timbulnya ggl

of 31 /31
X U Mesin Arus Bolak Balik 1 KOSTRUKSI

Author: mawan-aja

Post on 24-Jun-2015

220 views

Category:

Documents


0 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

KOSTRUKSI

X

U

Mesin Arus Bolak Balik

1

Mesin Arus Bolak Balik

2

n

N

Mesin Arus Bolak Balik

3

Mesin Arus Bolak Balik

4

Mesin Arus Bolak Balik

5

Mesin Arus Bolak Balik

6

X

U

Mesin Arus Bolak Balik

7

e X

t

Y

X

X

X

X

X

U U S S S U

S U U S

U

U

U

U

U

e

t

T

Mesin Arus Bolak Balik

9

X

V

W

U

S

Z

Y

Mesin Arus Bolak Balik

U

10

X

e

U

0t

Mesin Arus Bolak Balik

Hubungan Frekwensi (f); Jumlah Putaran (N) dan Jumlah Kutub (2P)

N!

60 f 2P

Pada rotor berkutub 2 atau 2P=2 , tiap putaran tegangan dan arus menjalani satu perioda. Banyak perioda tiap detik disebut frekwensi (f) yang dinyatakan dalam Hertz (Hz)

Bila rotor berkutub ganda berputar satu kali dalam satu detik, terjadilah arus bolak balik dengan f=1Hz. Bila rotor berputar dua kali lebih cepat, maka waktu untuk satu priode adalah detik dan f=2Hz, jika rotor berputar 25 putaran/detik, maka waktu untuk satu periode = 1/25 detik dan f = 25 Hz, sehingga dikenal rumus:

60 f N! 2P

Mesin Arus Bolak Balik

12

LILITAN STATOR Yang perlu menjadi perhatian pada lilitan stator: 1. Tingkat kelas Isolasi 2. Isolasi Kawat yang dipergunakan 3. Besar tegangan kerja pada lilitan 4. Bentuk lilitan Bentuk dan Jenis lilitan stator umumnya terbagi dua: Kedudukan lilitan perlu diperhatikan sedemikian rupa, hingga serasi/seimbang pada alur yang ada 1. Lilitan yang dipusatkan: dipergunakan pada kapasitas kecil berkutub banyak, alur kedudukan lilitan dalam, diameter luar lebih besar 2. Lilitan yang terbagi: dipakai pada kapasitas besar berkutub relatif sedikit, alur kedudukan relatif dangkal, diameter luar relatif lebih kecil

Mesin Arus Bolak Balik

13

BELITAN SATU FASA EMPAT KUTUB DENGAN DUA ALUR/KUTUBXp

Ws

U

S

U

S

G ! g 2pMesin Arus Bolak Balik

G g! 2p14

BELITAS TIGA FASA Generator 3 fasa merupakan tiga unit 1 fasa yang sinkron, maka seluruh alur stator harus dibagi tiga yang lazim disebut: Alur/Kutub/fasa

G ! 3. p.g

G g! 3.2 p

Alur/Kutub/Fasa

Karena seluruh alur stator harus dibagi tiga, maka jarak antar fasa menjadi:

360o Listrik JarakFasa ! ! 1 0 o Listrik 3Contoh permasalahan: G = 12; 2p = 4; lilitan terbagi

g!

1 1 G ! ! ! 1Alur / Kutub / Fasa 3. p 3.4 1

360 o biasa Xp ( JarakKutub ) ! ! 90 o biasa 4360o bia a F a a Alu Te de at ! ! 30o bia a 12

Mesin Arus Bolak Balik

15

g!

2p

!

12 12 ! ! 1Alur / Kutub / Fasa 4 12

Menghitung Jarak Fasa dapat dilakukan dengan jarak alur: Jarak fasa 1 0 o Listrik , Jarak alur dihitung dalam derajat listrik adalah: 360o x 2 ! 60o Listrik Fe ! 12

120 o istrik Maka permulaan fasa ke dua terletak pada jarak: ! 2 Alur o 60 istrikDan permulaan fasa ke tiga terletak pada alur ke 3ari kita kerjakan gam arn a ersama sama:

Maka Jarak

!

