GENERATOR DAN MOTOR LISTRIK

LAPORAN TENTANG GENERATOR DAN MOTOR LISTRIK

DISUSUN OLEH:

vSARAS NOYA               (27)

vM. ABDUL MAJID       (18)

vAHMAD SAFI’I            (04)

vDHANY P                      (07)

SMK NEGERI 2 PATI

TAHUN 2012/2013

LAPORAN TENTANG GENERATOR DAN MOTOR LISTRIK

DISUSUN OLEH:

vSARAS NOYA               (27)

vM. ABDUL MAJID       (18)

vAHMAD SAFI’I            ()

vDHANY P                      ()

SMK NEGERI 2 PATI

TAHUN 2012/2013

LEMBAR PENGESAHAN

Judul penelitian             : Laporan Tentang Generator Dan Motor Listrik

Pelaksanaan                  : Tanggal 5 Agustus 2012 s.d.7 Agustus 2012

Disetujui oleh

Guru Mata Pelajaran FISIKA

.......................

KATA PENGANTAR

Puji syukur kami panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Kuasa karena atas berkat rahmat dan hidayahnya, kami dapat menyelesaikan laporan  tentang ”Generator dan Motor Listrik” Semoga dengan selesainya penyusunan laporan ini kelompok kita dapat memenuhi tugas FISIKA.

Laporan yang kami buat tidak hanya untuk memenuhi tugas FISIKA belaka, tetapi laporan ini sangat bermanfaat bagi pembacanya dan pembuatnya. Laporan ini kami buat sedetail mungkin sehingga tidak menimbulkan pertanyaan di hati pembaca. Selain itu laporan ini kami buat berdasarkan fakta dari buku-buku maupun artikel yang kami baca, tidak hanya sebuah karangan belaka.

Mudah-mudahan dengan selesainya laporan ini, semua pembaca dapat mengambil apa yang ada dalam lapororan ini. Semoga laporan ini bermanfaat bagi masyarakat pada umumnya dan bagi siswa pada khususnya. Dalam membuat laporan ini kami telah melakukan yang semaksimal mungkin, namun kami menyadari jika laporan ini tidaklah sempurna. Oleh karena itu, kami mengharap kritik dan saran dari anda yang bersifat membangun, demi kesempurnaan laporan ini. Yang terakhir kami mohon maaf jika ada keslahan dalam laporan ini, karena hal itu tidaklah kami sengaja.

Pati,5 Agustus 2012

                                                                                                              Penulis

DAFTAR ISI

Judul.............................................................................................................................. i

Lembar Pengesahan...................................................................................................... ii

Kata Pengantar............................................................................................................ iii

Daftar Isi...................................................................................................................... iv

BAB I PENDAHULUAN........................................................................................... 1

A.       Latar Belakang .............................................................................................. 1

B.       Tujuan ............................................................................................................ 2

BAB II ISI................................................................................................................... 3

A.    Generator.......................................................................................................... 3

B.     Motor Listrik..................................................................................................... 6

BAB III PENUTUP

A.    Kesimpulan....................................................................................................... 8

Daftar Pustaka.............................................................................................................. v

Lampiran...................................................................................................................... vi

A.    Gambar............................................................................................................ vi

DAFTAR PUSTAKA

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19982/4/Chapter%20I.pdf

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-Master-9455-2207201015-BABI.pdf

http://file.upi.edu/Direktori/FPTK/JUR._PEND._TEKNIK_ELEKTRO/195912311985031-JAJA_KUSTIJA/modul_sistem_engineering.pdf

http://crayonpedia.org/bse/split/kelas12_smk_teknik_listrik_industri_siswoyo/Bab_12.pdf

http://jurnal.sttn-batan.ac.id/wp-content/uploads/2008/06/19-jumari-hal-201-211.pdf

http://storage.jakstik.ac.id/students/paper/penulisan%20ilmiah/20402272/BAB%20II.pdf

http://elreg-03.blogspot.com/2009_12_01_archive.html

http://elektronika-elektronika.blogspot.com/2007/06/single-side-band-generator-bagian-i.html

http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19982/4/Chapter%20I.pdf

http://www.search-document.com/pdf/1/1/contoh-makalah-generator-dc.html

http://www.energyefficiencyasia.org/docs/ee_modules/indo/Chapter%20-%20Electric%20motors%20(Bahasa%20Indonesia).pdf

http://staff.ui.ac.id/internal/040603019/material/DCMotorPaperandQA.pdf

LAMPIRAN

A.Gambar

Motor listrik

BAB I

PENDAHULUAN

A.    LATAR BELAKANG

Generator 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:

Energi Mekanis            GENERATOR              Energi Listrik

    * Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar.

    * Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari system pengambilan arusnya.

DC Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC

Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor. Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. 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

 Generator DC berpenguatan bebas merupakan generator yang mana arus medannya di suplai dari sumber DC eksternal. Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator.

Pada karakteristik berbeban sebuah generator DC menunjukkan bagaimana hubungan antara tegangan terminal Vt dan arus medan If ketika generator dibebani. Bila generator dibebani maka akan mengalir arus beban sebesar IL. Pada generator DC penguatan shunt penurunan tegangan terminal akan semakin besar bila terus-menerus dibebani, dan arus medan If pada mesin ikut turun. Ini menyebabkan fluks pada mesin turun sehingga nilai Ea turun yang menyebabkan penurunan tegangan terminal lebih besar. Sedangkan pada generator DC penguatan bebas Tegangan terminal Vt akan berkurang akibat

efek demagnetisasi dari reaksi jangkar. Pengurangan ini dapat di atasi dengan peningkatan arus medan yang sesuai. Tegangan terminal Vt akan lebih kecil daripada ggl E yang dibangkitkan, sebesar Ia.Ra, dimana Ra adalah resistansi rangkaian jangkar. Penurunan tegangan ini dapat dengan suatu segitiga yang disebut segitiga portier, yang sisinya sebanding Ia. karena Ia konstan maka segitiga ini konstan dalam batas-batas belum jenuh. Menurunnya tegangan terminal Vt ini akan menyebabkan arus medan If turun, dan Ea juga akan mengalami penurunan.

Dengan demikian, perlu dilakukan pengujian generator DC penguatan bebas dengan generator DC shunt berupa analisa data-data yang diambil dari laboratorium. Pengujian ini dilakukan untuk membandingkan karakteristik berbeban dari kedua jenis generator DC tersebut.

B.    TUJUAN PENELITIAN

  Adapun tujuan dari penulisan tugas ini adalah untuk mengetahui perbandingan karakeristik berbeban dari generator DC penguatan bebas dengan generator DC shunt. Manfaat penulisan tugas ini bagi penulis adalah mendapatkan pengertian dan penjelasan tentang karakteristik generator DC penguatan bebas dan generator DC shunt untuk keadaan beban yang berubah-ubah. Sedangkan bagi para pembaca, diharapkan semoga tugas akhir ini dapat menjadi sumbangan dalam memperkaya pengetahuan dan memberikan kesempatan untuk mempelajarinya lebih lanjut.

BAB II

ISI

A.                       GENERATOR

II.1 Membuat Blog Diagram Secara Keseluruhan

• Generator Penguat Terpisah

Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu:

1. Penguat elektromagnetik

2. Magnet permanent / magnet tetap

Catu daya Adaptor adalah perangkat elektronika yang berfungsi menurunkan dan mengubah tegangan AC (Alternating Current) menjadi tegangan DC (Dirrect Current) yang dapat di gunakan sebagai sumber tenaga peralatan elektronika. Sebuah catu daya adaptor yang baik memiliki bagian-bagian seperti pada blok diagram berikut ini :

Keterangan :

1. Stepdown (Penurun Tegangan)

Bagian ini berfungsi menurunkan tegangan AC 110/220V menjadi tegangan AC yang lebih rendah yang diperlukan( 5V, 9V,12V, dll).Bagian ini terdiri dari sebuah transformer (trafo)

2. Rectifier (Penyearah)

Bagian ini merupakan bagian penyearah arus dari arus AC (bolak-balik) menjadi arus DC (searah).Bagian ini terdiri dari sebuah dioda silikon , germanium ,selenium atau Cuprox.

3. Filter (Penyaring)

Bagian ini berfungsi untuk menyaring arus DC yang masih berdenyut sehingga menjadi rata. Komponen yang digunakan yaitu gabungan dari kapasitor elektrolit dengan resistor atau induktor.

4. Stabilizer(Penstabil)

Bagian ini berfungsi menstabilkan tegangan DC agar tidak terpengaruh oleh tegangan beban.Komponen ini berupa Dioda Zener atau IC yang didalamnya berisi rangkaian penstabil.

