-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
1/77
• 15/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
Catatan KuliahEEE 360
Achmad Zainul M
14.2.03.05.0011
TOPIC 4
Synchronous Machine
Read Chapter: .1! .2! .4! .6! 5.6! 5.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
2/77
• 25/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
Kuliah 13
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
3/77
• 35/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
Animasi 1
Tegangan induksidalam satu lingkaran
berputar
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
4/77
• 45/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
Konversi energikonsep:
• Generator mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik .
• Motor mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.
• Pembangunan motor dan generator adalah sama.
• Setiap pembangkit dapat beroperasi sebagai motor dan
sebaliknya.
• Energi atau kekuatan keseimbangan adalah:
– Generator: Tenaga mesin = tenaga listrik
kerugian
– Motor: Tenaga !istrik = Teknik !istrik
kerugian.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
5/77
• 55/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
"on#ersi energi
Pembangkit tegangan $Generator%
• Sebuah loop ka&at diputar
dalam medan magnet.
– ' adalah jumlah lilitan dalam
lingkaran – ! adalah panjang loop
– ( adalah lebar loop
– ) adalah densitas *luks magnetik
–
n adalah jumlah putaran per detik
"
#
$
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
6/77
• 65/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
"on#ersi energi
Pembangkit tegangan(Generator
• Sebuah loop ka&at diputar
dalam medan magnet.• +luks magnetik melalui
perubahan loop dengan posisi
cos ωt
"
#
$
2
1
#
t,os!()t ω
Φ
n2
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
7/77• 75/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
"on#ersi energi!oltage generation
(Generator
• Posisi 1 semua link *luks
dengan loop
•
Posisi - keterkaitan *luksberkurang
• Perubahan linkage *luks
menginduksi tegangan dalam
lingkaran
cos ωt2
1
#
tsin!()'dt
t,osd!()'
dt
td't ω=
Φ
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
8/77
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
9/77• !5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*SPutaran Mesin /otor :
•
0tu stator adalah sebuah,in,in berbentuk
laminasi besi,ore
dengan slot.
•
Tiga gulungan *aseditempatkan di slot.
• Putaran rotor besi padat
dengan slot.
• Sebuah single berliku
ditempatkan di slot. (,
saat ini dipasok melalui
,in,in slip.
"onsep $dua kutub%
$ S
+
,-
+
&
&
,
-
,
+
-
&
Stator &ith
laminated iron*core
Slots &ith
&indin)
+otor &ith dc&indin)
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
10/77• 105/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
"alient Rotor #a$hine
• Stator memiliki dilaminasi
besi,ore dengan slot dan
tiga gulungan *ase
ditempatkan di slot.
• /otor memiliki tiangmenonjol gembira dengan
arus d,.
• (2 saat dipasok ke rotor
melalui slipring dan sikat.• 3umlah kutub ber#ariasi
antara -1-4.
"onsep $dua kutub%
$
S
+
-
&-,
+,
&,
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
11/77• 115/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S MAC-ES
Saor (oor
&onnecions
-earing
Saor inding
(oor inding
'osing cooling dcs
Sha
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
12/77• 12
5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S"onstruksi
• Gambar menunjukkan laminasiinti besi dan slot $kosong dan
dengan berkelokkelok%.
• )erliku terdiri dari tembaga bar
terisolasi dengan mika dan resinepo5y.
• "onduktor dijamin dengan
&edges baja.
•
(alam mesin besar6 stator adalahli7uid ,ooled.
• 0nti besi didukung oleh
perumahan baja.
"onstruksi
emty slots
insulated
&indin)
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
13/77• 13
5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
saor
• ainaed ini esi
dengan slo
• erahan a8a
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
14/77• 14
5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
rincian saor
• Kparan diepa9an
di slo
•lngan a9hir9paran yang
eng9o9 n9
een9 ang9er
erli9.
Slos
&oil
"nd inding
#ron core
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
15/77
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
16/77• 16
5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
(oor ;eails
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
17/77
• 175/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
rotor bulat
Seel ring
;& crren erinals
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
18/77
• 15/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
"alient pole rotor $onstru$tion
• "utub yang melesat ke poros.
• Setiap tiang memiliki (2 berkelokkelok .
•(2 berliku terhubung ke slipring $tidak ditampilkan%.
