PENGUJIAN GENERATOR TIPE FLUKSI AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm DI LABORATORIUM
TUGAS AKHIR Diajukan Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Program Strata Satu (S-1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun oleh: CANDRA FAJAR PRASETYA 07510016
JURUSAN TEKNIK MESIN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG 2012
LEMBAR PENGESAHAN
PENGUJIAN GENERATOR TIPE FLUKSI AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm DI LABORATORIUM
Diajukan Kepada Universitas Muhammadiyah Malang Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Mesin Strata Satu (S1) Jurusan Teknik Mesin
Disusun Oleh : Nama : CANDRA FAJAR PRASETYA NIM
: 07510016
Telah diperiksa, disetujui, dan disahkan oleh :
Dosen Pembimbing I
Dosen Pembimbing II
(Ir. Trihono Sewoyo, MT)
(Ir. Mulyono, MT)
Mengetahui, Ketua Jurusan Teknik Mesin UMM
( Ir. Mulyono, MT )
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG FAKULTAS TEKNIK JURUSAN TEKNIK MESIN Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318 21 Psw. 127 Fax. (0341) 460782 Malang 65144
Lembar Asistensi Tugas Akhir Nama No. Induk Mahasiswa Bidang Keahlian Judul
: : : :
Candra Fajar Prasetya 07510016 Konstruksi Pengujian Generator Tipe Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4 mm Di Laboratorium Pembimbing I : Ir. Trihono Sewoyo, MT Pembimbing II : Ir. Mulyono, MT Paraf No. Catatan Asistensi Pembimbing I Pembimbing II 1 Persetujuan Judul TA 2
Latar Belakang Diperbaiki
3
Tujuan Di Perbaiki
4
ACC Bab I
5
ACC Bab II
6
ACC Bab III
7
Perbaiki Metode Pengujian
8
ACC Bab IV
9
ACC Bab V
10
Perbaiki Abstraksi
Pembimbing I
(Ir. Trihono Sewoyo, MT )
Malang, Februari 2012 Pembimbing II
(Ir. Mulyono, MT)
LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini : Nama Nim Tempat / Tanggal Lahir Jurusan Fakultas Instansi
: Candra Fajar Prasetya : 07510016 : Lumajang, 18 September 1988 : Teknik Mesin : Teknik : Universitas Muhammadiyah Malang
Dengan ini menyatakan dengan sebenar-benarnya bahwa : 1. Tugas Akhir dengan Judul : Pengujian Generator Tipe Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4 mm Di Laboratorium Adalah hasil karya saya,dan dalam naskah tugas akhir ini tidak terdapat karya ilmiah yang pernah diiajukan oleh orang lain untuk memperoleh gelar akademik di suatu perguruan tinggi, dan tidak terdapat karya atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, baik sebagian atau keseluruhan, kecuali yang secara tertulis dikutip dalam naskah ini dan disebutkan dalam sumber kutipan dan daftar pustaka. 2. Apabila ternyata di dalam naskah tugas akhir ini dapat dibuktikan terdapat unsur-unsur PLAGIASI , saya bersedia TUGAS AKHIR INI DIGUGURKAN dan GELAR AKADEMIK YANG TELAH SAYA PEROLEH DIBATALKAN ,serta diproses sesuai ketentuan yang berlaku. 3. Tugas Akhir ini dijadikan sumber pustaka yang merupakan HAK BEBAS ROYALTY NON EKSLUSIF Demikian surat pernyataan ini dibuat dengan sebenarnya untuk digunakan sebagaimana mestinya. Malang, Februari 2012 Dengan Hormat,
Candra Fajar Prasetya
PENGUJIAN GENERATOR TIPE FLUKSI AKSIAL DENGAN DIAMETER KAWAT EMAIL 1,4 mm DI LABORATORIUM Oleh : Candra Fajar Prasetya, Pembimbing I : Ir.Trihono Sewoyo,MT, Pembimbing II : Ir.Mulyono, MT Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144 ABSTRAKSI
Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik melalui proses induksi magnetic. Generator memperoleh tenaga mekanis dari penggerak mula (primer mover). Tenaga mekanik disini digunakan untuk memutar kumparan kawat-kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar. Generator listrik yang tersedia banyak dipasaran (tipe radial flux) biasanya berjenis high speed induction generator. Generator jenis ini membutuhkan energi listrik awal (excitation voltage) untuk membuat medan magnetnya. Selain itu juga sebagian besar (lebih dari 90%) turbin angin di dunia menggunakan generator slip-ring dan high speed induction generator, yang mempunyai kekurangan, antara lain : biaya tambahan untuk slip-ring itu sendiri, perawatan brush-gears, termasuk penggantian brush pada periode tertentu. Sebagai solusinya, pada penelitian ini dirancang generator fluksi aksial menggunakan multi pole magnet permanen untuk menggantikan tegangan eksitasi. Untuk menghasilkan tegangan yang stabil maka dipilih generator 3 fasa. Generator aksial memiliki 2 bagian utama, yakni rotor dan stator. Rotor terdiri dari 12 pasang magnet permanen yang dipasang saling berhadapan dan tarik menarik satu dengan yang lainnya. Stator terdiri dari 9 buah kumparan dengan 129 lilitan disetiap kumparannya. Kata Kunci :. Generator , rotor, stator, magnet permanen,
