3.2 Bahan dan Peralatan Peralatan yang digunakan selama

3.2
Bahan dan Peralatan
Peralatan yang digunakan selama penelitian sebagai berikut :
1. Generator Sinkron tiga fasa Tipe 72SA
Daya
= 5 KW
Cos ф
= 0,8
Jumlah Kutub
=4
Belitan
= Y (Wye)
Tegangan Terminal
= 440 Volt
Arus
= 9 Ampere
Kelas Isolasi : - Stator = E
- Rotor
=E
Frekuensi
= 50 Hz
N
= 1500 rpm
2. Motor Induksi Tiga Fasa Tipe GF 130/170 (Penggerak Mula)
P
= 5 KW
Cos ф
= 0,8
Jumlah Kutub
=4
Kelas Rotor
= D (Rotor Sangkar)
Belitan
= ∆ (Delta)
Tegangan
= 380 / 220 Volt
Arus
= 16,5 / 28,5 Ampere
3. 1 Unit Power Suplai AC
4. 1 Unit Power Suplai DC
5. Multimeter
3.3
Variabel yang Diamati
Variabel yang diamati dalam penelitian ini adalah :
a) Tegangan terminal (Vt).
b) Daya keluaran (Pout).
c) Arus Beban (Ia)
d) Efisiensi (ղ )
Universitas Sumatera Utara
3.4
Metode Pengumpulan Data
Metode pengumpulan data dalam suatu penelitian akan sangat menentukan
keberhasilan penelitian, oleh karena itu perlu direncanakan dengan tepat dalam
memilih metode untuk pengumpulan data. Sedangkan metode-metode tersebut
adalah sebagai berikut :
1. Metode Dokumentasi
Yang dimaksud metode dokumentasi adalah cara memperoleh data melalui
hal-hal atau variabel yang berupa catatan, transkrip, buku, surat kabar, majalah
dan lain-lain. Adapun dokumentasi yang akan peneliti gunakan adalah data-data
yang berhubungan dengan efisiensi dan regulasi tegangan.
2. Metode Observasi
Pengumpulan data dengan observasi langsung atau dengan pengamatan
langsung adalah cara pengambilan data ke tempat penelitian. Dalam hal ini
Universitas Sumatera Utara penulis langsung berada di lokasi penelitian yaitu di
Laboratorium Konversi Energi Listrik dan mengadakan penelitian mengenai halhal yang perlu dicatat sebagai data dalam penelitian.
3.5
Pelaksanaan Penelitian
Pelaksanaan penelitian adalah dengan melakukan percobaan rangkaian
generator sinkron yang dikopel dengan motor DC dengan menghubungkan
terminal output generator sinkron tersebut ke beban seimbang hubung wye dan
delta serta dihubungkan pada beban tidak seimbang hubung wye dan delta,
sehingga dapat dilihat besar karakteristik dan efisiensi generator sinkron tersebut.
Pelaksanaan penelitian dapat dilihat pada diagram alur penelitian pada
Gambar 3.1 berikut :
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.1 Diagram Alur Penelitian
3.6
Rangkaian Percobaan
3.6.1 Percobaan Beban Nol
A. Rangkaian Percobaan
Universitas Sumatera Utara
Gambar 3.2 Rangkaian percobaan beban nol
B. Prosedur Percobaan Beban Nol
1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.1, atur range alat ukur
sesuai dengan yang dibutuhkan.
2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi
berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.
3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2
untuk mengatur eksitasi generator sinkron.
4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan
(If=0).
5. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC 1.
Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat
generator, kemudian catat tegangan terminal.
6. Turunkan arus penguat generator (PTDC 1) lalu buka S2, minimumkan
PTAC 1, hingga nol kemudian buka S1.
7. Percobaan selesai
C. Data Hasil Percobaan
Universitas Sumatera Utara
Data hasil percobaan tampak pada Tabel 3.1
Tabel 3.1 Data Hasil Percobaan Beban Nol
N = 1500 rpm
Ia = 0
V = 220 V
I (Ampere)
V (Volt)
0,3
69
0,6
135
0,9
197
1,2
246
1,5
298
1,8
337
2,1
367
2,4
392
2,7
420
3,0
443
Dari gambar di bawah terlihat bahwa kurva ini mempunyai garis linear
sampai diperoleh harga saturasi dari arus medan. Dan ketika besi mencapai titik
saturasi, reluktansi besi akan bertambah secara drastis dan fluksi akan bertambah
besar secara lambat sesuai dengan perubahan– garis gaya magnet. Garis linear
pada karakteristik disebut juga sebagai garis celah udara.
Universitas Sumatera Utara
500
450
400
V (Voltage)
350
300
250
200
150
100
50
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
I (Ampere)
Gambar 3.3 Grafik Karakteristik Beban Nol Generator Sinkron
3.6.2 Percobaan Hubung Singkat
A. Rangkaian Percobaan
S1
A1
P
T
A
C
N
A2
V1
M
3θ
G
SINKRON
3θ
PTDC
Gambar 3.4 Rangkaian percobaan hubung singkat
Universitas Sumatera Utara
B. Prosedur Percobaan
1. Rangkai alat percobaan seperti pada Gambar 3.2, PTAC dalam
keadaan minimum.
2. Tutup S1 dan atur putaran motor sinkron sampai pada putaran
nominal 1500 rpm.
3. Tutup S2, dan naikkan arus penguat generator (If) secara bertahap
dengan mengatur PTDC1.
4. Catat arus hubung singkat generator (If) untuk setiap tahapan arus
medan generator (If) dengan putaran generator dijaga konstan.
5. Turunkan arus medan generator (If) hingga nol, lalu buka S3 dan
turunkan PTAC hingga nol kemudian buka S1.
6. Percobaan selesai.
C. Data Percobaan Hubung Singkat
Data percobaan hubung singkat tampak pada Tabel 3.2 berikut
Tabel 3.2 Data Percobaan Hubung Singkat
n = 1500 rpm
If (A)
Isc (A)
0,3
1,11
0,6
2,33
0,9
3,24
1,2
4,41
1,5
5,38
1,8
6,67
2,1
7,61
2,4
8,71
2,7
9,94
3,0
10,86
Universitas Sumatera Utara
Dari data diatas dapat digambar karakteristik hubung singkat generator
sinkron seperti yang terlihat pada Gambar 3.5 :
12
Isc(Ampere)
10
8
6
4
2
0
0
0,5
1
1,5
2
2,5
3
3,5
IF (Ampere)
Gambar 3.5 Grafik Karakteristik Hubung Singkat Generator Sinkron
3.6.3 Penentuan Parameter Generator Sinkron
Untuk menghitung parameter generator sinkron, maka dapat diketahui dari
karakteristik hubung singkat dan karakteristik beban nol seperti pada Gambar 3.4
dan Gambar 3.5.
A. Impedansi Sinkron
Besar nilai impedansi dapat ditentukan seperti persamaan berikut :
(Ohm)
(3.1)
Maka nilai impedansi sinkron untuk kondisi saturasi seperti pada gambar
3.4 dapat dirumuskan sebagai berikut :
Zs
3
(Ohm)
(3.2)
Dari gambar 3.4 nilai Enl adalah 220 Volt dan arus medan (If) sebesar 0,21
Amp, untuk arus medan yang sama maka arus hubung singkat Isc pada kurva
hubung singkat adalah sebesar 10,86 Amp. Maka besar impedansi sinkron Zs
adalah:
Universitas Sumatera Utara
Zs
220
3
10,86
35,08 Ohm
B. Reaktansi Sinkron
Karena tahanan jangkar besarnya sangat kecil maka tahanan jangkar
diabaikan (Ra = 0) sehingga diperoleh reaktansi sinkron Zs = Xs = 35,08
Ohm.
3.6.4 Percobaan Berbeban Seimbang Hubung Wye
A. Rangkaian Percobaan
S2
S1
A1
A2
N
Z1
V2
V1
P
T
A
C
M
3θ
G
SINKRON
A3
Z2
V3
A4
PTDC
Gambar 3.6 Rangkaian percobaan
beban seimbang hubung wye
B. Prosedur Percobaan
1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.4, atur range alat ukur
sesuai dengan yang dibutuhkan.
2. Hidup kan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor
induksi berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.
3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2
untuk mengatur eksitasi generator sinkron.
4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan
(If=0).
5. Catat arus IR, IS, dan IT, Cos θ, dan daya pada beban.
6. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC .
Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat
Universitas Sumatera Utara
Z3
generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT,
dan daya pada beban.
7. Turunkan arus penguat generator (PTDC ) lalu buka S2, minimum kan
PTAC , hingga nol kemudian buka S1.
8. Percobaan selesai.
C. Data Hasil Percobaan
Tabel 3.3 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Wye
n = 1500 rpm If = 1,0 Amp
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Beban (Ohm)
R
S
T
5
5
5
10
10
10
15
15
15
20
20
20
25
25
25
30
30
30
35
35
35
40
40
40
45
45
45
50
50
50
R
21
45
76
96
110
131
149
159
169
172
V (Volt)
S
21
45
76
96
110
131
149
159
169
172
T
21
45
76
96
110
131
149
159
169
172
Ia (Amp)
R
S
3,10 3,10
2,66 2,66
2,78 2,78
2,55 2,55
2,32 2,32
2,22 2,22
2,26 2,26
2,14 2,14
2,01 2,01
1,86 1,86
T
3,10
2,66
2,78
2,55
2,32
2,22
2,26
2,14
2,01
1,86
Pout
(Watt)
432,32
528,39
667,59
750,57
890,3
944,88
951,9
988,9
