MELILIT GENERATOR ARUS BOLAK-BALIK (GENSET)
Oleh :
Margiono Abdillah
Penerbit :
YAYASAN KEMAJUAN TEKNIK
Melilit Generator Arus Bolak-Balik (Genset)
Ditulis dan disusun oleh
: Margiono Abdillah
Desain cover dan Tata letak
: Listron Surya Teknik
Dicetak dan diterbitkan oleh
: Yayasan Kemajuan Teknik Jl. Khatulistiwa (Komp. Teluk Dalam Permai No.B4) Wajok Hulu – Pontianak Telp. +62895 3410 7337 4 Website: www.yktpublisher.net Email1 : admin.cs@yktpublisher.net Email2 : yktpublisher.ptk@yahoo.com
Distributor tunggal
: UD. Listron Surya Teknik Jl. Budiutomo (Komp. Surya Kencana II No. D2) Pontianak – 78243 Telp. +62852 4982 4004 Website: listronsuryateknik.meximas.com Email: listronsuryateknik.ptk@gmail.com
Cetakan I
: Tahun 2015
Cetakan II
: Tahun 2017
Hak Cipta Dilindungi Undang-Undang Dilarang memperbanyak karya tulis ini dalam bentuk dan dengan cara apapun, termasuk fotocopy, copypaste dan scan tanpa seizin tertulis dari Penulis atau Penerbit. ISBN : 978-602-380-001-8 © Yayasan Kemajuan Teknik 2017
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah s.w.t. yang telah melimpahkan rahmat dan karunianya, maka buku dengan judul “Melilit Generator Arus Bolak-Balik (Genset)� yang diperuntukkan bagi teknisi listrik pada umumnya dan untuk siswa-siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) Program Keahlian Teknik Ketenagalistrikan pada khususnya dapat tersusun.
Harapan penulis, buku ini dapat membantu siswa dalam proses belajar mengajar di Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) ataupun memperkaya pengetahuan para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) dan masyarakat umum yang ingin belajar tentang melilit generator arus bolak-balik baik generator 1 fasa maupun 3 fasa.
Disamping itu mudah-mudahan buku ini juga dapat meningkatkan kemampuan dan kompetensi para siswa Sekolah Menengah Kejuruan (SMK) dan juga bermanfaat bagi para pembaca sekalian. Penulis menyadari bahwa buku ini masih jauh dari sempurna, untuk itu saran dan kritik yang membangun dari semua pihak demi kesempurnaan buku ini sangat diharapkan.
Pontianak, 2015
Penulis
DAFTAR ISI Kata Pengantar ……………………………………………………………......….……
i
Daftar Isi …………………………………………………………………....…..……
ii
BAB I. JENIS & PRINSIP KERJA GENERATOR ARUS BOLAK-BALIK (AC) A. Jenis-Jenis Generator Listrik AC …...…………………………...……….. 1 B. Prinsip Kerja Generator Listrik AC ………………………………....…..… 4 1. GGL Induksi Pada Kumparan Stator …………………………….…….. 6 2. Faktor Langkah (fp) Kumparan Stator …………………………...……. 8 3. Faktor Distribusi (fd) Kumparan Stator ………………………...…….. 11 4. Prinsip Kerja Generator Listrik AC 1 Fasa ……………….......………. 15 5. Prinsip Kerja Generator Listrik AC 3 Fasa …………………………… 16 6. Perbedan Derajat Mekanik dan Derajat Listrik ………………...…….. 17
BAB II. KONSTRUKSI GENERATOR LISTRIK ARUS BOLAK-BALIK (AC) A. Stator Generator Listrik AC ………………..……………………...…... 25 1. Alur Terbuka (Open Slot)……………………...……………..…….… 26 2. Alur Setengah Tertutup (Semiclosed Slot) …………………..……… 27 3. Alur Tertutup (Closed Slot) ………………………………..…...…… 27
B. Rotor Generator Listrik AC ………………...…………………...……… 28 1. Rotor Kutub Sepatu/Menonjol (Salient Pole) ……………..………... 28 2. Rotor Kutub Silinder/Tak Menonjol (Non Salient Pole) ……………. 31
C. Celah Udara ……………………………………………………….……. 35 D. Cincin Seret dan Sikat-Sikat ……………………………………...…….. 37 E. Sistem Penguatan Medan Magnet (Field Excitation) …………...……… 39 1. Sistem Eksitasi Statik (Self Excited) ……………………………….. 39 2. Sistem Eksitasi Dinamik ……………………………………………. 41 3. Sistem Brushless Excitation (Permanet Magnet Pilot Exciter)………. 41
BAB III. KUMPARAN STATOR & KUMPARAN ROTOR GENERATOR AC A. Prinsip & Sifat-Sifat Kumparan Stator ...……………………………… 44 1. Jumlah Alur (Slot) Stator ……………….……………………...……. 44 2. Langkah Kumparan Stator (Coil Pitch) ………………………......…. 44 3. Bentuk Kumparan Stator …………………………………………..... 48 a. Kumparan Memusat/Terkonsentrasi (Consentrated Winding) ..….. 48 b. Kumparan Menyebar/Terdistribusi (Distributed Winding)……….. 49 1) Kumparan Bergeser/Gelung (Lap Winding)……………...…… 49 2) Kumparan Bergelombang (Wave Winding)…………………… 50
