Dokumen tersebut merangkum prinsip kerja generator arus bolak-balik (AC) yang mengubah energi mekanik menjadi listrik AC. Generator AC bekerja berdasarkan hukum Faraday dan memiliki beberapa jenis seperti generator penguat terpisah, generator shunt, dan generator kompon. Dokumen juga membahas cara memparalelkan beberapa generator untuk meningkatkan kapasitas listrik yang dihasilkan.

1. TUGAS TEKNIK TENAGA LISTRIK
GENERATOR AC
DOSEN PENGAMPU
R. Suryoto Edy Raharjo., S.T., M.Eng.
UNIVERSITAS TIDAR
Oleh :
Fatkhul Susyawan
1310502002
S-1 Teknik Mesin

2. Pendahuluan
Listrik sudah menjadi bagian yang penting bagi
kehidupan manusia saat ini. Arus listrik dimanfaatkan
sebagai sumber energi untuk menghidupkan berbagai
macam alat-alat lisrik. Arus listrik didapatkan dari proses
konversi sumber energi lainya ( energi panas, energi
gerak, dll) menjadi energi listrik.

3. Generator merupakan sebuah alat yang mampu
menghasilkan arus listrik. salah satu jenis generator adalah
generator arus bolak balik yang akan dibahas saat ini.
Generator arus bolak-balik berfungsi mengubah tenaga
mekanis menjadi tenaga listrik arus bolak-balik.
Generator Arus Bolak-balik sering disebut juga sebagai
alternator atau generator AC (alternating current) atau juga
generator singkron. Alat ini sering dimanfaatkan di industri
untuk mengerakkan beberapa mesin yang menggunakan
arus listrik sebagai sumber penggerak.
Continue...

4. Prinsip Kerja Generataor AC
 Prinsip dasar generator arus bolak-balik
menggunakan hukum Faraday yang menyatakan
jika sebatang penghantar berada pada medan
magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar
tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.

5. Continue...
 Berbolak-baliknya arah arus listrik AC menghasilkan nilai
arus yang secara periodik akan bernilai positif dan negatif.
Jika digambarkan pada sebuah grafik, maka nilai arus listrik
AC akan membentuk gelombang sinusoidal yang memiliki
nilai frekuensi tertentu.
Diagram Arus Listrik Bolak-Balik (AC)

6. Continue...
Hukum Faraday menyebutkan
jika terjadi perubahan garis gaya
magnet pada sebuah kumparan
kawat, maka akan timbul gaya
gerak listrik (ggl) pada kawat
tersebut. Jika kumparan kawat
dihubungkan dengan rangkaian
listrik tertutup, maka akan timbul
pula arus listrik yang mengalir
pada rangkaian.

7. Continue...
Kaidah tangan kanan fleming adalah sebuah metode
mneumonik untuk memudahkan kita menentukan arah vektor
dari ketiga komponen hukum Faraday, yakni arah gaya gerak
kumparan kawat, arah medan magnet, serta arah arus listrik.
Jika Anda menirukan posisi jari tangan kanan Anda seperti
pada gambar di atas, maka ibu jari akan menunjukkan arah
gaya (torsi), jari telunjuk menunjukkan arah medan magnet,
dan jari tengah menunjukkan arah arus listrik.

8. Jenis, Karakteristik dan Rugi - Rugi
Generator AC
 Generator berpenguatan terpisah
 Generator shunt
 Generator kompon

9. Generator Penguat Terpisah
Pada generator penguat terpisah,
belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak
terhubung menjadi satu dengan rotor.
Terdapat dua jenis generator penguat
terpisah, yaitu:
a) Penguat elektromagnetik (Gambar
8.a)
b) Magnet permanent / magnet tetap
(Gambar 8.b)

10. Karakteristik dan Kerugian
Generator Penguat Terpisah
Gambar 9 menunjukkan:
a. karakteristik generator penguat
terpisah saat eksitasi penuh (Ie
100%) dan saat eksitasi setengah
penuh (Ie 50%).
b. Ie adalah arus eksitasi, I adalah
arus beban.
c. Tegangan output generator akan
sedikit turun jika arus beban
semakin besar.
d. Kerugian tegangan akibat reaksi
jangkar
e. Perurunan tegangan akibat
resistansi jangkar dan reaksi
jangkar
Gambar 9

11. 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.

12.  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.
Diagram Rangkaian Generator Shunt
Continue...

13. Karakteristik dan Kerugian
Generator Shunt
 Generator shunt mempunyai
karakteristik seperti
ditunjukkan pada Gambar 11.
 Tegangan output akan turun
lebih banyak untuk kenaikan
arus beban yang sama,
dibandingkan dengan tegangan
output pada generator penguat
terpisah
Gambar 11

14. Continue...
 Sebagai sumber tegangan, karakteristik dari generator
penguat terpisah dan generator shunt tentu kurang baik,
karena seharusnya sebuah generator mempunyai tegangan
output yang konstan, namun hal ini dapat diperbaiki pada
generator kompon.

15. Generator Kompon
 Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada
inti kutub utama yang sama. Satu penguat eksitasi
merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat
seri. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan
belitan shunt.
 Diagram rangkaian generator kompon
ditunjukkan pada Gambar di samping.