977,44
965,79
3.6.5 Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta
A. Rangkaian Percobaan
S2
S1
A1
P
T
A
C
A2
N
V2
V1
Z1
M
3θ
G
SINKRON
Z3
A3
V3
Z2
A4
PTDC
Gambar 3.7 Rangkaian percobaan beban seimbang hubung delta
Universitas Sumatera Utara
B. Prosedur Percobaan
1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.5, atur range alat ukur
sesuai dengan yang dibutuhkan.
2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor
induksi berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.
3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2
untuk mengatur eksitasi generator sinkron.
4. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan
(If=0).
5. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.
6. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC .
Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat
generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan
IT, Cos θ, dan daya pada beban.
7. Turunkan arus penguat generator (PTDC ) lalu buka S2, minimum kan
PTAC, hingga nol kemudian buka S1.
8. Percobaan selesai.
C. Data Hasil Percobaan
Tabel 3.4 Data Hasil Percobaan Beban Seimbang Hubung Delta
n = 1500 rpm
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Beban (Ohm)
R
S
T
5
5
5
10
10
10
15
15
15
20
20
20
25
25
25
30
30
30
35
35
35
40
40
40
45
45
45
50
50
50
R
11
15
27
37
47
54
67
69
80
78
V (Volt)
S
12
15
28
38
48
54
67
69
80
80
If = 1,0 Amp
T
11
15
27
38
48
53
67
69
82
79
R
3,13
3,05
3,09
3,04
3,11
3,07
2,99
2,89
2,98
2,87
Ia (Amp)
S
3,19
3,09
3,12
3,06
3,21
3,08
3,08
2,95
3,04
2,89
T
3,21
3,21
3,14
3,05
3,19
3,05
3,08
2,94
3,05
3,05
Pout
(Watt)
62,11
84,61
120,8
149,26
176,9
196,7
219,5
239,84
254,55
269,8
Universitas Sumatera Utara
3.6.6 Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Wye
A. Rangkaian Percobaan
S2
S1
A1
A2
N
Z1
V2
V1
P
T
A
C
M
3θ
G
SINKRON
A3
Z2
V3
A4
PTDC
Gambar 3.8 Rangkaian percobaan beban tidak seimbang hubung
wye
B. Prosedur Percobaan
1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.6, atur range alat ukur
sesuai dengan yang dibutuhkan.
2. Hidup kan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor
induksi berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.
3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2
untuk mengatur eksitasi generator sinkron.
4. Atur besar impedansi masing – masing beban pada fasa R, S, dan T
5. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan
(If=0).
6. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.
7. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC .
Dimana, putaran dijaga konstan pada setiap kenaikan arus penguat
generator, kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan
IT, dan daya pada beban.
8. Turunkan arus penguat generator (PTDC) lalu buka S2, minimum kan
PTAC, hingga nol kemudian buka S1.
9. Percobaan selesai
Universitas Sumatera Utara
Z3
C. Data Hasil Percobaan
Tabel 3.5 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubungan Wye
n = 1500 rpm
BEBAN
V
Ia
PR
PS
PT
POUT
(Ohm)
(Volt)
(Amp)
(Watt)
(Watt)
(Watt)
(Watt)
222
198
192
187
182
172
157
153
149
142
150,92
158,4
130,66
184,14
199,64
163,35
147,63
167,68
132,89
141,12
212,09
210,33
199,5
189,28
191,9
194,04
195,04
216,16
218,16
204,48
585,01
566,73
522,16
560,42
573,54
529,39
499,67
536,84
500,05
487,6
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
If = 1,0 Amp
R
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
S
30
25
20
15
10
55
50
45
40
35
T
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
R
S
T
R
S
100 98 127 2,22 1,54
100 96 123 1,98 1,65
100 94 114 1,92 1,39
100 93 104 1,87 1,98
100 92 101 1,82 2,17
100 135 98 1,72 1,21
100 133 92 1,57 1,11
100 128 112 1,53 1,31
100 97 108 1,49 1,37
100 96 96 1,42 1,47
T
1,67
1,71
1,75
1,82
1,9
1,98
2,12
1,93
2,02
2,13
3.6.7 Percobaan Beban Tak Seimbang Hubung Delta
A. Rangkaian Percobaan
S2
S1
A1
P
T
A
C
A2
N
V2
V1
Z1
M
3θ
G
SINKRON
Z3
A3
V3
Z2
A4
PTDC
Gambar 3.9 Percobaan beban tak seimbang hubung delta
B. Prosedur Percobaan
Universitas Sumatera Utara
1. Rangkai perlatan percobaan seperti Gambar 3.7, atur range alat ukur
sesuai dengan yang dibutuhkan.
2. Hidupkan PTAC dan semua alat ukur. Tutup S1 sehingga motor induksi
berputar dengan kecepatan putar 1500 rpm.
3. Setelah mencapai kecepatan nominal rotor (1500 rpm), tutup saklar 2
untuk mengatur eksitasi generator sinkron.
4. Atur besar impedansi masing – masing beban pada fasa R, S, dan T
5. Catat tegangan terminal saat arus penguat generator belum dinaikkan
(If=0).
6. Catat arus IR, IS, dan IT, dan daya pada beban.
7. Naikkan arus penguat secara bertahap dengan mengatur PTDC. Dimana,
putaran dijaga konstan pada setiap kenaikkan arus penguat generator,
kemudian catat tegangan terminal, catat arus IR, IS, dan IT, dan daya
pada beban.
8. Turunkan arus penguat generator (PTDC) lalu buka S2, minimumkan
PTAC, hingga nol kemudian buka S1.
9. Percobaan selesai.
C. Data Hasil Percobaan
Tabel 3.6 Data Hasil Percobaan Beban Tidak Seimbang Hubung Delta
n = 1500 rpm
If = 1,0 Amp
BEBAN
V
Ia
(ohm)
(Volt)
(Amp)
No.
PR
PS
PT
POut
(Watt)
(Watt)
(Watt)
(Watt)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
1
10
30
55
58
37
53
2,21
1,54
1,05
128,2
56,98
55,65
240,8
2
15
25
50
54
42
51
1,98
1,65
1,09
106,9
69,3
55,59
231,8
3
20
20
45
52
44
44
1,85
1,39
1,13
96,2
61,16
49,72
207,1
4
25
15
40
47
45
41
1,66
1,98
1,2
78,02
89,1
49,2
216,3
5
30
10
35
46
43
36
1,47
2,17
1,28
67,62
93,31
46,08
207
6
35
55
30
42
60
29
1,32
1,16
1,42
55,44
69,6
41,18
166,2
7
40
50
25
41
58
27
1,19
1,21
1,57
48,79
70,18
42,39
161,4
8
45
45
20
37
60
58
1,34
1,31
1,88
49,58
78,6
109
237,2
9
50
40
15
30
25
56
1,21
1,37
1,98
36,3
34,25
110,9
181,4
Universitas Sumatera Utara
10
55
35
10
23
32
55
1,11
1,47
2,11
25,53
47,04
116,1
BAB IV
BAB 4
PEMBAHASAN HASIL PENELITIAN
4.1
Umum
Untuk dapat melihat bagaimana pengaruh perubahan beban terhadap
karakteristik dan efisiensi generator sinkron maka diperlukan beberapa percobaan
yaitu :
1. Percobaan generator beban seimbang.
2. Percobaan generator beban tidak seimbang
Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus
medan (If). Tegangan E0 akan terinduksi pada kumparan stator seperti pada
Persamaan 2.22.
Pada generator sinkron keadaan tanpa beban mengandung arti bahwa arus
armatur (Ia) = 0. Dengan demikian besar tegangan terminal adalah :
𝑉𝑡
𝐸𝑎
𝐸0
(4.1)
Oleh karena besar GGL armatur adalah merupakan fungsi dari fluks
magnetik, maka ggl armatur dapat ditulis :
𝐸𝑎
𝑓 ф
(4.2)
Dari persamaan diatas, jika arus penguat medan diatur besarnya maka akan
diikuti kenaikan fluks dan akhirnya juga pada ggl armatur. Pengaturan arus pengat
medan pada keadaan tertentu besarnya akan didapatkan besar ggl armatur tanpa
beban dalam keadaan saturasi.
Dengan adanya beban yang terpasang pada output generator sinkron, maka
segera mengalir arus armatur (Ia); dengan adanya arus armature ini, pada
kumparan armatur atau kumparan jangkar timbul fluks putar jangkar. Fluks putar
Universitas Sumatera Utara
188,6
jangkar ini brsiat mengurangi atau menambah fluks putar yang dihasilkan oleh
kumparan rotor. Hal ini tergantung pada faktor daya beban.
Dengan adanya fluks putar armatur akibat timbulnya arus armatur, maka
pada kumparan timbul reaktansi pemagnit Xm. Reaktansi bersama – sama dengan
reaktansi bocor dikenal dengan reaktansi sinkron (Xs) dan secara matematis
ditulis:
𝑋𝑠
𝑋𝐿
𝑋𝑚
(4.3)
4.2
Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang
Hubung Wye Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron
4.2.1 Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron
Hubung Wye
Regulasi tegangan dapat diperoleh dengan menggunakan persamaan berikut
𝑉𝑅
𝐸0 − 𝑉𝑡
𝑥 100%
𝐸0
(4.4)
Sebelum mendapatkan berapa besar voltage regulation (VR) maka terlebih
dahulu kita menghitung berapa besar tegangan induksi, dengan persamaan
berikut:
𝐸0
𝑉𝑡
2
𝑋𝑠 𝐼𝐴
2
(4.5)
A. Beban Seimbang

Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 5 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅

21
2
35,08 . 3,1
2
110,757 Volt
110,757 − 21
𝑥 100%
110,757
81 %
Beban ke – 2 (ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)
𝐸0
45
2
35,08 . 2,66
2
103,597 Volt
Universitas Sumatera Utara
𝑉𝑅

103,597 − 45
𝑥 100%
103,597
57%
Beban ke – 3 (ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)
𝐸0
76
2
35,08 . 2,78
2
123,639
Volt
123,639 − 76
𝑉𝑅ke – 4 ( ZR = ZS = ZT
𝑥 100%
= 20 Ohm) 39%
 Beban
123,639
𝐸0
96 2
35,08 . 2,55 2
131,217 Volt
𝑉𝑅

𝑉𝑅
𝑉𝑅
𝑉𝑅
35,08 . 2,32
2
136,834 − 110
𝑥 100%
136,834
136,834 Volt
20%
131
2
35,08 . 2,22
2
152,401 − 131
𝑥 100%
152,401
152,401 Volt
14 %
149
2
35,08 . 2,26
2
168,779 − 149
𝑥 100%
168,779
168,779 Volt
12 %
Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅

2
Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)
𝐸0

110
Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)
𝐸0

27 %
Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)
𝐸0

131,217 − 96
𝑥 100%
131,217
159
2
35,08 . 2,14
2
175,831 − 159
𝑥 100%
175,831
175,831 Volt
10 %
Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅
169
2
35,08 . 2,01
183,12 − 169
𝑥 100%
183,12
2
183,12 Volt
8%
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)
𝐸0
172
𝑉𝑅
2
35,08 . 1,86
2
183,96 Volt
183,96 − 172
𝑥 100%
183,96
7%
Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.1 berikut :
Tabel 4.1 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator
Beban Seimbang Hubung Wye
n = 1500 rpm
No.
Beban (Ohm)
If = 1,0 Amp
V (Volt)
Ia (Amp)
R
S
T
R
S
T
R
S
T
1
5
5
5
21
21
21
3,1
3,1
3,1
2
10
10
10
45
45
45
2,66
2,66
2,66
3
15
15
15
76
76
76
2,78
2,78
2,78
4
20
20
20
96
96
96
2,55
2,55
2,55
5
25
25
25
110
110
110
2,32
2,32
2,32
6
30
30
30
131
131
131
2,22
2,22
2,22
7
35
35
35
149
149
149
2,26
2,26
2,26
8
40
40
40
159
159
159
2,14
2,14
2,14
9
45
45
45
169
169
169
2,01
2,01
2,01
10
50
50
50
172
172
172
1,86
1,86
1,86
VR (%)
81%
57%
39%
27%
20%
14%
12%
10%
8%
7%
Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara
variasi beban terhadap pengaturan tegangan pada generator beban seimbang
hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Universitas Sumatera Utara
Dari Gambar
grafik terlihat
bahwa
kurva antara
menurun
secara
stabil.
Hal pengaturan
ini dikarenakan
4.1 Grafik
hubungan
variasi
Beban
terhadap
tegangan
variasi beban yang dibuat semakin tinggi sehingga pengaturan tegangan semakin
turun. Dimana kita ketahui semakin tinggi beban, semakin kecil pengaturan
tegangan.
B. Beban Tidak Seimbang

Beban ke – 1
o Untuk beban ZR = 10 Ohm
0
100
2
35,08 . 2,2
126,747 − 100
126,747
2
126,747 Volt
100%
21 %
o Untuk beban ZS =30 Ohm
0
98
2
35,08 . 1,54
111,904 − 98
111,904
2
111,904 Volt
100%
12 %
o Untuk beban ZT = 55 Ohm
0
127
2
35,08 . 1,67
139,861 − 127
139,861
100%
2
139,861 Volt
9%
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 2
o Untuk beban ZR = 15 Ohm
0
100
2
35,08 . 1,98
121,756 − 100
121,756
2
100%
121,756 Volt
18 %
o Untuk beban ZS = 25 Ohm
0
96
2
2
35,08 . 1,65
121,1 − 96
121,1
121,1 Volt
100%
14 %
o Untuk beban ZT = 50 Ohm
0
123
2
35,08 . 1,71
136,848 − 123
136,848

