Regulasi Tegangan PDF [PDF]

Citation preview

REGULASI TEGANGAN (VOLTAGE REGULATION) Teknik Elektro - UNESA



1



REGULASI TEGANGAN (VOLTAGE REGULATION) 1.



Regulasi Tegangan Generator Regulasi tegangan adalah selisih antara tegangan tanpa beban (V0) dengan tegangan beban penuh (V) dinyatakan dalam prosen terhadap tegangan beban penuh (V).



Vno-load  Vfull-load Voltage Regulation  x100 % Vfull-load Vo  V Reg.Teg  x100 % V Reg ={(E0 – V)/V} x 100% → E0 = teg. tanpa beban 2



Reg. Teg. Generator > Reg. Teg. Transformator daya Faktor penyebabnya: a. besarnya reaktansi bocor (XL) yang terjadi pada generator b. tahanan angker (Ra) c. pengaruh dari reaksi angker (ini adalah faktor yang paling menentukan)



Besar regulasi tegangan untuk generator komersial sekitar 15% untuk tipe lama dan 100% untuk tipe yang lebih baru dengan faktor daya (cos φ) 0,8 mengikuti atau beban induktif. Regulasi tegangan generator dipengaruhi oleh faktor daya (Cos φ) beban 3



Dibawah keadaan kerja seperti ini generator merupakan sumber tegangan berubahubah (variable voltage source)



100%



Power factor 0,6 mendahului



Tegangan terminal



Gambar 4-1 memperlihatkan karakteristik generator bila mensuplai beban yang memiliki faktor kerja (cos φ) berbeda. (cos φ = 0,8 mengikuti, cos φ = 1/unity, cos φ = 0,8 mendahului, cos φ = 0,6 mendahului). Sumbu horizontal menggambarkan beban dalam prosen dan sumbu vertikal tegangan terminal dalam prosen. Dari karakteristik ini ternyata bahwa generator dengan arus medan (Im) tetap menghasilkan tegangan tidak tetap.



0 Arus beban %



Gambar 4-1.Pengaruh faktor kerja terhadap kurva- kurva beban. Arus medan/kemagnitan dan kecepatan dipertahankan konstan 4



►Untuk membuat agar generator merupakan sumber tegangan yang tetap, perlu adanya kontrol otomatis terhadap arus kemagnitan (Im) sehingga perubahan beban akan mengakibatkan pengaturan kembali arus kemagnitan secukupnya untuk mencapai karakteristik tegangan tetap x-y ►Alat yang digunakan untuk mengontrol arus kemagnitan atau arus eksitasi disebut regulator tegangan. ►Regulator tegangan mengubah generator dari mesin tegangan berubah-ubah menjadi mesin tegangan tetap. ►Regulator tegangan yang bekerja otomatis dinamakan Automatic Voltage Regulator (AVR)



5



Tegangan dalam prosen (%)



Arus beban dalam prosen (%)



Gambar 4-2. Hubungan tegangan - arus beban dari generator. Sumbu horizontal untuk arus beban dalam % dan sumbu vertikal untuk tegangan dalam % 6



TAHANAN EFEKTIF (Effective Resistance) ▲Tahanan efektif (Re) dari kumparan angker lebih besar dari pada tahanan konduktor bila diukur dengan arus searah (Rdc). ▲Sebab utama dari kerugian tambahan ini adalah: a. eddy current b. hysterisis magnit c. eddy current atau menyebarnya arus yang tidak merata di dalam konduktor itu sendiri. ▲Re = (1,25 ÷ 1,75) Rdc (1,25 ÷ 1,75) disebut faktor koreksi 7



REAKSI BOCOR ANGKER • Arus beban yang mengalir melalui kumparan angker membangkitkan fluksi lokal. Fluksi ini memotong konduktor-konduktor angker dan membangkitkan ggl atau emf . Efek ini memberikan kepada angker suatu reaksi yang besarnya sama dengan 2πfL. L adalah induktansi bocor dari kumparan dalam satuan Henry. Reaktansi angker ini disebut reaktansi bocor (XL).



