RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS AKSIAL 1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN NEODYMIUM MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI CAKRAM

RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS AKSIAL
1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN NEODYMIUM
MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI CAKRAM
Skripsi
Untuk memenuhi sebagian persyaratan mencapai derajat
Sarjana Teknik (ST)
Oleh :
PUJA SETIA
NIM : 120120201007
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS MARITIM RAJA ALI HAJI
TANJUNGPINANG
2017

ii
HALAMAN PENGESAHAN
JUDUL
NAMA
NIM
JURUSAN
:
:
:
:
RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS
AKSIAL 1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN
NEODYMIUM MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI
CAKRAM
Puja Setia
120120201007
Teknik Elektro
Telah dipertahankan di depan Dewan Penguji dan dinyatakan lulus
pada tanggal 07 Februari 2017
Pembimbing
Penguji I
Penguji II
Penguji III
:
:
:
:
Susunan Tim Pmbimbing
Rozeff Pramana, S.T., MT
Susunan Tim Penguji
Deny Nusyirwan M.Sc.
Eko Prayetno, S.T., M.Eng.
Sapta Nugraha, S.T., M.Eng
(______________)
(______________)
(______________)
(______________)
Tanjungpinang 07 Februari 2017
Universitas Maritim Raja Ali Haji
Ketua Jurusan Teknik Elektro
Rozeff Pramana, S.T., MT
NIDN.1010047802

iii
PERNYATAAN ORISINALITAS
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi saya yang berjudul Rancang
Bangun Mini Generator Fluks Aksial 1 Fasa Putaran Rendah Menggunakan
Neodymium Magnet (Ndfeb) Berbasis Multi Cakram adalah benar karya saya
dengan arahan dari komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun
kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip
dari karya yang diterbitkan maupun tidak diterbitkan dari penulis lain telah
disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam Daftar Pustaka di bagian akhir
skripsi ini.
Jika dikemudian hari ternyata terbukti pernyataan saya ini tidak benar dan
melanggar peraturan yang sah dalam karya tulis dan hak intelektual maka saya
bersedia ijazah yang telah saya terima untuk ditarik kembali oleh Universitas
Maritim Raja Ali Haji.
Tanjungpinang, 07 Februari 2017
Yang menyatakan
Materai 6000
(Puja Setia)

iv
MOTTO
“Barang siapa menginginkan kebahagiaan di dunia maka haruslah dengan ilmu,
barang siapa yang menginginkan kebahagiaan di akhirat haruslah dengan ilmu,
dan barang siapa yang menginginkan kebahagiaan pada keduanya maka haruslah
dengan ilmu” (HR. ibn Asakir)
Sebagian dari kesenangan adalah cara menyenangkan menuju kegagalan.
Berangkat dengan penuh keyakinan. Berjalan dengan penuh keikhlasan. Istiqomah
dalam menghadapi cobaan.
Saya datang, saya bimbingan, saya ujian, saya revisi dan saya menang.
Ku olah kata, kubaca makna, kuikat dalam alinea, kubingkai dalam bab sejumlah
lima, jadilah mahakarya, gelar sarjana kuterima, orang tua,calon istri dan calon
mertua pun bahagia.
Barangsiapa yang tidak pernah melakukan kesalahan, maka dia tidak pernah
mencoba sesuatu yang baru
ALBERT EINSTEIN said “ Imajinasi lebih berharga dari pada ilmu pengetahuan.
Logika akan membawa kita dari A ke B. Tetapi Imajinasi akan membawa kita
kemana-mana”
NICOLA TESLA said “ Bila ingin menemukan rahasia alam semesta, maka
pahami energi, frekuensi, dan getaran”

v
HALAMAN PERSEMBAHAN
Puji Syukur BESARnya anugrah Allah SWT berikan padaKu…sehingga Ku
disanggupi menyelesaikan karya tulisKu ini, untuk Ku persembahkan ke
hadapan-NYA nanti. Begitu TULUS & IKHLAS Cinta, Doa Ibu dan AyahKu
…sehingga karya ini TAK AKAN MAMPU untuk menutupi lubang-lubang
lara, pengorbanan Beliau demi kebahagiaanKu, demi perjuanganKu menuju
gerbang kesuksessankKu.
DUKUNGAN & MOTIVASI dari Teman – Teman Teknik Elektro
UMRAH hangat & menyenangkan hati . . . . berkat merekalah karya ini
hingga akhirnya dapat di JILID RAPI. Walaupun karya ini TAK BERARTI
bagi orang lain, namun SANGAT BERARTI bagiKu . . . menyita waktu,
tenaga dan pikiranKu sehingga akhirnya karya ini Ku persembahkan untuk
Diriku dan Mereka yang Ku Sayangi
BEGITU INDAH Warna yang tercipta dari kebersamaan dengan ..................,
karya ini TAK ADA ARTINYA tanpa dukunganmu.

vi
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah wa syukurillah, puji syukur penulis ucapkan kepada Allah
SWT, atas segala limpahan rahmat dan hidayah-Nya yang begitu agung dan
mulia. Shalawat serta salam untuk junjungan kita Nabi Muhammad S.A.W
sehingga penulis dapat menyelesaikan penelitian tugas akhir dan penyusunan
skripsi ini yang berjudul “Rancang Bangun Mini Generator Fluks Aksial 1
Fasa Putaran Rendah Menggunakan Neodymium Magnet (Ndfeb) Berbasis
Multi Cakram”. Skripsi ini merupakan salah satu persyaratan dalam mencapai
derajat akademis studi S1 Sarjana Teknik (ST) pada Jurusan Teknik Elektro,
Fakultas Teknik, Universitas Maritim Raja Ali Haji.
Banyak Ilmu serta pengalaman baru dan berharga yang penulis peroleh
dalam masa penelitian ini. Oleh karena itu, penulis ucapkan terimakasih banyak
atas segala bantuan dan dukungan sehingga penyusunan skripsi dan penelitian
tugas akhir ini dapat berjalan dengan lancar. Terutama kepada Ibunda dan
Ayahanda tercinta yang selalu memberikan doa dan semangat sehingga
terselesaikannya kegiatan penelitian dan penyusunan skripsi ini.
Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa tanpa bantuan dari pihak terkait,
skripsi ini sulit untuk di selesaikan dengan baik, oleh karena itu pada kesempatan
ini penulis sampaikan terima kasih banyak atas segenap bantuan yang telah di
berikan dalam penyusunan skripsi ini. Oleh karena itu, penulis sampaikan rasa
terimakasi sebesar-besarnya kepada:
1. Dekan Fakultas Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji.
2. Bapak Rozeff Pramana .ST,MT. sebagai Ketua Jurusan Teknik Elektro
Universitas Maritim Raja Ali Haji dan pembimbing penelitian skripsi.
3. Seluruh Dosen yang mengajar di jurusan Teknik Elektro Universitas
4. Seluruh jajaran Staf Fakultas Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji
5. Teman-teman Mahasiswa Jurusan Teknik Elektro serta semua pihak yang
telah membantu penulis untuk penyusunan skripsi ini.
Dalam penyusunan skripsi ini, penulis telah berusaha semaksimal mungkin,
namun menyadari bahwa ini masih banyak kekurangannya. Untuk itu penulis

vii
harapkan kritik dan saran yang membangun demi kesempurnaan penulisan ini
pada peneliti yang akan datang.
Demikianlah karya tulis skripsi ini penulis persembahkan. Semoga karya
tulisn ini dapat memberikan ilmu dan informasi bermanfaat bagi para
pembacanya, dan semoga amal baik mereka yang telah membantu mendapat
balasan dari Allah SWT. Amin.
Tanjungpinang, 07 Februari 2017
(Puja Setia)
NIM.120120201007

viii
DAFTAR ISI
HALAMAN SAMPUL i
HALAMAN PENGESAHAN ii
PERNYATAAN ORISINALITAS iii
MOTO iv
HALAMAN PERSEMBAHAN v
KATA PENGANTAR vi
DAFTAR ISI
DAFTAR TABEL
DAFTAR GAMBAR
DAFTAR LAMPIRAN
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
ABSTRAK
ABSTRACT
viii
xi
xii
xiv
xv
xvi
xvii
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
B. Rumusan Masalah
C. Batasan Masalah
D. Tujuan Penelitian
E. Manfaat Penelitian
F. Sistematika Penulisan
1
1
3
4
4
4
5
II. KAJIAN LITERATUR
A. Kajian Terdahulu
B. Landasan Teori
1. Generator Fluks Aksial
2. Konstruksi Generator Aksial
3. Tipe-Tipe Generator Aksial
4. Prinsip Kerja Generator Aksial
5. Parameter Generator
7
7
9
9
10
16
22
24

ix
III. METODE PERANCANGAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
B. Jenis Penelitian
C. Diagram Alur Penelitian
D. Metode Pengambilan Data
E. Perancangan dan Pemodelan
1. Perancangan Stator
2. Perancangan Rotor
F. Bahan atau Material Penelitian
G. Peralatan Penelitian
H. Prosedur Pembuatan Generator
1. Tahap Persiapan
2. Tahap Pelaksanaan
3. Tahap Penyelesaian
I. Hipotesis
26
26
26
27
28
28
29
34
37
38
40
40
44
47
49
IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS
A. Perhitungan Parameter Generator Fluks Aksial
1. Kerapatan Fluks Magnet Generator
2. Fluks Magnet Maksimal Generator
3. Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi Generator
4. Frekuensi Generator Fluks Aksial
B. Pengujian dan Pengukuran Generator Fluks Aksial
1. Kecepatan Rotor
2. Tegangan GGL Induksi
3. Arus Listrik
4. Karakteristik Gelombang Listrik
C. Analisis Faktor Regulasi Tegangan
D. Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Pengukuran
E. Kinerja Generator Fluks Aksial
50
50
50
51
52
53
54
54
55
58
60
61
63
64

x
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
B. Saran
66
66
67
Daftar Pustaka
Lampiran
69
70

xi
DAFTAR TABEL
No Teks Hal
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Bahan dan Material Penelitian
Peralatan Penelitian
Spesifikasi Magnet Rotor
Spesifikasi Kumparan Stator Generator Aksial
Data Pengukuran Karakteristik Gelombang AC Generator
Data Pengukuran Karakteristik Gelombang DC Generator
Spesifikasi Kinerja Generator Fluks Aksial
37
38
50
52
61
61
64

xii
DANDAFTAR GAMBAR
No Teks Hal
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
Bentuk Generator Fluks Axial
Bentuk Stator Torus
Bentuk Stator Tanpa Inti Besi
Bentuk Susunan Overlapping dan Non-Overlapping
Bentuk Rotor Generator AFPM
Bentuk Rotor Generator AFPM Banyak Kutub
Bentuk Tipe Pemasangan Magnet pada Rotor
Bentuk Magnet Permanen Neodymium
Kurva Demagnetisasi Magnet Permanen
Gemerator AFPM Tipe Rotor dan Stator Tunggal
Torus N-N dan Torus N-S Dengan Stator Inti Besi
Generator AFPM Rotor Ganda Tipe N-N Coreless
Generator AFPM Stator Ganda Rotor Tunggal
Generator AFPM Stator Ganda Rotor Tunggal
Topologi Gemerator AFPM Rotor Banyak Tipe Coreless
Fisik Generator AFPM Rotor Banayk Tipe Coreless
Diagram Alur Penelitian
Prosedur Perancangan Stator
Prosedur Perancangan Rotor
Rancangan Diameter dan Jarak Kumparan Stator
Rancangan Diameter dan Bentuk Kumparan Stator
Rancangan Model Stator Aksial
Rancangan Kerangaka Sisi Samping Kiri dan Kanan
Rancangan Kerangaka Sisi Atas dan Bawah
Karakteristik Magnet Neodymium Harddisc
Rancangan Tata Letak Magnet pada Plat Rotor
Rancangan Bentuk Plat Rotor
10
11
11
12
13
13
14
15
16
17
18
19
20
20
21
22
27
29
29
30
31
32
33
33
34
35
36

xiii
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
42.
43.
44.
45.
46.
47.
48.
49.
50.
51.
52.
53.
Prosedur Tahap Persiapan
Alat Penggulung Kawat Tembaga
Pembentukan Papan Kayu Stator
Kerangka Generator Sisi Sisi Kanan dan Kiri
Kerangka Generator Sisi Atas dan Bawah
Pembentukan Aluminium Plat Rotor
Prosedur Perancangan Tahap Pelaksanaan
Penggulungan Kawat Tembaga 0,6mm
Hasil Gulungan Kumparan yang Telah Siap
Magnet yang Sudah Siap di Tempelkan pada Rotor
Penggabungan 7 Buah Plat Rotor Rotor dan Kerangka Generator
Prosedur Tahap Penyelesaian
Generator Telah Siap di Rakit
Pengukuran dan Kalibrasi Kecepatan Putar Generator
Grafik Frekuensi Generator Berdasarkan Kecepatan Rotor
Pengukuran Tegangan Keluaran Generator
Grafik Tegangan pada Setiap Stator Berdasarkan Kecepatan Putar
Grafik Tegangan Berdasarkan Kombinasi Stator dan Kecepatan
Grafik Tegangan Berdasarkan Kecepatan dan Beban Listrik
Pengukuran Arus Listrik Keluaran Generator
Grafik Arus Keluaran Generator Berdasarkan Kecepatan
Grafik Daya Keluaran Generator Berdasarkan Kecepatan
Gelombang AC Generator
Gelombang DC Generator
Grafik Regulasi Tegangan Keluaran Generator
Grafik Perandingan Hasil Pengukuran Dengan Hasil Perhitungan
40
41
42
42
43
44
44
45
45
46
47
47
48
55
55
56
57
57
58
59
60
60
61
61
63
64