• Sebuah sumber (2 memasok berkelokkelok dengan
(2 melalui sikat ditekan ke dalam slip ring.
• Sebuah kipas dipasang pada poros untuk menjamin
sirkulasi udara dan pendinginan yang e*ekti*.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
19/77
• 1!5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S MAC-ES
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
20/77
• 205/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
"onstruksi• "e,epatan rendah6 besar
hidrogenerator mungkin
memiliki lebih dari seratus
tiang.• Generator ini sering
dipasang se,ara ertikal.
• Gambar menunjukkan6
mesin besar hori;ontaldiatur.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
21/77
• 215/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
%nimation &
Generator
Operation
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
22/77
• 225/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
Test &
Trans'ormer
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
23/77
• 235/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
e$ture 14
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
24/77
• 245/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
konsep operasi• (oor displai oleh ;& saa
ini saya yang enghasil9an
;& l9s Φ.
•(oor didorong oleh rindengan 9ecepaan 9onsan n s.
• -erpar l9s edan
engind9si egangan di
saor.• =re9ensi egangan ind9si
erganng pada 9ecepaan.
$
S
+
-
&-,
+,
&,
=l? Φ ns
S,-C+/-/S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
25/77
• 255/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S
MAC-ES
konsep operasi• =re9ensi , 9ecepaan relasi @ Ap / 2> n s @ n s / 2
• p adalah 8lah 9.
• Kecepaan roor 9has 3600 rp selaa 2,pole 100 rp selaa 4 iang dan
450 rp selaa 16 iang.
• (s. nilai egangan ind9si adalah:
• diana:
9 @ 0.5,0.!5 is he inding acor .
deg
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
26/77
• 265/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S MAC-ESOperation $on$ept
• Tanpa 9ondisi ean egangan ind9si
adalah saa dengan egangan erinal.
• Kei9a generaor dia egangan
ind9si endorong ars 0 melalui ean.
•
+rs eanenghasil9an Φar l9s yang
engrangi l9s lapangan.
• +ng9er dihasil9an l9s eili9i
aplido 9onsan dan erpar serena9
dengan l9s lapangan.
Operation (t)o poles
+rare
l? Φar
$
S
+
-
&-,
+,
&,
ns=l? Φ
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
27/77
• 275/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Operation $on$ept
• +ng9er l9s engind9si
egangan E s di saor erli9.
•Tegangan ini di9rangi secarave9or dari idang ind9si
egangan. Tegangan erinal
adalah: t = E * E s .
• E s egangan dapa dia9ili oleh
seara 9ali ang9er rea9ansi ang9ersaa ini.
*s + Ia , - a
Operation (t)o poles
+rare
l? Φar
$
S
+
-
&-,
+,
&,
ns=l? Φ
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
28/77
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
29/77
• 2!5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*SOperation $on$ept
• Tegangan erinal adalah:
! t + * ' * s + * ' I a , - ar
• ersaaan eng9in9an pengeangan rang9aian e9ivalen yang erdiri
dari ser egangan E * dan rea9ansi rdihng9an secara seri.
• -elian saor eili9i 9eahanan dan eerapa 9eocoran ind9ansi yang
diaah9an 9e dinao rea9ansi.
•
r l eakage dise sin9ron rea9ansi - s2n.
• $ilai rea9ansi sin9ron leih dari 100B.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
30/77
• 305/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Operation $on$ept
• (ea9ansi sin9ron dieri9an dala persen 5 syn. $ilai oh dihing
dengan:
• syn = 5 syn>pu $ - ? S%
• diana: dan S adalah egangan di 9C dan MC+ dari generaor.
•
Sir9i seara: ! t + * ' I a , - s2n
+s sy
%t
E'
"
%t#φ
δ
# ( s# Dsy
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
31/77
• 315/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Operation $on$eptlatihan numerik
• Seah epa iang iga ase generaor sin9ron erpering9a 250 MC+
egangan erinal adalah 24 9C rea9ansi sin9ron adalah: 125B.
•
Menghing rea9ansi sin9ron di oh.• Menghing ars dan garis 9e grond egangan erinal.
• Menggaar rang9aian seara.
