LAPORAN 01

WINDING RESISTANCE MEASUREMENT

TEKNIK TENAGA LISTRIK

Disusun oleh :

Nama : Septy Wilda Kusuma

Kelas : LT-2A

No : 19

PRODI TEKNIK LISTRIK

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK NEGERI SEMARANG

TAHUN 2015

Judul : Winding Resistance Measurement

No Percobaan : 01

Tanggal : 24 Maret 2015

I. Tujuan Dapat menentukan besarnya resistansi efektif stator dan exiter belitan

alternator.

II. PendahuluanHampir semua industri membutuhkan mesin listrik untuk membangkitkan

energi listrik. Mesin listrik yang sering digunakan adalah alternator dan juga motor sinkron. Alternator yang sering digunakan berfungsi sebagai penghasil tegangan bolak – balik ( AC ), yaitu dengan cara mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Pada dasarnya generator sinkron sering kita jumpai pada pusat- pusat pembangkit tenaga listrik dengan kapasitas yang relatif besar, contohnya pada PLTA, PLTU, PLTD dan lain-lain. Selain generator dengan kapasitas besar, kita juga mengenal generator dengan kapasitas yang relatif kecil, misalnya generator yang digunakan untuk penerangan darurat yang sering disebut Generator Set atau generator cadangan. Mesin penggerak generator sesungguhnya mengkonversi energi primer menjadi energi mekanik dalam bentuk putaran untuk memutar rotor generator.

III. Dasar TeoriEksiter

Exciter adalah sebuah generator dc eksitasi sendiri dengan belitan shunt. Medanexciter menghasilkan intensitas fluks magnetic antara kutub-kutubnya. tegangan yangdihasilkan diinduksi dalam gulungan stator. Nilai reaktansi sinkron diperoleh denganmelakukan pengukuran arus dan tegangan selama percobaan sirkuit pendek dimana perlawanan dari belitan stator diabaikan. Pengukuran dilakukan dengan mengurangiexciter saat ini dan dengan semua tiga fase belitan stator hubung pendek. Adahubungan hampir linier antara exciter dan arus. Selain itu, tidak seperti tegangan tanpa beban, arus sirkuit pendek hampir independen dari kecepatan alternator, baik sebagaisinkron dihasilkan tegangan dan reaktansi sinkron sebanding dengan frekuensi,sehingga membuat hasil bagi kedua kuantitas tergantung pada frekuensi.Generator sinkron

Generator Sinkron adalah mesin sinkron yang digunakan untuk mengubah daya mekanik menjadi daya listrik bolak-balik (ac). Pada dasarnya Generator sinkron terdiri dari stator, rotor, dan celah udara.

StatorStator merupakan bagian yang diam, yang terdiri dari rangka motor,

belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Stator dari Mesin Sinkron terbuat dari bahan ferromagnetik, yang berbentuk laminasi untuk mengurangi rugi-rugi arus pusar. Dengan inti ferromagnetik yang bagus berarti permebilitas dan resistivitas dari bahan tinggi. Belitan jangkar (stator) yang umum digunakan oleh mesin sinkron tiga fasa, ada dua tipe yaitu :

1. Belitan satu lapis (Single Layer Winding). Bila kumparan tiga fasa bisa disatukan dalam dua cara, yaitu hubungan bintang dan segitiga. Antar kumparan fasa dipisahkan sebesar 120 derajat listrik atau 60 derajat mekanik, satu siklus GGL penuh akan dihasilkan bila rotor dengan 4 kutub berputar 180 derajat mekanis. Satu siklus GGL penuh menunjukkan 360 derajat listrik, adapun hubungan antara sudut rotor mekanis α_mek dan sudut listrik α_lis, adalah :

α_lis = P/2 α_mek

Gambar 1. Belitan Satu Lapis Generator Sinkron Tiga Fasa.