xiv
DAFTAR LAMPIRAN
No Teks Hal
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Data Hsil Pengujian Generator
Dokumentasi Pengujian Tegangan AC
Dokumentasi Pengujian Tegangan DC
Dokumentasi Pengujian Arus AC
Dokumentasi Pengujian Arus DC
Dokumentasi Pengujian Karakteristik Gelombang Listrik
Dokumentasi Pengujian Tegangan AC Berdasarkana Beban
Dokumentasi Pengujian Tegangan DC Berdasarkana Beban
70
71
72
73
74
75
76
77

xv
DAFTAR LAMBANG DAN SINGKATAN
No Lambang Dan
Singkatan
Teks
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
BMKG
LWS
PLN
AFPM
PM
N-N
N-S
AFIR
E
N
∆Ø
∆t
Ømax
Bmax
Amagn
Ө
n
f
p
Na
N
Br
δ
P
L
T (lm)
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Badan Meteorologi, Klimatologi, dan Geofisika
Low Wind Speed
Perusahaan Listrik Negara
Axial Flux Permanent Magnet
Permananent Magnet
North-North
North-South
Axial Flux Internal Rotor
Tegangan induksi (v)
Jumlah lilitan
Perubahan fluks (wb)
Perubahan Waktu (s)
Fluks – fluks magnet [wb]
Fluks magnet maksimal (t)
Luas bidang medan magnet [m2
]
Sudut [derjat] 0
Putaran (rpm)
Frekuensi (hz)
Jumlah kutub magnet
Jumlah kumparan x jumlah lilitan
Rotasi per sekon (rpm/s) [rpm /60 sekon]
Kerapatan fluks (t)
Lebar atau jarak celah udara (m)
Panjang
Lebar
Tinggi magnet (m)

xvi
27.
28.
29.
30.
31.
32.
33.
34.
35.
36.
37.
38.
39.
40.
41.
ri
ro
τf
Nm
Nr
Ns
Nph
Nx
Emax
DC
AC
VDC
VAC
GGL
P-p
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
:
Jari-jari dalam (rotor)
Jari-jari luar (rotor)
Jarak antar magnet
Jumlah kutub magnet
Jumlah kumparan(spull)
Jumlah lilitan /spull
Jumlah phasa
Jumlah stage
Tegangan induksi maksimal (v)
Direct Current
Alternating Current
Volt Direct Current
Volt Alternating Current
Gaya Gerak Listrik
Peak to Peak

xvii
Abstrak
Puja Setia. 2017. Rancang Bangun Mini Generator Fluks Aksial 1 Fasa Putaran
Rendah Menggunakan Neodymium Magnet (Ndfeb) Berbasis Multi
Cakram,Skripsi. Tanjungpinang: Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik,
Universitas Maritim Raja Ali Haji. Pembimbing : Rozeff Pramana, S.T., MT
Tujuan dari penelitian ini adalah merancang dan membuat generator fluks
aksial putaran rendah serta mengamati grafik kinerja karakteristik yang diperoleh
dari output generator. Penelitian ini merupakan jenis penelitian kualitatif.
Penelitian yang dilakukan memiliki fokus pada disain sketsa perancangan dan
pembuatan obyek komponen generator fluks aksial. Untuk mendapatkan data
primer dan data sekunder, peneliti menggunakan teknik observasi, studi pustaka,
serta teknik pengukuran dan pengujian. Tingkat performa generator dengan
kemampuan sebagai prototipe atau purwarupa pada hasil akhir dari penelitian ini
adalah pada putaran 800 rpm dengan frekuensi rata-rata 80 Hz generator dapat
membangkitkan tegangan 128 VAC dengan nilai arus 24,5 mA.
Kesimpulan penelitian ini adalah generator fluks aksial multi cakram 1 fasa
untuk putaran rendah dapat dirancang dengan spesifikasi 6 buah stator dan 7
keping rotor berbahan aluminium menggunakan magnet neodymium (NdFeB)
sebanyak 12 kutub. Masing-masing stator terdapat 6 buah kumparan kawat
tembaga dengan diameter 0,6 mm memiliki jumlah lilitan rata-rata sebanyak 100
lilitan. Nilai perbandingan dari hasil perhitungan dan pengukuran pada generator
tersebut adalah 5,69 % dan dikatakan telah mendekati nilai tingkat akurasi yang
baik. Pada kecepatan 250 rpm nilai tegangan ketika sebelum diberi beban adalah
36,4 VDC dan pada saat diberi beban turun menjadi 16,46 VDC. Nilai faktor
regulasi tegangan DC generator tersebut adalah 54,81 %. Drop voltage tersebut
disebabkan karena generator tidak dilengkapi perangkat stabilizer tegangan.
Kata Kunci: Generator Fluks Aksial, 1Fasa, Multi Cakram, Neodymium
Magnet (NdFeB).

xviii
Abstract
Puja Setia. 2017. Design Mini Generator 1 Phase Axial Flux Using Low Rotation
Magnet Neodymium (NdFeB) Based Multi Disc, Skripsi. Tanjungpinang:
Department of Electrical Engineering, Faculty of Engineering, Raja Ali Haji
Maritime University. Supervisor : Rozeff Pramana, S.T., MT
The purpose of this study was to design and make the low round of the axial
flux generator and observe the performance graph of acquired characteristics from
the generator output. This study is a qualitative research. Research conducted has
focused on the design sketch the design and manufacture axial flux generator
component object. In order to obtain primary data and secondary data, researchers
using observation, library research, as well as measurement and testing
techniques. The level of performance of the generator with the ability as a
prototype or a prototype of the final outcome of the study was on lap 800 rpm
with an average frequency of 80 Hz generator can generate a voltage of 128 VAC
with a rated current of 24.5 mA.
The conclusion of this study is a multi-disc axial flux generator first phase
for the low rotation can be designed to the specifications of 6 pieces of the stator
and rotor 7 pieces of aluminum using neodymium magnets (NdFeB) as many as
12 poles. Each stator coils there are six pieces of copper wire with a diameter of
0.6 mm has a number of windings of an average of 100 loops. Value comparison
of the results of calculations and measurements on the generator is 5.69% and is
said to have approached the value of a good degree of accuracy. At a speed of 250
rpm when the voltage value before the given load is 36.4 VDC and when given
the burden fell to 16.46 VDC. Rated voltage DC generator regulatory factor that is
was 54.81%. The voltage drop caused by the generator is not equipped with a
voltage stabilizer device.
Keywords: Axial Flux Generator, 1 Phase, Multi Disc, Neodymium Magnets
(NdFeB).

1
I. PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pada generator listrik magnet berfungsi sebagai transduser, mengubah
energi mekanik menjadi energi listrik tanpa kehilangan energi magnet itu sendiri.
Itu berarti magnet dengan transduser yang baik akan meningkatkan efisiensi
semua perangkat mesin yang menggunakannya menjadi lebih baik. Itulah
mengapa penting untuk mempelajari dasar-dasar magnet sebelum merancang
sebuah mesin generator. Saat ini magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) banyak
diakui sebagai yang terbaik. Bahan magnetik modern ini mudah tersedia di
pasaran dengan kelas dan bentuk yang berbeda. Berkat efisiensi magnet yang
tinggi mesin-mesin listrik dapat dirancang sesuai dengan kebutuhannya. Generator
listrik magnet permanen dibutuhkan dalam pemanfaatan sumber energi
terbarukan. karena dapat memberikan suplai energi listrik bahkan selama
gangguan jaringan listrik, karena energi medan magnet tersebut dibuat secara
permanen pada magnet tersebut (Lukasz Drazikowski, 2015).
Generator yang tersedia di pasaran biasanya berjenis high speed induction
generator, pada generator jenis ini membutuhkan putaran tinggi dan juga
membutuhkan energi listrik awal untuk membuat medan magnetnya (Hasyim
Asy’ari, 2014). Seperti generator tipe radial model torus adalah salah satu jenis
generator yang beroperasi pada kecepatan diatas 1500 rpm yang menggunakan
ICE (internal combustion engine) seperti tenaga diesel sebagai tenaga penggerak
utama rotor generator.

2
Generator low speed yang banyak digunakan adalah generator jenis fluks
aksial. Generator jenis ini terus dikembangkan dengan berbagai variasi disain agar
didapat tingkat efisiensi yang tinggi untuk di implementasikan dengan sumber
daya alam yang ada. Generator fluks aksial tipe rotor ganda stator tunggal adalah
salah satu dari pengembangan generator fluks aksial. Bagian stator merupakan
kumparan tanpa inti besi sedangkan bagian rotor terdiri dari beberapa pasang
magnet permanen yang berfungsi sebagai pembangkit medan utama (Ramadhan
Jarekson, 2011).
Berbagai metode dilakukan oleh peneliti dalam pengembangan generator
fluks aksial seperti Dimas Waluyo Jati pada tahun 2012 dengan judul penelitian
Perancangan Generator Fluks Aksial Putaran Rendah Magnet Permanen Jenis
Neodymium (Ndfeb) Dengan Variasi Celah Udara, penelitian yang dilakukan
fokus pada generator fluks aksial keluaran 3 fasa dengan konfigurasi rotor ganda
dan stator tunggal menggunakan 6 kumparan dan 8 kutub magnet, berdasarkan
hasil penelitian dijelaskan dalam jurnal peneliti bahwa pengaruh lebar celah udara
generator berbanding terbalik terhadap tegangan, arus, dan daya. Semakin lebar
celah udara generator akan semakin kecil tegangan, arus, dan daya yang
dihasilkan.
Pada tahun 2014 penelitian tentang generator fluks aksial juga telah
dilakukan oleh Frasongko Budiyanto yang berjudul Generator Turbin Angin
Putaran Rendah, jenis generator yang dibuat yaitu generator axial fluks magnet
permanen cakram tunggal stator tanpa inti besi, tegangan keluaran AC 1 fasa
kumparan stator hubung seri non overlapping, penelitian ini menganalisis

3
tegangan keluaran berdasarkan penggunaan variasi kumparan dengan jumlah 5-9
buah terhadap kecepatan rotor tetap 200 rpm. Hasil penelitiannya membuktikan
semakin banyak kumparan yang digunakan pada stator aksial mengakibatkan
semakin besar tegangan keluaran pada generator.
Selanjutnya pada tahun 2015 Mohammad Fiky Alqodri dalam penelitiannya
yang berjudul Rancang Bangun Generator Fluks Aksial Putaran Rendah Magnet
Permanen Jenis Neodymium (NdFeB) Untuk Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe
Double-Stage Savonius, penelitian yang dilakukan juga fokus pada generator
fluks aksial keluaran 3 fasa dengan konfigurasi rotor tunggal dan stator tunggal
menggunakan 6 kumparan dan 6 kutub magnet berdasarkan hasil penelitian
membuktikan semakin laju putaran rotor maka tegangan keluaran pada stator
masing-masing fasa juga semakin besar.
Berdasarkan latar belakang dan kajian terdahulu dalam tugas akhir ini
penulis bermaksud melakukan penelitian terkait pengembangan generator aksial
dengan judul “Rancang Bangun Mini Generator Fluks Aksial 1 Fasa Putaran
Rendah Menggunakan Neodymium Magnet (NdFeB) Berbasis Multi
Cakram”.
B. Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang dan kajian terdahulu, penulis membuat rumusan
masalah yang sesuai dengan judul dalam penyusunan skripsi ini yaitu:
1. Bagaimana merancang dan membuat generator fluks aksial 1 fasa putaran
rendah berbasis multi cakram ?

4
2. Bagaimana analisis kinerja generator dan karakteristik output dari
generator fluks aksial berbasis multi cakram ?
C. Batasan Masalah
Berdasarkan pada identifikasi masalah, maka penelitian ini dibatasi hanya
pada :
1. Desain dan pemodelan yang dibuat adalah sebatas generator fluks aksial
dengan rotor multi cakram dan multi stator tanpa inti besi.
2. Pembahasan mengenai prinsip kerja generator fluks aksial (Hukum
Faraday) dan perhitungan dari hasil analisa pengujian,
3. Mengetahui kinerja generator fluks aksial 1 fasa dan karakteristik dari
tegangan keluaran.
D. Tujuan Penelitian
Dari rumusan masalah yang penulis dapatkan maka bisa di jelaskan tujuan
dari penyusunan skripsi ini adalah sebagai berikut:
1. Merancang dan membuat generator fluks aksial 1 fasa putaran rendah
berbasis multi cakram.
2. Menganalisis kinerja dan membuat grafik karakteristik output generator
fluks aksial 1 fasa berbasis multi cakram.
E. Manfaat Penelitian
Adapun kegunaan atau manfaat yang dapat diberikan dalam jangka panjang
jika ide konsep gagasan ini bagi peneliti selanjutnya dapat dikembangkan dan
direalisasikan ialah sebagai berikut:

5
1. Bagi Masyarakat
Hasil rancangan generator ini dapat digunakan sebagai salah satu opsi
dari berbagai jenis generator fluks aksial dalam pengaplikasiannya pada
pembangkit listrik mikro hidro maupun wind turbine.
2. Bagi dunia pendidikan dan ilmu pengetahuan
Ide konsep gagasan ini dapat digunakan sebagai referensi untuk kajian
lebih lanjut khususnya di bidang terkait.
3. Bagi Mahasiswa
Dapat dijadikan sebagai pembelajaran dalam pengembangan ilmu
pengetahuan di bidangnya.
F. Sistematika Penulisan
Dalam skripsi ini, penulis menyusunnya dengan menggunakan sistematika
sebagai berikut :
I. Pendahuluan
Memuat latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan, manfaat
dan sistematika penulisan.
II. Kajian Literatur
Berisi teori-teori dan kajian yang mendukung dalam penelitian tentang
generator aksial dan neodymium magnet baik itu induktif maupun deduktif.
III. Metode Penelitian
Pada bagian ini menjelaskan tentang proses perancangan dan pembuatan
generator seperti penentuan spesifikasi serta ukuran rotor dan stator, dan

6
juga bagian-bagian konstruksi lainnya hingga selesai dan generator siap
untuk dilakukan pengujian dan pengukuran.
IV. Pengujian dan Analisis
Berisi mengenai perhitungan terhadap variabel-variabel generator,
melakukan pengujian generator seperti, pengujian fungsional, dan pengujian
generator secara keseluruhan, dan membahas data hasil dari analisa
pengujian.
V. Penutup
Berisi tentang kesimpulan dan saran dari hasil penelitian.

