induktion generator

1. Generator induksi
Generator induksi adalah mesin induksi yang bekerja sebagai
generator,oleh karena itu mesin induksi mempunyai persamaan dan
konstruksi yang sama untuk generator maupun untuk motor.
Generator ini mendapat eksitasi dari luar,syarat utama tegangan dapat
timbul untuk generator induksi adalah jika Nr>Ns dengan Nr =
kecepatan rotor dan Ns = kecepatan sinkron. Misal radiator diputus
oleh penggerak luar,diatas Ns maka slip akan bernilai negative lalu
mesin akan mensuplay daya dan menghasilkan tegangan, Selain itu
membangkitkan tenaga juga memerluka daya remanasi magnet pada
rotor .
Generator induksi merupakan salah satujenis generator AC yang
menerapkan prinsip motor induksi untuk menghasilkan daya.
Generator induksi dioperasikan dengan menggerakkan rotornya
secara mekanis lebih cepat daripada kecepatan sinkron sehingga
menghasilkan slip negatif. Motor induksi biasa umumnya dapat
digunakan sebagai sebuah generator tanpa ada modifikasi internal.
Generator induksi sangat berguna pada aplikasi-aplikasi seperti
pembangkit listrik mikrohidro, turbin angin, atau untuk menurunkan
aliran gas bertekanan tinggi ke tekanan rendah, karena dapat
memanfaatkan energi denganpengontrolan yang relatif sederhana.
Generator induksi adalah generator yang menggunakan prinsip
induksi elektromagnetik dalam pengoperasiannya. Generator ini dapat
bekerja pada putaran rendah serta tidak tetap kecepatannya, sehingga
generator induksi banyak digunakan pada pembangkit listrik dengan
daya yang rendah seperti pada pembangkit listrik tenaga mikrohidro
atau pembangkit listrik tenaga baru.
Generator induksi merupakan jenis pembangkit listrik alternatif yang cocok untuk skala kecil atau beban rumah
tangga (450 Va). Hal ini disebabkan karena harga generatorinduksi relatif lebih murah dibanding dengan
generator sinkron. Kelemahan generator induksi adalah kinerjanya sangat dipengaruhioleh beban. Penelitian ini
bertujuan untukmengetahui pengaruh penggunaan storage terhadap kinerja generator induksi. Parameter motor
induksi yang digunakan sebagaigenerator induksi adalah jenis rotor sangkar, 3 fase, dan 2 HP.
Pengujian ini digunakan 4 buah kapasitor (@ 12 mF) dipasang pada setiap fase, inverter, converter, dan accu
120 Ah sebagaistorage. Pengujian kinerja generatorinduksi dilakukan dengan pemasangan kapasitor tiap fase
secara bertahap dan memonitoring keluaran generatorinduksi (tegangan, frekuensi, dan rpm) pada saat dibebani
dan tanpa beban,pengujian ini dilakukan pada saat tanpa menggunakan storage dan menggunakan storage.Hasil
penelitian secara keseluruhan menunjukkan penurunan kinerja generator induksi (pengujian tanpa storage).
Pada saat kapasitas kapasitor terpasang 12 ìF, tegangan keluaran mengalami penurunan sebesar63% (tanpa
beban 6,3 volt, berbeban 60 watt = 2,2 volt). Kapasitas 24 ìF, 36 ìF, dan 48 ìF tegangan mengalami penurunan
sebesar2,7%, 1,6%, dan 1,5%. Untuk rpm dan frekuensi secara keseluruhan (12 ìF, 24 ìF, 36 ìF, dan 48 ìF)
hanya mengalami penurunan sebesar0,1% dan 0,2%. Sedangkan pengujian dengan menggunakan storage
hasilnya menunjukkan bahwa dengan adanya storage tegangan output,rpm dan frekuensi tidak mengalami
penurunan (pada saat berbeban dan tanpa beban), karena arus yang diserap oleh beban terpasang diambil dari
storage atau accu sehingga beban tidak mempengaruhi keluaran generatorinduksi.

2. Keuntungan dari penggunaan generatorinduksi dibandingkan dengan generatorbiasa diantaranya adalah ukuran
dan harga yang lebih murah, tidak memerlukan sumber AC, adanya proteksi terhadap bahaya kelebihan beban
dan hubung singkat,dan lain-lain. Oleh karena itu, generatorinduksi banyak digunakan pada system tenaga
listrik yang terisolir. Pada system tenaga listrik yang terisolir, generatorinduksi menggunakan penguat yang
dihasilkan sendiri sehingga sering disebut generator induksi berpenguat sendiri.
