Nurul Chofifah_lt 2c_14_experiment 01.docx

LAPORAN PRAKTIKUM WINDING RESISTANCE MEASUREMENT TEKNIK TENAGA LISTRIK

DOSEN PEMBIMBING: Bp. DJODI ANTONO, B.Tech, M. Eng.

DISUSUN OLEH: NURUL CHOFIFAH ( 3. 31. 17. 2. 14 / LT-2C )

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI SEMARANG 2019

EXPERIMENT N.1 WINDING RESISTANCE MEASUREMENT

A. PENDAHULUAN Sebagian energi listrik digunakan oleh konsumen dalam kehidupan sehari-hari dihasilkan oleh generator sinkron phasa banyak (polyphase) yang ada di pusat pembangkit tenaga listrik. Generator sinkron yang dipergunakan ini mempunyai rating daya dari ratusan sampai ribuan Mega Volt Ampere (MVA). Disebut mesin sinkron karena bekerja pada kecepatan dan frekuensi konstan dibawah kondisi “steady state”. Mesin sinkron bias dioperasikan baik sebagai generator maupun motor. Mesin sinkron bila difungsikan sebagai motor berputar dalam kecepatan konstan. Apabila dikehendaki kecepatan yang bersifat variable, maka motor sinkron dilengkapi dengan pengubahan frekuensi seperti inverter atau cyclo-converter. Sebagai generator, beberapa mesin sinkron sering dioperasikan secara paralel. Adapun tujuan dari paralel generator adalah menambah daya pasokan dari pembangkit yang dibebankan ke masing-masing generator yang dikirimkan ke beban. Ada dua struktur medan magnet pada mesin sinkron yang merupakan dasar kerja dan mesin tersebut yaitu kumparan yang mengalirkan penguatan DC dan sebuah jangkar tempat dibangkitkannya ggl arus bolak-balik. Hamper semua mesin sinkron mempunyai jangkardiam dalam startor dan medan magnet berputar sebagai rotor. Kumparan DC pada medan magnet yang berputar dihubungkan pada sumber listrik DC luar melalui slipring dan sikat arang. Akan tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikat arang yang disebut brushless excitation.

B. DASAR TEORI Generator listrik memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Generator itu sendiri dikelompkkan dalam generator sinkron dan asinkron. Pada praktikum ini, generator sinkron yang dipergunakan ini ternyata mempunyai rating daya dari ratusan ampere (MVA). Disebut dengan “mesin sinkron”, karena bekerja pada kecepatan dan frekuensi konstan di bawah kondisi “Steady State”. Mesin sinkron bisa dioperasikan baik sebagai generator maupun motor.

Mesin sinkron ini bila difungsikan sebagai motor berputar dalam kecepatan konstan, apabila dikehendaki kecepatan yang bersifat variabel, maka motor sinkron dilengkapi dengan pengubah frekuensi seperti “inverter atau Cycloconverter”. Sebagai generator, beberapa mesin sinkron sering dioperasikan secara paralel, seperti di pusatpusat pembangkit. Adapun tujuan dari paralel adalah adanya pembagian beban antara generator yang satu dengan lainnya. Ada dua struktur medan magnet pada mesin sinkron yang merupakan suatu dasar kerja dari mesin tersebut, yaitu kumparan yang mengalir penguat DC dan sebuah jangkar tempat dibangkitkkannya ggl AC. Hampir semua mesin sinkron mempunyai jangkar diam (stationer) dan struktur medan berputar. Kumparan DC pada struktur medan yang berputar dihubungkan pada sumber luar melalui slipring dan sikat, tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikat yaitu sistem “brushless excitation”. Kemudian dari itu akan dilanjutkan sedikit. Berdasarkan tegangan yang dibangkitkan generator dibagi menjadi 2 yaitu : 1. Generator Arus Bolak-Balik (AC) Generator arus bolak-balik yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put ) berupa tegangan bolak-balik. 2. Generator Arus Searah (DC) Generator arus searah yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan bisa berupa oleh komutator atau menggunakan dioda. Hampir semua energi listrik dibangkitkan dengan menggunakan mesin sinkron. Generator sinkron (sering disebut alternator) adalah mesin sinkron yang digunakan untuk mengubah daya mekanik menjadi daya listrik. Generator sinkron dapat berupa generator sinkron tiga fasa atau generator sinkron AC satu fasa tergantung dari kebutuhan. Pada generator akan menghasilkan tegangan dan arus yang nilainya sebanding. Besarnya nilai arus dan tegangan akan menghasilkan nilai hambatan pada belitan antar fasa. Untuk memperoleh nilai resistansi dapat dihitung dengan : Nilai resistansi