7
II. KAJIAN LITERATUR
A. Kajian Terdahulu
Kajian terdahulu yang penulis gunakan dalam penelitian ini di dapatkan dari
beberapa jurnal dan skripsi di perpustakaan online berbagai universitas dalam dan
luar negeri. Kajian terdahulu dibutuhkan dalam sebuah penelitian bertujuan agar
penelitian yang di lakukan memiliki acuan dan dapat menyempurnakan dari
konsep atau metode penelitian yang pernah dikembangkan oleh penelitian
sebelumnya. Hal tersebut juga dijadikan sebagai tolak ukur apabila sebuah
penelitian dikatakan sudah mengikuti dan sesuai dengan perkembangan teknologi
terbaru.
Berkaitan dengan desain bentuk kumparan generator fluks aksial sudah
pernah dilakukan tahun (2011) dalam penelitiannya Chatra Hagusta Prisandi yang
berjudul Studi Desain Kumparan Stator pada Generator Sinkron Magnet
Permanen Fluks Aksial Tanpa Inti Stator. Studi ini membandingkan pengaruh
jumlah kumparan stator terhadap nilai, bentuk gelombang fluks magnet, dan
tegangan keluaran dari generator. Dengan jumlah kutub magnet rotor pada tiap
desain penelitian adalah sama yaitu 24 kutub. Hasil studi menunjukkan bahwa
desain 9 kumparan stator sesuai untuk konfigurasi tiga fasa sedangkan desain 12
kumparan stator selaras untuk generator konfigurasi satu fasa.
Penelitian tentang generator aksial putaran rendah kutub banyak juga telah
dilakukan oleh C.T. Pan, Y.J. Chen, Z.H. Liu, C.H. Huang pada tahun (2012)
dengan judul Design and fabrication of LTCC electro-magnetic energy harvester

8
for low rotary speed. Hasil dari penelitian ini generator dirancang dengan ukuran
mini sebanyak 28 kutub magnet dan generator telah mampu membangkitan 2,2 V
dengan arus 20 mA pada putaran 300 rmp. Kumparan yang dimiliki hanya 20
lilitan kawat tembaga strip 1,6 mm.
Penelitian generator aksial putaran rendah tegangan 1 fasa telah dilakukan
oleh Mustofa pada tahun (2014) dengan judul Perancangan Pembangkit Listrik
Menggunakan Generator Magnet Permanen Dengan Motor DC Sebagai Prime
Mover. Pada penelitian tersebut generator aksial 1 fasa ini sudah mampu
menyalakan 3 buah lampu pijar dengan daya 75 W dan arus 0,34 A, tetapi
generator ini masih untuk kecepatan putar yang tinggi yaitu 2000 rpm. Generator
magnet permanen ini pada putaran 187,5 rpm dan frekuensi 50 Hz dapat
digunakan untuk mengisi accu. Setelah dilakukan pengukuran tegangan output
generator pada putaran 187,5 rpm diketahui bahwa tegangan yang dibangkitkan
adalah sebesar 23,45 Volt dan arus sebesar 0,82 A.
Penelitian tentang rancang bangun generator aksial putaran rendah juga
dilakukan oleh Mohammad Fiky Alqodri pada tahun (2015) dengan judul
Rancang Bangun Generator Fluks Aksial Putaran Rendah Magnet Permanen Jenis
Neodymium (NdFeB) Untuk Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Double-Stage
Savonius. Penelitian ini membahas tentang perancangan dan pembuatan generator
aksial 3 fasa single side rotor dengan hasil tegangan keluaran mencapai 2 V dan
arus 0,3 A pada kecepatan 500 rpm.

9
B. Landasan Teori
1. Generator Fluks Aksial
Generator fluks aksial adalah salah satu jenis mesin listrik yang dapat
membangkitkan energi listrik dengan arah aliran fluks secara tegak lurus.
(Wijaya A Abdilah dkk, 2016). Generator magnet permanent tipe aksial
sangat efisien untuk digunakan karena kemampuan generator ini bisa
digunakan untuk pembangkitan energi listrik pada putaran rendah (Haysim,
2014). Kemudahan dalam pembuatan dan juga scale up generator magnet
permanen sangat memudahkan dalam mendesain generator dengan kapasitas
daya tertentu, tegangan tertentu dan kecepatan kerja tertentu, dengan
mengubah parameter seperti kekuatan fluks magnet, jumlah kumparan dan
belitannya, jumlah magnet serta ukuran diameter kawat (Frasongko
Budiyanto, 2014).
Bagian stator generator fluks aksial ini dapat dilihat dari berbagai
macam variasi diantaranya adalah stator dengan inti besi berbentuk torus,
stator tanpa inti besi, dan jumlah gulungan. Sedangkan rotor pada generator
terdiri dari tatakan penyanggah magnet dan juga magnet permanen yang
digunakan untuk menghasilkan medan magnet permanen, magnet permanen
direkatkan atau di tanamkan pada piringan plat (disc) agar kokoh dan tahan
getaran pada saat dioperasikan (Firdausi M Kahlil, 2010). Semakin besar
luas permukaan permanen magnet yang digunakan, semakin banyak pula
fluks magnetik yang dibangkitkan oleh magnet permanen tersebut dan

10
menembus kumparan pada stator, sehingga gaya gerak listrik (GGL) induksi
yang dibangkitkan juga semakin tinggi (Piggott, 2009)
Gambar 1. Bentuk Generator Fluks Axial
(Sumber : Steven Fahey, 2006)
Berbeda dengan generator generator konvensional lainnya yang aliran
fluksnya secara radial. Generator fluks aksial ini memiliki ukuran yang jauh
lebih kecil yang biasanya dimanfaatkan untuk pembangkit listrik tenaga
angin (Wijaya A Abdilah dkk, 2016).
2. Konstruksi Generator Aksial
Berikut ini adalah penjelasan tentang bagian-bagian konstruksi dari
generator aksial yakni stator, rotor, dan magnet permanen :
a. Stator
Generator fluks aksial memiliki beberapa macam model variasi
seperti, kombinasi pada stator dengan inti besi berbentuk torus dan
stator tanpa inti besi. Stator dengan bentuk torus memiliki slot
kumparan dan ada juga yang tidak memiliki slot pada inti besinya,

11
stator torus biasanya digunakan pada putaran kecepatan tinggi. Inti
besi pada bagian tengah lilitannya untuk lebih membantu
mengarahkan induksi magnetik menuju kumparan (Jarekson
Ramadhan, 2011).
Gambar 2. Bentuk Stator Torus
(Sumber : M. Aydin, 2008)
Gambar 3. Bentuk Stator Tanpa Inti Besi
(Sumber : Piggott H, 2014)
Pada stator tanpa inti besi hanya menggunakan bahan dielektrik
untuk melindungi kumparan. Generator aksial dengan stator tanpa inti
besi digunakan pada putaran kecepatan yang rendah karena kumparan
secara langsung berhadapan dengan rapat memotong fluks magnet.
Stator tanpa inti besi terdapat 2 macam susunan kumparannya yaitu
overlapping dan non-overlapping. Susunan overlapping terlihat

12
bahwa susunan kumparannya tumpang tindih dengan kumparan
lainnya dengan menghasilkan fasa yang berbeda pada tiap
kumparannya. Pada susunan non overlapping susunan kumparannya
berada sejajar dan tidak berimpit dengan kumparan lainnya dengan
fasa yang saling berurutan sesuai dengan jumlah kumparan pada stator
tersebut. (Andre Atmojo P, 2011).
Gambar 4. Bentuk Susunan Overlapping dan Non-Overlapping
(Sumber : F.G.Rossouw, 2009)
Jumlah gulungan pada stator menentukan besarnya tegangan, arus
keluaran, dan daya pada generator tersebut. Gulungan pada kumparan
tersebut menentukan apakah yang dikuatkan adalah tegangan atau arus
tergantung dari hubungan paralel atau seri pada hubungan
kumparannya (Maulana Akbar, 2012).
b. Rotor
Rotor dari generator aksial fluks permanen magnet (AFPM) terdiri
dari dua plat logam atau baja dibuat menyerupai disk yang saling
berhubungan dengan magnet permanen yang melekat pada lingkar
luar di permukaan atau bagian dalam yang saling berhadapan terhadap
kutub yang berlawanan pada kedua magnet disk rotor tersebut
(F.G.Rossouw, 2009).

13
Disk baja rotor harus yang dapat memiliki sifat sebagai baja kaku,
karena diperlukan untuk mempertahankan jarak airgap atau celah
udara antara magnet dengan kumparan stator yang saling berhadapan
(J.F.Gieras dkk., 2004).
Gambar 5. Bentuk Rotor Generator AFPM
(Sumber : Steven Fahey, 2006)
Kombinasi dari stator tanpa inti besi dan magnet permanen,
keduanya dapat mendekati nilai permeabilitas mendekati satu, dengan
menciptakan celah udara yang lebih efektif. Dalam rangka
mempertahankan nilai-nilai yang dapat diterima dari fluks magnetik
dalam airgap, diperlukan volume magnet permanen yang jauh lebih
banyak. Ini memiliki efek negatif pada berat bobot dan biaya produksi
juga akan bertambah. Generator AFPM ditujukan untuk digunakan
pada turbin angin sistem aplikasi langsung. (F.G.Rossouw ,2009).
Gambar 6. Bentuk Rotor Generator AFPM banyak kutub
(Sumber : C.T. Pan dkk, 2012)

14
Oleh karena itu kecepatan putar AFPM yang rendah membuat
generator ini untuk dioptimalkan dalam pengembangannya pada
operasi kecepatan angin yang rendah, dan menggunakan model tiang
yang tinggi. Hal ini dilakukan dalam menghindari kebutuhan untuk
gearbox (F.G.Rossouw ,2009).
Terdapat dua cara dalam menyusun magnet pada mesin AFPM,
diantaranya yaitu surface-mounted PM dan embedded PM. Pada tipe
surface-mounted PM, kutub magnet ditempelkan di atas permukaan
rotor sehingga terdapat celah udara antar PM. Sedangkan pada tipe
embedded PM, kutub magnet seolah-olah dimasukkan ke dalam rotor
kemudian permukaan rotor dan magnet di buat rata (Chatra Hagusta P,
2011).
Gambar 7. Bentuk Tipe Pemasangan Magnet Pada Rotor
(Sumber : F.G.Rossouw, 2009)
c. Magnet Permanen
Medan magnet yang dihasilkan dari pada rotor, adalah merupakan
medan magnet yang kuat dari magnet permanent neodymium. Magnet
permanen ini tidak memiliki kumparan penguat dan tidak
menghasilkan desipasi daya elektrik. Magnet permanen neodymium
merupakan magnet yang bermaterial keras artinya material

15
feromagnetik yang memiliki hysteresis loop yang lebar. Hysteresis
loop yang lebar menunjukkan sedikitnya pengaruh induksi dari luar
terhadap magnet tersebut (J.F. Gieras dkk., 2004).
Gambar 8. Bentuk Magnet Permanen Neodymium
(Sumber : Waluyo Dimas, 2012)
Beberapa jenis magnet permanen yang banyak digunakan pada
mesin elektrik atau motor listrik diantaranya yaitu:
a. Alnicos (Al, Ni, Co, Fe)
b. Ceramics (Ferrites),
contoh : Barium Ferrite (BaOx6Fe2O3) dan Strontium Ferrite
(SrOx6Fe2O3)
c. Rare-earth materials
Contoh : Samarium-Cobalt (SmCo) dan Neodymium-Iron-Boron
(NdFeB).
Berikut ini adalah kurva demagnetisaisi perbedaan dari ketiga jenis
magnet permanen diatas.

16
Gambar 9. Kurva Demagnetisasi Magnet Permanen
(Sumber : J.F.Gieras dkk., 2004)
Berdasarkan dari kurva diatas magnet permanen jenis rare-earth
materials dengan bahan Neodymium-Iron-Boron (NdFeB) dipilih
sebagai bahan yang paling baik dari ketiga jenis bahan yang lain.
NdFeB memiliki densitas fluks yang lebih besar dibandingkan bahan
feromagnetik yang lain (J.F.Gieras dkk., 2004). Magnet ini banyak di
produksi oleh pabrik dengan berbagai bentuk model yang kecil dan
ringan. Itulah salah satu faktor saat ini lebih banyak orang
menggunakan bahan feromagnetik jenis ini.
3. Tipe-Tipe Generator Axial
Generator aksial memiliki beberapa tipe model kontruksi diantaranya
stator dan rotor tunggal, stator ganda, rotor ganda dan, multi stator dan rotor
(multi stage).

