![Daftar Pustaka
31
Anonim. 2021. Parallel Operation of DC Generators – Synchronization of Generators. https://www.electricaltechnology.org/2021/12/parallel-operation-of-dc-
generators.html [diakses pada tanggal 30 April 2023]
Bagus, Dian R. 2021. Pengoperasian dan Perawatan Guna Meningkatkan Efisiensi Generator Mark Caterpillar di KT. Jayanegara 304. Semarang: Universitas
Maritim Amni.
Budiman, Aris dkk. Desain Generator Magnet Permanen Untuk Sepeda Listrik. Solo: Universitas Muhammadiyah Surakarta.
Daware, Kiran. 2014. Characteristics of DC Generators. https://www.electricaleasy.com/2014/07/characteristics-of-dc-generators.html. [diakses pada tanggal 27
April 2023]
Liklikwatil, Yakob. 2014. Mesin-mesin Untuk Listrik Untuk D3. Yogyakarta: Deepublish.
Nuriyanto. 2019. Pengoperasian dan Perawatan Generator Untuk Menunjang Kelancaran Operasi Kapal di KM. Biru Perkasa 3 di PT. Anugerah Biru Perkasa.
Semarang: Universitas Maritim Amni.
Rozy, Mochammad F. 2014. Analisa Gangguan Pada Genset (PP 17) Merk Denyo 3 Fasa, 350 kVa, 380 V di PT. Meratus Line Surabaya. Surabaya: Universitas
Muhammadiyah Surabaya.
Rajput, R.K. 2007. Basic Electrical and Electronics Engineering. India: Laxmi Publications Pvt Limited.](https://image.slidesharecdn.com/generatordc-kelompok1-ekstensielektro2022-230608082157-7eeabf7f/85/Generator-DC-Kelompok-1-Ekstensi-Elektro-2022-pptx-31-320.jpg)
Generator DC - Kelompok 1 - Ekstensi Elektro 2022.pptx
- 1. TEKNIK TENAGA LISTRIK GENERATOR DC Electrical Engineering, Trisakti University 1 Titani Silviana Hidayat - 062002204001 Insan Muhammad Fauzi - 062002204002 Sionariya Br Sembiring - 062002204003 Adinda Kirana - 062002204004 Dosen Pengampu I Dosen Pengampu II Prof. Ir. Syamsir Abduh,, MM. P.hd Dianing Novita Nurmala Putri, S.T, M.Sc Tanggal Persentasi, 10 Mei 2023 87
- 2. OUTLINE • Generator DC (Definisi, Konstruksi) • Prinsip Kerja Generator DC • Komutasi pada Generator DC dan Reaksi Jangkar • Tipe-tipe Generator DC • Kerja Paralel Generator DC • Aplikasi dan Penggunaan Generator DC Electrical Engineering, Trisakti University 2
- 3. Generator DC • Perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. • Energi mekanis berasal dari penggerak utama (prime mover) yang dikopel dengan poros (shaft generator). • Contoh prime mover : turbin (uap, gas / combustion, air, angin); mesin (external combustion : mesin uap, internal combustion : mesin diesel) • Bekerja dengan menerapkan prinsip induksi. • Memproduksi arus searah (direct current/DC). Electrical Engineering, Trisakti University 3 Energi Mekanis Energi Listrik
- 4. Generator DC Electrical Engineering, Trisakti University 4 I. ROTOR : bagian Generator DC yang berputar. • Komutator • Kumparan Rotor (core/armature) • Kipas Rotor (armature winding) • Poros (shaft) II. STATOR : bagian Generator DC yang diam (statis). • Inti Stator • Belitan Stator • Rangka Stator Konstruksi Generator DC
- 5. Prinsip Kerja Generator DC • Induksi elektromagnetik merupakan dasar dari kerja sebuah generator. • Ditemukan oleh Michael Faraday pada tahun 1831. • Induksi elektromagnetik merupakan fenomena munculnya arus listrik akibat adanya perubahan fluks magnetik. • Proses induksi elektromagnetik melibatkan konduktor yang diletakan dengan posisi tertentu dalam sebuah medan magnet. Konduktor tersebut digerakan di dalam medan magnet yang tetap. Hal ini menyebabkan timbulnya perubahan jumlah garis gaya magnet yang menembus luasan kumparan (fluks magnetik), sehingga menghasilkan tegangan atau gaya gerak listrik (GGL) pada konduktor yang disebut sebagai GGL induksi. Electrical Engineering, Trisakti University 5