R=

U I

Untuk menghitung nilai rata-rata masing-masing terminal : RUV(av) = RVW(av) =

Σ Ruv 4

= .................. (Ω)

Σ Rvw 4

= .................. (Ω)

RWU(av) =

Σ Rwu 4

= .................. (Ω)

Dan nilai rata-rata dari masing masing terminal Rav =

Ruv(av)Rvw(av) Rwu(av) 3

= ........(Ω)

Menghitung nilai resistansi medan sebagai rata-rata nilai yang terukur dengan : RE =

ΣR 5

=.......... (Ω)

Untuk tembaga berlaku untuk berhubungan resistance di 75 ° C menggunakan koefisien.

C. RANGKAIAN PERCOBAAN a. Rangkaian percobaan pada praktikum ini adalah :

1.3 No Load Test Generator Sinkron b. Langkah Kerja  Mengukur belitan pada motor 1. Dalam melakukan praktek tentang winding resistance measurement terlebih dahulu di persiapkan alat yang akan digunakan yaitu kabel jumper merah dan hitam ,multimeter digital, powersupply, voltmeter, Amperemeter, motor sinkron dan motor DC. 2. Rangkai kabel dengan melihat gambar 1.1 untuk mengukur armature resistane. 3. Rangkai pada motor sinkron dengan hubungan bintang. 4. Atur pada angka 1000 mA pada amperemeter. 5. Atur tegangan dengan nilai 15V dan atur dalam DC pada voltmeter 6. On kan power supply. 7. Ukur tegangan pada rangkaian UV pada motor dengan besar 300mA sampai 600mA dan masukkan hasil pada tabel 2.1.

8. Ukur tegangan pada rangkaian VW pada motor dengan besar 300mA sampai 600mA masukkan hasil pada tabel 2.1. 9. Ukur tegangan pada rangkaian WU pada motor dengan besar 300mA sampai 600mA masukkan hasil pada tabel 2.1. 10. Offkan Power Supply. 11. Untuk mengukur tahanan (R) pada rangkaian UV,VW,dan WU harus menggunakan alat multimeter digital di atur pada setting multimeter pada simbol ohm Ω dan tulis hasil pada tabel 2.1.  Mengukur Besar resistansi 1. Rangkai kabel dengan melihat gambar 1.2 untuk mengukur field resistance 2. Rangkai motor dengan f1 dihubungkan ke negatif pada power supply dan f2 pada amperemeter 3. On kan power supply 4. Atur pada angka 100mA pada amperemeter 5. Atur tegangan dengan nilai 30V dan atur dalam DC pada voltmeter 6. Ukur tegangan dengan nilai arus dari 30mA sampai 70mA dan hasil ditulis pada tabel 2.2 7. Offkan power supply 8. Untuk mengukur total tahanan (R) pada rangkaian f1 dan f2 pada motor dengan multimeter digital diatur pada simbol ohm Ω dan hasil ditulis pada tabel 2.2  No Load Test Generator Sinkron 1. Merangkai rangkaian sesuai gambar 1.3 2. Sebelum memulai pengukuran beban disetting pada nilai nol. 3. Memulai dari 0 volt, naikan nilai tegangan power supply DC untuk menjalankan motor alternator dan sesuaikan tegangan ini sampai kecepatan nominal alternator tercapai 3000 rpm. 4. Supply alternator dengan arus exciter mulai dari 100 mA kemudian menaikkan arusnya seperti yang tercantum pada tabel data 3 sampai voltmeter menunjukkan nilai 380 volt. 5. Pada tiap tahap pengukuran ukur arus stator dan tegangan dan masukan nilai pengukuran pada tabel data 3. 6. Ulangi langkah 3-5 unuk kecepatan 2500 dan 2000 rpm.

