Jumat, 07 Juni 2013



BAB 1
PENDAHULUAN

1.1.LATAR BELAKANG
     Karakteristik adalah garfik yang menyatakan hubungan antara dua besaran listrik yang menentukan sifat sebuah mesin.
Adapun besaran-besaran yang mempengaruhi kerja dari generator arus searah adaalah :
-          Tegangan jepit EK/tegangan yang ditimbulkan E
-          Arus jangkar.
-          Arus penguat magnit Im
-          Kecepatan putaran
Pada umumnya gengerator berputar dengan putaran yang tetap (n konstan).

1.2.RUMUSAN MASALAH
          Berdasarkan Latar Belakang diatas,diperoleh rumusan masalah sebagai berikut:
1.       Bagaimana karakteristik Generator penguat terpisah    ?
2.       Bagaimana karakteristik Generator Shunt                     ?
3.       Bagaiman karakteristik Generator Seri                         ?
4.       Bagaiman karakteristik Generator Kompon                   ?

1.3.TUJUAN
          Adapun tujuan dari makalah ini adalah :
1.       Untuk mengetahui karakteristik Generator penguat terpisah.
2.       Untuk mengetahui karakteristik Generator Shant.
3.       Untuk mengetahui karakteristik Generator Seri.
4.       Untuk mengetahui karakteristik Generator Kompon.









BAB II
PEMBAHASAN

KARAKTERISTIK GENERATOR ARUS SEARAH

2.1.KARAKTERISTIK GENERATOR PENGUAT TERPISAH
a.       Karakteristik  beban nol
Bila generator diputar pada kecepatan konstan maka GGL yang dibangkitkan adalah berbanding lurus dengan Flux per kutubnya. Karena lilitan penguat magnit yang menghasilkan flux tersebut adalah konstan maka berarti flux sebagai arus penguat magnit, tetapi tidak berbanding lurus  karena menurut persamaan IV – 19 E = C.nΦo sedangkan besarnya Φo sebagai fungsi arus penguat magnit terpegaruh oleh permeabilitas. Dari itu jelas bahwa hubungan GGL induksi sebagai fungsi arus penguat magnit akan berbentuk lengkung kemagnitan. Dalam gambar VI – 1 diperlihatkan skema rangkaian untuk karakteristik beban nol generator dengan penguat terpisah.
GAMBAR VI – 1. Skema rangkaian untuk membuat karakteristik beban nol generator penguat terpisah.

Dalam gambar VI – 2, karakteristik beban nol generator penguat terpisah. Dalam gambar tersebut dapat dilihat bahwa pada suatu arus penguat magnit Im masih nol, GGL induksi Eo sudah terbangkit sebesar Oa. GGL ini dihasilkan oleh magnit remanen dari kutub-kutub generator. Kemudian bila arus medan diperkuat GGL yang dibangkitkan akan bertambah besar, sehingga untuk mendapatkan GGL sebesar Od maka diperlukan arus penguat sebesar Oe. bilamana arus penguat magnit diperkecil kembali samapai nol maka GGL juga akan turun membentuk kurve seperti lengkung kemangnitan.
Besar kecilnya arus penguat tersebut dapat diatur melalui tahanan pengatur RV (Perhatikan gambar VI -1). Atau bias juga agar Im bias diatur, Em diganti dengan E yang dapat diatur (variable).
GAMBAR VI – 2. Karakteristik beban nol generator penguat terpisah
b.       Karakteristik beban
Skema rangkaian untuk membuat karakteristik beban generator penguat terpisah diperlihatkan pada gambar VI – 3.
GAMBAR VI – 3. Skema rangkaian untuk membuat karakteristik beban generator penguat terpisah