• 'ing egangan ind9si " ada ean dan p @ 0 lag.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
32/77
• 325/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S MAC-ES
Synchronous )enerator e6am2le
+eated (alues M 106
:=
Sg 250M C⋅ +⋅:= Cg 249C:=
?syn 125B:=
7he synchronous reactance
Dsyn ?synCg
2
Sg⋅:= Dsyn 2.Ω=
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
33/77
• 335/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
+ated current and line*to*)round terminal (olta)e
7erminal (olta)e is3 Cgn249C
3:=
Cgn 13.6 9C=
7he )enerator o2erates &ith a la))in) 2o&er
'actor p g 0.:= 7he rated current is3
#g
Sg
3 Cgn⋅ e
i− acos p g( )⋅
⋅:= #g 4.1 3.61i− 9+=
arg #g( ) 36.7− deg=#g 6.01 9+=
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
34/77
• 345/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S MAC-ES
7he induced (olta)e at rated current is
"gn Cgn #g i⋅ Dsyn⋅+:= "gn 24.25 13.6i+ 9C=
"gn 27.!39C= arg "gn( ) 2!.74 deg=
p 4:= 60'E:=8enerator s2eed
rp1
in:=n
p
2
:= n 100 rp=
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
35/77
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
36/77
• 365/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S,-C+/-/S MAC-ESRotor generated 6lu5 and
Indu$ed !oltage7 Round rotorma$hine
• @ntuk perhitungan tegangan
induksi6 mesin disederhana9an.
• Pada gulungan stator dari setiap
tahap di&akili oleh satukumparan setara.
• (emikian pula pada /otor d,
berliku di&akili oleh ,oil setara.
• /otor ,oil disediakan oleh d, saat
ini saya * danmemiliki ternyata ' *. 0ni
menghasilkan + *luks
Ma)netic ais o' hase Α
+,
-
+
&
&,
-,
Θ@ 00
$
S
Φ
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
37/77
• 375/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Round Rotor generated 'lu5
• )idang rotor dihasilkan adalah
konstan sepanjang
kesenjangan. !apangan dihitungdengan hukum Ampere.
• )agian atas rotor garis ) akan
keluar6 bagian ba&ah masuk ke
rotor.
Ma)netic ais o' the rotor
+,
-
+
&
&,
-,
$
S
Θ@ 0ο
g-
'0)
g-dl'0
* * o* o*
* * * *
⋅
⋅
µ
⋅
∫
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
38/77
• 35/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
S%$&'()$)*S M+&'#$"S
•
(istribusi kerapatan ) *lukssepanjang permukaan rotor adalah
gelombang persegi panjang.
• )entuk persegi panjang gelombang
didekati dengan seri +ourier.
•
armonik yang lebih tinggidiabaikan6 hanya harmonik dasar
dianggap. armonik dasar adalah:
• ) * memiliki distribusi ruang
sinusoidal. Generator yang
sebenarnya memiliki beberapa
gulungan6 yang membenarkan
asumsinya.
0 !0 10 270 3601.5
1
0.5
0
0.5
1
1.5
- θ
- θ
θ m* *
om* *o ,osg-
'0B,os))
Θ
⋅
⋅
µ
π
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
39/77
• 3!5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
• /otor dan dengan rotor *luks
berputar dengan ke,epatan
sudut &
• +luks kepadatan di
• !ink *luks dengan ,oil A
A adalah integral dari *lukskepadatan ) antara p ? - dan
p ? -.
• !inkage *luks tergantung pada
posisi rotor.
+,
-
+
&
&,
-,
$
S
Θ
Θ
%$,os)%t6$) m* mm Θ
tm ω
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
40/77
• 405/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Ma)netic ais o'
hase Α
+,
-
+
&
&,
-,
Θ@ 00
$
S+,
-
+
&
&,
-,
Θ@ 900
Ma)netic ais o'
hase Α
$
S
All 'lu lin:s &ith hase A!&hen Θ is 00 de).
7he 'lu lin:a)e is ;ero!&hen Θ is 00.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
41/77
• 415/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
• in9 l9s dengan coil + , + , adalah:
• =l9s a9si adalah:
• diana: r adalah 8ari,8ari roor ! pan8ang roor ' 8lah * elian pada
roor 0* adalah ars edan n s adalah 9ecepaan sin9ron.