17
a. Tipe Rotor dan Stator Tunggal (Cakram Tunggal)
Generator ini terdiri dari sebuah rotor dan sebuah stator yang
mempunyai 3 jenis stator yaitu slotted stator, slotless stator, dan
salient pole stator. Rotornya terdiri dari sebuah piringan besi kuat
yang terdapat magnet di permukaannya Generator ini biasa digunakan
pada torsi kecil. Sehingga sangat efektif, bila digunakan pada turbin
angin dengan kapasitas kecil (Yicheng C hen dkk., 2004).
Gambar 10. Generator AFPM Tipe Rotor dan Stator Tunggal
(Sumber : A. Mahmoudi, 2011)
Ini merupakan konstruksi mesin fluks aksial yang paling sederhana
karena hanya memiliki satu buah rotor dan satu rangkaian stator. Akan
tetapi, torsi yang lebih kecil dari pada jenis konstruksi lainnya.
Konstruksi ini dapat sebagai motor traksi, atau pengangkat lift (Chatra
Hagusta P, 2011).

18
b. Tipe Rotor Ganda dan Stator Tunggal
Konstruksi generator ini terdiri dari dua buah rotor disk dengan
magnet permanen mengapit kumparan stator di tengah. Konstruksi ini
disebut dengan tipe TORUS. Perbedaannya terletak pada pergerakan
fluks dan ukuran diameter statornya. Berdasarkan arah dari fluks-fluks
magnetiknya, mesin AFPM tipe TORUS dapat dibagi menjadi dua
tipe, yaitu TORUS N-N (North-North) dan TORUS N-S (North-
South) seperti pada gambar 11 (M. Aydin, 2001).
Gambar 11. Torus N-N dan Torus N-S Dengan Stator Inti Besi
(Sumber : M.Aydin, 2001)
Pada mesin AFPM tanpa inti besi (coreless) terdiri dari dua rotor
eksternal dan satu stator internal yang terjepit di antara dua rotor.
Disebut coreless karena struktur stator mesin AFPM ini tanpa inti besi
diadopsi untuk mengurangi berat badan mesin (Jarekson Ramadhan,
2011). Perekat kumparan di bentuk seperti trapesium dirakit dengan
cetakan bahan dasar resin epoxy nonconducting non-magnetik.
Akibatnya, daya torsi dorong dapat dihilangkan, dan meningkatkan
karakteristik dinamik dan menjadikan generator cut in lebih cepat
dalam kecepatan rendah. (W.Z.Fei ,P.C.K. Luk., 2009).

19
Selain, menghilangkan inti stator hal ini dapat meminimalkan gaya
magnet antara stator dan rotor yang di bekali magnet dengan energi
tinggi jenis (NdFeB) magnet yang menempel ke rotor dipermukaan
besi, diposisikan dengan frame aluminium seperti yang digambarkan
pada gambar 12. Magnet merah membuat aliran celah udara fluks
terhadap kumparan, begitu juga pada magnet dibawahnya (B. Xia,
2010).
Gambar 12. Generator AFPM Rotor Ganda Tipe N-N Coreless
(Sumber : B. Xia, 2010)
c. Tipe Stator Ganda Rotor Tunggal
Pada generator axial tipe ini terdapat dua buah stator yang
mengapit sebuah rotor (stator eksternal). Pada tipe ini tidak ada variasi
tipe N-N atau N-S pada rotornya tetapi variasi terjadi pada bentuk
konstruksi statornya. Tipe ini efektif jika digunakan pada mesin
dengan momen inersia yang kecil yang memiliki sedikit besi pada
bagaian rotornya (Andre Atmojo P, 2011).

20
Gambar 13. Generator AFPM Stator Ganda Rotor Tunggal
(Sumber : A. Mahmoudi, 2011)
Sebagai generator yang memiliki kumparan armaturnya terletak
pada dua stator bagian eksternal, konstruksi generator ini sering
disebut dengan tipe AFIR (Axial Flux Internal Rotor) atau eksternal
stator. Konstruksi dua sisi dengan kedua stator terhubung paralel dapat
beroperasi apabila salah satu statornya rusak, namun di sisi lain,
apabila terhubung secara seri, akan menghasilkan dua gaya sama besar
tetapi saling berlawanan (Chatra Hagusta P, 2011).
Gambar 14. Generator AFPM Stator Ganda Rotor Tunggal
(Sumber : Yicheng Chen dkk., 2004)

21
d. Tipe Rotor dan Stator Banyak
Pada generator tipe ini terdapat lebih dari dua stator atau dua rotor.
Tipe ini dibuat untuk memenuhi kebutuhan tenaga listrik yang lebih
besar. Generator ini juga memiliki dua tipe yaitu tipe N-N dan tipe N-
S pada statornya (Maulana Akbar, 2012). Konsep ini muncul karena
adanya keterbatasan pada meningkatnya torsi yang harus dicapai
dengan cara memperbesar diameter mesin AFPM. Faktor-faktor yang
membatasi adalah:
1. Tekanan aksial yang ditahan bearing terlalu besar.
2. Kekuatan mekanis pada sendi antara disk rotor dan shaft.
3. Pada kecepatan putar yang tinggi, maka disk yang terlalu lebar
akan bergetar sehingga torsi yang dihasilkan pun tidak konstan
melainkan terdapat ripple pada keluarannya. (Chatra Hagusta P,
2011).
Solusi yang mungkin dilakukan untuk terus meningkatkan besar
torsi mesin adalah dengan menumpuk dua, tiga, atau lebih disk mesin
AFPM seperti pada gambar 15.
Gambar 15. Topologi Gemerator AFPM Rotor Banayk Tipe Coreless
(Sumber : A. Mahmoudi,2011)

22
Konstruksi generator multi stator ini cukup besar jika dibandingkan
pada tiga tipe sebelumnya. Tidak hanya itu, pada generator ini juga
memiliki transfer panas yang tidak begitu baik dibandingkan dengan
tipe sebelumnya (Chatra Hagusta P, 2011).
Gambar 16. Fisik Generator AFPM Rotor Banyak Tipe Coreless
(Sumber : Yu-Ta Tu, dkk., 2004)
4. Prinsip Kerja Generator Aksial
Hukum induksi Faraday menyatakan bahwa apabila jumlah garis gaya
yang melalui kumparan diubah, maka garis gaya listrik diinduksikan dalam
kumparan itu. Besarnya garis gaya listrik yang diinduksikan berbanding
lurus dengan laju perubahan jumlah garis gaya yang melalui kumparan
(Nurhadi A, 2012).
Sehingga didapatkan persamaan (1) seperti berikut ini.
(1)
dimana:
E = tegangan induksi (v)
N = jumlah lilitan
∆Ø = perubahan fluks (Wb)
∆t = waktu (s)

23
Penggunaan magnet permanen menghasilkan medan magnet yang
tetap sehingga tidak memerlukan pencatuan arus searah untuk menghasilkan
medan magnet. Sedangkan fluks aksial diperoleh dari magnet permanen
yang telah diberikan perlakuan khusus sehingga arah garis-garis gaya
magnet keluar dari kutub magnet secara aksial atau vertikal. Medan magnet
[B] dari rotor tersebut yang akan menembus bidang stator seluas bidang
magnet [A] sehingga menghasilkan fluks magnet [Ø] sesuai dengan
persamaan (2) berikut ini (Mustofa, 2015).
Ø = A . Br . cos Ө
Ømax = Amagn × Bmax × cos Ө (2)
(3)
Keterangan:
Ømax = fluks – fluks magnet [Wb]
Bmax = induksi magnetik [T]
Amagn = luas bidang medan magnet [m2
]
Ө = Sudut [derjat] = 0
Besar nilai fluks (Ø) akan berubah-ubah karena adanya perubahan Ө.
Sudut Ө berubah karena medan B yang bergerak menembus stator dan
menghasilkan sudut tembus terhadap bidang normal stator yang berbeda-
beda. (Chatra Hagusta P, 2011).
𝐴𝑚𝑎𝑔𝑛 =
π ro2
− ri2
− τf(ro − ri ) Nm
Nm

24
5. Parameter Generator
Parameter yang dimaksud dalam hal ini adalah variabel-variabel atau
konstanta yang terkandung dalam konsep pembangkitan energi listrik
seperti frekuensi, GGL induksi, dan kerapatan fluks magnet. Selengkapnya
pada penjelasan berikut ini.
a. Frekuensi
Hubungan antara kecepatan putar dan frekuensi generator dapat
dirumuskan pada persamaan berikut ini: (Chapman J Stephen, 2012).
(4)
Keterangan :
n = putaran (rpm)
f = frekuensi (Hz)
p = jumlah kutub magnet
b. Tegangan pada GGL Induksi
Prinsip kerja generator dalam mengkonversi energi mekanik
menjadi energi listrik adalah berdasarkan hokum Faraday. Tegangan
induksi yang dihasilkan oleh generator ini dapat dihitung dengan
persamaan (6) dan (7) berikut ini : (Piggott,H. 2009).
Na = Nr x Ns / 2 (6)

25
E = 2 x Ømax x Na x N (7)
Emax = Ein × Nx (8)
Keterangan :
Ein = tegangan induksi (v)
Ømax = fluks – fluks magnet [Wb]
Na = Jumlah kumparan x Jumlah lilitan
N = rotasi per sekon (rpm/s) [rpm /60 sekon]
Ns = Jumlah lilitan /spull
Nr = Jumlah kumparan(spull)
Nph = Jumlah Phasa
Nx = Jumlah Stage
c. Kerapatan Fluks Magnet
Fluks magnet maksimal atau nilai kerapatan fluks magnet
maksimum dapat di tentukan dengan dengan persamaan (9) berikut ini
(Fiky Alqodri M, 2015).
(9)
Keterangan :
Br = Kerapatan fluks (T)
lm = Tinggi magnet (m)
δ = Lebar celah udara (m)
Bmax = Fluks magnet maksimal (T)

26
III. METODE PERANCANGAN
A. Waktu dan Tempat Penelitian
Penelitian skripsi ini dilakukan selama 6 bulan mulai dari tahap persiapan,
tahap pelaksanaan, hingga tahap penyelesaian. Jelasnya penelitian skripsi ini
lakukan di dua tempat, pertama dirumah penulis sendiri dan di Lab Fakultas
Teknik Universitas Maritim Raja Ali Haji. Selama kurun waktu 6 bulan terhitung
dari awal bulan April-Juli 2016 dan awal bulan November-Desember akhir 2016.
B. Jenis Penelitian
Berdasarkan kajian deduktif dan kajian induktif yang penulis temukan
dalam masa penyusunan skripsi ini, maka penelitian yang dilakukan lebih
mengutamakan pada kategori kualitatif.
Penelitian kualitatif ialah merupakan jenis penelitian yang megeksplorasi
dan pengembangan sebuah objek penelitian yang lebih mengutamakan pada
kualitas atau mutu hasil dari produk penelitian yang dilakukan. Pada penelitian
kualitatif tidak terdapat pertimbangkan apakah produk dari pnelitian yg dilakukan
dapat diterapkan(diterima) di kehidupan masyarakat atau tidak.
Penelitian scara kualitatif sangat simple dan tidak rumit karna cuma
menggunakan satu objek saja untuk dijadikan objek riset. Dalam penelitian
kualitatif melakukan pengumpulan data dan analisis data tidak menggunakan cara
statistik, melainkan non statistik. Oleh karena itu pada penelitian yang penulis
lakukan ini hanya memiliki fokus pada objek dan komponen generator aksial,
tidak membahas turbin angin, rectifier, charger, maupun sistem inverter.

27
C. Diagram Alur Penelitian
Secara garis besar alur penelitian yang penulis lakukan dari awal hingga
selesai dapat dipahami pada diagram alur penelitian gambar 17.
Gambar 17. Diagram Alur Penelitian

28
D. Metode Pengambilan Data
Metode yang digunakan dalam mengumpulkan data pada penelitian ini adalah
sebagai berikut:
1. Teknik Observasi
Metode ini merupakan teknik pengamatan yang dilakukan secara langsung
untuk menentukan jenis kayu stator yang kuat dan tahan, pengamatan juga
dilakukan untuk menentukan ukuran kawat email tembaga yang akan
digunakan.
2. Studi Pustaka
Metode ini dilakukan dengan cara membaca dan megumpulkan teori-teori
penting yang dijadikan sebagai landasan atau kajian deduktif. Studi
pustaka yang penulis lakukan berhubungan dengan pembuatan model
disain , perancangan, perhitungan, dan pembuatan generator fluks aksial.
E. Perancangan dan Pemodelan
Perancangan generator fluks aksial 1 fasa pada penelitian ini dapat dibagi
atas dua bagian umum yaitu : perancangan stator, dan perancangan rotor seperti
yang digambarkan pada diagram blok perancangan stator dan rotor pada gambar
18 dan 19 berikut ini.