• Fluksi yang menyebabkan terjadinya reaktansi ini hanya mengelilingi belitan angker dan tidak mempengaruhi langsung fluksi utama kutub. • Besarnya fluksi bocor berbanding lurus dengan arus angker selama jalur magnit yang dilewati fluksi tersebut belum jenuh (saturasi). 8



KOMPONEN-KOMPONEN REAKSI BOCOR ANGKER ►Fluksi bocor angker dapat dibagi menjadi dua bagian: 1. fluksi yang mengelilingi ujung kumparan, yang memiliki jalur lewat udara (Φe), dan besarnya tergantung pada panjang ujung kumparan (kepala kumparan). Besarnya fluksi ini menentukan besar reaktansi ujung kumparan (End connection reactance) 2. fluksi yang mengelilingi konduktor yang berada dalam alur, dapat dibedakan sebagai fluksi alur (Φs) dan fluksi gigi alur (Φt).



angker/jangkar Gambar 4-3a. Fluksi bocor ujung kumparan Φt permukaan kutub



celah udara



9



Gambar 4-3b fluksi bocor alur



• Gambar 4-3b adalah menggambarkan dua sisi kumparan dari kumparan lapis dua (double layer winding). Reaktansi konduktor yang di dasar alur lebih besar dari reaktansi konduktor di puncak alur, karena konduktor yang di dasar alur dikelilingi banyak fluksi.



• Perbedaan reaktansi tersebut mengakibatkan distribusi arus yang tidak merata. Arus cenderung untuk mengalir di bagian puncak alur. Kejadian seperti ini disebut skin effect. Ini merupakan salah satu komponen yang me nyebabkan tahanan dc (Rdc) berbeda dengan tahanan efektif (Ref) • Faktor skin effect (skin effect factor) berkisar antara • 1,1 ÷ 1,25 atau lebih tinggi lagi



10



• Perhatikan jalur fluksi Φt dari gambar 4-3b • Besar Φt ini tergantung kepada reluktansi jalur ini, oleh karena itu dipengaruhi oleh bentuk dan lebar gigi, dan panjang celah udara (air gap). • Karena Φt bergerak menyeberang celah udara dan masuk ke permukaan sepatu kutub, maka bentuk sepatu kutub merupakan faktor yang menentukan besarnya Φt dan reaktansi yang ditimbulkan oleh Φt ini.



• Pada generator kutub non silindris (kutub menonjol), reaksi gigi alur adalah reaktansi yang ditimbulkan oleh oleh fluksi gigi alur dan akan berubah dari harga maksimum ke harga minimum pada saat kutub berputar, tergantung apakah alur di bawah kutub atau di tengah- tengah antara dua kutub.



11



Reluktansi minimum, Φtmaksimum, reaktansi maksimum



kutub kutub



Reluktansi maksimum, Φt minimum, reaktansi minimum



Gambar 4-4 12



• Perhatikan gambar 4-4a.dan 4-4b. • Misalkan konduktor di dalam alur dialiri arus dengan faktor daya (cos φ) satu (unity). • Pada kedudukan a), tegangan, arus, dan fluksi Φt akan maksimum. Seandainya cos φ = 0, arus dan fluksi Φt tidak akan maksimum sebelum mencapai kedudukan b).



• Pada kedudukan b), untuk (cos φ) satu (unity), fluksi yang dihasilkan tidak sebesar yang dihasilkan saat (a), sebab bertambahnya reluktansi fluksi. Reluktansi fluksi bertambah karena sebagian jalur fluksi melewati udara. • Dari uraian ini jelas bahwa faktor daya (cos φ) mempe ngaruhi reaksi gigi alur pada kedudukan angker tertentu. • Tetapi pengaruh totalnya terhadap keseluruhan reaktansi angker bagaimanapun juga hanya kecil 13



REAKSI ANGKER • Reaksi angker adalah mmf (magneto motive force) yang dihasilkan oleh arus angker (Ia) di dalam konduktor angker. • Tejadinya mmf ini akan dijelaskan pada kumparan tiga fasa, 2p = 2, kumparan lapis satu (single layer winding). Perhatikan gambar 4-5. Untuk sederhananya dimisalkan kumparan perfasa memusat (kumparan dipusatkan) dan jumlah belitan perfasa Nɸ’ • Bila setiap fasa dihubungkan beban resistif (cos φ = 1), sehingga arus sefasa dengan tegangan, maka Ia sefasa dengan Ea’a; Ib sefasa dengan Eb’b; dan Ic sefasa dengan Ec’c