90 ! 3 Al 30

,Awal kutub U pada alur 1, dan kutub selatan pada alur 4

esin Arus Bolak Balik

16

U

S

U

S

x

y

z

u

v

w

Pada kutub empat, Apa beda pasangan kutub pertama dan kedua terhubung seri dan paralel ? . (P.R Tanggal . Sept 2010)

Mesin Arus Bolak Balik

17

PERHITUNGAN GGLd c

Eo E1 E1

B

aGaris lengkung medan

b

Bm

Ea b

Sikap saat satu lilitan terhadap garis lengkung medan Mesin Arus Bolak Balik 18

BESARNYA GGL INDUKSI

E

4,44. f .Jm .N

Diketahui bahwa kumparan/lilitan pada generator ada dua kedudukan, yaitu: Diametral diameter) dan Tali Busur (diperpendek) yang masing-masing telah dibicarakan pada Mesin DC, maka yang umum dipergunakan adalah kedudukan Tali Busur (diperpendek). Dengan adanya kedudukan diperpendek maka ada efeknya yang disebut Faktor Langkah (fp) dan dengan demikian besarnya fluksi yang dimanfaatkan tentu tidak penuh maka timbul efek lain yang disebut dengan Faktor Distribusi (fd) Akhirnya besarnya ggl induksi menjadi:

E ! 4,44. f . fp. fd .Jm .NMesin Arus Bolak Balik 19

Kedudukan kumparan/lilitan

Xp180 o

E

aLangkah Penuha b

Xp180o

E

F

Langkah di perpendek

b

a

b

pA

pB

PerpendekanLangkahMesin Arus Bolak Balik

F20

BESAR FAKTOR LANGKAH ( fp ) BERDASARKAN VEKTOR

EF /2 F /2

e2

e1

F

e1 ! e2Cos ( F / )

!

E ____

!

2x

fp

Mesin Arus Bolak Balik

21

BESARNYA FAKTOR DISTRIBUSI (fd)

p

e1

b

q

Eopoq E

E

e2

cE 2

pob

e ! 2 oa

E ) 2

dan

E ! ( Sin

E

)

Jika alur/kutub/fasa = q, maka:

E e1 ! 2 oa si 2

dan

E E ! 2(oaSinq ) 2E

Hingga: Faktor distribusi adalah=

Sin. E fd ! ! E .e1 .Sin.22

Mesin Arus Bolak Balik

REAKSI JANGKAR Kumparan pembangkit menghasilkan ggl induksi (e) dan jika dibebani akan mengalir arus (I), akibat percobaan Oersted: maka pada kumparan akan timbul medan magnit yang menimbulkan fluxi magnit disebut fkuxi magnit jangkar (*A). Dengan demikian pada generator terdapat dua fluxi, yaitu: Fluxi Utama (*) dan Fluxi Jangkar (*A), yang mengakibatkan adanya fluxi magnit resultane (*R) yaitu penjumlahan secara vektor * dan *A. Pada sistem arus bolak-balik terdapat bermacam-macam sifat beban, yaitu: Resistip, Kapasitip, Induktip Murini dan Kapasitip Murni. Hingga akan menghasilkan bermacam-macam Fluxi Paduan (*R). a. Beban Resistip: Arus Jangkat (Ia) sefasa dengan ggl (E); dan *A tegak lurus * b. Beban Kapasitip: Arus Jangkat (Ia) mendahului ggl (E) sebesar sudut terhadap * c. Beban Kapasiti Murni: ; dan *A terbelakang dengan sudut (90- )

Arus Jangkat (Ia) mendahului ggl (E) sebesar sudut 90; dan *A dengan * d Beban Induktip Murni: Arus Jangkat (Ia) ketinggalan ggl (E) sebesar sudut 90; dan *A berlawanan (bertolak belakang) dengan *Mesin Arus Bolak Balik 23

HUBUNGAN FLUKSI DENGAN TEGANGAN PADA SATU GENERATOR

* *r

* = F = Flukxi Utama dalam Belitan Ampere PerkutubA = Fluksi Jangkar setelah pada kumparan mengalir arus (I) Fr = Fluksi resultante atau F-A

FEf = V + I.Za ; Ef = V + I (Ra + Xa)

FrEf = ggl induksi saat berbeban

90

V = Tegangan beban normal; I = Arus beban normal

EoFA

Za = Impedansi lilitan jangkar

E

Xa = Reaktans Induktip lilitan jangkar Ra = Resistansi murni lilitan jangkar

N

E

Ef I.ZaV

Zs

Xs

I. Xa

I.RaIMesin Arus Bolak Balik 24

REGULASI TEGANGAN

Regulasi merupakan perbedaan pengukuran berbeban dengan pengukuran tanpa beban; Sehingga Regulasi Tegangan adalah: Perbandingan antara Perbedaan tegangan tanpa beban dan tegangan berbeban dengan tegangan berbeban yang dinyatakan dalam persentase

