PERANCANGAN GENERATOR INDUKSI 1 FASE 12 KUTUB …eprints.ums.ac.id/40250/15/HALAMAN...
Transcript of PERANCANGAN GENERATOR INDUKSI 1 FASE 12 KUTUB …eprints.ums.ac.id/40250/15/HALAMAN...
i
PERANCANGAN GENERATOR INDUKSI 1 FASE 12 KUTUB
KECEPATAN RENDAH
TUGAS AKHIR
Disusun untuk Melengkapi Tugas Akhir dan Syarat-syarat untuk
Mencapai Gelar Sarjana Teknik Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta
Disusun Oleh :
NOR RAHMAN KHAIRUDIN
D400110019
FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SURAKARTA
2015
ii
iii
iv
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Allah SWT yang telah memberikan kenikmatan,
hidayah serta taufiqnya sehingga sampai saat ini masih diberikan kesempatan
untuk beribadah dan meyembah padaNYA dan telah menjadikanku manusia yang
berakal dan berguna dalam dunia ini. Sholawatsertasalamuntukjunjungan kami,
Nabi Muhammad S.A.W yang senantiasa memberikan syafa’atnya kepada kami
untuk terus dicapai dan raih dalam hidup dan kehidupan umat manusia.
Hanya karena Allah SWT akhirnya penulis bisa melewati kendala dan
tantangan dalam menyelesaikan dan menyusun laporan tugas akhir ini. Tugas
akhir ini disusun dan diajukan sebagai syarat untuk kelulusan dan mendapatkan
gelar Sarjana Teknik di jurusan Teknik Elektro Universitas Muhammadiyah
Surakarta. Adapun judul tugas akhir yang penulis ajukan : “PERANCANGAN
GENERATOR INDUKSI 1 FASE 12 KUTUB KECEPATAN RENDAH”.
Selama penyusunan tugas akhir ini penulis mendapat dukungan, dan saran
serta bantuan dari berbagai pihak, oleh karena itu dengan tulus ikhlas dan
kerendahan hati penulis mengucapkan rasa terima kasih sebesar – besarnya
kepada:
1. Bapak Ir. Sri Sunarjono, M.T., Ph.D. selaku Dekan Fakultas Teknik
Universitas Muhammadiyah Surakarta.
2. Bapak Umar, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
v
3. Bapak Agus Supardi, S.T., M.T. dan Bapak Aris Budiman, S.T., M.T.selaku
Pembimbing yang telah memberikan bimbingan dan pengarahan kepada
penulis sehingga dapat menyelesaikan Tugas Akhir ini.
4. Bapak Umar, S.T., M.T dan Bapak Jatmiko, S.T., M.T.Selaku penguji Tugas
Akhir.
5. Bapak dan Ibu dosen atas kesedianya membimbing dan memberikan
waktunya kepada penulis selama di Teknik Elektro.
6. Kedua orang tuaku tercinta dan seluruh keluarga terima kasih atas semua
kasih sayang dan do’a yang tiada hentinya tidak pernah surut sehingga
penulis bisa seperti saat ini.
7. Seluruh Staf Tata Usaha, Staf Akademik maupun non Akademik, yang telah
banyak membantu dan memberikan kemudahan kepada penulis selama
menempuh studi di Fakultas Teknik Jurusan Teknik Elektro Universitas
Muhammadiyah Surakarta.
8. Rekan-rekan seperjuangan Teknik Elektro 2011, rekan-rekan kerja di KMTE
dan temen-temen Elektro semuanya, semoga kekeluargaan ini tetap terjaga
hingga nanti.
9. Seluruh pihak yang telah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan
Tugas Akhir ini.
10. Seluruh elemen kehidupan yang selalu menginspirasi perjalanan ini.Akhir
kata, penulis menyadari bahwa Tugas Akhir ini masih jauh dari
kesempurnaan. Saran dan kritik yang memebangun sangat penulis harapkan.
vi
vii
MOTTO
Kemantapan dalam setiap kegiatan kunci dari keberhasilan, .
Jangan pernah takut untuk mencoba meskipun kegagalan menantimu, karena kamu tak
tahu apa yang kamu peroleh ketika kamu berhasil.
