Laporan Pratikum Generator Dc Shunt 4az3x

LAPORAN PRATIKUM MESIN LISTRIK

Judul Laporan

: KARAKTERISTIK GENERATOR DC SHUNT

Nama Praktikan

: Abdurrahman (1215020001)

Nama Anggota Kelompok

: 1. Adha Nuraprian 2. Andrean Suryadinata 3. Annisa Sekarayu Permanajati 4. Chandra Dewi Madyaratri 5. Delia Shapira Ananda 6. Diah Purwati Ningsih

Kelas

: 5E

Kelompok

: 1(Satu)

Tanggal Praktikum

: Sabtu,2 Oktober 2017

Tanggal penyerahan Laporan

: Senin,9 Oktober 2017

PROGRAM STUDI TEKNIK KONVERSI ENERGI JURUSAN TEKNIK MESIN POLITEKNIK NEGERI JAKARTA OKTOBER,2017

BAB I PENDAHULUAN

I.1 PENDAHULUAN Mesin DC (Direct Current) merupakan salah satu jenis mesin listrik, dimana mesin ini digunakan untuk mengkonversi energi listrik arus searah menjadi energi mekanik, atau sebaliknya. Ada dua macam mesin DC, yakni: Motor DC dan Generator DC. Pada pengoperasiannya, motor DC dapat mengkoversi energi listrik arus searah menjadi energi mekanik, sedangkan generator DC sebaliknya.

I.2 TUJUAN Dalam percobaan ini, diharapkan praktikan dapat : 1. Mengoperasikan generator DC shunt 2. Menjelaskan prinsip kerja generator DC shunt 3. Menjelaskan pengamatan tentang karakteristik generator arus searah secara umum dan generator DC shunt secara khusus 4. Menggambar sifat beban nol dan sifat berbeban 5. Menyimpulkan gambaran umum generator dari sifat-sifat beban nol dan berbebannya.

BAB II DASAR TEORI

II.1 DASAR TEORI Generator Shunt Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar dibawah ini.

Diagram rangkaian generator shunt Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubung- singkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut. Karakteristik Generator Shunt a. Karakteristik Beban Nol Pada gambar dibawah ini, digambarkan karakteristik beban nol dari generator shunt. Dengan karakteristik ini dapat diperiksa bagaimana gejala timbulnya tegangan dalam generator shunt

Menurut Hukum Ohm, tahanan rangkaian magnetnya adalah sebagai berikut :

Untuk Rm yang konstan maka fungsi merupakan garis lurus melalui titik P. Bagi Rm yang diketahui garis OP merupakan fungsi tersebut. Pada Im = 0, sisa magnet telah membangkitkan GGL = 0 r. GGL ini menimbulkan arus medan = 0 a yang menyebabkan GGL naik lagi sampai 0 s. Hal ini terus berlangsung sampai tercapai titik P pada karakteistik beban nol b. Karakteristik Berbeban Karakteristik berbeban pada generator shunt hampir sama besarnya dengan generator berpenguatan bebas c. Karakteristik Luar

Karakteristik yang lebih atas letaknya adalah pada penguatan terpisah. Karakteristik pada generator shunt lebih cepat membelok kearah bawah oleh karena pada generator arus terpisah arus medan tetap, sedangkan pada generator shunt arus medan berukurang dengan berkurangnya VT. Bila tahanan rangkaian luar diperkecil terus maka pada saat VT berkurang sedemikian hingga Im juga berkurang dan VT akan mengecil dan akhirnya didapat titik b1. Di titik ini keadaan kritis. Dengan tidak merubah tahanan luar pun VT akan turun terus karena Im kecil → VT turun → Im

d. Karakteristik Pengatur Karakteristik pengatur dari generator shunt berlangsung seperti pada generator penguat terpisah hanya karena turunnya tegangan jepitan lebih besar pada beban yang sama sehingga agar tegangan jepitan tetap, dibutuhkan arus Im yang lebih besar. Dan karakteristiknya lebih mendaki daripada penguat bebas

e. Karakteristik Hubung Singkat Oleh karena arus medan bergantung pada besarnya tegangan jepitan maka untuk karakteristik hubung singkat berarti tegangan jepitan adalah nol sehingga tidak didapatkan karakteristik hubung singkat pada generator shunt

BAB III PROSEDUR PRAKTIKUM 3.1 Lokasi dan Waktu Tanggal : 2 Oktober 2017 Lokasi : Laboratorium Konversi Energi, Politeknik Negeri Jakarta

3.2 Peralatan Praktikum No.

Alat

Jumlah

1.

Multimeter analog

3

2.