- 6. Komutasi Generator DC • Tegangan induksi / ggl yang dihasilkan oleh sistem pembangkitan dengan prinsip kerja induksi sesungguhnya merupakan tegangan ggl yang bolak-balik (AC). • Diperlukan alat tambahan untuk menyearahkan (AC → DC). • Alat tersebut adalah komutator dan sikat arang. • Komutator merupakan lempengan-lempengan atau lamel-lamel yang terdiri dari beberapa lempengan terbuat dari bahan tembaga dan diletakan pada poros generator yang terhubung dengan kumparan jangkar. • Komutator akan berputar bersamaan dengan rotor dari generator dan akan bergesekan dengan 2 buah sikat arang yang diam terletak pada ujung poros generator, sebagai kutub positif dan kutub negatif tegangan yang terhubung ke bagian luar generator sebagai terminal tegangan untuk menghasilkan tegangan searah keluaran generator. Electrical Engineering, Trisakti University 6
- 7. Karakteristik Generator DC Karakteristik Generator DC Rangkaian Terbuka • Karakteristik rangkaian terbuka (open circuit) atau biasa disebut karakteristik magnetik atau karakteristik beban nol (no-load saturation). • Pada Karakteristik DC rangkaian terbuka menggambarkan hubungan antara gaya gerak listrik (ggl) yang dihasilkan pada kondisi tanpa beban / no-load (E0) dengan arus medan (IF) pada kecepatan tetap tertentu. Electrical Engineering, Trisakti University 7
- 8. Karakteristik Generator DC Karakteristik Internal • Kurva karakteristik internal menunjukkan hubungan antara ggl yang dihasilkangenerator pada kondisi berbeban / on-load (Eg) dan arus jangkar (IA). Nilai ggl yang diinduksikan generator pada kondisi berbeban (Eg) akan selalu lebih kecil dari nilai ggl induksi pada saat berbeban nol (E0) karena adanya reaksi jangkar. • Nilai ggl induksi generator saat kondisi berbeban (Eg) dapat ditentukan dengan mengurangkan nilai penurunan akibat efek demagnetisasi reaksi jangkar dari tegangan tanpa beban E0. • Demagnetisasi adalah terjadinya pengurangan besar fluks rotor. jika terjadi demagnetisasi pada generator dc, maka ggl armatur pada generator akan berkurang. Untuk menjaga agak demagnetisasi tidak mempengaruhi kinerja dari generator, arus penguat medan (If) harus diperbesar. Arus penguat medan (If) ini dapat diperbesar dengan cara memberikan belitan medan tambahan. Electrical Engineering, Trisakti University 8
- 9. Karakteristik Generator DC Kurva Karakteristik Eksternal • Kurva karakteristik eksternal menunjukkan hubungan antara tegangan terminal (V) dan arus beban (IL). Nilai tegangan pada terminal (V) akan selalu lebih kecil dari ggl yang dihasilkan pada kondisi berbeban (Eg) karena adanya drop voltage pada rangkaian jangkar. Oleh karena itu, kurva karakteristik eksternal terletak di bawah kurva karakteristik internal. • Kurva karakteristik internal dan eksternal untuk masing-masing jenis generator DC adalah sebagai berikut : Generator DC Penguat terpisah, Generator DC shunt, Generator DC Seri. Electrical Engineering, Trisakti University 9
- 10. Karakteristik Generator DC Kurva Karakteristik Eksternal Pada Generator DC Penguat Terpisah • Tegangan konstan pada setiap arus beban ketika tidak adanya reaksi jangkar dan tegangan jangkar. • Karena efek demagnetisasi dari reaksi jangkar, ggl yang dihasilkan saat berbeban kurang dari tegangan tanpa beban. • Kurva AC mewakili ggl yang dihasilkan pada beban Eg vs arus beban IL yaitu karakteristik internal (IA = IL untuk generator DC penguat terpisah). • Nilai tegangan terminal lebih rendah karena penurunan ohmik yang terjadi pada armature dan sikat. Kurva AD mewakili tegangan terminal vs arus beban (karakteristik eksternal). Electrical Engineering, Trisakti University 10
- 11. Karakteristik Generator DC Kurva Karakteristik Eksternal Pada Generator DC Shunt • Pada generator DC shunt nilai IL≠IA. Untuk generator DC shunt, IA = IL+IF. • Kondisi running normal, ketika resistansi beban menurun, arus beban meningkat. Namun, saat nilai resistansi beban terus diturunkan, nilai tegangan terminal juga akan menurun. • resistansi beban hanya dapat diturunkan hingga batas tertentu, setelah itu tegangan terminal menurun secara drastis akibat adanya reaksi jangkar yang berlebihan pada kondisi nilai arus jangkar yang sangat tinggi dan kenaikan rugi rugi daya (I2R). • Pada batas tertentu, penurunan nilai resistansi beban lebih lanjut akan menghasilkan penurunan arus beban. Electrical Engineering, Trisakti University 11