Jangan pernah berubah karena seseorang, karena kamu akan kehilangan jati diri.
Jika kamu di jalan yang benar, maka berbanggalah.
viii
PERSEMBAHAN
Sedikit karya ini kupersembahkan untuk yang tercinta dan terkasih :
Allah SWT yang senantiasa melimpahkan nikmat, karunia dan hidayahNya kepada
kita semua.
Bapak dan Ibuku tercinta. Kasih sayang, cinta yang tak bersyarat serta pengorbanan dan
doa sepanjang masa yang telah kalian berikan kepada anakmu.
Pak dhe budhe solo dan om barit yang telah membimbingku selama di solo, tak lupa
simbah dan keluarga yang mengasuhku selama disolo terimakasih semua.
Kepada kasihku nan jauh disana, kamu memberiku semangt berjuang, semangat memulai
setiap kegiatan, dorongan dan nasehatmu memberikan indahnya kebersaam.
Teman seperjuangan Mariska,rudi, bima, rehang atas semangt yang telah kau berikan
padaku, Kita pasti sukse guys.
Sahabat-sahabatku yang selaluberbagikisah, tawa, candadankebahagiaan.
Segenap Keluarga Mahasiswa Teknik Elektro ( KMTE )
Teman-teman SeperjuanganTeknik Elektro 2011
ix
DAFTAR KONTRIBUSI
Tugas Akhir ini berawal dari ketertarikan penulis terhadap energi alternatif
dan yang terbarukan, khususnya energi tersebut mempunyai peran yang sangat
penting dalam memenuhi kebutuhan listrik bagi masyarakat yang betempat tinggal
didaerah terpencil. Ide Tugas Akhir ini berasal dari Bapak Agus Supardi, S.T.,
M.T. sebagai pembimbing pertama, beliau menawarkan judul Tugas Akhir
mengenaigenerator induksi 1 fase kecepatan rendah. Setelah berkonsultasi dan
diberikan penjelasan, akhirnya penulis berminat untuk melakukan perancangan
dan penelitian. Beliau juga menyarankan untuk dosen pembimbing kedua tugas
akhir ini adalah Bapak Aris Budiman, S.T., M.T.
Setelah berkonsultasi dengan Bapak Aris Budiman, S.T., M.T. mengenai
judul Tugas Akhir dan beliau bersedia untuk membimbing penulis dalam
menyelesaikan serta menyusun laporan Tugas Akhir ini. Setelah seminar Proposal
Tugas Akhir ada beberapa saran dan masukkan dari dosen penguji demi
perbaikkan Tugas Akhir ini.
Perancangan generator induksi 1 fase kecepatan rendah ini dilakukan di
luar Laboraturium Jurusan Teknik Elektro dan penelitian tugas akhir ini dilakukan
penulis di Laboraturium Jurusan Teknik Elektro. Untuk pengambilan data
dilakukan beberapa kali percobaan untuk mendapatkan seluruh data yang
diperlukan dalam penelitian ini.