29
Gambar 18. Prosedur Perancangan Stator
Gambar 19. Prosedur Perancangan Rotor
1. Perancangan Stator
Terdapat tiga hal yang dilakukan pada perancangan stator yaitu: membuat
rancangan jumlah kumparan dan diameter kumparan, selanjutnya membuat
sketsa susunan tata letak kumparan dan membuat model stator aksial secara
utuh. Selengkapnya pada penjelasan berikut ini:

30
a. Rancangan Jumlah dan Diameter Kumparan
Rancangan ini bertujuan untuk mengetahui jumlah kumparan dan
ukuran-ukuran yang akan di gunakan pada saat pembuatan kumparan seperti
jarak antar kumparan, diameter, dan besar luasan kumparan pada stator.
Karena kumparan kawat tembaga yang akan penulis buat berbentuk bulat
simetris maka perhitungan jarak masing-masing kumparan tersebut
dijelaskan pada gambar 20 berikut ini.
Gambar 20. Rancangan Diameter dan Jarak Kumparan Stator
Berdasarkan hasil peneliian Chatra Hagusta Prisandi tahun 2011 disain
12 kumparan stator selaras untuk generator konfigurasi 1 fasa, maka dari itu
untuk generator 1 fasa ukuran kecil penulis menggunakan 6 buah kumparan
untuk satu buah stator yang merpakan masih kelipatan angka genap.
Mengikuti data dari penelitian Mohammad Fiky Alqodri tahun 2015 yang
menggunakan diameter rotor 12cm maka penulis menggunakan stator
berdiameter 13,5cm dan rotor yang akan di buat berukuran diameter lebih
besar 0,8cm dari Mohammad Fiky yaitu 12,8cm. Berdasarkan penjelasan
tersebut didapatkan lobang tempat kumparan pada stator di disain dengan
diameter sebesar 3,5cm dengan jarak antara masing-masing kumparan
adalah 1,4cm, jarak tersebut bertujuan untuk menjaga ketahan dan kekuatan

31
stator yang akan di buat dari bahan kayu. Jika di ukur jarak antara 2 pusat
lobang stator adalah 4,9cm, pada bagian ujung di lebihkan sebesar 2cm +
1,4cm tujuannya untuk ruang sekat rotor terhadap stator sebesar 1cm agar
stator bisa di lepas atau di ganti posisi letaknya pada kerangka generator.
Jadi total panjang keseluruhan jika ditarik garis lurus pada disain diatas
adalah sepanjang 31,4cm.
b. Disain Susunan Tata Letak Kumparan
Rancangan susunan tata letak kumparan dibuat bertujuan untuk
mementukan posisi pembuatan lobang stator untuk ditempatkannya
kumparan. Jika garis lurus 31,4 cm tersebut di hubungkan dalam bentuk
lingkaran maka akan tampak lebih jelas disain tata letak dari kumparan
stator yang akan di buat, seperti pada gambar 21.
Gambar 21. Rancangan Diameter dan Bentuk Kumparan Stator

32
Disain tata letak dari kumparan stator yang penulis rancang
berdiameter 13,5cm karena rotor yang akan di buat berukuran diameter
lebih besar 0,8cm dari peneliatan Mohammad Fiky yaitu 12,8cm, ukuran
tersebut disengaja agak kecil dari ukuran stator dengan tujuan agar fluks
magnet tepat jatuh mengenai dan dipotong pada bagian tengah kumparan.
c. Rancangan Model Stator dan Kerangka Generator
Rancangan model stator dibuat dengan tujuan untuk mengetahui bentuk
fisik kerangka generator, stator dan lobang kumparan sesuai ukuran yang
telah di buat. Penulis membuat model stator aksial dilengkapi dengan sekat
rotor dan rongga tempat poros rotor. Papan Stator yang akan di buat
memiliki ukuran 15 cm x 15 cm dengan ketebalan papan yang dinginkan
adalah 1,2 cm, lebih jelasnya seperti gambar 22 berikut ini:
Gambar 22. Rancangan Model Stator Aksial

33
Kerangka stator atau kerangka generator adalah bagian yang akan
memperkokoh tata letak dan pemasangan dari stator multi stage dan
kerangka generator juga tempat di pasangnya bantalan bearing rotor multi
disc. Berdasarkan penelitian Mustofa tahun 2014 yang menggunakan jarak
celah udara stator 5mm maka penulis menggunakan jarak celah udara yang
lebih pendek pada stator dengan ukuran 4mm . Adapun rancangan disain
bagian dari kerangka generator adalah pada ilustrasi gambar 23 dan 24.
1) Kerangka Bagian Sisi Samping Kiri Dan Kanan
Gambar 23. Rancangan Kerangka Sisi Samping Kiri dan Kanan
2) Kerangka Bagian Sisi Atas dan Bawah
Gambar 24. Rancangan Kerangka Sisi Atas dan Bawah

34
2. Perancangan Rotor
Terdapat dua hal yang dilakukan pada perancangan rotor ini yaitu,
membuat rancangan jumlah magnet dan kutub magnet, selanjutnya membuat
disain bentuk rotor secara utuh. Selengkapnya pada penjelasan berikut ini:
a. Rancangan Jumlah Magnet dan Kutup Magnet
Rancangan ini bertujuan untuk mengetahui jumlah magnet berdasarkan
kutubnya, jarak antar magnet, dan jari-jari rotor, serta besar luasan tata
letaknya pada plat rotor. Jenis magnet neodymium yang digunakan dalam
perancangan generator ini adalah magnet bekas yang di dapatkan dari hard
disk rusak yang sudah tidak dipakai lagi, magnet ini tergolong magnet kuat
yang ukurannya tipis, kecil, dan ringan, dengan ukurannya yang kecil
panjang 4,5 cm mangnet ini mempunyai keunggulan dari magnet lainya
yaitu memiliki 1 pasang kutub magnet (N – S) pada masing-masing sisinya.
Untuk lebih jelasnya dapat di lihat pada gambar 25.
Gambar 25. Karakteristik Magnet Neodymium Harddisc

35
Dari model gambar 25 bisa pahami bahwa magnet ini memiliki efisiensi
yang baik dalam segi struktur dan tata letak kutub yang dimilikinya, itulah
alasan penulis kenapa menggunakan magnet permanen model ini. Dari hal
tersebut penulis membuat rancangan konstruksi dan tata letak magnet
neodymium pada plat berbahan alumunium, hal ini bertujuan agar rotor
dapat di disain dengan model embedded atau magnet yang di tanam pada
plat rotor sehingga kedua sisi magnet tersebut dapat dimanfaatkan secara
sekaligus untuk dua buah stator, plat berbahan alumunium juga tidak
terpengaruh terhadap induksi medan magnet sehingga nilai eddy current
pada alumunium bisa di abaikan karena alumunium termasuk jenis logam
non feromagnetik.
Plat alumunium stator dirancang dengan ukuran 12,8 cm disengaja agak
kecil dari ukuran stator dengan tujuan agar fluks magnet tepat jatuh
mengenai dan dipotong pada bagian tengah kumparan, seperti pada gambar
26 berikut ini:
Gambar 26. Rancangan Tata Letak Magnet Pada Plat Rotor

36
Berdasarkan gambar 26 magnet permanen dapat di pasang secara
ditanam pada plat rotor hanya sebanyak 6 buah saja dengan menyesuaikan
dengan jumlah kumparan pada satu buah stator. Maka jumlah kutub magnet
yang terpasang pada satu buah plat rotor adalah sebanyak 12 kutub atau 6
pasang kutub magnet (N–S), jumlah tersebut juga sama dengan kutub
magnet yang digunakan oleh Nurhadi Arif dalam penelitian tahun 2012.
b. Disain Bentuk Rotor
Rancangan ini bertujuan untuk mengetahui bentuk fisik dari plat rotor
dan lobang tempat dipasangnya magnet permanen. Penulis membuat model
rotor aksial secara utuh yang dilengkapi dengan bagian plat yang sudah
dibolongi sebagai tempat diletakannya magnet permanen. Rotor yang akan
di buat memiliki ukuran diameter 12,8 dengan lobang besi sumbu rotor
sebesar 0,7 cm, ketebalan plat alumunium adalah 2 mm untuk lebih jelasnya
seperti gambar 27 berikut ini.
Gambar 27. Rancangan Bentuk Plat Rotor

37
F. Bahan atau Material Penelitian
Bahan – bahan yang digunakan pada pembuatan generator aksial adalah
bahan yang mudah di dapatkan dalam keseharian adapun bahan atau material
penelitian yang digunakan dijelaskan pada tabel 1 berikut:
Tabel 1. Bahan dan Material Penelitian
No Bahan Jumlah Keterangan
1. Alumunium plat
tebal 2mm
7 keping Ukuran 13 x 13cm digunakan
sebagai rotot dan tempat dipsangnya
magnet permanen.
2. Magnet permanern
NdFeB
50 keping Magnet dengan Tebal 2mm
digunakan sebagai pembangkit
medan dan fluk induksi utama pada
generator aksial.
3. Kawat tembaga
/email
1,7 Kg Kawat email dengan ukuran 0,6 mm
di gunakan untuk kumparan stator
pada generator aksial multi stage .
4. Kayu papan tebal
1,5 cm
1m x 0,4 m Kayu digunakan sebagai stator dan
tempat di letakanya kumparan stator
dalam pembuatan generator aksial
multi stage.
5. Besi plat 1 mm 5 cm x 30
cm
Pengyekat stator digunakan sebagai
pemisah jarak antara kayu stator
yang terdiri dari 6 stage kelompok
kumparan.

38
6. Besi bulat panjang
diameter 6mm
1 buah Poros rotor dibuat dari besi bulat
dengan panjang 15 cm.
7. Sekrup dan mur
ukuran no.6
20 buah Baut dan mur digunakan sebagai
Penyambung stator dan kerangka
generator.
8. Bearing 6 mm 2 buah Sebagai Bantalan pada poros rotor
untuk memuluskan putaran rotor.
Lem besi 10 buah Untuk perekat magnet terhadap plat
rotor aluminium.
Amplas Halus 2 lembar Untuk merapikan dan menghaluskan
plat aluminium yang sudah dibentuk.
G. Peralatan Penelitian
Peralatan yang digunakan dalam perancangan dan pembuatan generator
aksial adalah peralatan bengkel baik perkakas tangan dan peralatan listrik yang
dapat membantu dan menunjang dalam penelitian. Adapun peralatan yang
digunakan dijelaskan dalam tabel 2 berikut ini :
Tabel 2. Peralatan Penelitian
No Peralatan Jumlah Keterangan
1. Gergaji listrik 1 Digunakan untuk memotong dan
membentuk kayu stator.
2. Gerinda listrik dan
mata gerinda besi
1 Untuk membentuk dan memotong plat
alumunium dan plat besi.

39
3. Bor listrik + mata
bor kayu dan besi
1 Untuk melubangi kayu stator dan plat
rotor alumunium.
4. Palu besi 1 Untuk membuat alat penggulung kawat
tembaga.
5. Palu karet 1 Alat untuk merapikan sudut kayu stator
dan plat alumunium.
6. Tang kombinasi 2 Alat untuk menjepit dan memotong
kumparan dan plat besi ketika di
gerinda.
7. Tang mimik 2 Untuk menjepit baut / mur kecil dan
memotong kumparan.
8. Obeng (+ dan – ) 2 Alat untuk mengencangkan baut dan
mur.
9. Kikir besi 2 Digunakan sebagai alat penghalus tepi
plat aluminiumdan plat besi.
10. Multimeter analog 1 Digunakan untuk mengecek putus
tidaknya kawat email.
11. Multimeter digital 1 Digunakan untuk mengukur nilai arus
dan tegangan keluaran pada generator.
12. Osiloskop 1 Digunakan untuk mengetahui
karakteristik dan bentuk gelombang
tegangan keluaran pada generator.
13. Solder listrik dan
timah
1 Untuk menyambungkan dan mematri
ujung dan pangkal kumparan.

40
14. Tachometer 1 Untuk mengukur rpm putaran rotor.
15. Motor DC 1 Sebagai penggerak saat pengujian.
H. Prosedur Pembuatan Generator
Ada tiga tahapan yang harus dilakukan dalam pembuatan generator aksial
multi stage ini, mulai dari tahap persiapan, tahap pelaksanaan, hingga tahap
penyelesaian. Selanjutnya lebih lengkap pada sub bab berikut ini.
1. Tahap Persiapan
Terdapat 3 pekerjaan yang dilakukan pada tahap ini yakni membuat alat
penggulung kumparan, pembentukan papan kayu sebagai stator, pembentukan
alumunium sebagai plat rotor, seperti yang digambarkan pada diagram gambar
28 berikut ini.
Gambar 28. Prosedur Tahap Persiapan

41
a. Membuat Alat Penggulung Kumparan
Penggulungan kawat email tembaga dilakukan dengan menggunakan
alat bantu penggulung kawat yang penulis buat sendiri dari besi plat dan
kayu yang tujuannya agar proses penggulungan bisa lebih cepat. Alat
penggulung kawat tembaga digerakkan oleh motor DC 24 volt karena
jumlah total gulungan yang di buat adalah sebanyak 36 gulungan untuk 6
stage papan stator.
Adapun gambar 29 berikut ini adalah bentuk dari alat penggulung yang
penulis gunakan dalam penelitian skripsi ini :
Gambar 29. Alat Penggulung Kawat Tembaga.
b. Pembentukan Stator dan Kerangka Generator
Papan kayu dengan tebal 1,2 cm di bentuk menyerupai persegi dengan
ukuran 15 x 15 cm, sesuai dengan perancangan stator pada sub bab
sebelumnya, kayu ini di beri lobang dengan diameter 3,5 cm sebanyak 6
buah, dengan jarak antara lobang tersebut adalah 1,4 cm, berikut ini adalah
hasil dari pembentukan papan kayu stator yang terdapat pada gambar 30.