Multimeter digital

1

3.

Amperemeter

6

4.

Voltmeter

6

5.

Kabel

70

6.

Tachometer

2

7.

Lampu 100 Watt

6

8.

Saklar

6

9.

Motor Generator Set

1c

10.

Rheostat

7

11.

Penyearah

1 set

3.3 Langkah Praktikum L1

L2

L3

+

v A

A1

L1

+

E1

E1

A1

A DC

S1 S2 S3 S4 S5 S6 v

L2

DC

L1 L2 L3 L4 L5 L6

-

L3

B2

E2

E2

REGULATOR

B2

GENERATOR DC

MOTOR DC

A DC

RHEOSTAT SUSUNAN SERI

Gambar 3.3 rangkaian praktikum generator DC Penguatan Shunt

3.3.1 Rangkaian Beban Nol  Buatlah rangkain seperti gambar di atas  Atur arus penguatan motor sampai nominal  Jalankan motor dan atur putaran motor sebesar 3000 rpm  Atur arus penguatan pada angka 0, baca tegangan nominal yang terbaca  Atur arus penguatan pada angka 0,1; 0,2; 0,3; 0,4; 0,5; 0,6 lalu baca tegangan nominal yang terbaca pada masing-masing arus eksitasi yang di atur

3.3.2 Rangkaian Bebeban  Buatlah rangkain seperti gambar di atas  Atur arus penguatan notor sampai nominal  Jalankan motor dan atur putaran motor sebesar 3000 rpm  Nyalakan ke enam lampu  Atur arus penguatan pada angka 0, baca tegangan nominal yang terbaca  Atur arus penguatan pada angka 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,3; 0,35; 0,4; 0,45; 0,5; 0,55 lalu baca tegangan nominal dan Ia yang terbaca pada masing-masing arus eksitasi yang di atur, serta ukur pula tahanan pada A1 B2.

3.3.3 Rangkaian Karakteristik Luar  Buatlah rangkain seperti gambar di atas  Atur arus penguatan notor sampai nominal  Jalankan motor dan atur putaran motor sebesar 3000 rpm  Nyalakan 1 lampu, baca arus eksitasi, arus generator dan tegangan pada generator.  Nyalakan L1-L2, L1-L3, L1-L4, L1-L5, L1-L6 lampu, lalu baca arus generator dan tegangan pada generator, pada masing-masing penambahan penyalaan lampu.

BAB IV DATA DAN ANALISA PRAKTIKUM

1.1 Data Praktikum  Tabel 4.1.1 Data Praktikum Rangkaian Generator DC Beban Nol No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

If 0,1 0,15 0,,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55

Eg=V0 57 93 111 135 157,5 175,5 190,5 201 210 216

 Tabel 4.1.2 Data Praktikum Rangkaian Generator DC Karakteristik Internal No 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

If 0,05 0,1 0,15 0,,2 0,25 0,3 0,35 0,4 0,45 0,5 0,55

Ia 0,95 1,225 1,605 1,875 2,125 2,35 2,525 2,65 2,8 2,9 3

V 31,5 54 87 109,5 133,5 156 174 189 198 207 213

Ra 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13 13

Eg 43,85 69,925 107,865 133,875 161,125 186,55 206,825 223,45 234,4 244,7 252

 Tabel 4.1.3 Data Praktikum Rangkaian Generator DC Karakteristik Luar  Tabel 4.1.3.1 Pengamatan No 1 2 3 4 5 6 7

Beban 0 L1 L1-L2 L1-L3 L1-L4 L1-L5 L1-L6

IL 0,025 0,45 0,875 1,25 1,65 2 2,45

Ia 0,55 0,95 1,3 1,7 2,05 2,475 2,875

VL 220 214,5 213 211,5 210 207 205,5

 No 1 2 3 4 5 6 7

Beban 0 L1 L1-L2 L1-L3 L1-L4 L1-L5 L1-L6

Tabel 4.1.3.2 Pengolahan Data IL 0,025 0,45 0,875 1,25 1,65 2 2,45

Ia If VL 0,55 0,53 220 0,95 0,52 214,5 1,3 0,52 213 1,7 0,518 211,5 2,05 0,515 210 2,48 0,51 207 2,88 0,508 205,5

Ra 13 13 13 13 13 13 13

Eg 227,15 226,85 229,9 233,6 236,65 239,18 242,88

PL 5,5 96,525 186,375 264,375 346,5 414 503,475

Pg 241,5325 327,0475 409,63 506,677 593,2825 697,5281 802,6596

ɳ 0,022771 0,295141 0,454984 0,521782 0,584039 0,593524 0,627258

1.2 Grafik  Grafik 4.2.1 dari Data Tabel 4.1.1 Rangkaian Generator DC Pengutan Shunt Beban Nol Karakteristik Beban Nol Generator DC Penguatan Shunt pada N=3000 rpm 250