• ω + & π p ns / & Θm @ ω t
%$,osr-!)B
dr!%,os$)B
m*
-
-
m* *A Θ
ππ
∫
π
π
−
(!g-
0'B(!)
B * * * ma5A*
ππ
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
42/77
• 425/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Rotor indu$ed stator oltage0 (Round rotor ma$hine
• Tegangan induksi pada *ase A adalah:
• /ms. tegangan induksi adalah:
• *n9 glngan saor didisrisi9an egangan hars di9ali9an dengan
&indin) 'actor k) + 809 80;0
ma5'%%
ma5'%%
'%.' 4404
&
.*
φ=
⋅
tsin'tsin(!g
0''
t,os(!)dt
d'%t,os$
dt
d'
dt
d'E
ma5*AA
* * o
A
* Ama5*AA
A*
A*A
⋅
π
=
ω
π
=
2
4
4
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
43/77
• 435/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Men)hitun)
• ?ole dihasil:an #
• ?ole 'lu:s ma. :omonen dasar
• itun) te)an)an nduced
$an):ah erhitun)an te)an)an indu:si
ma5*AA
ma5*AA
*A
'* BB.B
-
'E
φ
==
⋅
(!)B
g-
0')
* ma5*A
* * o*
π
µ
=
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
44/77
• 445/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*SMahasis&a latihan ruang kelas
• ;a 9 iga ase : an8ang @ 12 Flah paran per ase $a @ 50.
• /otor: ;iaeer 75 c 9esen8angan @ 20 idang saa ini saya @ +
Flah paran di lapangan erli9 $ @ 600.
• Menggambar s9esa esin.
• Menghitung:
– dihasil9an oleh glngan edan edan agne 9epadaan edan
agne dan l9s.
–
diind9si rs egangan. nilai dan egangan ase.
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
45/77
• 455/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
e$ture 1
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
46/77
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
47/77
• 475/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad Current generated 'lu5
• +rs ean dari ase +
enghasil9an l9s ac
• Φ + A> @ Φ a? sin A >
• =l9s ini enghasil9an edan
erdeny yang erah dariMa?. 9e nol n9 Ma? negai.
• +rah l9s ega9 lrs erhadap
+ ase erli9 Aarah dengan
aran angan 9anan>.
•
an8ang ve9or l9s padagaar 8i9a & t = 8 o6 adalah:
• Φ A $t% = 1 sin $8 o% = 6C
$ S
+,
-
+ &
&,
-,
Φ A@t B Φma sin@ωt
agneic a?is
o phase +
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
48/77
• 45/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad Current generated 'lu5
• +rs ean dari ase -
enghasil9an l9s ac.
• Φ ) $t% = Φ ma5 sin $& t 1- o%
• =l9s ini enghasil9an edan
erdeny yang erah dariMa?. 9e nol n9 Ma? negai.
• +rah l9s ega9 lrs 9e ase
- erli9 Aarah dengan aran
angan 9anan>.
•an8ang ve9or l9s padagaar 8i9a @ 30 o adalah:
• Φ - A> @ 1 sin A30 ,120o> @ ,1
$ S
+,
-
+ &
&,
-,
Φ# @t B Φma sin@ω t *120o
agneic a?is
o phase -
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
49/77
• 4!5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad Current generated 'lu5• +rs ean dari ase &
enghasil9an l9s ac
• Gc $t% = G ma5 sin $&t -B o %
• =l9s ini enghasil9an edan
erdeny yang erah dariMa?. 9e nol n9 Ma? negai.
• +rah l9s ega9 lrs 9e ase &
erli9 Aarah dengan aran
angan 9anan.
• an8ang ve9or l9s padagaar 8i9a @ 30 0 adalah:
• G & A> @ 1 sin A30 ,240o> @ 05
$ S
+,
-
+ &
&,
-,
ΦC @t B Φma sin@ω t *240o
agneic a?is
o phase &
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
50/77
• 505/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*Soad $urrent generated 'lu5
• =l9s oal adalah 8lah ve9or dariiga 9oponen:
• GA> @ G a A> G A> G c A>
• +ng9a ini enn899an iga 9oponen
di @ 30 0 dan G a? @ 1
• +plido l9s yang dihasil9an adalah15 9ali pole l9s
Φ @sin A30o , 120o> @ 1
$ S
+,
-
+&
&,
-,
Φa@sinA30o>@.C
Φc@sin A30o , 240o> @ .C
,!0
150
S S & ) ) S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
51/77
• 515/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad $urrent generated'lu5
• +ng9a ini enn899an
iga 9oponen di @
60 0 dan G a? @ 1.
