Tria Tiara Putra | 7311040010
Fera Erawati
| 7311040011
Single
Phase Automatic Voltage Regulator
Design
for Synchronous Generator
M.
Rabiul Alam, Rajib Baran Roy, S.M. Jahangir Alam, Dewan Juel Rahman
Automatic
Voltage Regulator (AVR) secara luas digunakan dalam aplikasi industri yang
berguna untuk mendapatkan stabilitas yang baik dari macam – macam jenis
peralatan listrik yang berbeda. Pada
jurnal ini, secara umum adalah membahas suatu desain Automatic Voltage
Regulator (AVR) satu fasa yang berguna untuk mengatur sistem eksitasi pada
generator sinkron. Untuk mengontrol sistem eksitasi tersebut digunakan SCR (Silicon
Controlled Rectifier).
Sebelum membahas tentang AVR lebih jauh,
maka perlu diketahui tentang prinsip kerja generator sinkron dan hubungannya
dengan AVR. Adapun prinsip kerja dari generator sinkron secara umum adalah
sebagai berikut :
1.
Kumparan
medan yang terdapat pada rotor dihubungkan dengan sumber eksitasi tertentu yang
akan mensuplai arus searah terhadap kumparan medan. Dengan adanya arus searah
yang mengalir melalui kumparan medan maka akan menimbulkan fluks yang besarnya
terhadap waktu adalah tetap.
2.
Penggerak
mula (Prime Mover) yang sudah terkopel dengan rotor segera dioperasikan
sehingga rotor akan berputar pada kecepatan nominalnya.
3.
Perputaran
rotor tersebut sekaligus akan memutar medan magnet yang dihasilkan oleh
kumparan medan. Medan putar yang dihasilkan pada rotor, akan diinduksikan pada
kumparan jangkar sehingga pada kumparan jangkar yang terletak di stator akan
dihasilkan fluks magnetic yang berubah-ubah besarnya terhadap waktu. Adanya
perubahan fluks magnetik yang melingkupi suatu kumparan akan menimbulkan ggl
induksi pada ujung-ujung kumparan tersebut,
Pembangkitan
GGL induksi pada generator sinkron membutuhkan arus penguatan (eksitasi) untuk
menimbulkan fluksi magnetik pada kutub-kutub medan generator yang terletak pada
rotor. Sistem penguatan (excitation) menentukan kestabilan tegangan yang
dihasilkan oleh generator. Sehingga pada generator sinkron dibutuhkan suatu
pengendali tegangan secara otomatis, yaitu Automatic
Voltage Regulator (AVR).
Automatic
Voltage Regulator (AVR) ini memiliki prinsip sebagai pengatur tegangan
secara otomatis pada Generator Sinkron . Pengatur tegangan yang dimaksud
adalah mampu memberikan tegangan output
yang relatif konstan, sementara itu tegangan input dan beban berubah - ubah
dari waktu ke waktu.
Sebuah alat pengatur tegangan secara
umum tersusun dari beberapa bagian penting, diantaranya :
1.
Static voltage stabilizer
Sebagian
besar pengatur tegangan memiliki transformator yang memiliki bermacam – macam
tap dan rangkaian kontrol yang berfungsi untuk mengontrol input supply dan
output pada transformator.
2.
Servo voltage stabilizer
Bagian ini tersusun atas buck-boost transformer, motor pengatur
variable transformator, dan rangkaian kontrol.
3.
Types of regulating unit
Alat ini
berfungsi sebagai pengatur mengontrol satuan ukur yang digunakan pada alat
pengatur tegangan
4.
AC Voltage Controller
Pada bagian ini terdapat sebuah
thyristor yang berfungsi untuk pengatur nilai tegangan tegangan AC yang
digunakan. Kontrol ini dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis, yaitu kontrol
satu fasa dan kontrol tiga fasa.
5.
On-off control
Berfungsi
untuk pengatur on-off pada rangkaian thyristor
6.
