ANALISIS PENGARUH KETEBALAN MAGNET DAN JUMLAH LILITAN TERHADAP KARAKTERISTIK GENERATOR MAGNET PERMANEN 18 SLOT 16 POLE

Abdurahman Diar* -  Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau, Indonesia
Zulfatri Aini -  Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau, Indonesia

DOI : 10.24269/mtkind.v17i1.7411

Abstrak

 Energi angin di Indonesia memiliki potensi yang besar sehingga perlu dimanfaatkan untuk menghasilkan energi listrik dalam rangka transisi energi. Namun, kecepatannya yang tergolong menengah-rendah merupakan tantangan untuk memaksimalkan potensinya. Generator yang cocok digunakan adalah Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG).  Namun, PMSG yang digunakan saat ini memiliki efisiensi dan karakteristik yang masih rendah. Penelitian ini menggunakan parameter-parameter terbaik dari penelitian-penelitian sebelumnya dan menambahkan pembaruan pada ketebalan magnet dan jumlah lilitan agar dapat menghasilkan PMSG berkarakteristik tinggi. Peneliti melakukan perancangan dan pengujian melalui simulasi dengan bantuan software Magnet Infolytica dengan metode Finite Element Method (FEM). Nilai hasil simulasi diolah menggunakan Microseft Excel untuk menghasilkan nilai daya input, daya output dan efisiensi. Variasi ketebalan magnet yang digunakan adalah 3 mm, 6 mm, dan 9 mm. Variasi jumlah lilitan yang digunakan adalah 20, 30, dan 40 lilitan. Hasil simulasi penelitian menunjukkan bahwa karakteristik tertinggi yang dihasilkan adalah PMSG ketebalan 9 mm dan lilitan 40 dengan arus 26,59 A, tegangan 265,88 V, torsi -73,85 Nm, daya input 7.744,71 W dan daya output 7.266,01 W. Sedangkan efisiensi terbesar adalah PMSG ketebalan 9 mm dan lilitan 30 dengan arus 24,36 A, tegangan 243,58 V, torsi -61,52 Nm, daya input 6.441,46, daya output 6.101,13 dan efisiensi 94,70%.

 

Abstract

 Wind energy in Indonesia has great potential so it needs to be utilized to produce electrical energy in the context of energy transition. However, its medium-low speed is a challenge to maximize its potential. A suitable generator for use is a Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG).  However, the PMSG used today has low efficiency and characteristics. This study uses the best parameters from previous studies and adds updates to the magnetic thickness and number of windings to produce high-characteristic PMSG. Researchers design and test through simulation with the help of Magnet Infolytica software with Finite Element Method (FEM) method. The simulated values are processed using Microsoft Excel to produce input power, output power, and efficiency values. The variations in magnetic thickness used are 3 mm, 6 mm, and 9 mm. The variations in the number of windings used are 20, 30, and 40 windings. The results of the research simulation showed that the highest characteristics produced were PMSG thickness of 9 mm and winding 40 with a current of 26,59 A, voltage of 265,88 V, torque of -73,85 Nm, input power of 7.744,71 W and output power of 7.266,01 W. While the greatest efficiency is PMSG thickness of 9 mm and winding 30 with a current of 24,36 A, voltage of 243,58 V, torque of -61,52 Nm,  Input power 6.441,46, output power 6.101,13 and efficiency 94,70%.

 

 