- 12. Karakteristik Generator DC Kurva Karakteristik Eksternal Pada Generator DC Seri • Pada generator seri DC belitan medan dihubungkan secara seri dengan armature dan beban. Nilai arus beban mirip dengan arus medan (IL= IF). • Pada generator seri DC, tegangan terminal meningkat berbanding lurus dengan arus beban. Hal ini disebabkan dengan meningkatnya arus beban, arus medan juga meningkat. • Pada batas tertentu, tegangan terminal mulai berkurang dengan bertambahnya beban. Electrical Engineering, Trisakti University 12
- 13. Karakteristik Generator DC Kurva Karakteristik Eksternal Pada Generator DC Compound • Jika nilai amp-turn pada belitan seri diatur sehingga, peningkatan arus beban menyebabkan peningkatan tegangan terminal, maka generator tersebut dikatakan over compounded. • Jika nilai amp-turn belitan seri diatur sehingga tegangan terminal tetap konstan meskipun arus beban dinaikkan, maka generator disebut flat compounded. • Jika belitan seri memiliki jumlah belitan yang lebih sedikit daripada yang • diperlukan untuk flat compound, maka generator disebut under compounded. Electrical Engineering, Trisakti University 13
- 14. Jenis-jenis Generator DC Berdasarkan sumber penguatan atau eksitasi yang diberikan pada medan stator, generator arus searah dibagi menjadi 2, yaitu: 1. Generator DC Berpenguatan Bebas 2. Generator DC Berpenguatan Sendiri Electrical Engineering, Trisakti University 14
- 15. • Sumber tegangan DC eksternal (baterai, aki, catudaya) digunakan dalam sistem ini untuk memberi energi / mengeksitasi medan magnet. • Saat kecepatan putar generator meningkat, nilai ggl juga akan meningkat, sehingga menghasilkan nilai tegangan yang lebih tinggi pada terminal output. • Daya yang dihasilkan (Pg) dan dialirkan ke beban (P) oleh generator DC jenis ini dapat dihitung dengan: Electrical Engineering, Trisakti University 15 Generator Arus Searah Penguat Terpisah Jenis-jenis Generator DC
- 16. • Mengeksitasi medan magnet dengan arus yang disuplai sendiri. • Belitan medan (field) terhubung ke armatur secara internal. • Ketika armatur berputar, beberapa arus akan dihasilkan, dan arus kecil ini kemudian mengalir melalui kumparan medan dengan kondisi berbeban beban dan memperkuat fluks kutub. • Berdasarkan dari rangkaian belitan kumparan medan dan juga posisinya generator DC dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: 1. Generator DC Shunt 2. Generator DC Seri 3. Generator DC Kompon 16 Electrical Engineering, Trisakti University Jenis-jenis Generator DC Generator Berpenguatan Sendiri
- 17. • Belitan medan yang dihubungkan ke konduktor armatur secara paralel untuk membangkitkan generator. • Generator DC shunt dieksitasi dengan bantuan medan magnet sisa pada kutub-kutubnya. • Nilai tegangan belitan medan tergantung pada beban dan kecepatan putar generator. • Ketika I maksimum, daya efektif untuk beban akan maksimum. Sehingga, lebih baik untuk menjaga nilai arus shunt (Ish) serendah mungkin. • Daya yang dihasilkan (Pg) dan daya yang dialirkan ke beban (P) adalah : 17 Electrical Engineering, Trisakti University Generator Berpenguatan Sendiri Generator DC Shunt
- 18. • Belitan medan terhubung seri dengan konduktor armatur pada generator DC seri. • Arus dalam kumparan medan sama dengan arus yang mengalir pada beban, oleh karenanya belitan medan dirancang dengan menggunakan kabel tebal serta belokan yang sedikit agar memiliki hambatan listrik rendah. • Daya yang dihasilkan (Pg) dan daya yang dialirkan ke beban (P) adalah : 18 Electrical Engineering, Trisakti University Generator Berpenguatan Sendiri Generator DC Seri