c. Perbedaan Kumparan Terkonsentrasi dan Terdistribusi…..………. 51 d. Kumparan Satu Lapis (Single Layer) …………………………….. 55 1) Kumparan Penuh (Whole Coil Winding) ………..……………. 56 2) Kumparan Setengah Penuh (Half Coil Winding)…………...…. 57
e. Kumparan Dua Lapis (Double Layer) ……………………………. 60 f. Perbedaan Kumparan Fractional dan Integral Slot Winding………..62
B. Kumparan Stator Generator AC 1 Fasa ………………………...…...…. 69 1. Contoh Melilit Kumparan Stator ……………………………………. 69 2. Sambungan Ujung-Ujung Kumparan stator ………………………… 70 a. Sambungan Deret (Serie) ………………………………………… 71 b. Sambungan Jajar (Paralel) ……………………………………….. 71 c. Sambungan Serie-Paralel (Gabungan) …………………………… 72
C. Kumparan Stator Generator AC 3 Fasa …………………………...…… 72 1. Contoh Melilit Kumparan Stator ……………………………………. 73 2. Sambungan Ujung-Ujung Kumparan Stator …………………...…… 82 a. Sambungan Segitiga (Delta) ……………………………….…….. 82 b. Sambungan Bintang (Star) …………………………….…………. 84
D. Perhitungan Kumparan & Alur Stator …………………………………. 85 E. Kumparan Medan (Penguat Kutub Magnet Rotor) …………………..... 88
BAB IV. ALAT, BAHAN & LANGKAH MELILIT KUMPARAN STATOR GENERATOR LISTRIK ARUS BOLAK-BALIK (AC) A. Alat Ukur Kelistrikan …………..…………………………………..…... 90 1. Multi meter ………………………………………….…...…..…….. 90 2. Tang Ampere ………………………………………………....…... 93 3. Mega Ohm meter (Megger) …………………………….…………. 93
B. Alat Ukur Mekanik ………………………………………….……..….. 94 1. Mikrometer dan Mistar Sorong …………………………....……..... 94 2. Tacho meter ………………………………………………......…… 96 3. Timbangan ………………………………………………………… 97 4. Peralatan Pendukung …………….………………………………… 97 a. Crane (Alat Pengangkat) ………………………………………. 97 b. Kunci-Kunci dan Toolset …………………………………...… 101 c. Trecker ……………………………………………………...… 102 d. Winder dan Mal Gulungan …………………….……...………. 102
C. Bahan-Bahan Untuk Melilit Kumparan Stator Generator AC ….….… 105 1. Prespan ……………………………………………………………. 105 2. Kawat Email ………………………………………………………. 105 3. Bahan-Bahan Pendukung ………………………………………..... 107 a. Tali Rami ………………………………………………...…… 107 b. Pita Kain ……………………………………………………… 107 c. Pasak Alur Stator ……………………………………………... 108 d. Minyak Lak/Cat ………………………………………………. 109
D. Langkah Melilit Kumparan Stator Generator AC ………...…..…...…. 110 1. Membongkar/Melepas Kumparan Stator ………………..……….. 110 2. Melapisi Alur Dengan Prespan ………………………..………….. 112 3. Menghitung Diameter Kawat dan Jumlah Lilitan ………………… 113 4. Membuat Mal dan Menggulung Kumparan …………...………….. 117 a. Melilit Kumparan Secara Langsung ………………………….. 117 b. Melilit Kumparan Menggunakan Mal …………………...…… 117
c. Melilit Kumparan Secara Pintal ………………………………. 118
5. Memasang Kumparan Pada Alur Stator ….………….…………… 119
E. Pengelakan (Pengecatan) Kumparan Stator Generator AC …...……… 122 F. Pengovenan Kumparan Stator Generator AC ………………………… 125
BAB V. PENGUJIAN KARAKTERISTIK GENERATOR LISTRIK AC A. Reaksi Jangkar …………………………………………..…………….. 127 1. Sifat Beban Resistif ……………………………...……..………..…128 2. Sifat Beban Kapasitif/Induktif Tidak Murni ………..……………... 128 3. Sifat Beban Kapasitif Murni …………………….……………….... 128 4. Sifat Beban Induktif Murni ………………………..…………….… 128
B. Regulasi Tegangan ………………………………………..……..…….. 131 C. Efisiensi Generator ……………………...……………………..………..132 D. Pengujian Karakteristik Generator Tanpa Beban …..………….……… 132 E. Pengujian Karakteristik Hubung Singkat ……………………….……... 134 F. Pengujian Karakteristik Generator Berbeban ………………...……….. 136 1. Jatuh Teganagan Karena Resistans iJangkar……………………..... 138 2. Jatuh Tegangan Karena Reaktansi Bocor Jangkar……...………….. 139 3. Jatuh Teganagan Karena Reaksi Jangkar………………………...… 139
G. Penentuan Besarnya GGL Induksi …………………………………….. 139 1. Cara Tegangan (EMF Methode) ……………………………...…… 139 2. Cara Segitiga Potier ……………………………………………….. 142 3. Cara ASA (American Standard Association Methode)……………..145
H. Pengukuran Tahanan Kumparan Stator ……………………………….. 147
DAFTAR PUSTAKA ……………………………………….…………………........ 148