Analisis Perbandingan Concentrated Winding Dan Toroidal Winding Pada Generator Axial Flux Permanent Magnet (AFPM) Tiga Fasa Menggunakan Inti Besi Pada Stator

Raja Harahap, Charly P.H. Silaban, Riswan Dinzi, Ferry R.A. Bukit

Abstract


Kebutuhan energi listrik terus meningkat seiring dengan pertumbuhan industri dan masyarakat dunia. Energi terbarukan menjadi salah satu alternatif untuk menanggulangi peningkatan penggunaan energi listrik tersebut. Belakangan ini perkembangan generator dalam memproduksi energi listrik sudah sangat beragam salah satunya menggunakan generator Axial Flux Permanent Magnet (AFPM) yang biasanya dirancang untuk memanfaatkan energi terbarukan dengan kecepatan rendah seperti air dan angin. Generator AFPM pada umumnya menggunakan stator tanpa inti dengan konfigurasi belitan concentrated. Pada pembahasan skripsi ini dibandingkan dua buah stator dengan  menggunakan inti besi yaitu konfigurasi Concentrated Winding dan konfigurasi Toroidal Winding. Generator yang digunakan memiliki spesifikasi rotor dan stator yang sama. Generator yang dirancang dengan tegangan 110 volt frekuensi 50 Hz, dan daya perhitungan sekitar 100 watt. Dari hasil pengujian generator AFPM tiga phasa dengan menjaga konstan frekuensi sebesar 50 Hz pada konfigurasi Concentrated Winding dihasilkan tegangan pengujian tanpa beban sekitar 106,5 volt, tegangan pengujian berbeban sekitar 45,6 volt, dan daya 87,15 watt dengan efisiensi generator 72,61 %. Sementara pada konfigurasi Toroidal Winding dihasilkan tegangan pengujian tanpa beban sekitar 110,6 volt, tegangan pengujian saat berbeban sekitar 42,4 volt, dan daya 77,16 watt dengan efisiensi generator 70,51 %. Berdasarkan hasil tersebut disimpulkan bahwa konfigurasi Concentrated Winding lebih baik daripada konfigurasi Toroidal Winding.


Keywords


Generator Fluks Aksial; Rotor; Stator; Concentrated Winding; Toroidal Winding

Full Text:

PDF

References


R. Ainur, 2019, Rancang Bangun Generator AC Konstruksi Axial Flux Satu Fasa Menggunakan Magnet Neodymium (NdFeB) Silinder dengan Kutub Magnet Berlawanan (U-S),” Tek. Elektro, Univ. Jember, p. 87.

J. F. Gieras, R. J. Wang, and M. J. Kamper, 2008, Axial Flux Permanent Magnet Brushless Machines, 2nd ed. Springer Netherlands.

A. Fajar, 2017, Rancang Bangun Generator Sinkron Axial Flux Permanent Magnet Axial Flux Permanent Magnet 1500 Watt, no. December.

V. Kaliyev, A. Helwig, and T. Ahfock, 2017, Axial flux PM coreless stator machine development for low speed wind generator, Australas. Univ. Power Eng. Conf. AUPEC 2017, vol. 2017-Novem, pp. 1–6, 2018, doi: 10.1109/AUPEC.2017.8282397.

F. Jin, J. Si, Z. Cheng, P. Su, L. Dong, and G. Qi, 2019, Optimization Design of A Novel Toroidal-Winding Permanent Magnet Synchronous Generator, 22nd Int. Conf. Electr. Mach. Syst. ICEMS 2019, 2019, doi: 10.1109/ICEMS.2019.8921858.

Muljadi, P. Sardjono, and Suprapedi, 2015, Preparation and Characterization of 5 wt.% Epoxy Resin Bonded Magnet ndfeb for micro Generator Application, Energy Procedia, vol. 68, pp. 282–287, doi: 10.1016/j.egypro.2015.03.257.

A. Parviainen, 2005, Design of Axial-Flux Permanent-Magnet Low-Speed Machines and Performance Comparison Between Radial-Flux and Axial-Flux Machines.

I. Petrov, P. Lindh, W. Y. Peng, C. S. Jang, H. P. Yang, and J. Pyrhonen, 2016, Improvement of axial flux single-rotor single-stator induction machine performance by applying semi-magnetic wedges, Proc. - 2016 22nd Int. Conf. Electr. Mach. ICEM 2016, no. October 2017, pp. 1795–1800, doi: 10.1109/ICELMACH. 2016. 7732767.

M. Akbar, 2012, Rancang Bangun Generator Turbin Axial Tiga Fasa Untuk Kecepatan Angin Rendah.

F. G. Rossouw, 2009, Analysis and Design of Axial Flux Permanent Magnet Wind Generator System for Direct Battery Charging Applications, Africa (Lond)., no. March, p. 140.

M. Aydin and M. K. Guven, 2013, Design of several permanent magnet synchronous generators for high power traction applications, Proc. 2013 IEEE Int. Electr. Mach. Drives Conf. IEMDC 2013, vol. 90, no. 262, pp. 81–87, 2013, doi: 10.1109/IEMDC.2013.6556196.

A. Chen, R. Nilssen, and A. Nysveen, 2010, Performance comparisons among radial-flux, multistage axial-flux, and three-phase transverse-flux PM machines for downhole applications,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 46, no. 2, pp. 779–789, doi: 10.1109/TIA.2009.2039914.

T. Zou, D. Li, R. Qu, J. Li, and D. Jiang, 2017, Analysis of a Dual-Rotor, Toroidal-Winding, Axial-Flux Vernier Permanent Magnet Machine, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 53, no. 3, pp. 1920–1930, doi: 10.1109/TIA.2017.2657493.

H. Vansompel, A. Hemeida, and P. Sergeant, 2017, Stator Heat Extraction System For Axial Flux Yokeless And Segmented Armature Machines, 2017 IEEE Int. Electr. Mach. Drives Conf. IEMDC 2017, doi: 10.1109/IEMDC.2017.8001873.

M. Noer, 2017, Analisa Pengaruh Pembebanan Terhadap Efisiensi Generator Di Pltg Borang Dengan Menggunakan Software Matlab, J. Ampere, vol. 2, no. 2, p. 103, 2017, doi: 10.31851/ampere.v2i2. 1774.




DOI: https://doi.org/10.30743/jet.v6i3.4603

Refbacks

  • There are currently no refbacks.


Copyright (c) 2021 Raja Harahap, Charly P.H. Silaban, Riswan Dinzi, Ferry R.A. Bukit

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License.

JET (Journal of Electrical Technology)

Fakultas Teknik - Universitas Islam Sumatera Utara
Jl. Sisingamangaraja, Teladan, Medan 20217

Website: https://jurnal.uisu.ac.id/index.php/jet
Email: jet_electro@uisu.ac.id

JET (Journal of Electrical Technology) is licensed under a Creative Commons Attribution-ShareAlike 4.0 International License