2. Belitan berlapis ganda (Double Layer Winding)Kumparan jangkar yang diperlihatkan pada gambar 5 hanya

mempunyai satu lilitan per kutub per fasa, akibatnya masing-masing kumparan hanya dua lilitan secara seri. Bila alur-alur tidak terlalu lebar, masing-masing penghantar yang berada dalam alur akan membangkitkan tegangan yang sama. Masing-masing tegangan fasa akan sama untuk menghasilkan tegangan per penghantar dan jumlah total dari penghantar per fasa. Dalam kenyataannya cara seperti ini tidak menghasilkan cara yang efektif dalam penggunaan inti stator, karena variasi kerapatan fluks dalam inti dan juga melokalisir pengaruh panas dalam daerah alur dan menimbulkan harmonik. Untuk mengatasi masalah ini, generator praktisnya mempunyai kumparan terdistribusi dalam beberapa alur per kutub per fasa. Gambar 7 memperlihatkan bagian dari sebuah kumparan jangkar yang secara umum banyak digunakan. Pada masing-masing alur ada dua sisi lilitan dan masing-masing lilitan memiliki lebih dari

satu putaran. Bagian dari lilitan yang tidak terletak kedalam alur biasanya disebut “ Winding Overhang”, sehingga tidak ada tegangan dalam winding overhang.

Gambar 2. Belitan Berlapis Ganda Generator Sinkron Tiga Fasa.

IV. Rangkaian Percobaan

Gambar 3. Armature resistance Gambar 4. Field resistance

V. Alat dan bahan Transformator Alternator 3 phasa dengan exciternya Kumparan bergerak ampermeter (100-1000 mA) 1 buah Kumparan bergerak voltmeter (15-30 V) 1 buah Multimeter digital 1 buah Kabel jumper

VI. Langkah kerja Persiapkan alat dan bahan Susunlah rangkaian seperti pada gambar 3 dengan belitan fasa UV, VW

dan WU Hidupkan power supply, dan aturlah ampermeter pada keadaan ( 300,

400, 500 dan 600 ) mA Kemudian catat hasil pengukuran tegangan dan resistansi seperti pada

tabel 1 Setelah itu ubahlah rangkaian sesuai dengan gambar 4 Hidupkan power supply, dan aturlah ampermeter pada keadaan ( 30, 40,

50, 60, 70 ) mA Catatlah hasil pengukuran tegangan dan resistansi seperti pada tabel 2

VII. Hasil percobaanTabel 1. Armature resistance

Tabel 2. Field resistance

Phases I (mA) 300 400 500 600 R hasil pengukuranU (V) 3.5 4.9 6.1 7.1R (W) 11.66 12.25 12.2 11.83U (V) 3.7 5 6 7.2R (W) 12.33 12.5 12 12.5U (V) 3.9 4.9 6.1 7.2R (W) 13 12.25 12.2 12.5

12.3 W

UV

VW

WU

I (mA) 30 40 50 60 70 R hasil pengukuranU (V) 11 13.9 16.5 20 23R (W) 366.66 347.5 330 333.33 328.57

361 W

VIII. PembahasanSebagaimana yang telah kita lihat, ketika beban pada generator berubah,

tegangan terminal pun ikut berubah. Besarnya perubahan tergantung pada desain generator. Pengaturan tegangan pada sebuah alternator adalah perubahan tegangan dari beban penuh ke tanpa beban, dinyatakan sebagai persentase tegangan beban penuh, ketika kecepatan dan arus medan dc tetap konstan. Sebagai mana dapat dibuktikan dengan menghitung nilai reistansi dengan rumus :R = U / I dan semakin besar nilai arusnya maka tegangannya akan bertambah sebaliknya resistansi akan berkurang bila arusnya semakin besar.

IX. Kesimpulan1. Setiap belitan memiliki besar nilai tegangan yang hampir sama UV VW

WU2. Semakin besar nilai arus maka semakin besar nilai tegangan dan semakin kecil

nilai hambatannya3. Pada percobaan field resistance, semakin besar nilai arus nilai tegangan

semakin besar dan nilai hambatannya akan semakin kecil

X. Daftar pustaka DE LORENZO. 2011. Electrical power engineering. Italy : DE

LORENZO SPA Anonim, 2009. Generator sinkron, Anthony zuriman,

http://dunia-listrik.blogspot.com/2009/04/generator-sinkron.html ( diakses 31 maret 2015)

Anthony Zuriman. Bahan ajar mesin listrik, http://sisfo.itp.ac.id/bahanajar/BahanAjar/ZurimanAnthony/Mesin%20Listrik%20AC/Bab%20I.pdf ( diakses 1 april 2015 )