Dalam gambar VI – 4 grafik Eo menggambarkan karakteristik beban nol. Untuk membangkitkan GGL OS maka beban nol diperlukan arus penguat magnit Oa. pada keadaan berbeban Belitan Ampere lawan yang mengakibatkan pungurangan medan utama, untuk menghilangkan pungurangan medan utama (penglemahan) ini haruslah arus penguat magnit diperbesar dengan ab. Belitan Ampere lintang juga menyebabkan penglemahan medan utama di daerah jenuh. Untuk melenyapkan pengelamahan ini, arus penguat magnit diperbesar lagi dengan be. Jadi untuk mendapatkan GGL yang sama dengan pada beban nol,haruslah pada keadaan berbaban yang sudah diketahui arus penguat mangnit itu di perkuat dengan suatu jumlah ac.
Menurut persamaan III – 3 : maka EK = E – Ia ΣR - 2Δ E kalau pada perbedaan yang sudah diketahui kerugian tegangan  Ia  ΣR + 2Δ E sama dengan pq, maka q itu merupakan titik karakteristik beban, artinya pada arus penguat magnit Oe harus ada tegangan jepit cq.
Diluar daerah jenuh (dalam bagian garis lurus karakteristik), pengaruh Belitan Ampere Lintang diabaikan. Pada EO = Or  maka (Im = Oa), dan oleh karena pengaruh Belitan Ampere Lintang sama dengan nol, maka arus penguat magnit untuk menghilangkan reaksi jangkar, sama dengan a1 b1 = ab = m1 p1. Pada pembedanan yang sudah diketahui, kerugian tegangan tetap. Kalau dibuat p1 q1 sama dengan pq, maka q1 merupakan titik kedua dari pada karakteristik beban. Garis yang melalui  titik q dan q1 menggambarkan karakteristik beban. Garis yang melalui p dan p1 menggambarkan GGL sebagai fungsi arus penguat magnit pada mesin yang dibebani. Apabila disebut-sebut karakteristik beban, itu berarti pada umumnya karakteristik pada beban penuh.

GAMBAR VI – 4. Karakteristik beban generator penguat terpisah
c.       Karakteristik  luar
Untuk mendapatkan data-data untuk karakteristik luar generator penguat terpisah, generator dirangkai seperti skema  gambar VI – 5.
Generator-generator kebanyakkan tak berbeban tetap. Tahanan lilitan penguat magnit (Rm) tetap maka pada generator penguat terpisah ini arus penguat magnit (Im) juga tetap.
GAMBAR VI – 5. Skema rangkaian untuk membuat karakteristik luar generator penguat terpisah

Kalau tidak terdapat reaksi jangkar dan kerugian tegangan, maka pada tiap-tiap pembebanan EK = EO = E. kenyataannya kalau beban bertambah, reaksi jangkar juga bertambah yang mengakibatkan GGL turun sampai E. kerugian tegangan pada beban IaΣR + 2ΔE dianggap bertambah memanjang. Kerugian tegangan  pada beban untuk arus beban sebesar I1 = ar (ar = a1 r1), maka a1 merupakan titik pada karakteristik  luar.
GAMBAR VI – 6. Karakteristik luar generator penguat terpisah

d.       Karakteristik pengatur
Pada generator penguat terpisah tegangan jepit turun sesuai dengan beban. Untuk membaut supaya tegangn jepit itu konstan, haruslah arus medan itu diperkuat . Gambar VI – 7 menggambarkan karakteristik pengatur dari generator terpisah.

GAMBAR VI – 7. Karakteristik pengatur generator penguat terpisah
e.       Karakterstik hubung singkat.
Pada mesin yang dihubung singkat beban dari generator sama dengan nol. Jadi sesuai dengan persamaan EK = E – Ia Ra - 2ΔE dalam hal ini RL = O, sehingga untuk memperoleh arus hubung singkat yang besasr hanya dibutuhkan GGL yang rendah. Skema rangkaian untuk membuat karakteristik hubung singkat ditunjukkan seperti pada gambar VI – 8a. kurve karakteristik hubung singkat generator penguat terpisah merupakan garis lurus. Hal ini disebabkanpada hubung singkat ini generator membangkitkan GGL ketika fluxnya bekerja pada saat diluar daerah jenuh. Dalam gambar VI – 8b pada saat arus penguat magnit sama dengan nol, ternyata sudah mengalir arus hubung singakt sebesar Or. Hal ini disebabkan oleh GGL yang dibangkitkan magnit sisa kutub-kutub magnit.
GAMBAR VI – 8. Karakteristik hubung singkat