D. DATA HASIL PERCOBAAN Tabel 1 Armature Resistance Phases UV

VW

WU

I(mA)

300

400

500

600

R Pengukuran

U(V)

2,5

3,5

4,2

5

12,66 Ω

R(Ω)

8,33

11,66

14

16,66

U(V)

2,5

3,5

4,2

5

R(Ω)

8,33

11,66

14

16,66

U(V)

2,5

3,5

4,2

5

R(Ω)

8,33

11,66

14

16,66

12,66 Ω 12,66 Ω

Tabel 2 Field Resistance I(mA)

30

40

50

60

70

U(V)

4

5

6,5

7,5

8,7

R Pengukuran

127.52 R(Ω)

133,33

125

130

125

124,29

Tabel 3 Pengukuran Tegangan Stator Speed (min-1)

3000

2500

2000

IE (mA)

US (V)

VS (V)

WS (V)

100

225

190

150

150

320

265

220

200

380

320

260

360

290

250 280

315

350

340

400

350

450

365

500

375

550

E. ANALISIS DATA Analisis data tabel 1 Armature Resistance Pengukuran pada phasa UV dengan arus 300 mA terukur tegangan 2,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa UV sebesar 8,33 Ω. Pengukuran pada phasa UV dengan arus 400 mA terukur tegangan 3,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa UV sebesar 11,66 Ω. Pengukuran pada phasa UV dengan arus 500 mA terukur tegangan 4,2 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa UV sebesar 14 Ω. Pengukuran pada phasa UV dengan arus 600 mA terukur tegangan 5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa UV sebesar 16,66 Ω. Sedangkan apabila secara teori maka : RUV(300mA) = RUV(400mA) = RUV(500mA) = RUV(600mA) =

U I U I U I U I

2,5

= 0,3 = 8,33 Ω 3,5

= 0,4 = 11,66 Ω 4,2

= 0,5 = 14 Ω 5

= 0,6 = 16,66 Ω

RUV(av) =

Σ Ruv 4

=

8,33+11,66+14+16,66 4

= 12,66 Ω

Pengukuran pada phasa VW dengan arus 300 mA terukur tegangan 2,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa VW sebesar 8,33 Ω. Pengukuran pada phasa VW dengan arus 400 mA terukur tegangan 3,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa VW sebesar 11,66 Ω. Pengukuran pada phasa VW dengan arus 500 mA terukur tegangan 4,2 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa VW sebesar 14 Ω. Pengukuran pada phasa VW dengan arus 600 mA terukur tegangan 5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa VW sebesar 16,66 Ω. Sedangkan apabila secara teori maka : RVW(300mA) = RVW(400mA) = RVW(500mA) = RVW(600mA) =

U I U I U I U I

2,5

= 0,3 = 8,33 Ω 3,5

= 0,4 = 11,66 Ω 4,2

= 0,5 = 14 Ω 5

= 0,6 = 16,66 Ω

RUV(av) =

Σ Ruv 4

=

8,33+11,66+14+16,66 4

= 12,66 Ω

Pengukuran pada phasa WU dengan arus 300 mA terukur tegangan 2,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa WU sebesar 8,33 Ω. Pengukuran pada phasa WU dengan arus 400 mA terukur tegangan 3,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa WU sebesar 11,66 Ω. Pengukuran pada phasa WU dengan arus 500 mA terukur tegangan 4,2 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa WU sebesar 14 Ω. Pengukuran pada phasa WU dengan arus 600 mA terukur tegangan 5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter, besar fasa WU sebesar 16,66 Ω. Sedangkan apabila secara teori maka : RWU(300mA) = RWU(400mA) = RWU(500mA) = RWU(600mA) =