42
Gambar 30. Pembentukan Papan Kayu Stator
Setelah papan stator dibuat maka selanjutnya membuat kerangka
generator, kerangka generator dibuat harus sesuai dengan ukuran sketsa
disain yang telah dibuat pada perancangan stator yakni kerangka bagian sisi
kanan kiri dan, kerangka sisi atas dan bawah generator. Untuk hasil
pembuatan dari kerangka generator seperti pada gambar 31dan gambar 32.
Gambar 31. Kerangka Generator Sisi Kanan dan Kiri

43
Gambar 32. Kerangka Generator Sisi Atas dan Bawah
c. Pembentukan Alumunium Plat Sebagai Rotor
Pembentukan aluminium plat yang dijadikan sebagai rotor dilakukan
sesuai dengan model perancangan rotor dimana diameter plat di potong
dengan ukuran 12,8 cm. Pembuatan lobang tempat di tanam atau
ditempelkannya magnet permanen dengan ukuran panjang 4,5 cm yang
harus menyerupai bentuk magnet itu sendiri dilakukan menggunakan
gerinda dan bor listrik, kemudian dirapikan dan dihaluskan menggunakan
kikir besi dan amplas halus. Hasil dari pemotongan dari aluminium plat
rotor yang telah siap terdapat pada gambar 33.

44
Gambar 33. Pembentukan Aluminium Plat Rotor.
2. Tahap Pelaksanaan
Pada tahap pelaksanaan ada 3 point pekerjaan yang dilakukan yakni
melakukan penggulungan kawat tembaga dan pemasangan kumparan pada
stator, pemasangan magnet permanen dan perakitan rotor multi disc,
selanjutnya penggabungan komponen rotor dan komponen stator. seperti yang
digambarkan pada diagram blok gambar 34.
Gambar 34. Prosedur Tahap Pelaksanaan

45
a. Penggulungan Kawat dan Pemasangan pada Stator
Menggunakan alat penggulung kawat tembaga yang sudah dibuat
penulis menggulung kawat dengan jumlah lilitan rata-rata antara 100 sampai
120 lilitan. Dengan diameter kawat yang cukup kecil yaitu 0,6 mm.
Diameter kumparan yang dihasilkan dari gulungan kawat tidak terlalu besar
cukup mendekati 3,5 cm, yang penting kumparan bisa di masukan dalam
lobang kayu stator seperti pada gambar 35 dan gambar 36.
Gambar 35. Penggulungan Kawat Tembaga 0,6mm
Gambar 36. Hasil Gulungan Kumparan yang Telah Siap

46
b. Pemasangan Magnet dan Pembuatan Rotor
Setelah plat rotor dibentuk dan di lobangi sesuai disain yang di inginkan
selanjutnya plat tersebut di tempelkan atau di tanamkan magnet permanen
copotan dari harddisk rusak tersebut. Agar magnet bisa menempel dengan
kekuatan yang kokoh terhadap plat rotor aluminium dan tidak mudah lepas,
maka magnet tersebut di lapisi dengan lem besi pada sekeliling magnet.
Gambar 37 berikut ini adalah magnet yang sudah selesai di tempelkan pada
rotor plat aluminium.
Gambar 37. Magnet yang Sudah Siap di Tempelkan pada Rotor
c. Penggabungan Komponen Rotor dan Komponen Stator
Setelah semua komponen dan bagian – bagian generator selesai di buat
seperti rotor plat dari aluminium dan stator dari papan kayu beserta
kumparan sudah selesai dan juga termasuk kerangka generator juga sudah
selesai di buat, maka selanjutnya menggabungkan komponen – komponen
tersebut menjadi satu dengan merakit satu per satu hingga menjadi bentuk
generator yang utuh dan siap di uji sesuai fungsinya. Pada bagian rotor
penulis menggabungkan dengan cara mensejajarkan atau memparalelkan

47
sebanyak 7 keping plat aluminium yang sudah selesai dibentuk seperti pada
gambar 38.
Gambar 38. Penggabungan 7 Buah Plat Rotor dan Kerangka Generator
3. Tahap Penyelsaian
Pada tahap penyelesaian juga ada 3 point pekerjaan yang dilakukan yakni
pemasangan komponen generator secara keseluruhan dan merapikan,
melakukan perhitungan pengujian dan pengukuran pada generator aksial,
selanjutnya pencatatan hasil dari pengukuran dan pengujian, seperti yang
digambarkan pada diagram blok gambar 39.
Gambar 39. Prosedur Tahap Penyelesaian

48
a. Pemasangan Komponen Generator Secara Keseluruhan
Dalam hal ini penulis memasang dan memasukkan rotor dan stator kedalam
kerangka generator hingga rotor dapat di putar dengan lancar dan tidak
tersendak atau bergesekan dengan stator. Dengan jarak celah udara (air gap)
selebar 4mm diantara masing – masing stator sebagai tempat ruang gerak putar
dari rotor yang memiliki ketebalan 2mm, hal tersebut diharapkan dapat
meningkatkan efisiensi dari pada kinerja generator yang prinsipnya walau
hanya sekedar prototype awal dalam penelitian ini. Gambar 40 berikut adalah
dimana generator telah siap di rakit dengan sempurna beserta terminalnya dan
siap untuk di lakukan pengujian dan pengukuran.
Gambar 40. Generator Telah Siap di Rakit
b. Melakukan Perhitungan, Pengujian dan Pengukuran
Pada sesi ini penulis terlebih dahulu melakukan perhitungan secara
matematis terhadap beberapa parameter yang dimiliki oleh generator aksial
seperti yang di jelaskan pada bab kajian literatur, dimana perhitungan
matematis ini akan di bahas pada bab selanjutnya. Kemudian setelah
melakukan perhitungan selanjutnya melakukan pengukuran dan pengujian

49
terhadap generator aksial dengan menggunakan beberapa alat ukur seperti
multimeter analog, multimeter digital, rpm meter, dan osiloskop. Proses
pengukuran dan pengujian dilakukan di labor Fakultas Teknik Universitas
c. Pencatatan Hasil Dari Pengukuran dan Pengujian
Setiap hasil yang didapatkan pada proses pengukuran dicatat dan di
dokumentasikan, karena akan dijadikan sebagai data untuk digunakan pada
saat pembahasan dan pembanding hasil pengukuran dengan hasil perhitungan,
data tersebut juga digunakan pada saat melakukan penilaian.
Data record yang dimaksud di anggap penting karena termasuk hal yang
dipertimbangkan dalam menghasilkan dan membuat kesimpulan tentang
karakteristik dari generator aksial yang penulis buat.
I. Hipotesis
Berdasarkan alur penelitian yang di buat maka sebelum melakukan
penelitian penulis membuat beberapa hipotesis yang di jadikan sebagai acuan
target hasil akhir dari penelitian yang dilakukan. Adapun hipotesis tersebut adalah
sebagai berikut:
1. Hasil tegangan keluaran generator yang dinginkan adalah > 50 Volt DC.
2. Arus yang dapat di bangkitkan mendikati ≥ 1 amper.
3. Dapat menyalakan 10 LED 1 dan 3 watt setelah arus di searahkan.
4. Tegangan atau daya cut in mulai pada kecepatan putar ≥ 100 rpm.
5. Kecepatan rata-rata yang di inginkan adalah 450 rpm sampai dengan 800
rpm.

50
IV. PENGUJIAN DAN ANALISIS
A. Perhitungan Parameter Generator Fluks Aksial
Sebelum melakukan pengukuran dan pengujian, terlebih dahulu ditentukan
nilai-nilai parameter terhadap generator aksial yang dilakukan secara matematis.
Seperti yang dijelaskan pada bab kajian literatur, adapun diantara parameter yang
dimaksud adalah kerapatan fluks maksimal generator, nilai fluk magnet secara
maksimal, kecepatan putar rotor generator, GGL induksi, dan frekuensi yang
dihasilkan generator.
1. Kerapatan Fluks Magnet Generator
Magnet yang ditempelkan pada 1 buah rotor sebanyak 6 buah dengan
ukuran 2,5 cm x 4,5 cm x 2mm. Berdasarkan data dari sebuah perusahaan
manufaktur magnet yang penulis dapatkan bahwa magnet neodymium memiliki
kerapatan fluk induksi (Br) sebesar 1,3 Tesla, untuk lebih lengkapnya pada
table 3 berikut ini.
Tabel 3 : Spesifikasi Magnet Rotor
Parameter Lambang Nilai Satuan
Panjang x Lebar P x L 4,5 x 2,5 Cm
Tinggi (tebal) T (lm) 0,2 Cm
Kerapatan induksi Br 1,3 T
Jari-jari dalam (rotor) ri 4,4 Cm
Jari-jari luar (rotor) ro 6,4 Cm
Jarak Antar Magnet τf 1,1 Cm
Jumlah Kutub magnet Nm 12 Kutub
Jarak celah udara δ 0,4 Cm

51
Berdasarkan dari table 3 maka dapat ditentukan nilai kerapatan fluks
maksimalnya menggunakan persamaan (9).
= 0,433 T
2. Fluk Magnet Maksimal Generator
Setelah mendapatkan nilai kerapatan fluk secara maksimal (Bmax) sebesar
0,433 T, selanjutnya menentukan nilai fluk magnet secara maksimal. Kerapatan
Medan magnet (B) dari rotor akan menembus bidang stator seluas bidang
magnet (A) pada sudut 0°
sehingga menghasilkan fluks magnet (Ø) yang dapat
di tentukan dengan persamaan (2) dan (3),
Amagn = 3,14 (0,0642
– 0,0442
) – 0,011(0,064 – 0,044 ) 12
12
= 3,14 ( 0,00216 ) – 0,011( 0,02 ) 12
12
= 0,0067824 – 0,00022 = 6,5624 .10-3
Ømax = 0,0065624 x 0,433 × cos 0
= 0,0028415192 × 1
= 2,841 .10-3
Wb
Dari hasil perhitungan di dapatkan nilai fluks magnet 2,841 .10-3
Wb pada
luas penampang magnet sebesar “ Amagn “.
𝐵𝑚𝑎𝑥 = 1,3 𝑇 .
0,002 𝑚
0,002 𝑚 + 0,004 𝑚
= 1,3 𝑇 × 0,333

52
3. Gaya Gerak Listrik (GGL) Induksi Generator
Besarnya nilai GGL induksi atau tegangan induksi yang akan dihasilkan
pada sebuah generator aksial dapat ditentukan jika diketahui nilai dari
parameter dan spesifikasi kumparan generator tersebut. Adapun spesifikasi
kumparan stator pada generator aksial yang penulis buat adalah seperti pada
tabel 4 berikut ini:
Tabel 4 : Spesifikasi Kumparan Stator Generator Aksial
Parameter Lambang Nilai
Jumlah kumparan(spull) Nr 6
Jumlah lilitan /spull Ns 100
Jumlah Phasa Nph 1
Jumlah Stage Nx 6
Berdasarkan dari tabel 4, pada saat rotor dengan kecepatan (N) 80rpm maka
dapat ditentukan nilai GGL induksi dengan persamaan (6), (7) dan (8).
Variabel “ Na “ pada persamaan (6) adalah salah satu nilai yang harus
ditentuakn terlebih dahulu sebelum mencari hasil tegangan induksi pada
generator. Variabel Na didapatkan dengan mengalikan jumlah kumparan dalam
1 stage stator dengan jumlah lilitan pada 1 kumparan, kemudian di bagi 2,
alasan dibagi dua adalah karena penulis membuat lilitan dimulai dari diamater
lingkaran 0,4 hingga diameter 3,5 cm (98% luas lingkaran lobang stator) tidak
seperti peneliti lainnya yang membuat kumparan hanya 15 % dari luas
lingkaran.

53
Na = 6 x 100 / 2
= 300
Ein = 2 x 0,002841 x 300 x 80 / 60
= 2,27 volt (satu stage)
Emax = 2,27 × 6
Emax = 13,62 volt (enam stage)
Dari hasil perhitungan besaran nilai tegangan induksi yang akan di
bangkitkan oleh generator untuk satu stage adalah 2,27 volt pada kecepatan 80
rpm sedangkan jika menggunakan ke enam stage-nya dengan hubungan seri
generator mampu membangkitkan tegangan induksinya sebesar 13,62 volt.
4. Frekuensi Generator Fluks Aksial
Besaran nilai frekuensi yang akan dihasilkan pada generator aksial dapat
ditentukan berdasarkan kecepatan putar rotor dan jumlah kutub medan magnet
pada generator. Frekuensi generator dapat dirumuskan dengan persamaan (4)
dengan variabel yang dimiliki n = putaran (rpm) , f = frekuensi (Hz) , p =
jumlah kutub magnet.
f
f = 8 Herz
Dengan kecepatan putaran rotor 80 rpm generator sudah dapat
mengeluarkan tegangan AC dengan frekuensi 8 Hz, terlepas dari itu
sebenarnya penulis merancang generator ini untuk keluaran tegangan DC, jadi

54
besaran nilai frekuensi tidak terlalu dipertimbangkan dari hasil akhir tegangan
DC yang akan disimpan pada baterai nantinya.
B. Pengujian dan Pengukuran Generator Fluk Aksial
Pengukuran dan pengujian generator dilakukan di Labor Fakultas Teknik
Universitas Maritim Raja Ali Haji dan juga dilakukan di rumah penulis sendiri.
Adapun parameter yang dilakukan pengujian dan pengukuran pada generator fluk
aksial diataranya adalah kecepatan putar rotor, tegangan GGL induksi, arus listrik
yang dibangkitkan, daya keluaran, dan karakteristik gelombang VAC dan VDC.
1. Kecepatan Rotor
Penyesuaian dan penentuan nilai kecepatan putar rotor generator aksial
bertujuan agar putaran rotor memiliki tingkat konstan dan stabilitas yang baik
pada saat melakukan pengukuran tegangan, arus dan, pengukuran karakteristik
dari riak gelombang AC dan DC keluaran generator.
Seperti yang terlihat pada gambar 41, pada saat proses penyesuaian
kecepatan putar rotor generator yang mengacu pada hipotesis yaitu kecepatan
rerdah, nilai kecepatan rotor yang ditetapkan yaitu muliai pada 80 rpm,120,
160, 200, 250, 350, 450, 600, 700, dan 800 rpm, penulis juga menghitung
besaran frekuensi yang dibangkitkan pada setiap kecepatan yang telah
ditetapkan, data hasil kecepatan yang ditetapkan dan nilai frekuensi yang
didapat terdapat pada grafik gambar 42. Pada grafik gambar 41 didapati nilai
hasil pengukuran dengan hasil perhitungan pada frekuensi adalah sama,
walaupun ada sedikit perubahan nilai tersebut tidak mempengaruhi nilai
tegangan keluaran karena masih dalam batas jarak toleransi ( < 1 Hz).