TESTING GENERATOR AXIAL FLUX TYPE WITH A WIRE EMAIL OF 1.4 MM IN THE LABORATORY Candra Fajar Prasetya Adviser I : Ir.Trihono Sewoyo,MT, Adviser II : Ir.Mulyono, MT Fakultas Teknik Jurusan Teknik Mesin Universitas Muhammadiyah Malang Jl. Raya Tlogomas No. 246 Telp. (0341) 464318-128 Fax. (0341) 460782 Malang 65144 ABSTRACT
Generator is a machine that changes mechanical energybecome electricity through a process electromagnetic induction. Generator obtain mechanical energy from the drive first (primary mover). Mechanical energy is used here to turn the coil wire conductor in a magnetic field or otherwise play a magnet between coils of wire conductor. Electrical generator has been widely spread in the market (radial flux type), usually in the kind of high speed induction. Generator where in this type initial electrical energy (excitation voltage) to make its magnetic field. While, most of wind turbine (less than 90%) in the world using slip-ring generator and high speed induction generator. It s need most cost extra for slip-ring, maintenance brush-gears, maybe sometimes include to replace with new brush. As the solution, in this research has been designed the generator axial flux with multi pole permanently magnetic to replace the existence voltage. To generate stable of voltage building three phase of generator. There are two main parts in generator axial flux, they are rotor and stator. Rotor build in 12 couple of permanently magnet, confront and pull each other. Stator build in 9 coils by 129 turns conductor in each coil. Keywords: generator, rotor, stator, permanently magnet.
KATA PENGANTAR
Assalammu alaikum Wr. Wb. Segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang senantiasa memberikan rahmat serta hidayah-Nya kepada kita semua. Semoga sholawat serta salam selalu tercurahkan kepada Rasulullah Muhammad SAW. Dengan berkah dan ridho-Nya, akhirnya penulisan skripsi yang berjudul " Pengujian Generator Tipe Fluksi Aksial Dengan Diameter Kawat Email 1,4mm Di Laboratorium " ini dapat terselesaikan. Selain sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana bagi mahasiswa Teknik Mesin UMM, semoga tugas akhir ini juga dapat bermanfaat sebagai sumbangan pikiran dari penulis bagi pembaca sekaligus pengembangan keilmuan berkaitan dengan energi alternatif dan konversi energi elektromagnetik. Terima kasih yang sebesarnya penulis ucapkan kepada banyak pihak yang telah membantu terselesainya skripsi ini, baik secara langsung maupun tidak langsung. Terimakasih penulis ucapkan kepada : 1. Bapak dan Ibu tercinta yang tiada henti memberikan doa, dukungan, senantiasa menasehati, memberi semangat dan materi, serta semua pengorbanannya bertahun-tahun demi selesainya pendidikanku selama ini. Semoga Allah SWT membalas semua amalan dan memberinya kesehatan lahir dan batin selalu, amin
2. Bapak Ir. Trihono Sewoyo, MT, selaku pembimbing satu yang tidak hanya membimbing bidang akademik, tetapi juga pengajar kehidupan sejati yang mampu menyelami kemampuan ilmu mahasiswanya. Terima kasih telah memberikan ide, ilmu, tekanan serta meluangkan waktu, wacana, dan kesabaran dalam membimbing sehingga penulis dapat menyelesaikan dan meminimalisir kesalahan dalam tugas akhir ini. Tidak lupa permintaan maaf saya apabila telah mengecewakan dalam bimbingan dan ujian tugas akhir. Semoga Allah SWT membalas semua amalan dan memberinya kesehatan lahir dan batin agar terus mendidik para penerus bangsa, amin 3. Bapak Ir. Mulyono, MT, selaku pembimbing dua yang telah meluangkan waktunya untuk memberikan bimbingan, sehingga pengerjaan skripsi ini berjalan dengan baik. 4. Bapak Ir. Ali Saifullah, MT, selaku dosen wali jurusan teknik mesin angkatan 2007 yang telah mendampingi proses akademik selama kuliah di jurusan Teknik Mesin. 5. Sahabat satu tim dalam pengerjaan tugas akhir Rizka Arif Bahtiar, Muhamad Lutfi, Nur Aziz Riyadi, terima kasih atas kekompakannya, saling memberi semangat, dan yang terpenting kebersamaan diwaktu susah maupun senang. 6. Untuk 201088 terima kasih banyak telah memberikan dorongan semangat, dukungan, motivasi, dan perhatian selama ini. 7. Teman-teman jurusan teknik mesin angkatan 2007, khususnya crew Lab. Perancangan / CNC angkatan 2007, Dhita, Ulum, Arip, Totok, Rizki, Wira,