Perubahan data dan analisa pemulis selalu berkonsltasi dengan
pembimbing hingga akhirnya seluruh data yag diperlukan terkumpul. Kemudian
x
xi
xii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL ........................................................................................ i
HALAMAN PERSETUJUAN ......................................................................... ii
HALAMAN PENGESAHAN .......................................................................... iii
KATA PENGANTAR ..................................................................................... iv
MOTTO ........................................................................................................... vii
PERSEMBAHAN ............................................................................................ viii
DAFTAR KONTRIBUSI ................................................................................ x
PERNYATAAN KEASLIAN TUGAS AKHIR .............................................. xi
DAFTAR ISI .................................................................................................... xii
DAFTAR GAMBAR ....................................................................................... xv
DAFTAR TABEL ............................................................................................ xvi
ABSTRAKSI ................................................................................................... xvii
BAB I. PENDAHULUAN ............................................................................... 1
1.1. Latar Belakang ............................................................................. 1
1.2. Perumusan Masalah ................................................................... 3
1.3. Batasan Masalah ......................................................................... 4
1.4. Tujuan Penelitian ........................................................................ 4
1.5. Manfaat Penelitian ...................................................................... 5
1.6. Sistematika Penulisan ................................................................. 5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA ..................................................................... 7
2.1. Telaah Penelitian ......................................................................... 7
xiii
2.2. Landasan Teori............................................................................ 8
2.2.1 Generator Induksi dan Definisinya .................................. 8
2.2.2 Bagian Generator.... .......................................................... 9
2.2.3 Generator .......................................................................... 11
2.2.4 Jenis- jenis generator Induksi … ...................................... 14
2.2.5 Bank Kapasitor ................................................................ 18
BAB III. METODE PENELITIAN.................................................................. 20
3.1. Waktu dan Tempat ...................................................................... 20
3.2. Bahan dan Peralatan .................................................................... 20
3.2.1. Bahan Perancangan ........................................................... 20
3.2.2. Bahan Penelitian................................................................ 20
3.2.3. Peralatan .......................................................................... 21
3.3. Alur Penelitian ............................................................................ 21
BAB IV. HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN ............................... 24
4.1. Perancangan Generator Induksi 1 Fase Kecepatan Rendah ........ 24
4.2. Hasil Penelitian dan Pembahasan ........................... .................. .. 26
4.2.1. Pengujian generator induksi tanpa beban dengan eksitasi
bank kapasitor 8 dan 16 µF… ........................................... 27
4.2.2. Pengujian generator induksidenganbebandengan eksitasi
bank kapasitor 8 µF ....................................................... ... 30
4.2.4 Pengujian generator induksidenganbebandengan eksitasi
bank kapasitor 16 µF .. ..................................................... 34
xiv
BAB V. PENUTUP ........................................................................................... 38
5.1. Kesimpulan ................................................................................. 38
5.2. Saran ........................................................................................... 39
DAFTAR PUSTAKA ...................................................................................... 40
LAMPIRAN
xv
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1. Bagian rotor dan stato.......................................................................10
Gambar 2.2. Struktur generator AC.......................................................................13
Gambar 2.3.Bank kapasitor ...................................................................................19
Gambar 3.1.Alur Penelitian....................................................................................23
Gambar 4.1. Alur perancangan belitan generator induksi .....................................22
Gambar 4.2. Hubungan kecepatan putar terhadap tegangan pada generator
induksi 1 fase tanpa beban...............................................................28
Gambar 4.3. Hubungan kecepatan putar terhadap frekuensi pada generator
induksi 1 fase tanpa beban. ..............................................................29
Gambar 4.4. Hubungan kecepatan putar terhadap tegangan pada generator
menggunakan dengan kapsitor 8 µF.................................................31
Gambar 4.5. Hubungan kecepatan putar terhadap frekuensi pada generator
menggunakan dengan kapsitor 8 µF.................................................32
Gambar 4.6. Hubungan kecepatan putar terhadap arus pada generator induksi
menggunakan beban dengan kapsitor 8 µF.......................................33
Gambar 4.7. Hubungan kecepatan putar terhadap tegangan pada generator
induksi menggunakan beban dengan kapsitor 16µF........................35
Gambar 4.8. Hubungan kecepatan putar terhadap frekuensi pada generator
induksi menggunakan beban dengan kapsitor 16µF .......................36
Gambar 4.9. Hubungan kecepatan putar terhadap arus pada generator
induksi menggunakan beban dengan kapsitor 16µF.........................37
xvi
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1. Pengujian generator induksi tanpa beban..........................................27
Tabel 4.2. Pengujian generator induksi menggunakan beban dengan
Kapasitor 8µF. ...............................................................................30
Tabel 4.3. Pengujian generator induksi menggunakan beban,
dengan kapasitor 16µF................................................................... 34
xvii
ABSTRAKSI
Energi listrik adalah energi yang sangat penting untuk kehidupan di
negara indonesia. Banyaknya pengguna mengakibatkan defisit listrik, karena
tidak diimbangi dengan penambahan kapasitas pembangkit. Selain itu, indonesia
merupakan negara yang besar, dengan pulau tersebar luas. Maka distribusi
energi lisrik masih belum bisa mencukupi daerah pedalaman. Pembangkit listrik
sekala kecil menjadi salah satu alternatif. Generator yang digunakan adalah
generator induksi di antara jenis beberapa generator lainya. Generator induksi
menjadikan energi mekanis diubah menjadi energi listrik. Generator induksi
mempunyai desain kuat, tidak membutuhkan sikat arang, perawatan mudah,
pengoprasian mudah dan dapat mengeluarkan listrik pada berbagai kecepatan
putar. Karakteristik tersebut membuat generator induksi menjadi salah satu
alternatif pembangkit listrik berdaya kecil di daerah pelosok.