- 19. • Penggabungan antara generator DC shunt dan seri. • Terdapat belitan yang terhubung secara seri maupun paralel dengan armatur. 19 Electrical Engineering, Trisakti University Generator Berpenguatan Sendiri Generator DC Kompon 1. Generator DC Kompon Shunt Panjang • Belitan shunt terhubung paralel dengan belitan medan seri dan armature. • Daya yang dihasilkan (Pg) dan daya yang dialirkan ke beban (P)
- 20. 20 Electrical Engineering, Trisakti University Generator Berpenguatan Sendiri Generator DC Kompon 2. Generator DC Kompon Shunt Pendek • Belitan medan shunt hanya paralel dengan armatur. • Daya yang dihasilkan (Pg) dan daya yang dialirkan ke beban (P)
- 21. 21 Electrical Engineering, Trisakti University Aplikasi dari Berbagai Tipe Generator DC • Generator DC Penguat Terpisah Generator DC penguat terpisah memproduksi tegangan output berkapasitas tinggi, yang biasanya digunakan dalam laboratorium, pengujian secara umum, pengujian peraturan kecepatan, mensuplai daya kepada motor DC. • Generator DC Seri Sebagai aplikasi tambahan pada pengumpan di berbagai jenis system distribusi, mensuplai arus beban konstan, penyedia transmisi daya DC tegangan tinggi pada arus beban konstan, pemasok arus eksitasi medan di lokomotif DC untuk pemutusan regeneratif • Generator DC Shunt Sebagai aplikasi pengisian baterai, sebagai keperluan penerangan dan catu daya, pemberi eksitasi pada alternator • Generator DC Kompon Mengkompensasi penurunan tegangan di saluran transmisi, pemasok beban melalui saluran transmisi yang Panjang.
- 22. Reaksi Jangkar Generator DC • Pengaruh adanya interaksi antara medan utama dan medan jangkar ini disebut reaksi jangkar. • Medan jangkar timbul bila generator dibebani, pada jangkar mengalir arus jangkar yang kemudian menyebabkan timbulnya fluks medan jangkar. • Reaksi jangkar ini mengakibatkan medan utama tidak tegak lurus pada garis netral n, tetapi bergeser sebesar sudut α. • Dengan bergesernya garis netral, maka sikat yang diletakkan pada permukaan komutator dan tepat terletak pada garis netral n juga akan bergeser. Jika sikat dipertahankan pada posisi semula (garis netral), maka akan timbul percikan bunga api, dan ini sangat berpotensi menimbulkan kebakaran. • Pergeseran garis netral akan melemahkan tegangan nominal generator. Untuk mengembalikan garis netral ke posisi awal, dipasangkan medan magnet bantu (interpole atau kutub bantu). • Reaksi jangkar ini dapat juga diatasi dengan menambah belitan kompensasi yang dipasangkan pada kaki kutub utama baik pada lilitan kutub utara maupun kutub selatan. Electrical Engineering, Trisakti University 22 original magnetic neutral axis
- 23. Sistem Kerja Paralel Generator 23 Electrical Engineering, Trisakti University • Kerja pararel generator juga diperlukan untuk meningkatkan efisiensi yang besar pada perusahaan listrik umum yang senantiasa memerlukan tegangan yang konstan. • Adapun tujuan kerja parallel dari generator DC adalah sebagai berikut: 1. Untuk membantu mengatasi beban untuk menjaga jangan sampai mesin dibebani lebih. 2. Jika satu mesin dihentikan akan diperbaiki karena ada kerusakan, maka harus ada mesin lain yang meneruskan pekerjaan. Jadi untuk menjamin kontinuitas dari penyediaan tenaga listrik.
- 24. Sistem Kerja Paralel Generator 24 Electrical Engineering, Trisakti University Pada Generator DC Shunt • Dua buah generator secara paralel, pada terminal positif dan negatif generator harus dihubungkan dengan terminal positif dan negatif dari bus bar. • Generator 1 terhubung melintasi bus bar yang digunakan untuk menyuplai beban dan diperlukan generator 2 pada sistem ini. Untuk itu, harus dihubungkan genset dengan polaritas yang sama.