Gb. 4-5a . Kedudukan kumparan generator 3 fasa



Gb.4-5b. Generator dihubungkan beban resistif



15



• • • • • • • • • •



Gambar 4-5 a) Kedudukan kumparan dari generator tiga fasa b) Hubungan generator pada beban resistif c) Hubungan fasa dari arus-arus fasa d) Arah dan besarnya mmf angker e) Arah mmf angker terhadap kutub untuk beban induktif murni f) Arah mmf angker terhadap kutub untuk beban kapasitif murni Arus maksimum Ia akan mengalir pada saat kutub me miliki kedudukan seperti gambar 4-5a atau saat t1→ α=90º listrik gambar 4-5c. Bila arus-arus tersebut ber bentuk sinus, Ib dan Ic akan sebesar setengah dari harga maksimum. 16



• • • • •



Perhatikan gambar 4-5c Ia = Im.sin α; Ib = Im.sin (α-120º), dan Ic = Im.sin (α-240º) Saat t1 → α = 90º listrik. Arus mengalir keluar dari a dan masuk pada b dan c. Arah-arah sesaat ditunjukan pada konduktor-konduktor gb.4-5a. Sedangkan arah arus pada gb.4-5b hanya menunjukkan arah polarisasi, bukan arah sesaat. • Fasa a-a’ akan menghasilkan mmf = Im NΦ dalam arah horizontal. Fasa lain akan menghasilkan mmf masingmasing besarnya sama dengan setengah dari mmf fasa a-a’ = Im/2. NΦ. Mmf total diperoleh dengan menjumlah kan secara vektoris ketiga mmf tersebut. • Mmf angker = 1,5 Im NΦ. • Pada saat ini kekuatan mmf dari kutub utama arahnya ke bawah dan kekuatan mmf dari angker mengikuti 90º listrik. Gb.4-5d 17



• Selanjutnya bagaimana untuk t yang lain? • Saat t2 → α = 180º listrik. • Pada saat ini kedudukan kutub horizontal (gb.4-5d). Sekarang Ia = 0. Ib dan Ic = ½√3 Im • Selama interval waktu t1 ke t2, Ia tidak berubah arahnya, oleh karena itu kekuatan mmf yang dihasilkan Ia juga tidak berubah. Ib telah berubah arahnya, oleh karena itu arah kekuatan mmf-nya juga berubah (gb.4-5d). • Jumlah vektoris kekuatan-kekuatan mmf adalah: • Mmf angker = ½√3 Im.2.NΦ.cos 30º = 1,5 Im.NΦ • Untuk faktor daya cos φ = 1, dengan saat t yang lain akan diketemukan mmf angker selalu mengikuti mmf utama dengan sudut 90º dan besarnya tetap dan berputar dengan kecepatan sinkron.



• Bila generator dibebani induktif murni (XL), semua arus akan bergeser 90º kebelakang (tertinggal), dan mmf angker juga bergeser 90º terhadap kutub (gb.4-5e). Dalam hal ini beban induktif akan memberi pengaruh demagnitisasi terhadap fluksi utama, sehingga tegangan terminal akan turun. • Bila generator dibebani kapasitif murni (Xc), mmf angker akan mendahului 90º dibandingkan dengan kedudukan nya pada saat yang ditunjukkan pada gb.4-5f, dalam hal ini mmf angker akan memperbesar mmf utama, sehingga pada beban kapasitif tegangan terminal akan bertambah besar. Lihat gambar 4-1.



19



• Bila arus yang mengalir pada faktor daya satu, beban induktif dan beban kapasitif besarnya sama, maka reaksi angker pada tiga macam beban tersebut juga sama. Tetapi bagaimanapun juga reluktansi yang dialami oleh ke tiga mmf tersebut berbeda, tergantung pada kedudukan mereka (mmf) terhadap kutub-kutub. • Reaksi angker yang ditimbulkan oleh beban induktif mau pun kapasitif mengakibatkan perubahan besar terhadap fluksi celah udara. • Beban dengan faktor daya satu (resistif) pada generator dengan kutub non silindris menghasilkan fluksi angker yang harus beredar di dalam rangkaian magnitik berreluktansi tinggi, oleh karena itu fluksi ini harus lebih kecil dibandingkan dengan yang dihasilkan oleh mmf yang sama pada beban induktif atau kapasitif.