2
100%
136,848 Volt
10 %
Beban ke – 3
o Untuk beban ZR = 20 Ohm
0
100
2
35,08 . 1,92
120,567 − 100
120,567
2
100%
120,567 Volt
17 %
o Untuk beban ZS = 20 Ohm
0
94
2
35,08. 1,39
105,895 − 94
105,895
2
105,895 Volt
100%
11 %
o Untuk beban ZT = 45 Ohm
0
114
2
35,08 . 1,75
129,479 − 114
129,479
100%
2
129,479 Volt
12 %
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 4
o Untuk beban ZR = 25 Ohm
0
100
2
35,08 . 1,07
119,596 − 100
119,596
2
100%
119,596 Volt
16 %
o Untuk beban ZS = 15 Ohm
93
0
2
35,08 . 1,98
116,075 − 93
116,075
2
116,075 Volt
100%
20 %
o Untuk beban ZT = 20 Ohm
104
0
2
35,08 . 1,82
122,034 − 104
122,034

2
122,034 Volt
100%
15 %
Beban ke – 5
o Untuk beban ZR = 30 Ohm
0
100
2
35,08 . 1,82
118,643 − 100
118,643
2
100%
118,643 Volt
16 %
o Untuk beban ZS = 10 Ohm
0
92
2
35,08 . 2,17
119,41 − 92
119,41
2
119,41 Volt
100%
23 %
o Untuk beban ZT = 35 Ohm
101
0
2
35,08 . 1,9
121,01.101
121,01

2
121,01 Volt
100%
17 %
Beban ke – 6
o Untuk beban ZR = 35 Ohm
0
100
2
34,13 . 1,72
2
116,793 Volt
Universitas Sumatera Utara
116,793 − 105
116,793
100%
14 %
o Untuk beban ZS = 55 Ohm
0
135
2
2
35,08 . 1,21
141,516 − 135
141,515
100%
141,516 Volt
5%
o Untuk beban ZT = 30 Ohm
0
98
2
35,08 . 1,89
120,119 − 98
120,119

2
120,119 Volt
100%
18 %
Beban ke – 7
o Untuk beban ZR = 40 Ohm
0
100
2
2
35,08 . 1,57
114,164 − 100
114,164
100%
114,164 Volt
12%
o Untuk beban ZS = 50 Ohm
0
133
2
2
35,08. 1,11
138,583 − 133
138,583
100%
138,583 Volt
4%
o Untuk beban ZT = 25 Ohm
0
92
2
35,08 . 2,12
118,3 − 92
118,3

100%
2
118,3 Volt
22 %
Beban ke – 8
o Untuk beban ZR = 45 Ohm
Universitas Sumatera Utara
0
100
2
35,08 . 1,53
113,493 − 100
113,493
2
100%
113,493 Volt
12 %
o Untuk beban ZS = 45 Ohm
128
0
2
35,08 . 1,31
113,493 − 128
113,493
2
113,493 Volt
100%
6%
o Untuk beban ZT = 20 Ohm
0
112
2
35,08 . 1,93
130,874 − 112
130,874

2
100%
130,874 Volt
14 %
Beban ke – 9
o Untuk beban ZR = 50 Ohm
0
100
2
35,08 . 1,49
112,83 − 100
112,83
2
100%
112,83 Volt
11%
o Untuk beban ZS = 40 Ohm
97
0
2
35,08 . 1,37
108,25 − 97
108,25
2
108,25 Volt
100%
10 %
o Untuk beban ZT = 15 Ohm
0
100
2
35,08 . 2,02
129,17 − 100
129,17

2
100%
129,17 Volt
16 %
Beban ke – 10
o Untuk beban ZR = 55 Ohm
0
100
2
35,08 . 1,42
2
111,72 Volt
Universitas Sumatera Utara
111,72 − 100
111,72
100%
11,87 %
o Untuk beban ZS = 35 Ohm
96
0
2
35,08 . 1,37
108,97 − 96
108,97
2
108,97 Volt
100%
12%
o Untuk beban ZT = 10 Ohm
0
96
2
35,08 . 2,13
121,65 − 96
121,65
100%
2
121,65 Volt
21 %
Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.2 berikut :
Tabel 4.2 Hasil Analisa Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban
Tidak Seimbang Hubung Wye
n = 1500 rpm
No.
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
R
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
BEBAN
(ohm)
S
30
25
20
15
10
55
50
45
40
35
T
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
R
100
100
100
100
100
100
100
100
100
100
V
(Volt)
S
98
96
94
93
92
135
133
128
97
96
T
127
123
114
104
101
98
92
112
108
96
If = 1,0 Amp
R
2,22
1,98
1,92
1,87
1,82
1,72
1,57
1,53
1,49
1,42
Ia
(Amp)
S
1,54
1,65
1,39
1,98
2,17
1,21
1,11
1,31
1,37
1,47
T
1,67
1,71
1,75
1,82
1,9
1,98
2,12
1,93
2,02
2,13
Voltage Regulation
(%)
R
S
T
21%
12%
9%
18%
14%
10%
17%
11%
12%
16%
20%
15%
16%
23%
17%
14%
5%
18%
12%
4%
22%
12%
6%
14%
11%
10%
16%
10%
12%
21%
Universitas Sumatera Utara
Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara
variasi beban terhadap pengaturan tegangan pada generator beban tidak seimbang
hubung wye seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
Dapat dilihat dari grafik bahwa pada fasa R grafik cenderung turun. Hal ini
Gambar 4.2 Kurva Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban
Tidak Seimbang Hubung Wye
dikarenakan pada fasa R beban dibuat bertambah secara linear. Pada fasa S grafik
menunjukan kenaikan lalu penurunan yang drastis. Hal ini disebabkan pada waktu
tertentu pada fasa S diberikan beban yang semakin besar yang menyebabkan
grafik turun secara drastis. Pada fasa T grafik cenderung naik dan apa sedikit
penurunan namun naik kembali. Hal ini dikarenakan pada fasa T diberi beban
yang semakin menurun secara linear.
4.2.2 Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye
Efisiensi dapat dihitung dari persamaan:
3.
2
.
(4.6)
(4.7)
Efisiensi =
x 100 %
(4.8)
Universitas Sumatera Utara
A. Beban Seimbang

Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 5 Ohm)
432,3
Efisiensi =

432,3
576,47
Efisiensi =
= 75 %
740,66
x 100 %
740,66
= 71 %
Beban ke – 3 ( ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)
Efisiensi =
347,778
667,6
1015,4
x 100 %
1015,4
= 66 %
Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)
750,6
Efisiensi =

212,268
528,4
667,6

x 100 %
576,47
Beban ke – 2 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)
528,4

144,15
390,15
750,6
1140,7
x 100 %
1140,7
= 66 %
Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)
890,3
Efisiensi =
403,68
890,3
1294
x 100 %
1294
= 69 %
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)
944,9
Efisiensi =

944,9
1388,4
Efisiensi =
= 68 %
1488,2
x 100 %
1488,2
= 64 %
Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)
Efisiensi =
549,552
988,9
1538,5
x 100 %
1538,5
= 64 %
Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)
977,4
Efisiensi =