Enggar, Rica, Hendi, Lutfi, Riska, Kris, Uut, Aziz, dan Ananta, terima kasih atas kebersamaannya. 8. Teman-teman kost lansa 92 landungsari Bayu, Gandos, Veri, Jayed, Jeleded hudin, Farid, Asep yang selalu menghibur saya disaat saya merasa jenuh dan terus memotivasi saya untuk menyelesaikan skripsi ini. Penulis menyadari bahwa penyusunan karya ilmiah (skripsi) ini mungkin belum bisa dikatakan sempurna, dikarenakan ilmu yang masih terbatas dan belum berkembang. Oleh sebab itu, penulis mengharapkan kritik, saran, dan sumbangan pemikiran dari berbagai pihak yang bersifat membangun demi terciptanya karya ilmiah yang lebih baik dan berguna bagi masa depan. Semoga hasil karya penulisan ini dapat memberikan manfaat bagi kehidupan kita semua di masa yang akan datang. Tetap cintai dan jaga bumi kita dari pemanasan global. Akhir kata, penulis menyampaikan terima kasih atas perhatiannya. Wassalammu alaikum Wr. Wb.
Malang, Februari 2012 Penulis,
Candra Fajar Prasetya
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ......................................................................................................... i LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................................... ii LEMBAR ASISTENSI.................................................................................................. iii LEMBAR PERNYATAAN .......................................................................................... iv ABSTRAKSI .................................................................................................................. v KATA PENGANTAR ................................................................................................... vii DAFTAR ISI .................................................................................................................. x DAFTAR TABEL .......................................................................................................... xii DAFTAR GAMBAR ..................................................................................................... xiii
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .............................................................................................. 1 1.2 Rumusan Masalah ......................................................................................... 2 1.3 Tujuan Pengujian ........................................................................................... 2 1.4 Manfaat .......................................................................................................... 3 1.5 Batasan Masalah ............................................................................................ 3
BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 Generator ....................................................................................................... 4 2.1 .1 Prinsip Dasar Generator .................................................................... 5 2.2 Jenis Generator .............................................................................................. 5 2.3 Rotor ............................................................................................................. 8 2.4 Stator .............................................................................................................. 9 2.5 Tegangan dan Arus Bolak-Balik ................................................................... 10 2.6 Rectifier ......................................................................................................... 11 2.7 Magnet........................ ................................................................................... 12 2.7.1 Jenis-jenis Magnet ............................................................................... 13 2.8 Kawat Tembaga ............................................................................................. 14 2.9 Resin......................... ..................................................................................... 16 2.10 Katalis...................... .................................................................................... 16 2.11 Poros ............................................................................................................ 17 2.12 Bantalan ....................................................................................................... 17
BAB III METODE PENGUJIAN 3.1 Alat-alat yang digunakan dalam pengujian ................................................... 19 3.2 Persiapan Pengujian ...................................................................................... 22 3.3 Cara Pengujian .............................................................................................. 22 3.4 Prinsip Kerja .................................................................................................. 24