U I U I U I U I

2,5

= 0,3 = 8,33 Ω 3,5

= 0,4 = 11,66 Ω 4,2

= 0,5 = 14 Ω 5

= 0,6 = 16,66 Ω

RUV(av) =

Σ Ruv 4

=

8,33+11,66+14+16,66 4

= 12,66 Ω

Analisis Tabel 2 Field Resistance Pengukuran pada arus 30 mA terukur tegangan 4 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter sebesar 133,33 Ω. Pengukuran pada arus 40 mA terukur tegangan 5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter sebesar 125 Ω. Pengukuran pada arus 50 mA terukur tegangan 6,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter sebesar 130 Ω. Pengukuran pada arus 60 mA terukur tegangan 7,5 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter sebesar 125 Ω. Pengukuran pada arus 70 mA terukur tegangan 8,7 volt dan pengukuran resistansi menggunakan multimeter sebesar 124,29 Ω Sedangkan apabila secara teori maka : R(30mA) = R(40mA) = R(50mA) = R(60mA) = R(70mA) =

U I U I U I U I U I

4

= 0,03 = 133,33 Ω 5

= 0,04 = 125 Ω 6,5

= 0,05 = 130 Ω 7,5

= 0,06 = 125 Ω 8,7

= 0,07 = 124,29 Ω

RE =

ΣR 5

=

133,33+125+130+125+124,29 5

= 127,52 Ω

Analisis Tabel 3 Pengukuran Tegangan Stator Pada pengukuran phasa UV dengan arus 100 mA dan kecepatan 3000 min-1 menghasilkan tegangan sebesar 225 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 150 mA dengan kecepatan yang sama phasa UV menghasilkan tegangan sebesar 320 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 200 mA dengan kecepatan yang sama phasa UV menghasilkan tegangan sebesar 380 Volt. Pada pengukuran phasa VW dengan arus 100 mA dan kecepatan 2500 min-1 menghasilkan tegangan sebesar 190 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 150 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 265 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 200 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 320 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 250 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 360 Volt. Pada pengukuran phasa WU dengan arus 100 mA dan kecepatan 2000 min-1 menghasilkan tegangan sebesar 150 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 150 mA dengan kecepatan yang sama phasa WU menghasilkan tegangan sebesar 220 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 200 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 260 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 250 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 290 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 280 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 315 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 350 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 340 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 400 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 350 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 450 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 365 Volt. Kemudian ketika diubah nilai arus menjadi 500 mA dengan kecepatan yang sama phasa VW menghasilkan tegangan sebesar 375 Volt.

F. KESIMPULAN Dari percobaan winding resistance measurement ini dapat ditarik kesimpulan : 1. Pada percobaan ini, resistansi diukur antar fasa, yaitu U-V, V-W, U-W dan Rfield di F1-F2. 2. Resistansi yang dihasilkan antar fasa U-V, V-W, U-W dan F1-F2 besarnya stabil atau sama. 3. Tegangan akan bertambah besar karena arus bertambah sementara tahanannya stabil/tetap. 4. Apabila terjadi perbedaan antara hasil pengukuran dengan hasil dari percobaan berbeda, maka hal itu mungkin disebabkan karena suhu ruangan saat melakukan percobaan. 5. Nilai tegangan berbanding lurus dengan nilai arus, sedangkan arus belitan berbanding terbalik dengan resistansi belitan.

DAFTAR PUSTAKA

1. Delorenzo,Electrical Power Enginering (Alternator and parallel operation DL GTU101.1) 2. http://www.eventzero.org/definisi-dan-penjelasan-generator-sinkron/ 3. http://www.pelajaranku.net/2016/02/pengertian-serta-cara-prinsip-kerja-generator-acdan-dc-beserta-fungsinya.html 4. https://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrik 5. https://image.slidesharecdn.com/generator-sinkron-120603043703phpapp01/95/generator-sinkron-1-728.jpg?cb=1338698256