55
Gambar 41. Pengukuran dan Kalibrasi Kecepatan Putar Generator
Gambar 42. Grafik Frekuensi Generator Berdasarkan Kecepatan Rotor
Pengukuran tegangan induksi yang dihasilkan dari stator dilakukan dengan
menggunakan multimeter digital merek sanwa model CD731a, untuk lebih
jelasnya pada gambar 43 adalah saat dilakukanya pengukuran tegangan
keluaran generator.

56
Gambar 43. Pengukuran Tegangan Keluaran Generator
Data yang didapatkan pada saat pengukuran tegangan keluaran dari masing-
masing stage stator aksial berdasarkan kecepatan rotor ternyata bervariasi, data
hasil pengukuran tersebut dapat dilihat pada grafik gambar 44. Sedangkan data
yang didapatkan pada saat pengukuran tegangan keluaran dari generator secara
keseluruhan adalah sebesar 13,6 VAC pada saat kecepatan rotor 80 rmp.
Pengukuran tegangan pada kombinasi ke enam stator dilakukan secara
berurut yakni S1-S2, S1-S3, S1-S4 hingga S6. Data hasil pengukuran yang
dilakukan ditunjukkan pada grafik gambar 45. Pengukuran juga dilakukan pada
saat generator diberi beban dan sebelum diberi beban, penulis menggunakan
beban listrik berupa led 1 watt dengan jumlah 6 – 8 buah dan 1 buah lampu
pijar dengan daya 5 watt. Hasil pengukuran tegangan AC dan DC saat di beri
beban dan tanpa beban berdasarkan pada kecepatan dirangkum pada grafik
gambar 46.

57
Gambar 44. Grafik Tegangan pada Setiap Stator Berdasarkan Kecepatan Putar
Berdasarkan tampilan grafik gambar 44 pada kecepatan 350 rpm terjadi
peningkatan nilai tegangan keluaran pada salah satu stator yakni S4 (stator 4), hal
itu disebabkan karena jumlah lilitan kumparan pada stator tersebut sedikit lebih
banyak dari pada stator lainya.
Gambar 45. Grafik Tegangan Berdasarkan Kombinasi Stator dan Kecepatan

58
Grafik pada gambar 45 menunjukan bahwasanya semakin meningkat nilai
frekuensi dan jumlah stator yang digunakan tegangan keluaran pada generator
juga mengalami peningkatan.
Gambar 46. Grafik Tegangan Maksimal Berdasarkan Kecepatan dan Beban
Listrik
Pada garfik gambar 46 dapat di simpulkan bahwa tegangan keluaran AC
maupun DC pada generator akan mengalami penurunan hingga 50% pada saat
di beri beban listrik secara langsung, hal tersebut dikarenakan generator belum
dilengkapi perangkat stabilizer tegangan.
3. Arus Listrik
Pengukuran arus listrik yang di bangkitkan generator aksial tidak jauh
berbeda dengan proses pengukuran tegangan, yakni sama – sama di ukur pada
model kecepatan rotor yang bervariasi, pada pengukuran arus penulis juga
melakukan dua kali pengukuran, yaitu arus AC dan arus DC. Untuk
LED 8 x 1 watt
Lamp 1 x 5 watt

59
mendapatkan keluaran arus DC, penulis menggunakan sistem rangkaian
penyearah rectifier pada saat pengujian, akan tetapi rangkaian rectifier tidak
termasuk dalam konteks pembahasan pada penulisan skripsi ini.
Berdasarkan data pengukuran arus dan tegangan yang telah dilakukan, dapat
dihitung besaran daya akhir yang dibangkitkan generator seperti pada grafik
gambar 49. Karena teterbatasan alat cosphi meter penulis mengasumsikan
dengan nilai cosphi 0,9. Hasil pengukuran secara keseluruhan penulis rangkum
pada diagram grafik, seperti yang ditunjukan pada gambar 47 dan 48.
Simpulan yang penulis dapatkan dari grafik gambar 48 ketika pada
kecepatan 350 rpm terjadi peurunan nilai arus DC yang terukur pada
multimeter, hal tersebut dikarenakan penulis menukar beban listrik yang
digunakan dalam proses pengujian tersebut dengan lampu pijar 5 watt karena
dikhawatirkan tegangan yang semakin tinggi dapat merusak dan
mengakibatkan short pada Led 1 watt yang digunakan.
Gambar 47. Pengukuran Arus Listrik Keluaran Generator

60
Gambar 48. Grafik Arus Keluaran Generator Berdasarkan Kecepatan
Gambar 49. Grafik Daya Keluaran Generator Berdasarkan Kecepatan
Grafik pada gambar 49 menunjukan perbedaan besaran daya output pada
generator baik arus AC atau DC tidak terlalu signifikan yakni sebesar 0,5 watt.
4. Karakteristik Gelombang Listrik
Setelah pengukuran tegangan dan arus keluaran dari generator, selanjutnya
melakukan pengukuran dari karakteristik gelombang listrik yang di hasilkan
dari induksi magnet rotor pada kumparan stator, pengukuran gelombang listrik
yakni arus yang sebelum disearahkan maupun yang sesudah disearahkan.
Pengukuran dilakukan menggunakan osiloskop merek Atten Instrument ADS
LED 8 x 1 watt
Lamp 1 x 5 watt

61
1152CML. Hasil pengukuran karakteristik gelombag terdapat pada tabel 5 dan
tabel 6, bentuk gelombang seperti yang ditunjukan pada gambar 50 dan 51.
Gambar 50. Gelombang AC Generator
Tabel 5 : Data Pengukuran Karakteristik Gelombang AC Generator
Amplitudo Vp-p 30,40 V
Frekuensi F 7,99 Hz
Periode T 125,1 mS
Gambar 51. Gelombang DC Generator

62
Tabel 6 : Data Pengukuran Karakteristik Gelombang DC Generator
Amplitudo Vp-p 17,40 V
Frekuensi F 12,27 Hz
Periode T 81,48 mS
Dari pengukuran karakteristik gelombang listrik keluaran generator
didapatkan pada frekuensi 8 Hz bentuk gelombang yang dibangkitkan adalah
sinusoidal tidak beraturan dengan nilai Vp-p = 30,40 V.
C. Analisis Faktor Regulasi Tegangan
Berdasarkan data pengukuran tegangan generator dapat dihitung besarnya
faktor regulasi tegangan. Menentukan nilai faktor regulasi tegangan bertujuan
untuk mengetahui nilai perbandingan penurunan tegangan pada generator ketika
sebelum dan sesudah diberi beban. Regulasi tegangan ditentukan dalam
persentase menggunakan persamaan (10). (Wijaya A Abdilah dkk, 2016).
(10)
Pada generator aksial satu fasa yang penulis buat didapati saat kecepatan
350 rpm terjadi penurunan nilai faktor regulasi menjadi 43,94 %, hal ini terjadi
karena beban yang di gunakan adalah 1 buah lampu pijar, sedangkan pada
kecepatan sebelumnya 250 rpm dengan menggunakan beban listrik led 1 watt
% reg =
V no load × V load
V no load
× 100 %

63
sebanyak 8 buah nilai regulasi yang didapatkan adalah lebih besar yaitu 54,81 %
penurunan tegangan.
Nilai regulasi tegangan DC yang telah dirata-ratakan ditunjukkan pada
grafik gambar 52.
Gambar 52. Grafik Regulasi Tegangan Keluaran Generator
D. Analisis Perbandingan Hasil Perhitungan dan Pengukuran
Penulis juga melakukan analisa perbandingan hasil pengukuran dengan hasil
perhitungan terhadap tegangan AC keluaran generator aksial yang selesai dibuat.
Perbandingan tersebut bertujuan untuk mengetahui tingkat akurasi dan perfoma
dari generator. Bisa saja nilai hasil perhitungan lebih besar dari pada nilai hasil
yang didapat pada saat pengukuran, maupun sebaliknya. Selengkapnya data
perbandingan tersebut terdapat pada grafik gambar 53 berikut ini.
LED 8 x 1 watt
Lamp 1 x 5 watt

64
Gambar 53. Grafik Perandingan Hasil Pengukuran Dengan Hasil Perhitungan
Dari grafik gambar 53 dapat di jelaskan bahwa generator fluks aksial ini
memiliki tingkat akurasi yang baik, karena perbandingan hasil pengukuran dan
perhitungan pada parameter tegangan yang di bandingkan tidak lebih dari 6%
tingkat kesalahan akurasi.
E. Kinerja Generator Fluks Aksial
Berdasarkan analisis pengukuran dan hasil perhitungan yang telah dilakukan
dengan mempertimbangkan hipotesis serta tujuan awal dari penelitian sebagai
acuan, selanjutnya ditentukan besaran parameter yang dijadikan sebagai tingkat
kinerja generator sesuai dengan kemampuan dan keandalan generator sebagai
prototipe. Sebagai hasil akhir dari penelitian berikut ini adalah spesifikasi kinerja
generator aksial yang telah penulis buat di tunjukan pada tabel 7.

65
Tabel 7 : Spesifikasi Kinerja Generator Fluks Aksial
Variabel Nilai
Tegangan Keluaran AC 128 Volt
Tegangan Keluaran DC 109,2 Volt
Arus AC yang Dihasilkan 24,5 mA
Arus DC yang Dihasilkan 22,42 mA
Daya yang Dihasilkan 2,8 watt
Kecepatan Rotor Maksimum 800 Rpm
Frekuensi Maksimum 80 Hz
Cosphi 0,9
Nilai Faktor Regulasi Maksimal 54,81 %
Tingkat Error Akurasi Maksimal 5,69 %
Jumlah Fasa 1
Jumlah Kutub Magnet 12
Jumlah Rotor 7
Jumlah Stator 6
Jumlah Kumparan 36
Lebar Celah Udara 4 mm
Diameter Kawat 0,6 mm
Jumlah Lilitan 100/Ns

66
V. PENUTUP
A. Kesimpulan
Berdasarkan rumusan masalah dan tujuan dari penyusunan skripsi ini yang
telah dijelaskan pada bab pertama, penulis memperoleh beberapa poin yang
dijadikan sebagai kesimpulan adalah sebagai berikut:
1. Generator fluks aksial multi stage 1 fasa untuk putaran rendah dapat
dirancang dengan spesifikasi 6 buah stator dan 7 keping rotor berbahan
aluminium menggunakan magnet permanen jenis Rare-earth NdFeB
sebanyak 12 kutub atau 6 keping dengan air gap 4mm. Masing-masing
stator terdapat 6 buah kumparan kawat tembaga dengan diameter 0,6mm
memiliki jumlah lilitan rata-rata sebanyak 100 lilitan.
2. Generator rancangan ini mampu dioperasikan pada kecepatan 80 hingga
800 rpm. Frekuensi maksimal yang dihasilkan sebesar 80 Hz sebelum
disearahkan, dan tegangan induksi AC maksimal yang dihasilkan generator
ini adalah 128 volt AC, dengan besaran arus 24,5 mA.
3. Hasil pengukuran gelombang listrik yang di bangkitkan generator ini
berbentuk sinusoidal yang tidak teratur dengan Amplitudo rata-rata sebesar
30,40 Vp-p pada frekuensi 8Hz. Grafik hasil pengukuran generator dapat di
lihat pada bab pengujian dan analisis.
4. Pada kecepatan putaran 120 rpm generator mampu menyalakan lampu LED
1 watt sebanyak 8 buah, dan pada kecepatan 350 rpm generator mampu
menyalakan 1 lampu pijar denga daya 5 watt.

67
5. Pada kecepatan 250 rpm nilai tegangan ketika sebelum diberi beban adalah
36,4 VDC dan pada saat diberi beban turun menjadi 16,46 VDC. Nilai
faktor regulasi tegangan DC generator tersebut adalah 54,81 %. Drop
voltage tersebut disebabkan karena generator tidak dilengkapi perangkat
stabilizer tegangan.
6. Pada kecepatan 800 rpm hasil perhitungan tegangan generator adalah 136,36
VAC dan hasil pengukuran adalah sebesar 128,6 VAC. Nilai perbandingan
dari hasil perhitungan dan pengukuran tersebut adalah 5,69%, nilai ini dapat
dikatakan telah mendekati nilai tingkat akurasi yang baik.
B. Saran
Untuk lebih kompleksnya dalam pengembangan konsep rancang bangun
dari generator aksial 1 fasa tipe multi stage ini dapat dilengkapi oleh peneliti
selanjutnya yang lebih mendalami di bidang terkait khususnya teknik tenaga
listrik dan energi terbarukan. Beberapa saran yang dapat dilengkapi atau untuk
ditambahkan lagi pada pengembangan konsep ini kedepannya adalah sebagai
berikut;
1. Dalam proses melilit stator, sebaiknya menggunakan alat penggulung lilitan
otomatis. apabila menggunakan penggulung manual dapat menyebabkan
tumpukan lilitan pada stator tidak beraturan sehingga lilitan antara fasa
berbeda yang dapat menyebabkan tegangan antar stator tidak seimbang,
yang dapat membuat nilai tegangan yang dihasilkan menjadi lebih kecil.