16. Karakteristik dan Kerugian
Generator Shunt
 Tegangan output generator terlihat
konstan dengan pertambahan arus
beban, baik pada arus eksitasi
penuh maupun eksitasi 50%. Hal
ini disebabkan oleh adanya
penguatan lilitan seri, yang
cenderung naik tegangannya jika
arus beban bertambah besar.
 Jadi ini merupakan kompensasi
dari generator shunt, yang
cenderung tegangannya akan turun
jika arus bebannya naik.
Gambar 13

17. Paralel Generator AC
Bila suatu generator mendapatkan pembebanan yang melebihi
dari kapasitasnya, maka dapat mengakibatkan generator tersebut
tidak bekerja atau bahkan akan mengalami kerusakan. Untuk
mengatasi kebutuhan listrik atau beban yang terus meningkat
tersebut, bisa diatasi dengan menjalankan generator lain yang
kemudian dioperasikan secara paralel dengan generator yang telah
bekerja sebelumnya, pada satu jaringan listrik yang sama.
Keuntungan dari menggabungkan 2 generator atau lebih dalam
suatu jaringan listrik adalah bila salah satu generator tiba-tiba
mengalami gangguan, maka generator tersebut dapat dihentikan
serta beban dialihkan pada generator lain, sehingga pemutusan
listrik secara total bisa dihindari.

18. Cara Memparalel Generator
 Syarat-syarat yang harus dipenuhi untuk memparalel dua
buah generator atau lebih ialah:
• Polaritas dari generator harus sama dan tidak
bertentangan setiap saat terhadap satu sama lainnya.
• Nilai efektif tegangan harus sama.
• Tegangan Generator yang diparalelkan mempunyai
bentuk gelombang yang sama.
• Frekuensi kedua generator atau frekuensi generator
dengan jala-jala harus sama.
• Urutan fasa dari kedua generator harus sama.

19. Kerja Paralel Generator
Ada beberapa cara untuk memparalelkan generator dengan
mengacu pada syarat-syarat diatas, yaitu :
a. Lampu Cahaya berputar dan Volt-meter
b. Voltmeter, Frekuensi Meter, dan Synchroscope.
c. Cara Otomatis

20. Lampu Cahaya Berputar
dan Volt-meter
 Dengan rangkaian pada gambar 1,
pilih lampu dengan tegangan kerja
dua kali tegangan fasa-netral
generator atau gunakan dua lampu
yang dihubungkan secara seri. Dalam
keadaan saklar S terbuka operasikan
generator, kemudian lihat urutan
nyala lampu. Urutan lampu akan
berubah menurut urutan L1 - L2 - L3
- L1 - L2 - L3
Gambar 1.
Rangkaian Paralel Generator

21. Continue...
 Perhatikan Gambar a, pada keadaan ini L1
paling terang, L2 terang, dan L3 redup.
Perhatikan Gambar b, pada keadaan ini:
• L2 paling terang
• L1 terang
• L3 terang

22. Continue...
 Perhatikan gambar 2c, pada keadaan ini,
• L1 dan L2 sama terang
• L3 Gelap dan Voltmeter=0 V
Pada saat kondisi ini maka generator dapat
diparalelkan dengan jala-jala (generator lain).

23. Voltmeter, Frekuensi Meter dan
Synchroscope
Pada pusat-pusat pembangkit tenaga
listrik, untuk indikator paralel generator
banyak yang menggunakan alat
Synchroscope. Penggunaan alat ini
dilengkapi dengan Voltmeter untuk
memonitor kesamaan tegangan dan
Frekuensi meter untuk kesamaan
frekuensi.

24. Continue...
 Ketepatan sudut fasa dapat dilihat dari synchroscope.
Bila jarum penunjuk berputar berlawanan arah jarum
jam, berarti frekuensi generator lebih rendah dan bila
searah jarum jam berarti frekuensi generator lebih
tinggi. Pada saat jarum telah diam dan menunjuk pada
kedudukan vertikal, berarti beda fasa generator dan
jala-jala telah 0 (Nol) dan selisih frekuensi telah 0
(Nol), maka pada kondisi ini saklar dimasukkan (ON).
Alat synchroscope tidak bisa menunjukkan urutan
fasa jala-jala, sehingga untuk memparalelkan perlu
dipakai indikator urutan fasa jala-jala

25. Paralel Otomatis
Paralel generator secara otomatis biasanya menggunakan alat
yang secara otomatis memonitor perbedaan fasa, tegangan,
frekuensi, dan urutan fasa. Apabila semua kondisi telah
tercapai alat memberi suatu sinyal bahwa saklar untuk paralel
dapat dimasukkan.

26. Daftar Pustaka
 http://tsani-oke.blogspot.co.id/2011/09/prinsip-kerja-
generator-arus-bolak.html
 https://id.wikipedia.org/wiki/Generator_listrik
 http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-generator-ac/
 http://kk.mercubuana.ac.id/elearning/files_modul/13020-7-
740758002621.pdf
 http://hodridjibril.blogspot.co.id/2013/05/makalahgenerator-
ac-disusunoleh-nama.html
 http://pupax23-elektro-tugaskonversienergi.blogspot.co.id/

27. TERIMAKASIH