Penelitian ini tentang generator induksi 1 fase 12 kutub kecepatan rendah
yang dikopelkan dengan sebuah motor induksi sebagai penggeraknya dan
dipasang switch controller bank kapasitor, kemudian dilakukan pengujian
generator induksi tanpa beban dengan eksitasi kapasitor 8 µF dan 16 µF dengan
kecepatan putar antara 525 rpm sampai dengan 850 rpm dan dengan eksitasi
kapasitor 8µF dan 16 µF dengan kecepatan putarantara 525 sampai dengan 850
rpm. Setelah pengujian dilanjutkan penggukuran keluaran dari tegangan,
frekuensi dan arus, kemudian data yang sudah diambil dianalisis.
Hasil dari penelitian generator induksi 1 fase kecepatan rendah dengan
kapasitor bank 8 µF dan 16 µF dengan beban resistif 5,10 dan 15 Watt.
Karakteristik kecepatan putar terhadap V dan f ketika beban bertambah yaitu V
dan f mengalami penurunan akibat putaran generator sedikit melambat. Tanpa
beban kapasitor 8 µF kecepatan 605 rpm yaitu 122 V, 57.5 Hz, dengan beban
117 V, 57.5 Hz. Tanpa beban 16 µF kecepatan 605 rpm yaitu 119V, 56,7 Hz,
dengan beban 117 V, 57.5 Hz, tegangan berkurang 4,2% . penyebab tegangan
dan frekuensi semakin berkurang akibat dari keceptan putar semakin melambat
dan juga pengaruh beban yang bertambah menjadikan generator berputar terasa
berat. Untuk mengatasi drop tegangan yaitu dengan menambahkan kecepatan
putar pada generator sehingga beban bisa terpenuhi.
Kata kunci : Generator induksi 1 fase 12 kutub, energi listrik, kecepatan rendah.
xviii
ABSTRACTION
Electrical energy is the energy that is essential to life in the country of
Indonesia. The number of users resulting power deficit, because it is not offset by
the addition of generating capacity. Moreover, Indonesia is a big country, with
widely scattered islands. Then the energy distribution of electricity were still not
sufficient hinterland. Small-scale power plants to be one alternative. Generator
used is an induction generator among other types of multiple generators.
Induction generator makes the mechanical energy is converted into electrical
energy. Induction generator has a robust design, requiring no carbon brushes,
easy maintenance, easy and operator of electricity may emit at different rotational
speed. These characteristics make the induction generator to be one alternative
small power plants in remote areas.
This study about the induction generator 1 phase 12 pole low speed
which dikopelkan with an induction motor as the driving and mounted switch
controller capacitor bank, then testing the induction generator without load with
the excitation capacitor 8 μF and 16 μF with a rotational speed between 525 rpm
up to 850 rpm and with excitation 8μF capacitors and 16 μF at 525 putarantara
speeds up to 850 rpm. After the test continued penggukuran output voltage,
frequency and current, then the fetched data analyzed.
Results of the research phase induction generator 1 low speed with
capacitor banks 8 μF and 16 μF with a resistive load of 5.10 and 15 Watt.
Characteristics of the rotational speed of the V and F when the load increases,
namely V and f is decreasing because the generator rotation slowed. Without load
capacitor 8 μF speed of 605 rpm is 122 V, 57.5 Hz, with a load of 117 V, 57.5 Hz.
Without load 16 μF speed of 605 rpm is 119V, 56.7 Hz, with a load of 117 V, 57.5
Hz, the voltage is reduced to 4.2%. causes the voltage and frequency on the wane
as a result of the rotary keceptan increasingly slowing down and also the effect of
the increased load makes the generator rotating heavy. To overcome the voltage
drop by adding a rotational speed of the generator so that the load can be met.
Keywords: 1-phase induction generator 12 poles, electrical energy, low speed.