5. Regulator(Pengatur)

Bagian ini mengatur kestabilan arus yang mengalir ke rangkaian elektronika.Komponen  yang di gunakan merupakan gabungan dari transistor, resistor dan kapasitor. Ada juga yang di paket berupa sebuah IC seperti regulator LM7805. Pada gambar 2.9 regulator bekerja dengan cara mengendalikan arus basis pada transistor melalui dioda zener 5V tipe 1N4736 dan resistor 680 ohm sehingga penguatan tegangan pada output transistor mengalami penurunan sesuai dengan pengaturan tegangan kemudi pada arus basis yaitu sebesar 5V. Pada gambar ilustrasi transistor NPN berikut ini, junction base-emiter diberi bias positif sedangkan base-colector mendapat bias negatif (reverse bias).

(KF.Ibrahim , Prinsip Dasar Elektronika , 1993, hal : 23)

III.3 Cara Kerja Masing-Masing Setiap Blok

• Generator Penguat Terpisah

Energi listrik yang dihasilkan oleh penguat elektromagnet dapat diatur melalui pengaturan tegangan eksitasi. Pengaturan dapat dilakukan secara elektronik atau magnetik. Generator ini           bekerja dengan catu daya DC dari luar yang dimasukkan melalui belitan F1-F2.

Penguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang konstan dari terminal rotor A1-A2. Karakteristik tegangan V relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya

Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar 1.2

Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubungsingkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.

• Generator Kompon

Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama.Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar 12. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.

Generator shunt mempunyai karakteristik seperti ditunjukkan pada Gambar 11. Tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama, dibandingkan dengan tegangan output pada generator penguat terpisah. Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator penguat terpisah dan generator shunt tentu kurang baik, karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan output yang konstan, namun hal ini dapat diperbaiki pada generator kompon.

• Generator Kompon

menunjukkan karakteristik generator kompon. Tegangan output generator terlihat konstan dengan pertambahan arus beban, baik pada arus eksitasi penuh maupun eksitasi 50%. Hal ini disebabkan oleh adanya penguatan lilitan seri, yang cenderung naik tegangannya jikaarus beban bertambah besar. Jadi ini merupakan kompensasi dari generator shunt, yang cenderung tegangannya akan turun jika arus bebannya naik.

III.5 Fakta Penggunaan Implementasi Di Lapangan

Bab ini menjelaskan tentang hasil implementasi desain kontroler primemover ANFIS real-time skala laboratorium untuk simulasi kendali sistem satu mesin

Beberapa penelitian pengaturan kecepatan putaran motor arus searah (DC) yang telah dilakukan antara lain oleh Resmana, dan kawan-kawan (1999) yang mengimplementasikan fuzzy logic pada microkontroller untuk kendali putaran alat pembuat gerabah, Dwi Asta yang menerapkan fuzzy adaptif dengan penalaan fungsi keanggotaan pada pengendali kecepatan motor DC berbasis mikrokontroler 89C52, dan Josephat pramudijanto, dan kawan-kawan (2001) dengan mengimplementasikan ANFIS pada pengaturan motor servo MS 150 DC. Pada Penelitan ini motor DC befungsi sebagai primemover generator sinkron dan kontrolernya digunakan metode ANFIS untuk mengatur kecepatan putaran agar tetap stabil sesuai dengan perubahan yang terjadi pada beban. Untuk menstabilkan putaran primemover pada putaran tertentu maka digunakan frekuensi sebagai acuan. Alasan pemilihan ANFIS sebagai kontroler yaitu karena kontroler ini dapat beradaptasi jika terjadi perubahan input sistem secara tiba-tiba [4]. Penelitan ini tidak hanya mendesain dan mensimulasikan kontroler putaran primemover dengan menggunakan software, namun juga akan mengimplementasikan ke dalam bentuk real (prototype). Keunggulan yang dimiliki penelitian ini yaitu tidak hanya melihat tingkat keandalan melalui simulasi (software), namun juga akan membuktikan dalam bentuk percobaan secara langsung, sehingga akan terlihat perbedaan kecepatan respon pada simulasi dan kecepatan respon pada saat dihubungkan pada plant yang digunakan.

B.                        MOTOR LISTRIK

Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Alat yang berfungsi sebaliknya, mengubah energi mekanik menjadi energi listrik disebut generator atau dinamo. Motor listrik dapat ditemukan pada peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci, pompa air dan penyedot debu.

 listrik yang umum digunakan di dunia Industri adalah motor listrik asinkron, dengan dua standar global yakni IEC dan NEMA. Motor asinkron IEC berbasis metrik (milimeter), sedangkan motor listrik NEMA berbasis imperial (inch), dalam aplikasi ada satuan daya dalam horsepower (hp) maupun kiloWatt (kW).

