Ringkasan dokumen tersebut adalah: (1) Dokumen tersebut merupakan jobsheet praktikum pengukuran karakteristik generator sinkron 3 fasa tanpa beban; (2) Hasil pengukuran menunjukkan hubungan antara tegangan, arus medan, dan putaran generator dengan menggunakan dua prime mover yang berbeda, yaitu motor DC dan motor AC; (3) Perbedaan utama hasil pengukuran menunjukkan bahwa motor AC dapat menghasilkan putaran tinggi

1. PERCOBAAN (JOBSHEET) II
PRAKTIKUM PENGUKURAN KARAKTERISTIK GENERATOR
SINKRON 3 PHASA
Topik Percobaan:
Praktikum generator 3 phasa tanpa beban, dimana tegangan terminal fungsi dari
putaran mesin (V/n), dimana Im konstan.
Pendahuluan
Generator listrik adalah sebuah mesin yang merubah energi mekanik menjadi energi
listrik. Dikenal ada generator DC dan generator AC (Alternating Current) atau arus bolak-
balik. Untuk generator AC disebut generator sinkron atau generator serempak. Dikenal ada
generator 1 phasa dan 3 phasa. Ada generator sinkron kontruksi kutub dalam (pada rotor) dan
ada generator sinkron kutub luar (pada stator). Generator sinkron kutub dalam umumnya
memiliki kapasitas daya besar dan kutub luar mempunyai kapasitas lebih kecil.
Teori Dasar
Gaya Gerak Listrik (GGL) yang dibangkitkan oleh generator adalah :
E = 4,44 . k . f . Ø Z (volt)
Ø≈Im
n = 120 f / P
f = frekuensi
P = jumlah kutub magnet
k = konstanta (kd dan kp atau faktor distribusi dan faktor jarak kumparan)
Tujuan
Untuk mengetahui karakteristik (sifat) kemagnetan dari generator sinkron dan
membuktikan lengkung histeresis kemagnetan.

2. R
S
VHz
TDC
Kumparan Kutub magnet
Alternator generator sinkron
3 phasa
Sikat
Slip Miring
Kumparan Jangkar
Tenaga Mekanik Mesin DC/
AC
Sumber
Langkah Kerja:
1. Buat rangkaian pengukuran sesuai dengan gambar
2. Pasang alat ukur dengan rating yang diperlukan (catatan: hati-hati alat ukur rusak atau
terbakar)
3. Periksa rangkaian yang telah dipasang kepada dosen/instruktur
4. Lakukan pengukuran 10 kali
TABEL HASIL PERCOBAAN
DENGAN PENGGERAK MOTOR AC (INDUKSI)
E / Im ; n konstan dan E / n ; Im konstan
No. Im n V(E)
1.
0,4
485 4,6
2. 760 7,8
3. 890 9,3
4. 940 10,8
5. 1045 11,4
6. 1145 11,9
7. 1163 12,3
8. 1210 13,2
9. 1300 13,5
10. 1370 14,1

3. Tugas :
1. Jelaskan yang dimaksud dengan generator sinkron 3 phasa !
2. Mengapa putaran generator tidak boleh melebihi ketentuan yang telah dinyatakan
pada nameplate generator ?
3. Rugi-rugi apa yang timbul atau terjadi apabila generator tersebut sebelum dibebani ?
4. Buat grafik hasil pengukuran & bentuk lengkung histeresis
5. Berikan penjelasan setiap fenomena yang didapat dari hasil pengukuran (dilengkapi
dengan kajian teori yang melandasi fenomena tersebut)
6. Tulis kesimpulan
Jawab :
1. Generator sinkron 3 phasa adalah generator AC 3 phasa yang dijalankan pada
kecepatan sinkron, tanpa slip. Mesin ini merupakan konverter energi terbesar di dunia
yang prinsip kerjanya merubah energi mekanik menjadi energi listrik.
2. Karena jika putaran generator melebihi ketentuan yang tercantum pada nameplate
generator akan terjadi ketidakstabilan frekuensi yang dihasilkan, karena putaran pada
generator ditentukan oleh jumlah kutub dan frekuensinya. Sehingga kerja daripada
generator menjadi tidak efisien.
3. Rugi-rugi gesekan dan angin serta rugi-rugi inti.
4.
5. Dilihat dari kesamaan kedua grafik hasil pengukuran diatas yaitu seiring dengan
naiknya tegangan maka putaran generator akan semakin cepat dengan arus medan
yang konstan. Tetapi terdapat perbedaaan dari keduanyayaitu tegangan yang
dihasilkan untuk memutar generator. Terlihat untuk penggerak motor DC tegangan
awal sebesar 159 volt untuk menghasilkan putaran sebesar 1185 rpm dan tegangan
akhir 195 volt untuk menghasilkan putaran sebesar 1460 rpm, sedangkan untuk
penggerak motor AC (Induksi) tegangan awal sebesar 3,2 volt untuk menghasilkan
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
1000
4.6 7.8 9.3 10.8
Series 1