Generator induksi merupakan mesin induksi yang bekerja sebagaigenerator. Ketika kecepatan putar rotor mesin
induksi lebih besardari kecepatan sinkron dari medan putar pada celah udara, mesin induksi yang sama dapat
bekerja sebagaigenerator induksi.
Generator induksi masih dapat bekerja dan menghasilkan tegangan walaupun kecepatan putarnya dan sumber
daya masukannya tidak tetap.Oleh karena itu, generator induksi saat ini mulai banya digunakan sebagai
pembangkit energy terutama untuk sumber daya tak terbarukan terutama untuk daerah yang terisolasi dari
jaringan listrik.
Untuk mengoperasikannya, generator induksi harus dieksitasi menggunakan tegangan yang leading. Ini biasanya
dilakukan dengan menghubungkan generator kepada sistemtenaga eksisting. Pada generatorinduksi yang
beroperasi standalone,bank kapasitor harus digunakan untuk mensuplay daya reaktif. Daya reaktif yang
diberikan harus sama atau lebih besar daripada daya reaktif yang diambil mesin ketika beroperasi sebagaimotor.
Tegangan terminal generatorakan bertambah dengan pertambahan kapasitansi.
Karakteristik torka-kecepatan mesin induksi seperti kurva pada Gambar 1, memperlihatkan bahwa jika motor
induksi diputar pada kecepatan yang lebih tinggi daripada nsyncoleh sebuah penggerakmula (prime mover)
eksternal, arah torka induksinya akan berbalik dan motor akan berlaku sebagaisebuah generator. Dengan
bertambahnya torka yang diberikan penggerak mula kepada porosnya,besardaya yang dihasilkan oleh
generator induksi ikut bertambah. Seperti diperlihatkan gambar, terdapat nilai torka induksi maksimum yang
mungkin pada mode operasi generator. Torka ini disebut dengan torka pushovergenerator. Jika torka yang
diberikan penggerak mula kepada poros melebihi torka pushover,generator akan overspeed.
Ada beberapa keterbatasan ketika mesin induksi beroperasi sebagaigenerator. Karena tidak adanya rangkaian
medan yang terpisah, generator induksi tidak dapat menghasilkan daya reaktif. Dalam pengoperasiannya,
generator induksi justru mengonsumsi daya reaktif sehingga sumber daya reaktif eksternal harus terhubung
kepada generator sepanjang waktu untuk menjaga medan magnet statornya.Sumber daya reaktif eksternal ini
juga harus mengontrol tegangan teriminal generator. Tanpa arus medan, generator induksi tidak dapat
mengontrol tegangan keluarannya sendiri. Normalnya, tegangan generator dijaga oleh sistem tenaga dimana
generator tersebut dihubungkan.
Satu keuntungan besardari generator induksi adalah kesederhanaannya. Sebuah generatorinduksi tidak
memelukan rangkaian medan terpisah dan tidak harus diputar secara terus-menerus pada kecepatan tetap.
Selama putaran mesin masih lebih tinggi daripada dari sistem tenaga yang terhubung padanya,mesin
akan tetap berfungsisebagai generator. Semakin besartorka diberikan kepada porosnya (sampai nilai tertentu),
maka akan semakin besardaya output yang dihasilkan.
Fakta bahwa tidak ada pengaturan rumit yang diperlukan membuat generator induksi menjadi pilihan yang tepat
untuk kincir angin, sistem pemanfaatan panas,dan sumber-sumber daya tambahan serupa yang ditambahkan
kepada sistem tenaga eksisting. Pada aplikasi-aplikasi seperti itu, perbaikan faktor daya dapat dihasilkan oleh
kapasitor dan tegangan terminal generator induksi dapat dikontrol sistem tenaga eksternal.
Prinsip Kerja Generator
Prinsip kerja generator induksi adalah kebalikan daripada saat mesin induksi bekerja sebagaimotor. ketika
mesin berfungsi sebagaimotor, kumparan statordiberi tegangan tiga fasa sehingga akan timbul medan putar
dengan kecepatan sinkron (ns). Namun jika motor berfungsi sebagaigenerator, pada rotor motor diputar oleh
sumber penggerakdengan kecepatan lebih besardaripada kecepatan sinkronnya. Bila suatu konduktor yang
berputar didalam medan magnet (kumparan stator)akan membangkitkan tegangan sebesar

3. Dimana :
e = tegangan induksi yang dihasilkan (volt)
B = fluks magnetik (weber)
l = panjang konduktor yang dilewati medan magnet (m)
v = kecepatan medan magnet melewati konduktor (m/s)
dan bila dihubungkan ke beban akan mengalirkan arus.Arus pada rotor ini akan berinteraksi dengan medan
magnet pada kumparan statorsehingga timbul arus pada kumparan statorsebagai reaksi atas gaya mekanik yang
diberikan. Pada proses perubahan motor induksi menjadi generatorinduksi dibutuhkan daya reaktif atau daya
magnetisasi untuk membangkitkan tegangan pada terminal keluarannya. Dalam hal ini yang berfungsi sebagai
penyedia daya reaktif adalah kapasitor yang besarnya disesuaikan dengan daya reaktif yang diperlukan.