536,298
951,9
988,9

x 100 %
1388,4
Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)
951,9

443,556
545,41
977,4
1522,9
x 100 %
1522,9
= 64 %
Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)
965,8
Efisiensi
518,94
965,8
1484,7
1484,7
x 100 % = 65 %
Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.3 berikut :
Universitas Sumatera Utara
Tabel 4.3 Hasil Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang
Hubung Wye
n = 1500 rpm
If = 1,0 Amp
Beban
(Ohm)
R S T
R
S
T
R
S
T
1
5
5
5
21
21
21
3,1
3,1
3,1
432,3
576,47
75%
2
10
10
10
45
45
45
2,66 2,66 2,66
528,4
740,66
71%
3
15
15
15
76
76
76
2,78 2,78 2,78
667,6
1015,4
66%
4
20
20
20
96
96
96
2,55 2,55 2,55
750,6
1140,7
66%
5
25
25
25
110
110
110
2,32 2,32 2,32
890,3
1294
69%
6
30
30
30
131
131
131
2,22 2,22 2,22
944,9
1388,4
68%
7
35
35
35
149
149
149
2,26 2,26 2,26
951,9
1488,2
64%
8
40
40
40
159
159
159
2,14 2,14 2,14
988,9
1538,5
64%
9
45
45
45
169
169
169
2,01 2,01 2,01
977,4
1522,9
64%
10
50
50
50
172
172
172
1,86 1,86 1,86
965,8
1484,7
65%
No
V (Volt)
Ia (Amp)
Pout
Pin
Effisiensi
(Watt) (Watt)
(%)
Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara
variasi beban terhadap efisiensi pada generator beban seimbang hubung wye
seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
90%
80%
Effisiensi (%)
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Gambar 4.3 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang Hubung
Wye
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik terlihat bahwa, kurva mengalami penurunan dan kenaikan. Hal
ini disebabkan beban yang dikenakan pada tiap fasa mengalami kenaikan
sehingga berpengaruh pada grafik efisiensi.
B. Beban Tidak Seimbang
Untuk mencari daya input generator pada saat beban tidak seimbang
digunakan persamaan :
(4.9)

Beban ke – 1
585,01
585,01
Efisiensi

858,832
Efisiensi
839,804
858,832
772,343
38,642
146,205
839,804
137,813
772,343
x 100 % = 68 %
87,4225
58,806
x 100 %
= 67 %
560,42
839,145
99,372
573,54
846,351
Beban ke – 6
529,39
68,0625
x 100 % = 67 %
73,728
522,16
Beban ke – 5
573,54
Efisiensi =

566,73
Beban ke – 4
560,42
Efisiensi =

153,39
x 100 % = 68 %
58,806
Beban ke – 3
522,16
Efisiensi

71,148
Beban ke – 2
566,73

49,284
47,089
x 100 %
= 68 %
103,544
80,52
132,496
126,35
117,612
839,145
846,351
831,072
Universitas Sumatera Utara
Efisiensi =

831,072
Beban ke – 7
499,67
Efisiensi =

529,39
98,596
499,67
772,231
Efisiensi =
61,605
x 100 %
= 65 %
105,341
77,225
536,84
793,903
x 100 %
= 68 %
112,36
772,231
74,498
793,903
Beban ke – 9
500,05
Efisiensi =

= 64 %
Beban ke – 8
536,84

x 100 %
500,05
747,337
Beban ke – 10
487,6
Efisiensi =
111
487,6
719,5
75,1
x 100 %
110,9
61,2
= 67 %
75,63
x 100 %
747,337
45,37
719,5
= 68 %
Dari hasil perhitungan di atas dapat dilihat pada tabel 4.4 berikut
Tabel 4.4 Analisa Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang
Hubung Wye
n = 1500 rpm
No.
1
2
3
4
5
6
7
BEBAN
(ohm)
R
S
T
10 30 55
15 25 50
20 20 45
25 15 40
30 10 35
35 55 30
40 50 25
R
100
100
100
100
100
100
100
V
(Volt)
S
98
96
94
93
92
135
133
T
127
123
114
104
101
98
92
If = 1,0 Amp
R
2,22
1,98
1,92
1,87
1,82
1,72
1,57
Ia
(Amp)
S
1,54
1,65
1,39
1,98
2,17
1,21
1,11
POut
Pin
(Watt) (Watt)
T
1,67
1,71
1,75
1,82
1,9
1,98
2,12
585,01
566,73
522,16
560,42
573,54
529,39
499,67
Effisiensi
(%)
858,832
68%
839,804
67%
772,343
68%
839,145
67%
846,351
68%
831,072
64%
772,231
65%
Universitas Sumatera Utara
8
9
10
45
50
55
45
40
35
20
15
10
100 128 112 1,53 1,31 1,93 536,84 793,903
100 97 108 1,49 1,37 2,02 500,05 747,337
100 96 96 1,42 1,47 2,13 487,6 719,503
68%
67%
68%
Dari hasil perhitungan di atas dapat digambarkan grafik hubungan antara
variasi beban terhadap efisiensi pada generator beban tidak seimbang hubung wye
seperti yang terlihat pada gambar di bawah ini :
70%
Effisiensi (%)
65%
60%
55%
50%
45%
40%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Gambar 4.4 Kurva Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak Seimbang
Hubung Wye
Dari grafik dapat kita lihat bahwa kurva mengalami penurunan dari 68%
menjadi 64 %. Hal ini dikarenakan beban yang dikenakan pada tiap fasa berbeda
beda dan tidak seimbang. Dimana pada fasa R beban mengalami kenaikan secara
linear. Pada fasa S beban mengalami kenaikan dan penurunan secara acak. Dan
pada fasa T beban mengalami penurunan secara linear. Hal ini menyebabkan
grafik efisiensi menjadi tidak seimbang.
Universitas Sumatera Utara
4.3
Analisis Data Percobaan Beban Seimbang dan Tidak Seimbang
Hubung Delta Terhadap Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron
4.3.1 Analisis dan Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron
Hubung Delta
Untuk menghitung regulasi tegangan generator sinkron pada beban
seimbang dan tidak seimbang sama dengan perhitungan regulasi tegangan pada
generator sinkron hubung wye, yaitu menggunakan Persamaan 4.4 untuk mencari
besar regulasi tegangannya dan menggunakan Persamaan 4.5 untuk mencari
tegangan induksinya.
A. Beban Seimbang

Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 5 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅

𝑉𝑅
𝑉𝑅
2
110,35 − 11
𝑥 100%
110,35
110,35 Volt
90 %
15
2
35,08 . 3,05
2
108,04 − 15
𝑥 100%
108,04
108,04 Volt
86 %
27
2
35,08 . 3,09
2
111,71 − 27
𝑥 100%
111,71
111,71 Volt
76 %
Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅

35,08 . 3,13
Beban ke – 3 ( ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)
𝐸0

2
Beban ke – 2 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)
𝐸0

11
37
2
35,08 . 3,04
2
112,88 − 37
𝑥 100%
112,88
112,88 Volt
67 %
Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅
47
2
35,08 . 3,11
118,8 − 47
𝑥 100%
118,8
2
118,8 Volt
60 %
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)
𝐸0
54
𝑉𝑅

35,08 . 3,07
2
120,5 − 54
𝑥 100%
120,5
120,5 Volt
55 %
Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)
𝐸0
67
𝑉𝑅

2
2
35,08 . 2,99
2
124,5 − 67
𝑥 100%
124,5
124,5 Volt
46 %
Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)
𝐸0
69
2
35,08 . 2,89
2
122,6 Volt