20



• Pada generator dengan kutub silindris perubahan reluktansi yang disebabkan oleh faktor daya (cos φ) sangat kecil. • Pengaruh reaksi angker terhadap tegangan terminal sangat mirip dengan pengaruh reaktansi bocor (XL). Untuk cos φ =1 kedua pengaruh di atas hanya meng akibatkan perubahan kecil pada tegangan terminal. • Untuk beban induktif kedua-duanya (reaksi angker dan reaktansi bocor) mengakibatkan pengurangan terbesar dan untuk beban kapasitif kedua-duanya mengakibatkan kenaikkan tegangan terbesar. Untuk ke dua-duanya perubahan tegangan sebanding dengan arus angker (dengan mengabaikan saturasi). Dikarenakan adanya kesamaan pengaruh yang ditimbulkan, kedua-duanya sering digabung dan dinyatakan se bagai reaktansi total yang terdiri dari reaktansi bocor (XL) dan reaktansi fiktif (Xf) 21



• Reaktansi fiktif (Xf) menimbulkan turun tegangan yang besarnya sama dengan yang ditimbulkan oleh reaksi angker. Hal ini memungkinkan untuk menyusun diagram vektor untuk setiap fasa seperti seperti yang ditunjukkan pada gb. 4-6, dimana; V adalah tegangan terminal per fasa Ia adalah arus fasa Re adalah tahanan efektif per fasa XL adalah reaktansi bocor per fasa, dan Xf adalah reaktansi fiktif yang menghasilkan perubahan tegangan per fasa sebesar yang dihasilkan oleh reaksi angker. Ia.Re; turun tegangan karena resistansi efektif Ia.XL; turun tegangan karena reaktansi bocor Ia.Xf; turun tegangan karena reaktansi fiktif Ia.Xs; turun tegangan karena reaktansi sinkron 22



Vektor diagram E0



Ia.Xf



Ia.Xs



0 φ



Ia.XL



V Ia.Re Ia



φ 0



Gambar 4-6. Vektor diagram satu fasa untuk beban mengikuti



Ia



Bagaimana vektor diagram untuk beban resistif? Kapasitif? Berapa nilai E0?



23



• Jumlah vektoris dari V, Ia Re, Ia XL, dan Ia Xf sama dengan tegangan E0. E0 adalah tegangan tanpa beban dari generator. • E0= V + Ia.Re + Ia.XL+ Ia.Xf • Jumlah dari XL+ Xf = Xs → Xs = reaktansi sinkron • E0= V + Ia.Re + Ia.Xs 2 2 2 2     R  X • Impedansi sinkron →Zs = √{(Re) + (Xs) } Ω= e s • E0= V + Ia.Zs • Vektor Eg yang merupakan jumlah vektoris dari V, Ia Re, Ia XLadalah tegangan yang dihasilkan per fasa pada angker. Tegangan ini berguna untuk menentukan besar nya fluksi celah udara. Nilai ohm dari Xf berubah sesuai dengan perubahan faktor daya (cos φ) beban.



• Berapa E0? 24



a.



Beban dengan faktor kerja mengikuti atau induktif



Perhatikan Δ OAB OA2 = OB2 + AB2 = {(OD+DB)2 + (AE+EB)2} (E0)2= {(V.cosφ+ IaRe)2+(V.sinφ+Ia.Xs)2} E0= √{(V.cosφ+ IaRe)2+(V.sinφ+Ia.Xs)2}



A



Ia.Xs



Eo  V Regulasi Tegangan  x100% V



F Ia.Re E V.sinφ



φ



Bagaimana vektor diagram untuk beban resistif? E0?



O



V.Cos φ



D



B



Ia



Gambar 4-7. Vektor diagram untuk beban mengikuti Ia mengikuti V dengan sudut φ



25



b.