Keywords
Fosil, Angin, Generator, PMSG, FEM
  1. Tim Sekretaris Jenderal Dewan Energi Nasional, Indonesia Energy Out Look 2019. Jakarta: Sekretaris Jenderal Dewan Energi Nasional, 2019.
  2. Menteri Energi Dan Sumber Daya Mineral Republik Indonesia, Rencana Umum Penyediaan Tenaga Listrik Nasional (RUPTL) 2018-2027. Jakarta, 2018.
  3. PT. PLN (Persero), Statistik PLN 2021. Jakarta: PT. PLN (Persero), 2021.
  4. P3TKEBT ESDM, “Potensi Energi Angin Indonesia 2020,” Balai Besar Survei dan Pengujian Ketenagalistrikan, Energi Baru, Terbarukan, dan Konservasi Energi, 2021. https://p3tkebt.esdm.go.id/pilot-plan-project/energi_angin/potensi-energi-angin-indonesia-2020 (accessed Sep. 15, 2022).
  5. I. B. F. Citarsa and I. A. S. Andyani, “Pengaruh Ketebalan Magnet Rotor terhadap Back EMF dan Efisiensi Permanent Magnet Synchronous Generator 12S8P,” Dielektrika, vol. 9, no. 1, pp. 11–17, 2022.
  6. H. Piggott, Windpower Workshop: Building Your Own Wind Turbine. 1997.
  7. A. M. Soedjanaatmadja, F. C. A. Puspanegara, H. Hardiansyah, B. Nainggolan, and J. Marpaung, “Pengaruh Kecepatan Putar Terhadap Back emf Pada Permanent Magnet Synchronous Generator,” Pros. Semin. Nas. Tek. Mesin Politek. Negeri Jakarta, pp. 123–128, 2019, [Online]. Available: http://semnas.mesin.pnj.ac.id.
  8. M. O. Suhada and I. Yasri, “Aspek Rancangan Generator Magnet Permanen Fluks Radial Kecepatan Rendah,” Univ. Riau, vol. 5, pp. 1–7, 2018.
  9. H. Haraguchi, S. Morimoto, and M. Sanada, “Suitable Design of A PMSG for A Small-Scale Wind Power Generator,” Int. Conf. Electr. Mach. Syst., 2009, doi: 10.1109/ICEMS.2009.5382892.
  10. D. A. Fauzi, “Analisa Efisiensi Generator Pltu Pulang Pisau Pada Saat Pembebanan,” Univ. Kalimantan Muhammad Arsyad Al Banjari.
  11. R. Saputra and Z. Aini, “Analisis Pengaruh Ketebalan dan Jenis Inti Besi Rotor Stator terhadap Karakteristik Generator Sinkron Magnet Permanen 18S16P Fluks Radial,” J. Sains, Teknol. dan Ind., vol. 18, no. 2, pp. 220–227, 2021.
  12. T. D. Putri and Liliana, “Analisis Pengaruh Material Magnet Permanent Terhadap Karakteristik Generator Sinkron Radial 18 Slot 16 Pole,” J. POLEKTRO, vol. 11, no. 1, pp. 45–50, 2022.
  13. M. Yusup and S. Nuryadi, “Analisa Kinerja Generator Magnet Permanen Ditinjau dari Tegangan Output Efisiensi dan Torsi Cogging Berdasarkan Variasi Geometri Stator dan Jumlah Kutub Menggunakan Software MagNet Infolytica,” Univ. Teknol. Yogyakarta.
  14. R. Pahlevi and D. B. Santoso, “Analisis Concentrated Winding Menggunakan Metode Clockwise dan Kombinasi pada PMSG 12S8P,” Electr. - J. Rekayasa dan Teknol. Elektro, vol. 16, no. 2, pp. 223–231, 2022.
  15. Liliana, Z. Aini, A. Wenda, and T. D. Putri, “Effect of Thickness and Type of Magnet against EMF Back PMSG 12S8P with FEM,” IOP Conf. Ser. Mater. Sci. Eng., 2020, doi: 10.1088/1757-899X/990/1/012006.
  16. T. P. Zaputra and N. Gusnita, “Analisis Pengaruh Jumlah Lilitan dan Kecepatan Putar Terhadap Efisiensi Pada Permanent Magnet Synchronus Generator 18 Slot 16 Pole,” JTEV (Jurnal Tek. Elektro dan Vokasional), vol. 8, no. 2, p. 411, 2022.