4. putaran 330 rpm dan tegangan akhir 14,2 volt untuk menghasilkan putaran sebesar
1465 rpm. Artinya pada generator sinkron 3 phasa dengan prime mover yang berbeda
antara motor DC dan motor AC (induksi) adalah dengan tegangan yang kecil dapat
menghasilkan putaran yang sama besarnya dengan prime mover yang dihasilkan oleh
motor DC.
Berdasarkan kajian teori yang melandaskan fenomena tersebut adalah sebagai berikut:
a. Motor sinkron dibangun di unit besar dibandingkan dengan motor
induksi (motor induksi lebih murah untuk peringkat yang lebih kecil)
dan digunakan untuk industri kecepatan konstan drive.
b. Jumlah pole generator sinkron tergantung pada kecepatan putaran dan
frekuensi yang ingin dihasilkan. Formulasi jumlah pole dan frekuensi
ini direpresentasikan dalam persamaan berikut ini.
p.n = 120 f
n = kecepatan rotor (r/min)
p = jumlah pole pada rotor
f = frekuensi tegangan induksi (Hz)
Formulasi ini bisa digunakan untuk menentukan kecepatan putar rotor
sesuai dengan frekuensi tegangan outputnya. Misalnya, generator
sinkron memiliki 36 pole, jika kita menginginkan tegangan output
dengan frekuensi 60 Hz. Maka kita dapat menentukan kecepatar rotor
generator tersebut.
p * n = 120 * f
36 * n = 120 * 60
36 * n = 7200
N = 200 r/min
Dari perhitungan diketahui bahwa generator harus berputar dengan
kecepatan 200 putaran per menit.
c. Apabila mesin sinkron difungsikan sebagai alternator dengan diputar
pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (Im), maka pada
kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo),
yaitu : Eo = 4,44 . Kd . Kp . f . Øm . T (volt)
Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator,
sehingga tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya
dihasilkan oleh arus medan (Im). Bila besarnya arus medan dinaikkan,
maka tegangan output juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh).
Seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini.

5. Kondisi alternator tanpa beban bisa digambarkan rangkaian
ekivalennya. Seperti diperlihatkan pada gambar dibawah ini.
6. Dari hasil percobaan (job sheet II) praktikum pengukuran karakteristik generator
sinkron 3 phasa untuk mengetahui karakteristik (sifat) kemagnetan dari generator
sinkron dan membuktikan lengkung histeresis kemagnetan. Maka dapat dibuat
kesimpulan, yaitu perbedaan hasil tegangan dan putaran dari kedua prime mover yang
berbeda. Jika prime mover dengan motor DC adalah dengan tegangan yang cukup
besar menghasilkan putaran yang sama besarnya, tetapi untuk prime mover dengan
motor AC (induksi) adalah dengan tegangan yang relatif kecil dapat menghasilkan
putaran yang relatif besar dan terus mengalami kenaikan yang konstan. Karena motor
AC (induksi) bekerja pada kecepatan tetap pada sistem frekuensi tertentu. Motor ini
memerlukan arus DC untuk pembangkitan daya dan memiliki torsi awal yang rendah,
dan oleh karena itu motor sinkron cocok untuk penggunaan awal untuk beban rendah,
seperti kompresor udara, perubahan frekuensi dan generator motor. Motor sinkron
mampu memperbaiki faktor daya sistem sehingga sering digunakan pada sistem yang
menggunakan banyak listrik.