Beban dengan faktor kerja resistif (unity)



Perhatikan Δ OAB OA2 = OB2 + AB2 = {(OD+DB)2 + (AB)2} (E0)2= {(V.+IaRe)2+ (IaXs)2} Karena beban resistif → φ = 0 →sinφ = 0 → cos φ = 1 Arus Ia sefasa dengan tegangan V E0 = √{(V+ IaRe)2 +(IaXs)2}



Eo  V Regulasi Tegangan  x100% V Bagaimana vektor diagram untuk beban mendahului/ kapasitif? E0?



A



Ia.Xs



0



V D



B Ia.Re



Gambar 4-8. Vektor diagram untuk beban resistif.



Arus sefasa dengan tegangan V 26



c. Beban dengan faktor kerja mendahului atau kapasitif Perhatikan Δ OAE o (OA)2 = {(OE)2+ (AE)2} = {(OC+CE)2 +(DE-DA)2} (E0)2={(V.cosφ+ IaRe)2 +(V.sinφ- Ia.Xs)2}



V.cosφ



C



Ia



E A



φ



V.sinφ



E0=√{(V.cosφ+ IaRe)2 +(V.sinφ- Ia.Xs)2}



Eo  V Regulasi Tegangan  x100% V



Bandingkan hasil regulasi tegangan untuk beban kapasitif dengan beban Induktif dan resistif. Apa temuan anda?



Ia.Xs Ia.Re



B



D



Gambar 4-9. Vektor diagram generator dengan beban kapasitif Arus Ia mendahului tegangan V dengan sudut φ 27



Regulasi dari percobaan beban kosong ►Metode menghitung regulasi selain dengan pembebanan langsung: 1. Menghitung regulasi dari percobaan beban kosong setelah mesin itu selesai dibuat. 2. Menghitung regulasi dari data perencanaan yang tersedia, sebelum mesin yang sebenarnya selesai dibuat. ►Ada 4 cara untuk menghitung regulasi dari data percobaan beban kosong. a. Metode impedansi sinkron dengan menggunakan reaktansi sinkron saturasi. b. Metode A.I.E.E. (American Institute of Electrical Engineers) c. Metode m m f (Magneto Motive Force) d. Metode standart Amerika yang menggunakan reaktansi Potier. ►Mudah dimengerti bahwa tidak praktis untuk menentukan regulasi tegangan generator besar dengan percobaan beban nyata. 28



Metode Impedansi Sinkron ►Gambar 4-10. menunjukkan diagram vektor yang digunakan untuk menentukan regulasi generator dengan metode impedansi sinkron.



Gambar 4-10. Diagram vektor generator. (a) beban mengikuti , dan (b) hubungsingkat 29



♦ Sudut φ adalah sudut faktor daya/faktor kerja beban. ♦ V vektor tegangan beban penuh ♦ E0 vektor tegangan beban kosong Maka regulasi bisa dihitung dengan persamaan:



Eo  V Regulasi Tegangan  x100% V ♦ Vektor diagram diatas dibuat berdasarkan besaran fasa, tidak me mandang apakah generator satu fasa, dua fasa, tiga fasa, hubungan Υ, hubungan Δ, prosedur untuk menentukan regulasinya sama. ♦ Meskipun tidak diketahui generator dihubungkan Υ atau Δ, regulasi tetap dapat dihitung dengan dengan membuat asumsi salah satu, hubungan Υ atau hubungan Δ. Besaran-besaran tiap fasa Ia, Re, Xs dan Zs dapat ditentukan berdasarkan asumsi tadi. ♦ Karena regulasi dinyatakan dalam prosen (%), hasilnya akan sama bila dihitung berdasarkan tegangan fasa atau tegangan terminal. 30



Data percobaan yang dibutuhkan pada saat menggunakan metode impedansi sinkron ►Tahanan efektif angker Re → Re = 1,6 Rdc → karena pengaruh skin effect. Kadang-kadang kerugian lain juga bergabung untuk menaikkan Re setinggi 2 atau lebih Rd → cukup diambil 1,6 kali. ♦ Re sangat kecil pengaruhnya terhadap regulasi tegangan generator. ♦ Untuk generator tiga fasa : R/ fasa ≠ R antar terminal ♦ Untuk hubungan Δ: R/fasa = 1,5 R antar terminal ♦ Untuk hubungan Υ : dengan mengukur semua tahanan antar terminal, selanjutnya jumlah tiga kali pengukuran dibagi 6 R/fasa = (R12 + R23 + R31)/6 → tahanan rata-rata/fasa. Re = 1,6 R rata-rata/fasa ► Cara lain untuk menentukan Re = Pinput/I2 Pinput daya yang masuk dalam kumparan angker/fasa diukur. I/fasa yang masuk diukur. Dengan cara ini Re yang diperoleh sedikit lebih tinggi, karena adanya kerugian besi. 31