Re gul si (VR ) !V R = Regulasi Tegangan E = GGL Induksi tanpa beban V = Tegangan normal berbeban

E V x100% V

Rating tegangan kerja suatu generator

Penyebab terjadinya perbedaan tegangan disebabkan antara lain:

a. Penurunan tegangan lilitan jangkar akibat impedansi lilitan (Resistansi/R dan Induktansi /XL) b. Reaksi jangkar yang timbul karena terbentuknya fluxi magnit jangkar yang terdapat disekitar lilitan jangkar pada saat generator berbeban c. Pengaruh kemagnitan pada generator penguat sendiri karena adanya penurunan tegangan saat berbeban.Mesin Arus Bolak Balik 25

SOAL UJIAN FORMATIF Hari/Tgl: Rabu, 3 Oktober 007 1. Mesin Listrik yang memanfaatkan energi mekanik (Putar) menjadi energi listrik berdasarkan induksi kemaknitan disebut dengan Generator. Jelaskan dengan singkat dan tepat Prinsip kerja Generator Arus Bolak-balik dan hukum/percobaan apa saja yang dipergunakannya. . Karena Generator bekerja berdasarkan induksi kemaknitan, maka ggl induksi yang timbul setelah memanfaatkan flux maknit utama. Gamabrkanlah sinusoida flux utama dan ggl induksi satu generator satu fasa 3. Gambarkanlah sinusoida flux maknit pada generator berkutub 4, jika satu putaran dalam satu detik. 4. Gambarkan liitan stator generator arus bolak balik satu fasa yang memiliki kutub dengan 6 alur

5. Mengapa pada generator arus bolak balik dikenal adanya Hambatan Impedansi yang berasal dari Resistansi dan Induktansi, berikan penjelasan yang singkat dan tepat

Selamat bekerja, smoga berhasil

Mesin Arus Bolak Balik

26

Mesin Arus Bolak Balik

27

PERHITUNGAN REGULASI LAINNYA 1. . 3. Cara hubungan tegangan (EMF Method) Cara segi tiga Portier ( Portier Triangle Method ) Cara American Standart Assiciation Method ( ASA ) Antara satu dengan yang lain terdapat perbedaan hasil perhitungan. Hal ini terjadi pada bagaimana mencari besarnya ggl induksi yang terbentuk pada saat tanpa beban (Eoc) EMF Method

E V I .( Ra Xs )E= ggl induksi tanpa beban

" Vektoris

V= Tegangan pada beban nominal I = Arus fasa beban nominal Ra = Hambatan murni lilitan jangkar Xs = Reaktansi serempak Jadi mapa EMF Method menekankan penggunaan prinsip-prinsip sistem tegangan. Amati vektor diagram berikut:

Mesin Arus Bolak Balik

28

F

Fr900

900

EI.Zs

A

NEfVI.Ra

I. X A

I.ZaI. Xa

I. Xs

I

Mesin Arus Bolak Balik

29

SEGI TIGA PORTIER: Ggl Induksi tanpa beban: (1) dihitung berdasarkan karakteristik tanpa beban Eoc; ( ) Karakteristik berbeban pada saat faktor daya (Cos N)= 0, atau beda fasa atara arus dan tegangan mendekati 90o.F Fr 0 90 90 o V I Ra

AI

E I Xa Ef I Xs

E

Penekanan perhitungan ggl Induksi tanpa beban adalah mencari harga-harga flux magnit yang menimbulkan tegangan-tegangan tersebut, yaitu dengan rumus:

F ! Fr A .Fr .Cos (900 E ' )

!!!"

E' !

V .SinN I . a V .CosN I . a

F ! Flux Magnit Utamar

! Flux Magnit ResultanteMesin Arus Bolak Balik 30

A ! Reaktansi JangkarE ' ! N E

Menentukan Fr dengan melukis segi tiga portier pada karakteristik tanpa beban dan berbeban dengan faktor daya = , dan melukis segi tiga portier mengikuti langkah-langkah: 1. Tentukan kedudukan ttk P pada karakteristik tanpa beban dengan pf=0 dimana PP = tegangan nominal V dari generator . Dari ttk P tarik garis PS sama dan sejajar dengan E0 3. Dari ttk S tarik garis sejajar dengan karakteristik celah udara, hingga memotong karakteristik tanpa beban di ttk R 4. Tarik garis tinggi dari R pada PS dan diperoleh ttk Q 5. Maka diperoleh segi tiga PQR yang disebut segi tiga portier

E E EfV

R

.S

Q

Mesin Arus Bolak Balik

E Fr

m'31