• +plido l9s yang
dihasil9an adalah 15 9ali
pole l9s.
Φ @sinA60o , 120o>@ .499
$S
+,
-
+&
&,
-,
Φa@sinA60o>@0.66
Φc@sinA60o , 240o> @
Φ
, 10
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
52/77
• 525/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad $urrent generated 'lu5
ωt B 30 o
Φ @ sin A30o, 120o> @ ,1
+,
-
+&
&,
-,
Φa@ sinA30o> @ 0.5
Φc@ sin A30o, 240o> @ 0.5
Φ
ωt B 60o
Φ @sin A60o, 120o> @ ,0.66
+,
-
+&
&,
-,
Φa@ sinA60o> @ 0.66
Φc@ sin A60o , 240o> @ 0
Φ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
53/77
• 535/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad $urrent generated 'lu5
• erandingan dari da ang9a enn899an:
– +plido l9s adalah saa dala gaar 9eda api
sd elah a8 dengan 30 0.
– Tiga ase ars ean enghasil9an l9s erpar.
– +plido l9s reslan adalah 9onsan dan 3/2 9ali
iang l9s.
– Kecepaan l9s adalah 9ecepaan sin9ron.
• *n9 deonsrasi idang erpar e9a H"py
Saor =ed y 3 hase oer SpplyI aniaion progra.
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
54/77
• 545/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad $urrent generated 'lu5 $al$ulation
• + ase ean ars yang dihasil9an pas9an agneooive A>
pada operaor Θ aris dala celah dara adalah:
– + = Ι+ Ν cos Θ = Ι Ν cos ω cos Θ
• ;ei9ian pla dengan dari ase - dan & adalah:
– mm' # B # - cos @Θm*120 B - cos @ωt * 120 cos @Θm*120
– mm' C B C - cos @Θm*240 B - cos @ωt * 240 cos @Θm*240
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
55/77
• 555/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad $urrent generated 'lu5 $al$ulation
• Tiga ase saa dihasil9an adalah 8lah dari iga 9oponen di
aas.
• @ + - &
• "9spresi disederhana9an dengan enggna9an rs
rigonoeri. 'asilnya adalah:
• A> @ A3/2> a? sin A Θ, >.
• The n9 9onsenris erli9 adalah: a?
@ #$
• The n9 didisrisi9an erli9 adalah: a? @ 2 # $ / p
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
56/77
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
57/77
• 575/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
oad $urrent generated 'lu5
$al$ulation
• Seah ase enghasil9an
l9s yang dia9ili oleh
G+ ve9or
•
-idang roor dihasil9an adalah9onsan sepan8ang
9esen8angan. apangan
dihing dengan h9
+pere.
Ma)netic ais o' hase A
+,
-
+
&
&,
-,
$
S
g
'0)
gdl'0
AAoAoA
AAAA
⋅
⋅
µ
=
∫
2
2
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
58/77
• 55/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
• ;isrisi 9erapaan ) l9s sepan8ang per9aan roor adalah
geloang persegi pan8ang.
• -en9 persegi pan8ang geloang dide9ai dengan seri =orier.
•
'aroni9 yang leih inggi diaai9an hanya haroni9 dasardianggap. 'aroni9 dasar adalah:
•
#ni engassi9an aha ) A eili9i disrisi rang sinsoidal. +ase dala generaor seenarnya eili9i eerapa glngan yang
eenar9an assi ini.
mAA
omAomA:A ,osg-
'0B,os
B,os)
B)
Θ
⋅
⋅
µ
πππ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
59/77
• 5!5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
• =l9s yang dihasil9an oleh ase + adalah inegral dari 9erapaan
l9s -. inegral dari ngsi cos adalah 2
• adalah pan8ang r adalah 8ari,8ari ; @ 2r adalah diaeer esin
• Seah sinsoidal +& paso9an saa ini Tahap + yang enghasil9an
a9 +c ervariasi l9s:
(!)B
r-!)B
dr!,os)B
AAm
-
-
mAAπππ
∫
π
π
−
(!)B
%tsin$%tsin$(!g
'0B%tsin$(!)