2.2.KARAKTERESTIK GENERATOR SHUNT
Karakteristik-karekterestik generator shunt hampir sama bentuknya dengan karakterestik-karakterestik generator penguat terpisah. Generator penguat sendiri, generator itu sendirilah yang membangkitkan arus penguat magnit (Im). Skema rangkain untuk mendapatkan data-data karakterestik tanpa beban generator shunt adalah seperti gambar VI-9. Apabila untuk pengamatan karakterestik –karakterestik beban, luar dan pengatur , switch S pada gambar VI-9 di buat dalam keadaan terhubung, sedangkan untuk karakterestik hubung singkat secara langsung pada generator shunt tidak dapat dilakukan.
GAMBAR VI-9: skema rangkaian untuk mendapatkan data-data karakterestik tanpa beban generator shunt
      Dalam gambar VI-10 digambarkan karakterestik beban nol dari generator shunt. Dengan karakterestik ini dapat diperiksa bagaimana generator shunt membangkitkan tegangan.
GAMBAR VI-10. Karakterestik beban nol generator shunt
Dengan memakai hokum ohm, diperoleh bahwa untuk harga tahanan lilitan penguat magnit yang konstan , maka arus penguat magnit akan selalu sebanding dengan tegangan. Jadi bila tegangan dilukiskan sebagai fungsi arus penguat magnit maka grafik tahanan lilitan penguat  magnit Rsh akan berbentuk lurus. Lihat gambar VI-10.
Menurut hukum ohm makan tahanan lilitan penguat magnit.
Rm= Ek/Im
Perbandingan ini bagi Rm konstan merupakan sebuah garis lurus melalui 0. Untuk tahanan Rm yang sudah diketahui garis 0P merupakan fungsi tersebut. Pada Im=0 magnit tinggal sudah membangkitkan GGL =0r. GGL ini mengadakan arus penguat magnit Oa yang menyebabkan GGL naik lagi sampai OS. Hal ini terus sampai tercapai titik P pada karakterestik beban nol.
            Karakterestik beban dari generatorshunt hamper sama dengan pada generator penguat terpisah. Dalam gambar VI-11 digambarkan karakteristik luar generator shunt.Kurve 1 dibuatpada penguatan terpisah, dan kurve 2 di buat pada penguat sendiri hubungan shunt. Disini ternyata, bahwa karakteristik yang di bawah lebih lekas membengkok  kesumbu 1 dari pada kurve yangdiatas. Ini di sebabkan karena arus penguat magnit pada generator penguat terpisah tetap besarnya, sedang pada generator dengan penguat sendiri ini arus penguat magnit berkurang sebanding dengan tangan jepit. Oleh karena itu E menjadi lebih kecil, hal ini mengakibatkan tangan jepit yang lebih rendah dan arus medan yang lebih kecil.
      Bila mana tahanan luar RL selalu di perkecil, pada suatu ketika EK berkurang lebih cepat daripada RL, sehingga I = EK/R berkurang, yang semestinya harus bertambah besar ; artinya lengkung EK = f(I) membelok kembali sampai pada terjadinya hubung singkat EK = nol (jadi Im = 0). Lewat b1 keadaan menjadi berubah, EK berkurang lebih cepat daripada RL. Arus Oaini disebut arus hubung singkat. Arus ini di berikan oleh GGL yang di bangkitkan oleh magnit tinggal. Lihat gambar VI-11.
GAMBAR VI-11. Karakteristik luar generator shunt

2.3.KARAKTERISTIK GENERATOR SERI
      Seperti diketahui bahwa generator seri, lilitan penguat magnit dibubungkan seri terhadap lilitan jangkar, sehingga arus penguat magnit sama dengan arus jangkar maupun arus beban. Dalam keadaan tanpa beban, berarti arus penguat magnit sama dengn nol. Oleh karena itu karakteristik beban nol.
E = f (Im) pada I = 0  dan n konstan tidak dapat dibuat dengan penguatan sendiri ini. Karakteristik hubung singkat pada generator seri juga tidak dapat di buat, karena dalam keadaan hubung singkat arus penguatmagnit tak terhingga besarnya dan ini dapat mengakibatkan generator terbakar.
            E = f ( I ) pada Rm dan n konstan
Skema rangkaian untuk menentukan karakteristik ini seperti pada gambar VI-12.
GAMBAR VI-12. Skema rangkaian untuk menentukan karakteristik generator seri.
      Dalam gambar VI-13 di gambarkan karakteristik beban nol (dibuat pada penguat terpisah) dan karakteristik luar daripada generator seri. Sebagai akibat reaksi jangkar dan kerugian tegangan dalam jangkar dan penguat lilitan magnit, maka karakteristyik luar letaknya lebih rendah dari pada karakteristik beban nol.