122,6
69= ZS = ZT = 50 Ohm)
Beban ke
– 9 (−ZR
𝑉𝑅
𝑥 100%
44 %
122,6

Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)
𝐸0
𝑉𝑅

80 2
35,08 . 2,98
131,6 − 80
𝑥 100%
131,6
2
131,6 Volt
39 %
Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)
𝐸0
78
𝑉𝑅
2
35,08 . 2,87
2
127,4 − 78
𝑥 100%
127,4
127,4 Volt
39 %
Data hasil analisa dan perhitungan regulasi tegangan pada generator hubung delta
pada beban seimbang yaitu dapat dilihat pada tabel 4.5 :
Tabel 4.5 Hasil Analisa dan Perhitungan Generator Sinkron Beban
Seimbang Hubung Delta
n = 1500 rpm
No
Beban (Ohm)
R
S
T
R
If = 1,0 Amp
V (Volt)
S
T
R
Ia (Amp)
S
VR
T
(%)
Universitas Sumatera Utara
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
5
10
15
20
25
30
35
40
45
5
10
15
20
25
30
35
40
45
5
10
15
20
25
30
35
40
45
11
15
27
37
47
54
67
69
80
12
15
28
38
48
54
67
69
80
11
15
27
38
48
53
67
69
82
3,13
3,05
3,09
3,04
3,11
3,07
2,99
2,89
2,98
3,19
3,09
3,12
3,06
3,21
3,08
3,08
2,95
3,04
3,21
3,21
3,14
3,05
3,19
3,05
3,08
2,94
3,05
90%
86%
76%
67%
60%
55%
46%
44%
39%
50
50
50
78
80
79
2,87
2,89
3,05
39%
Dari tabel 4.5 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi
beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron beban seimbang hubung delta,
seperti yang terlihat pada Gambar 4.5 berikut :
100%
Pengaturan Tegangan (%)
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Gambar 4.5 Kurva Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban
Seimbang Hubung Delta
Dari grafik dapat kita lihat bahwa pegaturan tegangan generator sinkron
beban seimbang hubung delta mengalami penurunan yang cukup stabil dari 90%
menjadi 40%. Hal ini disebabkan pada tiap fasa dikenakan beban yang bertambah
secara linear. Pertambahan beban yang secara linear ini menyebabkan pengaturan
tegangan semakin menurun.
Universitas Sumatera Utara
B. Beban Tidak Seimbang

Beban ke – 1
 Untuk beban ZR = 10 Ohm
0
58
2
35,08 . 2,21
96,82 − 58
96,82

37
2
35,08 . 1.54
65,48 − 37
65,48
53
2
2
100%
35,08 . 1,05
64,54 − 53
64,54
65,48 Volt
43 %
2
100%
64,54 Volt
18 %
Beban ke – 2
 Untuk beban ZR = 15 Ohm
0
54
2
35,08 . 1,98
87,98 − 54
87,98

42
2
100%
35,08 . 1,65
71,51 − 42
71,51

2
87,98 Volt
39 %
Untuk beban ZS = 25 Ohm
0
2
100%
71,51 Volt
41 %
Untuk beban ZT = 50 Ohm
0
51
2
35,08 . 1,09
63,74 − 51
63,74

40 %
Untuk beban ZT = 55 Ohm
0

100%
96,82 Volt
Untuk beban ZS = 30 Ohm
0

2
100%
2
63,74 Volt
20 %
Beban ke – 3
 Untuk beban ZR = 20 Ohm
Universitas Sumatera Utara
0
52
2
83,16 − 52
83,16

44
2
2
100%
65,68 Volt
33 %
Untuk beban ZT = 45 Ohm
0
44
2
2
35,08 . 1,13
59,22 − 44
59,22
100%
59,22 Volt
26 %
Beban ke – 4
 Untuk beban ZR = 25 Ohm
0
47
2

100%
74,83 Volt
37 %
Untuk beban ZS = 15 Ohm
0
45
2
35,08 . 1,98
82,76 − 45
82,76

2
35,08. 1,66
74,83 − 47
74,83
2
100%
82,76 Volt
46 %
Untuk beban ZT = 40 Ohm
0
41
2
35,08 . 1,2
58,76 − 41
58,76

37 %
35,08 . 1,39
65,68 − 44
65,68

100%
83,16 Volt
Untuk beban ZS = 20 Ohm
0

2
35,08 . 1,85
2
58,76 Volt
100%
30 %
Beban ke – 5
 Untuk beban ZR = 30 Ohm
0
46
2
35,08 . 1,47
69,1 − 46
69,1

100%
2
69,1 Volt
33 %
Untuk beban ZS = 10 Ohm
Universitas Sumatera Utara
0
43
2
35,08 . 2,17
87,43 − 43
87,43

36
2
35,08 . 1,28
57,55 − 36
57,55
51 %
2
100%
57,55 Volt
37 %
Beban ke – 6
 Untuk beban ZR = 35 Ohm
0
42
2
35,08 . 1,32
62,52 − 42
62,52

60
2
100%
35,08 . 1,16
72,5 − 60
72,5

2
62,52Volt
33%
Untuk beban ZS = 55 Ohm
0
2
100%
72,5 Volt
17 %
Untuk beban ZT = 30 Ohm
0
29
2
35,08 . 1,42
57,64 − 29
57,64

100%
87,43 Volt
Untuk beban ZT = 35 Ohm
0

2
2
100%
57,64 Volt
50 %
Beban ke – 7
 Untuk beban ZR = 40 Ohm
0
41
2
35,08 . 1,19
58,51 − 41
58,51

100%
2
58,51 Volt
30 %
Untuk beban ZS = 50 Ohm
Universitas Sumatera Utara
0
58
2
35,08 . 1,21
71,87 − 58
71,87

27
2
35,08 . 1,57
61,34 − 27
61,34
19 %
2
100%
61,34 Volt
56 %
Beban ke – 8
 Untuk beban ZR = 45 Ohm
0
37
2
35,08 . 1,34
59,82 − 37
59,82

60
2
100%
35,08 . 1,31
75,58 − 60
75,58

2
59,82 Volt
38 %
Untuk beban ZS = 45 Ohm
0
2
100%
75,58 Volt
21 %
Untuk beban ZT = 20 Ohm
0
58
2
35,08 . 1,88
87,83 − 58
87,83

100%
71,87 Volt
Untuk beban ZT = 25 Ohm
0

2
2
100%
87,83 Volt
34 %
Beban ke – 9
 Untuk beban ZR = 50 Ohm
0
30
2
35,08 . 1,21
51,98 − 30
51,98

100%
2
51,98 Volt
42%
Untuk beban ZS = 40 Ohm
Universitas Sumatera Utara
0
25
2
35,08 . 1,37
54,17 − 25
54,17

100%
54,17 Volt
54 %
Untuk beban ZT = 15 Ohm
0
56
2
35,08 . 1,98
89,22 − 56
89,22

2
2
100%
89,22 Volt
37 %
Beban ke – 10
 Untuk beban ZR = 55 Ohm
0
23
2
35,08 . 1,11
45,22 − 23
45,22

100%
45,22 Volt
49 %
Untuk beban ZS = 35 Ohm
0
32
2
35,08. 1,47
60,69 − 32
60,69

2
2
100%
60,69 Volt
47 %
Untuk beban ZT = 10 Ohm
0
55
2
35,08 . 2,11
92,22 − 55
92,22
2
100%
92,22 Volt
40 %
Data hasil perhitungan regulasi tegangan pada generator sinkron beban tidak
seimbang hubung delta dapat dilihat pada Tabel 4.6 :
Tabel 4.6 Hasil Perhitungan Regulasi Tegangan Generator Sinkron Beban
Tidak Seimbang Hubung Delta
n = 1500 rpm
No.
BEBAN
V
If = 1,0 Amp
Ia
VR (%)
Universitas Sumatera Utara
R
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
(ohm)
S
30
25
20
15
10
55
50
45
40
35
T
55
50
45
40
35
30
25
20
15
10
R
58
54
52
47
46
42
41
37
30
23
(Volt)
S
37
42
44
45
43
60
58
60
25
32
T
53
51
44
41
36
29
27
58
56
55
R
2,21
1,98
1,85
1,66
1,47
1,32
1,19
1,34
1,21
1,11
(Amp)
S
1,54
1,65
1,39
1,98
2,17
1,16
1,21
1,31
1,37
1,47
T
1,05
1,09
1,13
1,2
1,28
1,42
1,57
1,88
1,98
2,11
R
40%
39%
37%
37%
33%
33%
30%
38%
42%
49%
S
43%
41%
33%
46%
51%
17%
19%
21%
54%
47%
T
18%
20%
26%
30%
37%
50%
56%
34%
37%
40%
Dari tabel 4.6 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi
beban terhadap regulasi tegangan generator sinkron beban tidak seimbang hubung
delta, seperti yang terlihat pada Gambar 4.6 berikut :
Voltage Regulation (%)
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Fasa R
Fasa S
Fasa T
Gambar 4.6 Kurva Karakteristik Pengaturan Tegangan Generator Sinkron Beban
Tidak Seimbang Hubung Delta
Dari grafik dapat kita lihat bahwa kurva mengalami kenaikan yang cukup
stabil dikarenakan pada fasa R dikenakan beban yang bertambah secara linear.
Pada fasa S kita dapat lihat bahwa grafik mengalami kenaikan dan penurunan
secara tidak stabil dikarenakan pada fasa S dikenakan beban yang acak pula. Pada
Universitas Sumatera Utara
fasa T kita dapat lihat grafik mengalami kenaikan secara linear pula dikarenakan
pada fasa T dikenakan beban yang semakin menurun.
4.3.2 Analisis dan Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Delta
Untuk menghitung besar efisiensi generator sinkron hubung delta,
persamaan yang digunakan sama seperti Persamaan 4.6 – 4.8.
A. Beban Seimbang