Phase control
Berfungsi untuk pengatur sudut penyalaan pada
thyristor
7.
DC drives
Sebagai pengatur AC-DC converter yang
dapat digunakan untuk memperbaiki faktor daya dan mengurangi harmonisa.
Automatic
Voltage Regulator
(AVR) terdiri dari dua bagian utama, yaitu bagian pengukuran (measuring unit)
dan bagian regulator/pengatur (regulating unit). Fungsi unit pengukuran adalah untuk
mendeteksi perubahan pada tegangan input atau output AVR dan menghasilkan
sinyal untuk mengoperasikan bagian pengatur (regulating unit). Sedangkan tujuan
dari unit pengatur (regulating unit) adalah untuk menentukan sinyal minimum
dari bagian pengukuranan seperti cara memperbaiki tegangan output dari
regulator untuk ditetapkan nilainya. Akan tetapi, dalam beberapa kasus, ada sebuah
bagian tambahan yang dibutuhkan untuk mengontrol unit pengatur , yaitu bagian kontrol
(controlling unit).
Pada pembahasan jurnal ini, Automatic Voltage Regulator (AVR) dirancang
untuk mengontrol sistem eksitasi pada generator sinkron. AVR dihubungkan dengan
belitan utama stator dan belitan medan eksitasi yang terangkai close loop yang
berfungsi untuk mengontrol tegangan output. Pada desain ini, trigger untuk
sinkronisasi berasal dari trafo isolasi dengan frekuensi 50 Hz dan berupa
gelombang sinus murni. Sedangkan untuk meghasilkan sudut penyalaan pada SCR,
dibutuhkan suatu comparator amplifier untuk membandingkan sinyal output dari
output amplifier. Selama periode sudut penyalaan, rangkaian electronic
digabungkan dengan astabil multivibrator yang berfungsi untuk memberikan
gelombang yang dapat mengurangi losses switching pada Thyristor. Dengan
gelombang tersebut, converter yang tersusun atas SCR dapat digunakan secara maksimal
untuk mengontrol beban. Pada AVR ini, terdapat beberapa range tegangan yang
dapat dipilih secara otomatis untuk eksitasi pada generator sinkron.
|
Dalam merancang AVR satu fasa untuk generator
sinkron, perlu diperhatikan tentang hal – hal berikut :
|
1.
Excitation control system
Eksitasi diberikan melalui slip ring dan
sikat dengan cara generator DC dipasang pada poros yang sama dengan rotor dari mesin
sinkron. Namun pada sistem eksitasi modern, eksitasi diberikan menggunakan
Generator AC dengan rectifier yang ikut berputar atau sering disebut brush-less
excitation. Sistem eksitasi memiliki dua fungsi utama, yaitu menghasilkan
tegangan DC yang berfungsi untuk menghasilkan arus agar mengalir di kumparan
medan Generator.
2.
Self-excitation control system atau electronic main
exciter.
Sebuah exciter elektronik pada dasarnya
terdiri dari penyearah diode yang
memiliki sumber daya AC.
3.
Power factor and armature current control
Pengurangan
eksitasi dapat menyebabkan perubahan pada arus fasor menjadi lagging atau
leading serta perubahan pada power factor. Sehingga diperlukan bagian yang
berfungsi untuk mengontrol power factor dan arus jangkar.
4.
Generator-type automatic voltage regulator
Generator-type automatic voltage
regulator adalah
perangkat kontrol yang secara otomatis mengatur tegangan pada exciter dari
alternator, dan berfungsi untuk menjaga tegangan output agar konstan dalam
batas-batas yang telah ditentukan.
Sehingga
membangkitkan eksitasi pada generator sinkron dengan AVR memiliki beberapa
keuntungan, diantaranya generator akan memiliki tegangan output yang tetap
sementara tegangan input berubah – ubah atau tidak stbil. AVR pada jurnal ini
dirancang untuk beban mengontrol medan
alternator pada beban 10KVA.
0 komentar:
Posting Komentar