Kebutuhan daya reaktif dapat dipenuhi dengan memasang suatu unit kapasitor pada terminal keluaran, dimana
kapasitor menarik daya reaktif kapasitif atau dengan kata lain kapasitor memberikan daya reaktif induktif pada
mesin induksi. Kerja dari kapasitor ini dapat dipandang sebagaisuatu sistempenguat (eksitasi) sehingga
generator induksi juga dikenal dengan sebutan generatorinduksi penguatan sendiri (self excited of induction
generator). Hal terpenting yang harus diperhatikan dalam kinerja generator induksi adalah fluksi sisa atau medan
magnet pada kumparan stator,dimana tanpa adanya fluksi sisa ini proses pembangkitan tegangan tidak akan
tejadi.
Dengan adanya fluksi sisa ini dan perputaran rotor akan menimbulkan tegangan induksi pada rotor. Tegangan
induksi ini akan terinduksi pula pada sisi statordan akan menimbulkan arus yang akan mengisi kapasitor hingga
terjadi keseimbangan. Keseimbangan tersebut ditandai dengan titik pertemuan antara lengkung magnetisasi
dengan garis reaktansi kapasitif seperti terlihat pada gambar di bawah ini . Lengkung magnetisasi tersebut
terjadi akibat adanya kejenuhan inti besi dari generator.
Pada generator induksi tidak terdapat hubungan listrik antara statordengan rotor, karena arus pada rotor
merupakan arus induksi.
Sehingga prinsip kerjanya dapat di simpulkan bahwa :
1. Bila sumber tegangan yang dipasang pada kumparan stator, akan timbul medan putar dengan kecepetan Ns
=120f / p
2. Medan putarstatortersebut akan memotong batang konduksi pada rotor
3. Akibatnya pada rotor akan timbul ggl induksi
4. Karena rotor merupakan rangkaian yang tertutup maka ggl induksi akanmengalirkan arus ( I)
5. Adanya arus (I) dalam medan magnet akan menimbulkan gaya pada rotor
6. Pada kopel muka yang dihasilkan oleh gaya pada rotor cukup besarmemikulkopel beban , rotor akan berputar
searah dengan putar rotor
7. Seperti yang telah dijelaskan, ggl induksi akan timbul karena terpotongnya rotoratau medan putarstator,
artinya ggl induksi timbul diperlukan adanya perbedaan antara kecepatan medan putarstator(Ns) dan kecepata
berputarnya rotor (Nr)
8. Perbedaan kecepatan antara Nr dan Ns disebut slip
9. Besarnya Nr (kecepatan rotor) lebih besardaripada Ns (kecepatan stator)
10. Rumus slip dinyatakan dalam
Jenis - Jenis Generator Induksi
Dalam aplikasinya generator induksi dibagi menjadi dua jenis yaitu generator induksi masukan ganda ( Doubly
Fed Induction Generator atau DFIG ) dan generator induksi berpenguat sendiri ( Self Excited Induction
generator atau SEIG ).Pembagian jenis generator ini berdasarkan pada sumber eksitasi generatorberasal.
Eksitasi pada generator induksi dibutuhkan untukmenghasilkan medan magnit padarotor generatoruntuk
selanjutnya menghasilkan induksielektromagnetik padasetatoryang akan menghasilkan energy listrik. Selain itu
juga eksitasi dibutuhkan untuk mengkompensasi daya reaktif yang dibutuhkan oleh generator dalam
membangkitkan listrik.
1. Generator induksi masukan ganda
Pada generator induksi masukan ganda, eksitasi diperoleh dari jaringan listrik yang telah terpasang.Generator
induksi jenis ini menyerap daya reaktif dari jaringan listrik untukmembangkitkan medan magnit yang
dibutuhkan. Pada generator jenis ini, terminal keluaran generator dihubungkan dengan inverter yang kemudian

4. dihubungkan dengan bagian generator. Generator induksi masukan ganda saat ini banyak digunakan
sebagaigeneratorpada pembangkit listrik tenaga baru.