  17. A. N. Hidayat, Suyitno, Daryanto, and P. S., “Pengaruh Jumlah Lilitan Kumparan Stator Terhadap Kinerja Generator Magnte Permanen Fluks Aksial Satu Fasa,” J. Electr. Vocat. Educ. Technol., vol. 2, no. 2, pp. 28–31, 2020, doi: 10.21009/jevet.0022.06.
  18. A. Indriani, “Analisis Pengaruh Variasi Jumlah Kutub dan Jarak Celah Magnet Rotor Terhadap Performan Generator Sinkron Fluks Radial,” Electr. - J. Rekayasa dan Teknol. Elektro, vol. 9, no. 2, pp. 62–71, 2015.
  19. Z. Guo and L. Chang, “Fem Study On Permanent Magnet Synchronous Generators For Small Wind Turbines,” IEEE, no. May, pp. 641–644, 2005.
  20. M. N. Kholis, “Rancangan Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) 12 Slot 8 Pole dengan Menggunakan Software Magnet Infolytica 7.5,” Univ. Muhammadiyah Surakarta, pp. 5–19, 2020.
  21. G. S. Budiman, “Desain Mini Generator Magnet Permanen Fluks Radial,” Pekanbaru, 2018. [Online]. Available: http://repository.uin-suska.ac.id/15845/.
  22. J. R. Hendershot and T. Miller, Design of Brushless Permanent-Magnet Motors (Hendershot and Miller), vol. 37. Magna Physics Publications, 1994.
  23. I. A. Albarohin and U. Latifa, “Analisa Pengaruh Perbedaan Winding terhadap Back EMF dan Ke pada PMSG 18s16p,” CIRCUIT J. Ilm. Pendidik. Tek. Elektro, vol. 5, no. 2, p. 189, 2021, doi: 10.22373/crc.v5i2.9401.
  24. D. Hanselman, Brushless Permanent Magnet Motor Design Second Edition, vol. 26, no. 3. USA: University of Maine, 1978.
  25. D. Parrish, S. T. Schneider, J. Healey, K. Lunde, J. O. Conner, and S. Compton, Getting Started Guide MagNet Version 7.5. Canada: Documentation Department Infolytica Corporation, 2014.
  26. S. Ningsih, “Metode Elemen Hingga Untuk Perpindahan Panas Konduksi Steady State pada Domain 2D dengan Menggunakan Elemen Segitiga,” Saintifik, vol. 7, no. 2, pp. 146–156, 2021, doi: 10.31605/saintifik.v7i2.336.
  27. J. D. Edwards, An Introduction to Magnet for Static 2D Modeling. Canada: Documentation Department Infolytica Corporation, 2014.
  28. D. A. Abibintar, Warindi, and W. B. Pramono, “Simulasi Medan Magnet Pada Generator Magnet Permanen Menggunakan Metode Elemen Hingga,” Univ. Islam Indones., 2019.
  29. A. Nurdin, A. Azis, and R. A. Rozal, “Peranan Automatic Voltage Regulator Sebagai Pengendali Tegangan Generator Sinkron,” J. Ampere, vol. 3, no. 1, p. 163, 2018, doi: 10.31851/ampere.v3i1.2144.
  30. H. Prasetijo, Ropiudin, and B. Dharmawan, “Generator Magnet Permanen Sebagai Pembangkit Listrik Putaran Rendah Permanent,” Din. Rekayasa, vol. 8, no. 2, pp. 70–77, 2012.
  31. N. Priyaningsih, “Analisis Efisiensi Generator Pada Wind Turbine,” J. Edukasi Elektro, vol. 1, no. 2, pp. 157–168, 2017, doi: 10.21831/jee.v1i2.17420.
  32. A. M. Lestari, G. Jatisukamto, and A. Z. Muttaqin, “Analisis Efisiensi Pada Generator 12 Slot 8 Pole,” J. Rotor, vol. 11, no. April, pp. 35–38, 2018, [Online]. Available: https://jurnal.unej.ac.id/index.php/RTR/article/view/9098.

Full Text:
Article Info
Submitted: 2023-06-19
Published: 2023-07-31
Section: Artikel
Article Statistics: