Laporan Gen DC

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


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.


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


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.


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


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


7/12

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


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


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


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


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.


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

Laporan Gen DC

Documents

Transcript of Laporan Gen DC