Motor listrik IEC dibagi menjadi beberapa kelas sesuai dengan efisiensi yang dimilikinya, sebagai standar di EU, pembagian kelas ini menjadi EFF1, EFF2 dan EFF3. EFF1 adalah motor listrik yang paling efisien, paling sedikit memboroskan tenaga, sedangkan EFF3 sudah tidak boleh dipergunakan dalam lingkungan EU, sebab memboroskan bahan bakar di pembangkit listrik dan secara otomatis akan menimbulkan buangan karbon yang terbanyak, sehingga lebih mencemari lingkungan.

 IEC yang berlaku adalah IEC 34-1, ini adalah sebuah standar yang mengatur rotating equipment bertenaga listrik. Ada banyak pabrik elektrik motor, tetapi hanya sebagian saja yang benar-benar mengikuti arahan IEC 34-1 dan juga mengikuti arahan level efisiensi dari EU.

Banyak produsen elektrik motor yang tidak mengikuti standar IEC dan EU supaya produknya menjadi murah dan lebih banyak terjual, banyak negara berkembang manjdi pasar untuk produk ini, yang dalam jangka panjang memboroskan keuangan pemakai, sebab tagihan listrik yang semakin tinggi setiap tahunnya.

Lembaga yang mengatur dan menjamin level efisiensi ini adalah CEMEP, sebuah konsorsium di Eropa yang didirikan oleh pabrik-pabrik elektrik motor yang ternama, dengan tujuan untuk menyelamatkan lingkungan dengan mengurangi pencemaran karbon secara global, karena banyak daya diboroskan dalam pemakaian beban listrik.

Sebagai contoh, dalam sebuah industri rata-rata konsumsi listrik untuk motor listrik adalah sekitar 65-70% dari total biaya listrik, jadi memakai elektrik motor yang efisien akan mengurangi biaya overhead produksi, sehingga menaikkan daya saing produk, apalagi dengan kenaikan tarif listrik setiap tahun, maka pemakaian motor listrik EFF1 sudah waktunya menjadi keharusan.

Prinsip kerja motor listrik

Pada motor listrik tenaga listrik diubah menjadi tenaga mekanik. Perubahan ini dilakukan dengan mengubah tenaga listrik menjadi magnet yang disebut sebagai elektro magnet. Sebagaimana kita ketahui bahwa : kutub-kutub dari magnet yang senama akan tolak-menolak dan kutub-kutub tidak senama, tarik-menarik. Maka kita dapat memperoleh gerakan jika kita menempatkan sebuah magnet pada sebuah poros yang dapat berputar, dan magnet yang lain pada suatu kedudukan yang tetap.

Mekanisme kerja untuk seluruh jenis motor listrik secara umum sama, yaitu:

1.                  Arus listrik dalam medan magnet akan memberikan gaya.

2.                  Jika kawat yang membawa arus dibengkokkan menjadi sebuah lingkaran/loop, maka kedua sisi loop, yaitu pada sudut kanan medan magnet, akan mendapatkan gaya pada arah yang berlawanan.

3.                  Pasangan gaya menghasilkan tenaga putar/ torsi untuk memutar kumparan.

4.                  Motor-motor memiliki beberapa loop pada dinamonya untuk memberikan tenaga putaran yang lebih seragam dan medan magnetnya dihasilkan oleh susunan elektromagnetik yang disebut kumparan medan.

Dalam memahami sebuah motor listrik, penting untuk mengerti apa yang dimaksud dengan beban motor. Beban mengacu kepada keluaran tenaga putar/torsi sesuai dengan kecepatan yang diperlukan. Beban umumnya dapat dikategorikan kedalam tiga kelompok: \

·                     Beban torsi konstan, adalah beban dimana permintaan keluaran energinya bervariasi dengan kecepatan operasinya, namun torsi nya tidak bervariasi. Contoh beban dengan torsi konstan adalah conveyors, rotary kilns, dan pompa displacement konstan.

·                     Beban dengan torsi variabel, adalah beban dengan torsi yang bervariasi dengan kecepatan operasi. Contoh beban dengan torsi variabel adalah pompa sentrifugal dan fan (torsi bervariasi sebagai kwadrat kecepatan).

·                     Beban dengan energi konstan, adalah beban dengan permintaan torsi yang berubah dan berbanding terbalik dengan kecepatan. Contoh untuk beban dengan daya konstan adalah peralatan-peralatan mesin.

BAB III

PENUTUP

A.    KESIMPULAN

Generator  merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Sedangkan Motor listrik adalah alat untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.