Generator diatas merupakan gambar skema dari model generator induksi masukan ganda. Terdapat dua buah
inverter yang menghubungkan antara keluaran generatordengan rotor. Kedua inverter tersebut dihubungkan
dengan penghubung AS.Inverter yang terhubung dengan jaringan bekerja pada frekuensi yang sama dengan
frekuensi jaringan. Inverter ini juga mengatur besar factor daya yang masuk agar sesuaidengan besar daya
reaktif yang dibutuhkan oleh generator. Sedangkan inverter yang terhubung dengan rotor bekerja pada frekuensi
yang sesuaidengan frekuensi putaran generator. Dengan menggunakan konfigurasi seperti ini, besar arus yang
mengalir pada rotor dapat di atur sesuaidengan daya yang akan dibangkitkan.
Keuntungan dari generatorinduksi masukan ganda diantaranya adalah tegangan dan frekuensi yang dihasilkan
dapat tetap besarnya walaupunkecepatan putarnyaberubah-ubah.
Namun generatorjenis ini membutuhkan inverter sebagaipengaturtegangan pada rotor dan juga rotor jenis
kumparan karena generatorini membutuhkan sumber pada rotornya.Sehingga tidak semua jenis mesin induksi
dapat digunakan sebagaigenerator induksi jenis ini. Selain itu juga generator ini membutuhkan adanya jaringan
listrik untuk dapat beropasi, karena sumber daya reaktif yang dibutuhkan oleh generator berasal dari jaringan.
Sehingga apabila tidak ada jaringan listrik atau generatorlain yang memberikan daya reaktif maka generator
jenis ini tidak dapat beroperasi. Selain itu jika terjadi gangguan pada jaringan atau blackout jaringan generator
ini juga tidak dapat beroprasi.
2. generator induksi berpenguat sendiri
Pada generator induksi berpenguat sendiri, eksitasi diperoleh dari kapasitor yang dipasang parallel pada terminal
keluaran generator. Generator induksi jenis ini bekerja seperti mesin induksi pada daerah saturasinya hanya saja
terdapat bank pasitoryang dipasang pada terminal statornya.Karena sumber eksitasi generator ini berasal dari
kapasitor yang pada terminalnya maka mesin induksi dengan rotor kumparan maupun sangkar bajing dapat
digunakan sebagaigenerator induksi berpenguat sendiri.
Generator induksi jenis ini memiliki beberapa keuntungan yaitu:
1. Tidak membutuhkan pengaturan tegangan pada rotornya.
2. Tidak memerlukan inverter.
3. Disain peralatan yang tidak rumit.
4. Harga pembuatan lebih murah.
5. Perawatan yang diperlukan murah dan tidak sulit.
6. Dan tidak memerlukan jaringan listrik untuk dapat beroperasi
Namun generatorinduksi berpenguat sendiri juga dapat beroperasi dalam suatu jaringan lisrtik dan tetap dapat
beroperasi walaupun terdapat gangguan pada jaringan. Oleh karena itu generator induksi berpenguat sendiri
lebih fleksibel dalam pengoprasiannya.
Generator induksi berpenguat sendiri merupakan pilihan yang tepat untuk memenuhi kebutuhan energy di
tempat yang terisolir dimana daya reaktif dari jaringan listrik tidak atau belum ada. Sumber energy yang
digunakan untuk mensuplai generatordapat berasal dari sumber energy yang tidak terlalu besarjumlahnya,

5. seperti kincir angina ataupun kincir air di sungai (yang biasa dikenal dengan pembangkit listrik tenaga
mikrohidro).
Dengan melihat kondisi di Indonesia dimana terdapat beberapa daerah yang belum terjangkau listrik, generator
induksi berpenguat sendiri merupakan salah satu solusiyang tepat.Hal ini karena generator induksi berpenguat
sendiri dapat beroperasi sendiri tanpa adanya jaringan listrik, maka generatorini merupakan pilihan tepat untuk
pengembangan jaringan listrik di Indonesia. Dengan melihat besarnya sumber energy angin yang dimiliki
Indonesia masih belum tereksplorasi secara maksimal kesempatan menggunakan generator induksi berpenguat
sendiri sebagaipembangkit listrik tenaga baru masih cukup besar. Karena Indonesia adalah Negara kepulauan
maka sudah tentu terdapat banyak sungai.Bahkan di daerah pendalaman sekalipun biasanya terdapat sungai.
Sungai-sungai ini dapat dimanfaatkan sebagai pembangkit listrik tenaga mikrohidro untuk memenuhi kebutuhn
desa-desa disikitarnya yang belum terjangkau jaringan listrik. Dengan melihat kenyataan ini maka dapat
diketahui bahawa kesempatan penggunaaan generatorinduksi berpenguat sendiri cukup besar.Oleh karena itu
dibutuhkan pengembangan teknologi pendukungnya agarkualitas energy yang dihasilkannya menjadi lebih
baik.