Eg (Volt)

200 150 100 50

0 0

2

4

6

8

10

12

If (Ampere)

Dari grafik Eg terhadap If diatas dapat dianalisa bahwa nilai tegangan ( Eg ) berbanding lurus terhadap nilai arus ( If ). Hal ini dapat dilihat dari grafik diatas, semakin besar nilai tegangannya maka semakin besar pula nilai arus. Begitupun sebaliknya.

 Grafik 4.2.2 dari Data Tabel 4.1.2 Rangkaian Generator DC Pengutan Shunt Karakteristik Internal Karakteristik Berbeban Generator DC Penguatan Shunt pada N=3000 rpm 300

Eg (Volt)

250 200 150 100 50 0 0

2

4

6

8

10

12

If (Ampere

Dari grafik Eg terhadap If diatas dapat dianalisa bahwa nilai tegangan ( Vo ) berbanding lurus terhadap nilai arus ( If ). Hal ini dapat dilihat dari grafik diatas, semakin besar nilai tegangannya maka semakin besar pula nilai arus. Begitupun sebaliknya. Hal ini terjadi karena rangkaian dikontrol dengan tahanan variable.  Grafik 4.2.3 dari Data Tabel 4.1.3 Rangkaian Generator DC Pengutan Shunt Karakteristik Luar Karakteristik Luar Generator DC Penguatan Shunt pada N=3000 rpm 225

VL (Volt)

220 215 210 205 200 0

1

2

3

IL (Ampere)

Dari grafik diatas dapat dianalisa bahwa nilai tegangan medan ( VL ) berbanding terbalik terhadap nilai arus medan ( IL ). Hal ini dapat dilihat dari semakin besarnya nilai arus, nilai tegangan yang dihasilkan semakin kecil. Karena semakin banyak lampu yang dinyalakan ( IL ) maka nilai tegangan yang dihasilkan semakin kecil.



Grafik 4.2.3.1

Grafik ɳ (Efisiensi) Terhadap PL (Daya Lampu)

ɳ Efisiensi

0.8 0.6 0.4 0.2 0 0

200

400

600

PL (Watt)

Dari grafik diatas dapat dianalisa bahwa besarnya nilai efisiensi berbanding lurus terhadap daya medan ( PL ). Hal ini terbukti dari rumus PL = VL x IL. Sehingga apabila kita menaikkan daya medannya maka efisiennya juga akan naik, dengan syarat nilai PG lebih kecil dibandingkan nilai PL.



Grafik 4.2.3.2 Grafik Pg (Daya Generator ) terhadap PL ( Daya Lampu)

Pg (watt)

1000 800 600 400 200 0 0

200

400

600

PL (watt)

Dari grafik diatas dapat dianalisa bahwa nilai daya generator ( PG ) berbanding lurus terhadap nilai daya beban ( PL ). Hal ini dapat dilihat dari semakin besarnya nilai daya generator maka semakin besar juga nilai daya bebannya.

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan 

Berdasarkan hasil praktikum Generator DC Shunt yang telah kami lakukan dapat disimpulkan pada karakteristik tanpa beban semakin besar kecepatan (N) maka akan semakin besar Tegangan (V) yang dibutuhkan. Karena N dan V berbanding lurus, dan tegangan output akan turun lebih banyak untuk kenaikan arus beban yang sama. Untuk karakteristik berbeban kenaikan tegangan berdasarkan fungsi arus ( V = f (If)). Sedangkan karakter listrik luar, Apabila generator dibebani, secara teoritis grafik akan menurun secara linear. Dalam praktek menurunnya tidak linear, sebab dengan bertambahnya Ia maka

a) IaR bertambah besar b) Reaksi jangkar bertambah besar, tidak linear



Efisiensi, PL, dan Pg berbanding lurus. Efisiensi akan mingkat bila nilai PL semakin besar, di manna bila ingin meningkatkan nilai PL, dapat dilakukan dengan menaikan Pg.

5.2 SARAN

.



Pastikan telah mengkalibrasi alat dengan benar.



Selalu bekerja sesuai SOP



Hati hati dalam menaikkan tegangan karena dapat merusak alat ukur



Bagilah tugas dengan teman-teman sekelompok untuk meringankan pekerjaan.



Tanyakan pada dosen yang bersangkutan jika mengalami masalah.