Beban ke – 1 ( ZR = ZS = ZT = 5 Ohm)
108,02
Efisiensi =

108,02
259,4
Efisiensi =
x 100 %
291,547
140,25
431,797
= 42 %
431,797
x 100 %
= 32 %
Beban ke – 3 ( ZR = ZS = ZT = 15 Ohm)
255,57
Efisiensi =

259,4
Beban ke – 2 ( ZR = ZS = ZT = 10 Ohm)
140,25

151,3855
437,13
255,57
692,7
692,7
x 100 %
= 37 %
Beban ke – 4 ( ZR = ZS = ZT = 20 Ohm)
344,66
Efisiensi =
558,154
344,66
902,814
902,814
x 100 %
= 38 %
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 5 ( ZR = ZS = ZT = 25 Ohm)
453,37
Efisiensi =

453,37
1207,178
Efisiensi =
1340,164
1340,164
x 100 % = 37 %
Beban ke – 7 ( ZR = ZS = ZT = 35 Ohm)
Efisiensi =
976,95
613,05
1590
1590
x 100 %
= 39 %
Beban ke – 8 ( ZR = ZS = ZT = 40 Ohm)
605,82
Efisiensi =

x 100 % = 38 %
846,414
493,75
613,05

1207,178
Beban ke – 6 ( ZR = ZS = ZT = 30 Ohm)
493,75

753,8
1027,928
605,82
1633,748
1633,748
x 100 % = 37 %
Beban ke – 9 ( ZR = ZS = ZT = 45 Ohm)
731,7
Efisiensi =
1234,1
731,7
1965,8
1965,8
x 100 %
= 37 %
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 10 ( ZR = ZS = ZT = 50 Ohm)
696
1294,575
Efisiensi =
696
1990,6
1990,6
x 100 %
= 35 %
Data hasil perhitungan efisiensi pada generator sinkron beban seimbang hubung
delta dapat dilihat pada Tabel 4.7 :
Tabel 4.7 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Seimbang
Hubung Delta
n = 1500 rpm
No
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Beban (Ohm)
R
S
T
5
5
5
10 10 10
15 15 15
20 20 20
25 25 25
30 30 30
35 35 35
40 40 40
45 45 45
50 50 50
V (Volt)
R
S
T
11 12 11
15 15 15
27 28 27
37 38 38
47 48 48
54 54 53
67 67 67
69 69 69
80 80 82
78 80 79
If = 1,0 Amp
Ia (Amp)
R
S
T
3,13 3,19 3,21
3,05 3,09 3,21
3,09 3,12 3,14
3,04 3,06 3,05
3,11 3,21 3,19
3,07 3,08 3,05
2,99 3,08 3,08
2,89 2,95 2,94
2,98 3,04 3,05
2,87 2,89 3,05
Pout
(Watt)
108,02
140,25
255,57
344,66
453,37
493,75
613,05
605,82
731,7
696,01
Pin
(Watt)
Effisiensi
(%)
259,4055
431,797
42%
32%
692,7015
37%
902,814
1207,178
38%
38%
1340,164
37%
1590,002
1633,748
39%
37%
1965,803
37%
1990,585
35%
Dari tabel 4.7 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi
beban terhadap efisiensi generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti
yang terlihat pada Gambar 4.7 berikut :
Universitas Sumatera Utara
80%
Effisiensi (%)
70%
60%
50%
40%
30%
20%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Gambar 4.7 Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban
Seimbang Hubung Delta
Kita dapat melihat dari grafik bahwa kurva mengalami penurunan secara
stabil kemudian ada kenaikan dari 32% menjadi 37% yang disusul dengan
kenaikan dan penurunan yang cukup tidak stabil. Hal ini dikarenakan kenaikan
beban pada tiap fasa seimbang namun penurunan dan kenaikan yang tidak stabil
itu dapat disebabkan oleh ketidakstabilan alat ukur.
B. Beban Tidak Seimbang

Beban ke – 1
241
Efisiensi =

241
421,4
71,17
60,64
421,4
59,41
418,1
x 100 % = 57 %
Beban ke – 2
232
Efisiensi =

48,84
232
58,81
418,1
x 100 %
207
68,45
68,06
= 55 %
Beban ke – 3
Efisiensi =
207
371,6
x 100 %
38,64
57,46
371,6
= 56 %
Universitas Sumatera Utara

Beban ke – 4
216
216
401,6
x 100 %
207
64,83
Efisiensi =

207
376,3
57,34
376,3
= 55 %
166
60,98
361,7
x 100 %
161
56,64
74
60,5
361,7
= 46 %
161
352,8
x 100 %
237
80,8
73,21
61,62
352,8
= 46 %
Beban ke – 8
Efisiensi =
237
465,9
x 100 %
181
73,21
77,22
70,69
465,9
= 51 %
Beban ke – 9
Efisiensi =

