jika tegangan dari generator sudah keluar beberapa volt
walaupun arus eksitasi belum diberikan, hal ini dikarenakan oleh adanya
magnet sisa pada generator dc tersebut.
c. pada percobaan generator tanpa beban dapat diketahui bahwa pada generatorDC memiliki sifat histerisis kemagnetan dan magnetizing. untuk
membangkitkan GGL pada generator DC diberi arus penguatan pada kumparan
medan / kumparan penguat. pada generator DC terjadi histerisis kemagnetan
,suatu gejala dimana lengkung terakhir ( saat decrease eksitasi ) lebih tinggi
daripada awal proses eksitasi.
2. Percobaan Karakteristik Berbebana.
Berdasarkan tabel percobaan generator dc dengan beban dan dengan aruseksitasi 0,75 A menunjukan bahwa arus pada generator DC bebanding lurus
dengan arus pada motor induksi, hal ini disebabkan oleh lilitan ampere lawan
pada generator akan menimbulkan perlemahan medan utama. Sehingga rotor
pada generator menjadi berat sehingga rpmnya lama kelamaan akan turun dan
motor induksi otomatis akan bertambah bebannya dan ampere pada motor
induksi juga akan naik secara konstan.
b. Pada percobaan berbeban muncul torsi yang disebabkan kerja rotor padagenerator bertambah berat dikarenakan kondisi generator yang berbeban
sehingga yang semula motor induksi dengan nilai torsi 0 Nm menjadi 6,2-6,62
Nm.
c. jika semakin besar arus pada kumparan utama generator DC maka semakinbesar pula arus lawannya sehingga tegangan pada generator DC akan turun jika
kumparan medan tidak mendapatkan penguatan lebih.
V.Jawaban pertanyaanA.
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,75
Arus Generator
7/30/2019 Laporan Gen DC
11/12
C. Karena arus eksitasi menyebabkan nilai keluaran pada generator berbeda, semakin
besar arus eksitasi namun tetap dengan kecepatan motor yang sama, akan
menghasilkan tegangan keluaran yang semakin besar. Namun apabila semakin
kecil arus eksitasinya dan tetap dengan kecepatan motor yang sama, maka akan
menghasilkan tegangan keluaran yang semakin kecil. Hal ini disebabkan besar
kecilnya arus eksitasi menyebabkan perbedaan fluks magnet yang terbentuk,
sehingga ketika konduktor berputar dengan kecepatan yang sama, pada medan
magnet akan menghasilkan tegangan keluaran berbeda tergantung pada besarnya
medan magnet. Perbedaannya juga disebabkan karena adanya magnetizing dari
alat itu sendiri. Magnetizing ini dapat dihilangkan dengan cara mematikan atau
memberhentikan seluruh sistem yang sedang berjalan, dengan begitu magnetizing
akan hilang dengan sendirinya.- D. secara teori dapat dibuktikan bahwa tegangan selalu berbanding terbalik
dengan arus. Hal ini juga dapat dijelaskan karena semakin besar arus pada
kumparan utama generator DC maka semakin besar pula arus lawannya sehingga
tegangan pada generator DC akan turun jika kumparan medan tidak mendapatkan
penguatan lebih.
VI. Kesimpulan
- generator belum menghasilkan tegangan karena belum ada arus eksitasi(jikagenerator belum pernah dipakai/benar-benar kumparan penguatnya belum diberi
arus eksitasi)
- jika generator ada tegangan sebelum diberi arus eksitasi maka generator tersebutterdapat magnet sisa yang tersimpan dalam kumparan magnet ( magnetizing )
- magnet sisa pada generator DC akan hilang dengan sendirinya- generator DC berbeban akan menghasilkan arus lawan yang akan mengakibatkan
perlemahan arus pada kumparan medan dengan kata lain untuk menghilangkannya
arus eksitasi harus dinaikkan
- karena nilai beban telah ditetapkan maka kerugian tegangan pada generator akanturun secara konstan / tetap.
7/30/2019 Laporan Gen DC
12/12
VII. Daftar Pustaka
- https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:7NhTk8WtUX0J:muksinabdurrahman.com/?dl_id%3D37+magnet+sisa+pada+generator+dc&hl=id&gl=id&pid=bl&srcid=ADGEESh
wWDuien3TFw1HHo9cs_xNOWq9NKMSt7IMmXegvfigdv_poz0sr-
ofzgxJiYQUzRr6mPVjfwShKH8Zotdb-
6T2KbPokujKVGe3djdR4XKJaWy3pdiokDpPPd3jUDsqOP-
yXX4T&sig=AHIEtbQAr8dLDOYgAleQCOhGPcNdH3cikw
- https://docs.google.com/viewer?a=v&q=cache:BfD4HxIfG-wJ:staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/PresentasiTTLKelompok1.pdf+magnet+sis
a+pada+generator+dc&hl=id&gl=id&pid=bl&srcid=ADGEESj1VhCQG2VFGamKZP73a1Ubu
8QdtP4UoRG-
7peLnWcw9XTTIB5br1f4JSuIEfArQHIvH40nENbXQXuNpOFsMkcz9LwUmh5RedpCRkcg_O
OhBicyUL_mY7j3my0IOS-t9x-VS-Gh&sig=AHIEtbQqtnxzdmMGZOzdxT2eFVj4PQ68iQ
- http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/01/generator-dc.html- muksinabdurrahman.com/?dl_id=37- http://pksm.mercubuana.ac.id/new/elearning/files_modul/13020-7-740758002621.pdf