BAB IV DATA PENGUJIAN 4.1 Data Hasil Pengujian ..................................................................................... 25 4.1.1 Data Pengujian Generator Tanpa Beban (DC) ..................................... 25 4.1.2 Data Pengujian Generator Dengan Beban 40 ohm (DC) ..................... 26 4.2 Analisa Dan Pembahasan Data...................................................................... 30 4.2.1 Perhitungan Tabel Dan Grafik ............................................................ 31 4.2.2 Tabel Rata-rata Pengujian Generator Tanpa Beban (DC) .................... 31 4.2.3 Tabel Rata-rata Pengujian Tegangan dan arus Dengan Beban 40 ohm ....................................................................................................... 33 4.2.4 Tabel Rata-rata Pengujian Tanpa Beban (DC) ..................................... 35 4.2.5 Tabel Rata-rata Tegangan dan arus Pengujian Dengan Beban 40 ohm ....................................................................................................... 37 4.2.6 Perbandingan Pengujian putaran Dan Tegangan Tanpa Beban ........... 39 4.2.7 Perbandingan Putaran Dan Tegangan Dengan Beban 40 ohm ............. 41 4.2.8 Perbandingan Putaran Dan Arus Dengan Beban 40 ohm..................... 43
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan .................................................................................................... 45 5.2 Saran .............................................................................................................. 45
DAFTAR PUSTAKA .................................................................................................... 46 LAMPIRAN : POSTER CURICULUM VITAE GAMBAR PENGUJIAN NASKAH PUBLIKASI
DAFTAR TABEL Tabel 4.1 Data hasil pengujian generator tanpa beban (DC)....................... 25 Tabel 4.2 Data hasil pengujian dengan beban 40 ohm (DC) percobaan 1 .... 26 Tabel 4.3 Data hasil pengujian dengan beban 40 ohm (DC) percobaan 2 .... 26 Tabel 4.4 Data hasil pengujian dengan beban 40 ohm (DC) percobaan 3 .. .27 Tabel 4.5 Data hasil pengujian generator tanpa beban (DC)........................ 28 Tabel 4.6 Data hasil pengujian dengan beban 40 ohm (DC) percobaan 1 .... 29 Tabel 4.7 Data hasil pengujian dengan beban 40 ohm (DC) percobaan 2 .. .29 Tabel 4.8 Data hasil pengujian dengan beban 40 ohm (DC) percobaan 3 .... 30 Tabel 4.9 Data hasil pengujian generator tanpa beban (DC) ....................... 31 Tabel 4.10 Data hasil pengujian tegangan dan arus dengan beban 40 ohm 33 Tabel 4.11 Data hasil pengujian tegangan generator tanpa beban (DC) ...... 35 Tabel 4.12 Data hasil pengujian tegangan dan arus dengan beban 40 ohm . 37 Tabel 4.13 Perbandingan data pengujian tanpa beban ................................ .39 Tabel 4.14 Data perbandingan putaran dan tegangan dengan beban 40 ohm ........................................................................................................................ .41 Tabel 4.15 Data perbandingan putaran dan arus dengan beban 40 ohm...... .43
DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Jenis Generator Magnet Permanen Fluksi radial ...................... 5 Gambar 2.2 Jenis Generator Magnet Permanen Fluksi Aksial ...................... 6 Gambar 2.3 Magnet sebagai Rotor................................................................. 8 Gambar 2.4 Kumparan atau lilitan sebagai stator ......................................... 9 Gambar 2.5 Rangkaian rectifier jembatan gelombang penuh.. ...................... 12 Gambar 2.6 Tabel nilai tahanan jenis kawat .................................................. 14 Gambar 2.7 Kawat email ................................................................................ 15 Gambar 2.8 Tabel nilai kemampuan kawat email bila dilalui arus ............... 16 Gambar 3.1 Penggabungan kabel output dengan rectifier ............................. 20 Gambar 3.2 Skema rangkaian pengujian........................................................ 20
DAFTAR PUSTAKA
1. Ahsan, Muhammad. Walid ., Perancangan, Pembuatan, dan Pengujian Generator Magnet Permanen Tipe Fluksi Aksial Dengan Daya 45 Watt, Tugas Akhir,Teknik mesin - UMM, 2010. 2. Toomey, Michael, Individual Trade Study for Portable Wind Energy System, Individual Trade Study, Februari 2008. 3. Piggott, Hugh,. A Wind Turbine Recipe Book The Axial Flux Windmill Plans, Metric edition, Januari 2009. 4. Sularso, Suga, K., Dasar Perencanaan dan Pemilihan Elemen Mesin, Penerbit PT. Pradnya Paramitha, Jakarta, 2004 5. elektronika.blogspot.com 6. rockwork.bravehost.com/pengenalan.htm 7. www.wikipedia.com 8. dunia-listrik.blogspot.com/generator 9. www.parliament.uk/documents/upload/postpn268.pdf 10. http://hudasmkn3tegal.blogspot.com 11. http://www.wikipedia.com/polysteresin_product) 12. http://www.cozypad.com/tips-to-test-electronic-components-with-amultimeter/11320.html
46