Reaktansi sinkron angker ► Perhatikan gambar 4-10a dan 4-10b. Bila generator dengan vektor diagramnya gambar 4-10a jangkarnya dihubung singkat, maka vektor diagramnya menjadi gambar 4-10b. ►Tegangan terminal V = 0. Tegangan yang dihasilkan E0 habis hanya untuk Ia.Zs. →Ia = arus angker, dan Zs = impedansi sinkron. Untuk menentukan Zs atau Xs harus ada karakteristik hubung singkat ► Untuk menentukan impedansi sinkron Zs, diperlukan karakteristik beban kosong ► Perhitungan reaktansi sinkron. Dari gambar 4-10b tampak bahwa tegangan E0 habis terpakai sebagai Ia.Zs. Bila generator dijalankan dalam keadaan tanpa beban dengan kecepatan (n) dan eksitasi (Im) yang sama maka tegangan E0 dapat diperoleh dari kurva beban kosong. ► Membagi tegangan beban kosong (E0) dengan arus hubung singkat (Isc) yang sesuai akan diperoleh impedansi sinkron (Zs) untuk harga arus kemagnetan tertentu ini. 32



Karena Xs kurang lebih sama dengan Zs, harga di atas sering digunakan sebagai reaktansi sinkron. Bila dike hendaki lebih teliti (Re tidak diabaikan) dapat digunakan rumus:



Xs 



Z s 2   R e 2



Arus angker



Dari gambar 4-11 diperoleh: FE 0 Zs   Xs FIa 3



3200



Tegangan terminal



Gambar 4-11 memperlihatkan kurva beban nol dan hubung singkat generator 3 fasa, Υ, 60cps, 164 kVA, 2200 V, 3600rpm.



Arus kemagnitan



Gambar 4-11. Kurva-kurva percobaan generator



33



• Harga impedansi sinkron Zs dan reaktansi sinkron Xs adalah: • E0 2 2 Z      X  Z  R s s s e • dan I sc ♦ Bila tahanan efektif angker Re diabaikan, maka Xs = Zs ►Metode impedansi sinkron disebut metode pesimistis, karena untuk menghitung regulasi memberikan hasil yang kurang tepat atau lebih tinggi. Tetapi masih pada posisi yang aman. ►Secara teoritis metode ini teliti untuk generator kutub silindris dengan kumparan kutub yang didistribusikan apabila saturasi tidak diperhitungkan. ►Dalam perhitungan ini dianggap bahwa Zs dan Xs



konstan. Mengapa? 34



Contoh perhitungan regulasi tegangan dengan menggunakan metode impedansi sinkron. • Sebuah generator 3 fasa, dengan karaktiristik beban nol dan hubung singkat (gambar 4-11); mempunyai data sbb: 164 kVA, 3600 rpm, Y, 2200 V, 2 kutub, 60 cps • Pada beban penuh, arus jangkar per terminal: kVA.10 3 164.000 Ia    43 Amper V 3 2200 3 • Tegangan fasa :



Vfasa 



2200 3



 1270 V



• Tegangan maksimum pada kurva beban nol adalah 3200V. Pada tegangan ini arus medan 31 A, dan arus medan yang sama (31A) menghasilkan arus hubung singkat Isc = 70 A 35



Harga-harga tersebut digunakan untuk menghitung Xs E0 per fasa = 3200/√3 = 1846 V. Zs per fasa = 1846/70 = 26,37 Ω Tahanan efektif Re diketahui 0,60 Ω pada 75°C. Harga ini diabaikan dalam menentukan Xs Xs per fasa ≈ 26,37 Ω ►Untuk menghitung regulasi pada faktor kerja 1 (unity), di gunakan sebagai referensi tegangan terminal per fasa Vn = 1270 V E0 = Vn + Ia.Re + jIa.Xs → perhatikan gambar 4-12a = 1270 + 43. 0,60 + j43.26,37 = √{(1295,8)2 + (1133)2} = 1721 Volt per fasa.