B
Ama5A
ma5AA
oAA
π
ωµ
ππ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
60/77
• 605/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
• ;ei9ian pla ase - dan & 8ga a9an enghasil9an a9 yang
ereda,eda l9s ac.
• =l9s dialih9an oleh 120 o aa 240 o asing,asing
•
Flah dari iga hasil l9s dala l9s erpar dengan aplido 3/29ali ase yang dihasil9an l9s.
• +plido l9s erpar adalah:
• ;iana: pan8ang ! esin ( adalah diaeer esin 0 ea saa
ini ' Sejumlah paran iap ase gap g dara
(!
g
'0B
-
8!()
B
-
8
-
8 AoAma5Ama5phase
⋅
µ
ππ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
61/77
• 615/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
• =l9s ini dia9ili oleh ind9ansi ang9er seara dengan enggna9an
persaaan eri9:
• +ng9er erli9 eili9i ind9ansi 9eocoran. Flah dari 9eocoran
ind9ansi dan ang9er ind9ansi eeri9an ind9ansi
sin9ron. $an 9eocoran diaai9an dala 9eanya9an 9ass:
0
'!and0!'
ma5phase
armaturearmaturema5phase
Φ
=
(!g
'B
-
8
0
'
!0
'%!!$!
Ao
ma5phaseA
syn,h
leakage
ma5phaseA
leakagearmaturesyn,hsyn,h
µ
π
ω
ωω
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
62/77
• 625/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Men)hitun)
• ?ole dihasil:an #
•
Komonen dasar dari A 'lu:s'ase dihasil:an
• 7i)a 'ase yan) dihasil:an 'lu:s
• rea:tansi sin:ron
• $an):ah erhitun)an rea:tansi sin:ron
ω=
π
π
µ
=
A
ma5phaseA
syn,h
Ama5phase
Ama5*A
AAoA
0
'
(!)B
-
8
(!)B
g-
0')
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
63/77
• 635/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S• Mahasis&a latihan ruang kelas
•
;a 9 iga ase daa yang erhng
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
64/77
• 645/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
e$ture 1<
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
65/77
• 655/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er angle Chara$teristi$s Round Rotor #a$hine
• Seah esin sin9ron easo9 8aringan lisri9 dengan egangan
9onsan dala 9ondisi seady sae.
• Tegangan erinal dala esin diperahan9an 9onsan oleh reglasiars edan.
• Kecepaan generaor 9onsan pada 9ecepaan sin9ron dien9an oleh
re9ensi 8aringan dan 8lah 9 dalaesin.
• ening9aan enaga esin as9an ening9a9an orsi. Menghing
variasi daya op dengan daya inp.
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
66/77
• 665/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er angle Chara$teristi$s Round Rotor #a$hine.• Faringan e9sernal dia9ili oleh ser egangan dan rea9ansi
seara. Seah neor9 esar ipedansi sanga 9ecil 9ia assi9an
D e @ 0 dan
C en @ C n (ang9aian e9ivalen adalah :
• Menggna9an rang9aian seara ars:
eneraor
$eor9
-s
eneraor eB0 s
a%tn
E'n %en0δ
$eor9
ntsyn
tni
*n
=i=i
.eE0
=
δ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
67/77
• 675/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er angle Chara$teristi$s Round Rotor #a$hine
• ;aya 9ople9s yang disapai9an oleh generaor adalah:
• Seelah penyederhanaan
9ia endapa9an :
eneraor
$eor9 -s
eneraor
e
B 0 s
a%tn
E'n %en B %tn0δ
$eor9
=
s
tn
s
tn*n
s
tn*n
=
.,os
=
.E jsin
=
.ES
2
33
ntsynss
tni
*ntntn ===
=i
.eE.0.S
=
δ
33
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
68/77
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
69/77
• 6!5/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er angle Chara$teristi$s
• Aδ> 9rva enn899an aha pening9aan daya ening9a9an
sd anara egangan ind9si
dan egangan erinal.
• ;aya a9si 9ei9a δ @ !0 o
• ening9aan leih lan8 daridaya inp ea9sa generaor
dari sin9ronise. #ni
enghasil9an 9e9aan saa ini
dan e9ani9 esar.