47,09
Beban ke – 7
Efisiensi =

401,6
Beban ke – 6
Efisiensi =

67,6
= 54 %
x 100 %
166

58,81
Beban ke – 5
Efisiensi =

68,89
181
388,5
x 100 %
75,08
58,81
388,5
= 47 %
Beban ke – 10
189
Efisiensi =
189
376,5
67,77
x 100 %
75,63
44,52
376,5
= 50%
Universitas Sumatera Utara
Data hasil perhitungan efisiensi pada generator sinkron beban seimbang hubung
delta dapat dilihat pada Tabel 4.8 :
Tabel 4.8 Hasil Perhitungan Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak
Seimbang Hubung Delta
n = 1500 rpm
If = 1,0 Amp
BEBAN
V
Ia
(Ohm)
(Volt)
(Amp)
No
.
R
S
T
R
S
T
1
10
30
55
58
37
53
2
15
25
50
54
42
51
3
20
20
45
52
44
44
4
25
15
40
47
45
41
5
30
10
35
46
43
36
6
35
55
30
42
60
29
7
40
50
25
41
58
27
8
45
45
20
37
60
58
9
50
40
15
30
25
56
10
55
35
10
23
32
55
R
2,2
1
1,9
8
1,8
5
1,6
6
1,4
7
1,3
2
1,1
9
1,3
4
1,2
1
1,1
1
S
1,5
4
1,6
5
1,3
9
1,9
8
2,1
7
1,1
6
1,2
1
1,3
1
1,3
7
1,4
7
POUT
PIN
(Watt (Watt
)
)
T
1,0
5
1,0
9
1,1
3
1,2
1,2
8
1,4
2
1,5
7
1,8
8
1,9
8
2,1
1
240,8
231,8
207,1
216,3
207
166,2
161,4
237,2
181,4
188,6
421,4
4
418,0
8
371,6
3
401,6
2
376,2
7
361,7
352,8
3
465,9
3
388,5
2
376,5
4
Effisien
si
(%)
57%
55%
56%
54%
55%
46%
46%
51%
47%
50%
Dari tabel 4.8 di atas dapat di gambarkan kurva karakteristik antara variasi
beban terhadap efisiensi generator sinkron beban seimbang hubung delta, seperti
yang terlihat pada Gambar 4.8 berikut :
Universitas Sumatera Utara
80%
Effisiensi (%)
70%
60%
50%
40%
30%
20%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Gambar 4.8 Kurva Karakteristik Efisiensi Generator Sinkron Beban Tidak
Seimbang Hubung Delta
Kita bisa lihat dari grafik bahwa kurva mengalami penurunan yang
awalnya cukup stabil dari 57% menjadi 55% kemudian turun secara drastis
menjadi 45% yang disusul dengan kenaikan menjadi 51%. Hal ini disebabkan
karena pada tiap fasa beban yang dikenakan tidak seimbang. Sehingga efisiensi
yang didapat menjadi tidak stabil. Namun kita dapat lihat bahwa efisiensi tertinggi
ada pada beban awal yaitu sebesar 58%.
4.4
Kurva Perbandingan Karakteristik dan Efisiensi Generator Sinkron
Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak
Seimbang.
4.4.1 Kurva Perbandingan Karakteristik Generator Sinkron
Perbandingan pengaturan tegangan generator sinkron hubung wye dan
hubung delta pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada
Gambar 4.9 dan Gambar 4.10 berikut :
Universitas Sumatera Utara
100%
Pengaturan tegangan
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
beban hubungan D
beban hubungan Y
Gambar 4.9 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron
Hubung Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang
Kita dapat lihat dari kurva perbandingan ini bahwa pengaturan tegangan
generator sinkron hubung wye lebih besar dari pengaturan tegangan generator
sinkron hubung delta. Dimana pada kurva hubung wye pengaturan tegangan
tertinggi adalah 90% saat pada hubung delta pengaturan tegangan tertinggi adalah
80%. Demikian juga pengaturan tegangan terendah hubung wye adalah 39% dan
hubung delta adalah 8%.
Universitas Sumatera Utara
Pengaturan tegangan
100%
90%
80%
70%
60%
50%
40%
30%
20%
10%
0%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
beban hubungan D
beban hubungan Y
Gambar 4.10 Kurva Perbandingan Pengaturan Tegangan Generator Sinkron
Hubung Wye dan Hubung Delta Beban Pada Saat Beban Tidak
Seimbang
Dari grafik perbandingan pengaturan tegangan saat beban tidak seimbang
dapat kita lihat bahwa beban delta mempunyai pengaturan tegangan yang lebih
tinggi dari beban wye. Dimana pengaturan tegangan tertinggi adalah 45% dan
terendah adalah 34%. Pada hubung wye kita dapat lihat pengaturan tegangan
tertiggi adalah 19% dan terendah adalah 4%.
4.4.2 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung Wye dan
Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang
Perbandingan Efisiensi generator sinkron hubung wye dan hubung delta
pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada Gambar 4.11
dan Gambar 4.12 berikut :
Universitas Sumatera Utara
140%
Effisiensi
120%
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Hubungan Y
Hubungan Delta
Gambar 4.11 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung
Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang
Dari grafik dapat kita lihat bahwa efisiensi generator hubung wye beban
seimbang lebih besar dari efisiensi generator hubung delta. Dimana pada hubung
wye efisiensi tertinggi adalah 75% dan terendah adalah 64%. Pada hubung delta,
efisiensi tertinggi adalah 43% dan terendah adalah 32%.
140%
120%
Effisiensi
100%
80%
60%
40%
20%
0%
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Hubungan Delta
Hubungan Y
Gambar 4.12 Kurva Perbandingan Efisiensi Generator Sinkron Hubung
Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Tidak Seimbang
Universitas Sumatera Utara
Dari grafik dapat kita lihat bahwa efisiensi generator sinkron hubung wye
beban tidak seimbang lebih besar dari pada hubung delta. Dimana pada hubung
wye, eifsiensi tertinggi adalah 68% dan terendah adalah 64%. Sedangkan pada
hubung delta, efisiensi tertinggi adalah 42% dan terendah adalah 32%.
4.4.3 Kurva Perbandingan Rugi-rugi Generator Sinkron Hubung Wye dan
Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang dan Tidak Seimbang
Perbandingan Rugi - rugi generator sinkron hubung wye dan hubung delta
pada saat beban seimbang dan tidak seimbang dapat dilihat pada Gambar 4.13
dan Gambar 4.14 berikut :
3000
Rugi - rugi
2500
2000
1500
1000
500
0
0
2
4
6
8
10
12
Variasi Beban
Hubungan Y
Hubungan Delta
Gambar 4.13 Kurva Perbandingan Rugi-rugi Generator Sinkron Hubung
Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Seimbang
Dari grafik dapat kita lihat bahwa rugi rugi hubung delta beban seimbang
lebih besar dari hubung wye beban seimbang. Dimana pada hubung delta, rugi
rugi tertinggi mencapai 1300 watt sedangkan pada hubung wye rugi rugi tertinggi
tidak lebih dari 400 watt. Sedangkan rugi rugi terendah pada hubung wye dan
delta hampir sama.
Universitas Sumatera Utara
2000
1800
1600
rugi rugi
1400
1200
1000
800
600
400
200
0
0
2
4
6
8
10
12
variasi beban
Pin D
Pin Y
Gambar 4.14 Kurva Perbandingan Rugi-rugi Generator Sinkron Hubung
Wye dan Hubung Delta Pada Saat Beban Tidak Seimbang
Dari grafik kita dapat lihat bahwa rugi rugi generator sinkron tidak
seimbang hubung wye lebih besar dari pada hubung delta. Dimana pada hubung
wye rugi rugi tertinggi mencapai 300 watt dan terendahnya hampir mencapai 240
watt. Sedangkan pada hubung delta rugi rugi tertinggi hanya 225 watt.
Universitas Sumatera Utara
BAB
BAB V
5
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Dari hasil penelitian dan pembahasan yang dilakukan, diperoleh kesimpulan
sebagai berikut :
1. Pengaturan tegangan generator sinkron hubung wye pada beban
seimbang lebih besar dari pada pengaturan tegangan pada hubung delta,
yaitu sebesar 90 %. Lebih besar dari pada pengaturan tegangan hubung
delta yaitu sebesar 81 %. Dimana semakin lama pengaturan tegangan
semakin kecil. Pengaturan tegangan generator sinkron hubung delta
pada beban tidak seimbang juga lebih besar dibanding dengan
pengaturan tegangan pada hubung wye. Yaitu rata – rata tertinggi
sebesar 46 % pada beban hubung delta dan 18 % pada beban hubung
wye.
2. Efisiensi generator sinkron dengan beban seimbang hubung wye lebih
besar dari pada generator sinkron dengan beban seimbang hubung delta,
pada beban hubung wye efisiensi tertinggi yaitu sebesar 75 % sedangkan
pada beban hubung delta efisiensi tertinggi yaitu sebesar 42 %.
Effisiensi generator dengan beban tidak seimbang hubung wye
dibandingkan dengan generator dengan beban tidak seimbang hubung
delta yaitu sebesar 68 % pada beban hubung wye dan 57% pada beban
hubung delta.
Universitas Sumatera Utara
5.2
Saran
Adapun saran dari penulis sebagai pengembangan tugas akhir ini adalah
sebagai berikut :
1. Melakukan penelitian dengan kombinasi beban yang lebih bervariasi
lagi untuk melihat pengaruhnya terhadap efisiensi generator sinkron
tersebut.
2. Sebaiknya penelitian selanjutnya dilakukan pada beban RLC dengan
rangkaian paralel untuk melihat pengaruhnya.
3. Dalam
penelitian
selanjutnya
sebaiknya
menggunakan
proteksi
generator untuk mencegah kerusakan generator saat terjadi gangguan.
Universitas Sumatera Utara