E0  V 1721 - 1270 Regulasi  x100%  x 100%  35,5% V 1270 36



Gambar 4-12a. Diagram impedansi sinkron untuk beban cos φ = 1 dan Gambar 4-12b. Untuk cos φ = 0,8 mengikuti



Regulasi untuk cos φ =0,8 mengikuti: →IaRe// Ia, dan IaXs┴ Ia E0 per fasa = Vn + Ia (Re + jXs)(cos φ – jsin φ) Volt = 1270 + 43 (0,60 +j26,37)(0,8 – j0,6) = 1270 + 699 + j892,5 = 2160 Volt



E0  V 2160 - 1270 Regulasi  x100%  x 100%  70,1% V 1270



37



FLUKSI BOCOR KUTUB • Selain fluksi utama yang mengalir melewati celah udara dan melewati seluruh rangkaian magnetik, sebagian dari fluksi utama tersebut ada yang langsung lewat antar kutub-kutub tanpa melintasi celah udara. Fluksi ini di sebut fluksi bocor kutub, dan besarnya dinyatakan oleh faktor bocor kutub atau koefisien yang besarnya = • (fluksi berguna + fluksi bocor kutub)/ fluksi berguna • Besar koefisien ini berkisar (1,1 ÷ 1,4) • Bocoran kutub lebih besar untuk beban besar dibanding kan dengan beban kecil, dan lebih besar lagi untuk faktor daya kurang induktif dibandingkan dengan faktor daya sangat induktif. • Untuk mesin tertentu koefisien ini tidak tetap tetapi ber ubah menurut beban. 38



RANGKUMAN ►Dalam membahas generator telah disebut dua macam mmf; Mmf kutub dan Mmf angker ►Ada tiga pembagian fluksi: a. fluksi utama, melintasi celah udara, dan yang mem bangkitkan tegangan efektif generator.Fluksi ini di bangkitkan oleh resultante mmf kutub dan mmf angker b. fluksi bocor angker di sekeliling konduktor-konduktor angker, memperbesar reaktansi dari rangkaian angker c. fluksi bocor kutub; fluksi yang bocor antara kutub– kutub dan tidak melewati celah udara.



39



►Tiga faktor yang mempengaruhi tegangan terminal generator pada saat beban bertambah (eksitasi dan kecepatan dipertahankan konstan/tetap), yaitu: ♦ a. tahanan efektif (Re) dari kumparan angker yang menyebabkan turun tegangan angker IaRe, ♦ b. reaktansi bocor angker, yang menyebabkan turun tegangan angker IaXL, ♦ c. reaksi angker, yang menyebabkan perubahan fluksi celah udara efektif,yang urutannya mempengaruhi tegangan. Pengaruh dari reaksi angker ini dihitung dan dinyatakan sebagai turun tegangan angker IaXf



►Pada generator dengan kumparan dipusatkan, mmf reaksi angker mempunyai kedudukan: ♦ mengikuti dengan sudut 90º listrik terhadap mmf kutub, untuk beban dengan faktor kerja resistif/unity. ♦ mengikuti dengan sudut 180º listrik terhadap mmf kutub, untuk beban dengan faktor kerja mengikuti/induktif murni (cos φ = 0) ♦ mengikuti dengan sudut 0º listrik (searah) terhadap mmf kutub, untuk beban dengan faktor kerja mendahului/ kapasitif murni (cos φ = 0) ►Besar nilai mmf angker adalah tetap 1,5 Im.Nfasa. untuk berbagai macam t (waktu) dan faktor kerja.



41



►Voltage Regulation generator: ♦ Generator bekerja pada faktor kerja mengikuti/ induktif mempunyai Voltage Regulation positif ♦ Generator bekerja pada faktor kerja unity/resistif mempunyai Voltage Regulation positif kecil ♦ Generator bekerja pada faktor kerja mendahului/ kapasitif mempunyai Voltage Regulation negatif



Vno-load  Vfull-load Voltage Regulation  x100 % Vfull-load



42