68
2. Untuk memperbaiki karakteristik bentuk gelombang listrik yang di
bangkitkan generator pada proses perancagnan model stator kedepanya
diharapkan supaya dibuat secara simetris dengan jumlah magnet rotor.
3. Untuk penerapan dan ujicoba kelayakan di lapangan terhadap generator
aksial ini peneliti selanjutnya di harapkan merancang dan membuat turbin
angin atau turbin air torsi tinggi dengan menggunakan gearbox agar
efisiensi generator dapat meningkat.

70
Daftar Pustaka
Alqodri Fiky Mohammad., et al. 2015. Rancang Bangun Generator Fluks Aksial
Putaran Rendah Magnet Permanen Jenis Neodymium (NdFeB) Untuk
Turbin Angin Sumbu Vertikal Tipe Double-Stage Savonius,
Universitas Negeri Jakarta, Jakarta.
Atmojo Pasca Andre. 2011. Analisis Unjuk Kerja Rancang Bangun Generator
Axial Cakram Tunggal Sebagai Pembangkit Listrik Turbin Angin
Poros Vertikal Tipe Savonius, Skripsi, Universitas Indonesia, Depok.
Asy’ari Hasyim., et al. 2014. Desain Generator Tipe Axial Kecepatan Rendah
Dengan Magnet Permanen, Universitas Muhammadiyah Surakarta,
Surakarta.
Aydin M. 2008. Magnet skew in cogging torque minimization of axial gap
permanent magnet motors, University Kocaeli, Turkey.
Aydin M., et al. 2001. A New Axial Flux Surface Mounted Permanent Magnet
Machine Capable of Field Control, University of Wisconsin-Madison,
Wisconsin.
Akbar Maulana. 2012. Rancang Bangun Generator Turbin Angin Axial Tiga Fasa
Untuk Kecepatan Angin Rendah, Skripsi, Universitas Indonesia,
Depok.
BMKG. 2016. Prakiraan Cuaca Wilayah Pelayanan, Badan Meteorologi
Klimatologi Dan Geofisika Stasiun Meteorologi Maritim Pontianak,
Pontianak.
Budiyanto Frasongko., et al. 2014. Generator Turbin Angin Putaran Rendah,
Universitas Pancasakti, Tegal.
Chen Yicheng., et al. 2004. PM Wind Generator Comparison of Different
Topologies, Shenyang University of Technology, China.
C.T. Pan., et all. 2012. Design and fabrication of LTCC electro-magnetic energy
harvester for low rotary speed, National Sun Yat-Sen University,
Taiwan.

71
Chapman Stephen J. 2012. Electric Machinery Fundamentals - 5th ed, McGraw-
Hill Companies, New York.
Drzikowski Lukasz, Wlodzimierz Koczara. 2015. Design And Analysis Of Axial-
Flux Coreless Permanent Magnet Disk Generator, Warsaw University
Of Technology, Warsaw Polandia.
F Steven. 2006. Version 1 Basic Principles Of The Homemade Axial Flux
Alternator, Kanada.
Firdausi Kahlil M. 2010. Simulasi Disain Kutub Magnet Permanen Pada
Generator Sinkron Fluks Aksial Rotor Cakram Ganda Stator tanpa
Inti, Skripsi, Universitas Indonesia, Depok.
Gieras Jacek F., et al. 2004. Axial Flux Permanent Magnet Brushkess Machine,
Kluwer Academic Publisher, New York.
Ihsan Al Hafiz Muhammad. 2016. Analisis Pemanfaatan Low-Wind Speed (LWS)
untuk Pembangkitan Energi Listrik, Universitas Gadjah Mada,
Yokyakarta.
Jarekson Ramadhan. 2011. Studi Jarak Antar Rotor Magnet Permanen pada
Generator Sinkron Magnet Permanen Fluks Aksial Tanpa Inti Stator,
Skripsi, Universitas Indonesia, Depok
Mustofa., et al. 2014. Perancangan Pembangkit Listrik Menggunakan Generator
Magnet Permanen Dengan Motor Dc Sebagai Prime Mover,
Universitas Pakuan, Bogor.
Mahmoudi A., et al. 2011. Axial-Flux Permanent-Magnet Machine Modeling,
Design, Simulation And Analysis, University of Malaya, Malaysia.
Nurhadi Arif ., et al. 2012. Perancangan Generator Putaran Rendah Magnet
Permanen Jenis Fe Fluks Aksial, Universitas Diponegoro, Semarang.
Nurdin Wahid. 2016. Sungguh-sungguh Terjadi! Hanya Berjarak 2 Km Dari
Induk PLN, Desa Ini Belum Teraliri Listrik Tribunnews.com.
Piggott H. 2009. A Wind Turbine Recipe Book-The Axial Flux Windmill Plans,
Scotland.
Piggott H. 2014. 2F Wind Turbine Construction Manual, Scotland.

72
Prisandi Hagusta Chatra. 2011. Studi Desain Kumparan Stator pada Generator
Sinkron Magnet Permanen Fluks Aksial Tanpa Inti Stator, Skripsi,
Universitas Indonesia, Depok.
Rusdianto. 2015. Natuna Krisis Listrik, Antara News.
Rossouw F G. 2009. Analysis and Design of Axial Flux Permanent Magnet Wind
Generator System for Direct Battery Charging Applications,
Stellenbosch University, South Africa.
Wijaya Ardhians A, Syahrial, Waluyo. 2016. Perancangan Generator Magnet
Permanen dengan Arah Fluks Aksial untuk Aplikasi Pembangkit
Listrik, Institut Teknologi Nasional Bandung, Bandung.
Waluyo Dimas J., et al. 2012. Perancangan Generator Fluks Aksial Putaran
Rendah Magnet Permanen Jenis Neodymium (Ndfeb) Dengan Variasi
Celah Udara, Universitas Diponegoro, Semarang.
Xia B., et all. 2010. Design and Analysis of an Air-Cored Axial Flux Permanent
Magnet Generator for Small Wind Power Application, Zhejiang
University, China.
Yu-Ta In., et al. 2004. Flat Rotary Electric Generator, Sunyen Co,. Ltd, Taipei.
___________2008. Magnet Guide & Tutorial. Alliance LLC, Valparaiso Chili.

51
Lampiran 1. Data Hsil Pengujian Generator
A. Hasil Pengujian Dan Pengukuran Generator Fluk Aksial
1. Kecepatan Rotor
Tabel 8 : Frekuensi Generator Berdasarkan Kecepatan Rotor
Kec (Rpm) Frekuensi (Hz) Frekuensi (Hz) Terukur
80 8 7,99
120 12 12,17
160 16 16,21
200 20 20,03
250 25 25,43
350 35 35,04
450 45 45,1
600 60 60,68
700 70 70,42
800 80 80,39
Tabel 9 : Hasil Tegangan Pada Setiap Stator Berdasarkan Kecepatan Putar
RPM S1 S2 S3 S4 S5 S6 Total
80 2,21 V 2,15 V 2,23 V 2,34 V 2,06 V 2,17 V 13,18 V
120 3,34 V 3,43 V 3,29 V 3,41 V 3,22 V 3,31 V 20 V
160 4,31 V 4,39 V 4,44 V 4,59 V 4,30 V 4,33 V 26,36 V
200 5,50 V 5,63 V 5,54 V 5,65 V 5,52 V 5,34 V 33,18 V
250 6,85 V 7,00 V 7,01 V 7,14 V 6,96 V 6,85 V 41,81 V

52
350 9,44 V 9,78 V 9,65 V 10,22 V 9,48 V 9,41 V 57,98 V
450 12,01 V 12,11 V 12,02 V 12,90 V 11,90 V 12,16 V 73,1 V
600 16,04 V 16,19 V 16,08 V 17,10 V 15,23 V 16.02 V 96,66 V
700 19,10 V 19,03 V 19,09 V 20,05 V 18,74 V 18,68 V 114,69 V
800 21,25 V 21,23 V 21,31 V 23,00 V 20,31 V 21,23 V 128,33 V
Tabel 10 : Hasil Tegangan Berdasarkan Kombinasi Stator dan Kecepatan
Kec
(Rp
m)
S1 (V)
S1-S2
(V)
S1-S3
(V)
S1-S4
(V)
S1-S5
(V)
S1-S6
(V)
80 2,21 4,36 6,59 8,93 10,99 13,6
120 3,34 6,77 10,06 13,47 16,69 20,58
160 4,31 8,7 13,14 17,73 22,03 27,2
200 5,5 11,13 16,67 22,32 27,84 33,27
250 6,85 13,85 20,86 28 34,96 41,9
350 9,44 19,22 28,87 39,09 48,57 57,4
450 12,01 24,12 36,14 49,04 60,94 73,1
600 16,04 32,23 48,31 65,41 80,64 96,7
700 19,1 38,13 57,22 77,27 96,01 113
800 21,25 42,48 63,79 86,79 107,1 128,6
Tabel 11 : Tegangan Generator Berdasarkan Kecepatan Dan Beban Listrik
Kec (Rpm) VAC VAC + beban VDC VDC + beban
80 13,6 12,1 10,76 9,74
120 20,58 17,47 17,46 13,38
160 27,20 18,90 22,88 14,49
200 33,27 20,97 27,87 15,70
250 41,9 23,06 36,43 16,46

53
350 57,4 33,62 48,4 27,13
450 73,1 41,8 66,6 32,50
600 96,7 50,2 83,5 41,7
700 113,0 53,2 101,7 45,2
800 128,6 63,3 109,2 51,4
3. Arus Listrik
Tabel 12 : Data Hasil Pengukuran Arus Dan Daya Keluaran Generator
RPM AC (mA) DC (mA) Daya VAC
(watt)
Daya VDC
(watt)
80 0,33 0,23 0,0040 0,0025
120 5,77 4,43 0,1069 0,0773
160 9,13 5,99 0,2235 0,1371
200 13,31 11,34 0,3985 0,3160
250 14,17 16,70 0,5344 0,6084
350 17,03 15,01 0,8798 0,7265
450 20,04 17,15 1,3184 1,1422
600 22,25 19,83 1,9364 1,6558
700 24,29 21,11 2,4703 2,1469
800 24,59 22,42 2,8460 2,4483
B. Analisa Faktor Regulasi Tegangan
Tabel 13 : Nilai Persentasi Regulasi Tegangan Keluaran Generator
Kec (Rpm) Volt DC Volt DC + beban Regulasi (%)
80 10,76 V 9,74 V 10,47

54
120 17,46 V 13,38 V 23,36
160 22,88 V 14,49 V 36,66
200 27,87 V 15,70 V 43.66
250 36,43 V 16,46 V 54,81
350 48,4 V 27,13 V 43,94
450 66,6 V 32,50 V 51,20
600 83,5 V 41,7 V 50,05
700 101,7 V 45,2 V 55,55
800 109,2 V 51,4 V 52,93
C. Analisa Perbandingan Hasil Perhitungan Dan Pengukuran
Tabel 14 : Persentasi Perandingan Hasil Pengukuran Dengan Hasil Perhitungan
Kec (Rpm) PerhitunganVAC Pengukuran VAC Perbandingan(%)
80 13,62 V 13,6 V 0,2
120 20,4 V 20,58 V -0,6
160 27,27 V 27,20 V 0,25
200 34,09 V 33,27 V 1,02
250 42,61 V 41,9 V 2,4
350 59,66 V 57,4 V 3,78
450 76,70 V 73,1 V 4,69
600 102,27 V 96,7 V 5,44
700 119,32 V 113,0 V 5,29
800 136,36 V 128,6 V 5,69

51
Lampiran 2. Dokumentasi Pengujian dan Pengukuran Generator
A. Pengukuran Tegangan Stage Pada Kecepatan 80 dan 120 rpm
B. Pengukuran Tegangan Stage Pada Kecepatan 160 dan 200 rpm
C. Pengukuran Tegangan Stage Pada Kecepatan 250 dan 350 rpm
D. Pengukuran Tegangan Stage Pada Kecepatan 450 dan 600 rpm

52
E. Pengukuran Tegangan Stage Pada Kecepatan 700 dan 800 rpm
F. Pengukuran Tegangan VAC Berdasarkan Kecepatan dan Saat Belum Beri Beban Listrik
G. Pengukuran Tegangan VAC Berdasarkan Kecepatan dan Saat di Beri Beban Listrik
H. Pengukuran Tegangan VDC Berdasarkan Kecepatan dan Saat Belum Beri Beban Listrik

53
I. Pengukuran Tegangan VDC Berdasarkan Kecepatan dan Saat di Beri Beban Listrik
J. Pengukuran Keluaran Arus AC
K. Pengukuran Keluaran Arus DC
L. Pengukuran Karakteristik Gelombang Listrik

RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS AKSIAL 1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN NEODYMIUM MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI CAKRAM

Recommended

Recommended

More Related Content

What's hot

What's hot (20)

Similar to RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS AKSIAL 1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN NEODYMIUM MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI CAKRAM

Similar to RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS AKSIAL 1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN NEODYMIUM MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI CAKRAM (20)

RANCANG BANGUN MINI GENERATOR FLUKS AKSIAL 1 FASA PUTARAN RENDAH MENGGUNAKAN NEODYMIUM MAGNET (NdFeB) BERBASIS MULTI CAKRAM