• Sd ini sesai dengan sdanara l9s lapangan dan saor
dihasil9an l9s erpar.
Round Rotor #a$hine
a?
0 30 60 !0 120 150 100
20
40
60
0
100
A >δ
δ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
70/77
• 705/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er angle Chara$teristi$s
• Sd δ dise sd9e9asaan dan i sesai
dengan sd anara l9s
lapangan dan saor dihasil9an
l9s erpar.
• ;aya a9si adalah aas
sailias sais dari sise.
• )perasi yang aan
eh9an daya cadangan
15,20B
Round Rotor #a$hine
a?
Sa'e oeration limit
0 30 60 !0 120 150 100
20
40
60
0
100
A >δ
δ
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
71/77
• 71
M"S#$ S%$&'()$)*S
Operation $on$eptMahasis&a latihan numerik
• Seah iga ase 6 pole 10 MC+ 2400 C 0B peang9i easo9
60'E 8aringan 2300C.
• Menghing rea9ansi sin9ron dala oh dan garis 9e grond
egangan erinal.• Menggaar rang9aian seara.
• -idang saa ini disesai9an aha " egangan ind9si Aline 9e anah>
adalah 3500C. 'ing enghasil9an aa diprod9si daya a9i dan
rea9i a9or daya 8i9a sd daya 20 deg.
• Menghing daya a9si yang generaor dapa enyedia9an
9epada 8aringan. +ssi9an aha idang ars dan egangan 8aringan
yang 9onsan.
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
72/77
• 725/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er "2stem Operation
• ;ala seah 8aringan eerapa ras generaor sin9ron eroperasi
secara paralel.
• Masing,asing generaor eroperasi dengan 9ecepaan yang saa.
• -ean 9enai9an dicapai dengan ening9a9an daya inp yang
ening9a9an sd daya d. Kecepaan yang eap 9onsan.
• Sd daya hars 9rang dari !0 dera8a. -ean hars 30,20B leih
9ecil dari daya a9si Aδ @ !0
o
>• ;aya rea9i diar oleh 9onrol dari ars edan yang ervariasi
egangan ind9si.
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
73/77
• 735/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
Po)er "2stem Operation
• Kei9a egangan ind9si adalah:
– leih esar dari egangan erinal generaor enghasil9an daya
rea9i A9apasiansi>. – leih 9ecil dari egangan erinal generaor enyerap daya rea9i
Aind9ansi>.
• eneraor sin9ron lai orsi adalah nol esin hars didorong oleh
ala e9anis Arin recipricaing esin dll>.
• #ner9one9si yang epa dari esin erpar dengan 8aringan disesin9ronisasi.
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
74/77
• 745/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
"2n$hroni=ation
• ang9ah,lang9ahnya adalah:
– asi9an ran ase 9eda sise yang saa.
– Mengar 9ecepaan esin dengan rin yang endorong
generaor sapai egangan ind9si dan re9ensi 8aringan hapirsaa.
– Menyesai9an egangan erinal generaor dengan engah ars
edan sapai egangan erinal hapir saa dengan egangan
8aringan. -aas yang dapa dieria adalah 5B
– Mengar sd ase generaor n9 en8adi hapir saa dengansd ase dari egangan 8aringan.
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
75/77
• 755/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
"2n$hroni=ation
• Tegangan anara erinal dari pes sir9i di9r 9ei9a egangan
ini 9ecil se9iar 5B dan da re9ensi yang hapir saa pes
sir9i erp.• ;i lap lal erhng di rea9er er9a yang digna9an n9
endee9si peredaan egangan.
• 'ari ini sir9i ele9roni9 eanding9an egangan dan
engendali9an generaor. $an eerapa operaor asih leih s9a
n9 ela99an sin9ronisasi generaor secara anal dengan lar 8ang9aan sin9ronisasi aa ..
M"S#$ S%$&'()$)*S
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
76/77
• 765/13/16 360 Topic 6. Synchr. Machine
M"S#$ S%$&'()$)*S
"tudent $lass room e5er$ise
• Seah iga ase
-
8/17/2019 360 Topic 4 Synchronous Generator (Terjemahan)(Zainul,Bayu,Qoirul)
77/77
M"S#$ S%$&'()$)*S
G*.*R%TOR
CO."TR>CTIO.!I?*O