- 25. Sistem Kerja Paralel Generator 25 Electrical Engineering, Trisakti University Pada Generator DC Majemuk • Generator DC majemuk memiliki karakteristik yang menanjak. • Pada sistem kerja paralel untuk generator DC majemuk, diasumsikan bahwa bebannya konstan. Oleh sebab itu, beban pada bagian generator 2 berkurang dan mengakibatkan melemahnya medan pada bagian serinya. • Pada jarak selang waktu kemudian, generator 1 mengambil alih seluruh beban dan generator 2 bekerja sebagai pemutus. Pada kondisi ini, pemutus sirkuit pada generator apa pun akan terlepas dan menghentikan sistem kerjanya.
- 26. Sistem Kerja Paralel Generator 26 Electrical Engineering, Trisakti University Pada Generator DC Seri • Diasumsikan kedua generator sama dan mengambil bagian beban yang sama. Tetapi karena alasan apa pun, GGL induksi pada generator 1 meningkat (E1 > E2). Hal ini menyebabkan penguatan medan seri generator 1 dan melemahnya medan seri pada generator 2. • Proses ini disebut proses kumulatif. Sehingga pada akhirnya seluruh beban akan diambil oleh generator-1 dan generator-2 beroperasi sebagai motor. • Masalah ini akan diselesaikan dengan menggunakan bilah equalizer. Dan karena itu, dua mesin mengalirkan arus yang kira-kira sama ke beban.
- 27. Penggunaan dan Aplikasi Generator DC 27 Electrical Engineering, Trisakti University • Alternator Mobil Alternator berfungsi untuk menghasilkan listrik/pembangkit listrik ketika mesin dihidupkan untuk disalurkan ke aki dengan mengkonversi / mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC • Dinamo Sepeda Sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap bila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan memutar sehingga roda akan memutar magnet. Biasanya dinamo dapat menghasilkan tegangan 6 sampai 12 Volt. Dinamo ini yang menyalakan lampu depan dan belakang pada sepeda. • Las Listrik
- 28. Kelebihan dan Kekurangan Generator DC 28 Electrical Engineering, Trisakti University Kelebihan : Memiliki torsi awal yang besar, sehingga digunakan sebagai stater motor Kekurangan : a. Konstruksinya rumit. b. Putaran generator yang tinggi akan menimbulkan suara bising. c. Kapasitas tegangan rendah. d. Terkadang mengalami AUS (adanya banyak serpihan karbon pada komutator)
- 29. Sesi Tanya dan Jawab 29 Electrical Engineering, Trisakti University • Pertanyaan 1: Apa yang dimaksud dengan demagnetisasi? (Dwi Angelina Yulia H. - Kelompok 2 – Slide 8) • Pertanyaan 2 : Kelebihan dan kekurangan generator DC? (Zakiy Fakhrillah - Kelompok 2 – Slide 28) • Pertanyaan 3: Aplikasi dari Berbagai Tipe Generator DC? (M. Faridl Daffa - Kelompok 6 – Slide 21)
- 30. TERIMA KASIH Electrical Engineering, Trisakti University 30
- 31. Daftar Pustaka 31 Anonim. 2021. Parallel Operation of DC Generators – Synchronization of Generators. https://www.electricaltechnology.org/2021/12/parallel-operation-of-dc- generators.html [diakses pada tanggal 30 April 2023] Bagus, Dian R. 2021. Pengoperasian dan Perawatan Guna Meningkatkan Efisiensi Generator Mark Caterpillar di KT. Jayanegara 304. Semarang: Universitas Maritim Amni. Budiman, Aris dkk. Desain Generator Magnet Permanen Untuk Sepeda Listrik. Solo: Universitas Muhammadiyah Surakarta. Daware, Kiran. 2014. Characteristics of DC Generators. https://www.electricaleasy.com/2014/07/characteristics-of-dc-generators.html. [diakses pada tanggal 27 April 2023] Liklikwatil, Yakob. 2014. Mesin-mesin Untuk Listrik Untuk D3. Yogyakarta: Deepublish. Nuriyanto. 2019. Pengoperasian dan Perawatan Generator Untuk Menunjang Kelancaran Operasi Kapal di KM. Biru Perkasa 3 di PT. Anugerah Biru Perkasa. Semarang: Universitas Maritim Amni. Rozy, Mochammad F. 2014. Analisa Gangguan Pada Genset (PP 17) Merk Denyo 3 Fasa, 350 kVa, 380 V di PT. Meratus Line Surabaya. Surabaya: Universitas Muhammadiyah Surabaya. Rajput, R.K. 2007. Basic Electrical and Electronics Engineering. India: Laxmi Publications Pvt Limited.