 Oleh karena itu karakteristik luar itu akan selalu bertambah menyimpang dari karakteristik beban nol dan membelok ke sumbu I.
GAMBAR VI-13. Karakteristik luar generator seri

2.4.KARAKTERISTIK GENERATOR KOMPON
      Skema rangkaiaian untuk menentukan karakteristik pada generator kompon dengan kompon panjang dan kompon pendek ialah seperti gambar VI-14 dan gambar VI-15. Untuk generator kompon panjang ,maka lilitan penguat seri terletak pada rangkaian jangkar sedangkan untuk generator kompon pendek lilitan penguat seri terletak pada rangkaian beban. Perhatikan gambar VI-14 dan VI-15.
GAMBAR VI-14. Skema rangkaian untuk menentukan karakteristik generator kompon panjang.
GAMBAR VI-15. Skema rangkaian untuk menentukan karakteristik generator kompon pendek.
      Bila generator kompon pendek tidak di bebani maka lilitan penguat magnit seri tidak di aliri arus, sehingga generator hanya bekerja dengan lilitan penguat magnit shunt saja, dari itu karakteristik tanpa beban sama seperti pada generator shunt.
      Bentuk karakteristik beban generator kompon adalah mirip karakteristik generator shunt, tetapi letaknya agak lebih tinggi karena generator ini mempunyai lilitan penguat magnit seri.
GAMBAR VI-16. Karakteristik beban generator kompon.
            Pada gambar VI-16 dapat dilihat karakteristik beban generaror kompon. Seperti diketahui pada generator pada generator penguat terpisah bila generator di bebani maka untuk mengimbangi penurunan tegangan, arus penguat magnit harus di perkuat. Lain halnya dengan generator kompon yang mana arus beban juga mengalir pada lilitan penguat magnit seri yang berarti akan memperkuat medan. Jadi besar arus penguat magnit yang seharusnya sebesar Ob pada generator penguat terpisah, tetapi pada generator kompon hanya di butuhkan sebesar Oa.
      Untuk GGL Or pada beban nol di perlukan arus penguat magnit Oa. Untuk menghilangkan reaksi jangkar, arus penguat magnit ab di perkuat. Dengan adanya lilitan penguat seri, arus penguat magnit dapat di perkecil dengan jumlah sp. Kalau kerugian tegangan di umpamakan sama dengan pq, maka q merupakan titik karakteristik beban.
      Lilitan penguat magnit seri memperkuat mesin sebanding dengan beban. Kalau jumlah belitan lilitan penguat magnit seri itu bangi dan GGL ditambah sebanding dengan penurunan IaRn. Oleh karena itu tegangan generator kompon dalam batas-batas beban yang lebar, hampir selalu tetap (curve I). Perhatikan gambar VI-17.



Kalau belitan-belitan lilitan penguat magnit seri cukup banyak., maka jika beban bertambah, tegangan jepit akan naik (curve II).
Gambar VI-17.karakteristik-karakteristik luar generator kompon pendek.




















BAB III
PENUTUP

3.1.Kesimpulan
1.       Karakteristik Generator Arus Searah yang paling penting adalah :
a.       Karakteristik bebab nol yaitu grafik yang menggambarkan hubungan antara tegangan jepit sebagai fungsi arus penguat magnit pada putaran konstan generator dalam keadaan tanpa beban(bebab nol).
b.       Karakteristik beban ,hal ini menggambarkan hubungan antara tegangan jepit sebagai fungsi arus penguat magnit pada pembebanan dan kecepatan yang konstan.
c.       Karakteristi kluar, menggambarkan hubungan antara tegangan jepit sebagai fungsi arus beban pada tahanan penguat magnit konstan dan putaran konstan.
d.       Karakteristik pengatur,menggambarkan hubungan antara arus penguat magnit sebagai fungsi arus beban pada tegangan jepit konstan dan putaran konstan.
e.       Karakteristik hubung singkat ,menggambarkan hubungan antara arus jangkar sebagai fungsi arus penguat magnit,pada mesin yang dihubung singkat dari putaran konstan.


2.       Karakteristik-karekterestik generator shunt hampir sama bentuknya dengan karakterestik-karakterestik generator penguat terpisah ,untuk pengamatan karakterestik –karakterestik beban, luar dan pengatur , di buat dalam keadaan terhubung, sedangkan untuk karakterestik hubung singkat secara langsung pada generator shunt tidak dapat dilakukan.

3.       generator seri, lilitan penguat magnit dibubungkan seri terhadap lilitan jangkar, sehingga arus penguat magnit sama dengan arus jangkar maupun arus beban.


4.       generator kompon ada 2 yaitu kompon panjang dan kompon pendek.

3.2.SARAN
1.       Dengan mengetahui isi makalah ini diharapkan agar para mahasiswa dapat lebih memperdalam pengetahuan di bidang Teknik Elektro khususnya dalam mata kuliah Mesin Pembangkit Listrik seperti pada Generator Arus Searah.
2.       Kritik dan masukan kami sangat harapkan dari Dosen pembimbing mata kuliah Mesin Pembangkit Listrik,Untuk perbaikan tugas selanjutnya.