e-ISSN : 2715-5064
Abstract - Magnetic generator is a synchronous generator that uses permanent magnets to generate magnetic flux. In its manufacture, to  increase  the  power,  voltage and  speed  of  a permanent  magnet generator,  simply  change  parameters  such  as  magnetic  flux, number of  turns,  number  of  turns,  number  of  magnets  and  wire diameter. To design or analyze permanent magnet generators,used software is MagNet 7.5to simulate it. This magnet software is based on the Finite Element Method or commonly called FEM. FEM is a computational  method  that  has  the  concept  of  breaking  the calculation  area  into  small  parts  and  then  calculating  the parameters one by one in each part. In this study, the variables to be  simulated  are  the  number  of  turns  on  the  stator  coil  with  a variation of 10, 50, and 75 turns. This study uses a combination of 18 slots 16 poles with NdFeB magnets. Then the generator is tested using a 20 ohm load. From the simulation, it can be seen that the number  of  turns  affects  the  voltage  and  power  generated,  where when the generator is given a 20 ohm load with 10, 50, and 75 turns it produces a voltage of 22.3 volts, 88.9 volts and 103.7 volts then for power it produces 61.2 watts, 547 watts and 756.2 watts. Keyword - Coil, MagNet 7.5, Power, Voltage
Abstrak  -  Generator  magnet  merupakan  generator  sinkron  yang menggunakan  magnet  permanen  untuk  menghasilkan  fluks magnetik.  Dalam  pembuatannya,  untuk  meningkatkan  daya, tegangan dan kecepatan pada generator magnet permanen, hanya dengan mengubah parameter seperti fluks magnet, jumlah lilitan, jumlah belitan, jumlah magnet serta ukuran diameter kawat. Untuk merancang  atau  menganalisa  generator  magnet  permanen, digunakan  software  MagNet  7.5  untuk  mensimulasikannya. Software  magnet  ini  bersifat  Finite  Element  Method  atau  biasa disebut FEM. FEM merupakan metode komputasi yang memiliki konsep memecah area hitungan menjadi bagian kecil lalu dihitung parameternya  satu  per  satu  ditiap  bagian.  Dalam  penelitian  ini, variabel  yang  akan  disimulasikan  adalah  jumlah  lilitan  pada kumparan stator dengan variasi 10, 50, dan 75 lilitan. Penelitian ini menggunakan  kombinasi  18  slot  16  pole  dengan  jenis  magnet NdFeB.  Kemudian  generator  diuji  menggunakan  beban  20  ohm. Dari  simulasi dapat  diketahui  bahwa  jumlah  lilitan  berpengaruh terhadap  tegangan  dan  daya  yang  dihasilkan,  dimana  ketika generator diberi beban 20 ohm dengan jumlah lilitan 10, 50, dan 75 lilitan menghasilkan tegangan sebesar 22.3 volt, 88.9 volt dan 103.7 volt kemudian untuk daya menghasilkan 61.2 wattt, 547 watt dan 756.2 watt.
Kata Kunci – Daya, Magnet 7.5, Lilitan, Tegangan

## I. PENDAHULUAN
Generator  magnet  merupakan  generator  sinkron  yang menggunakan  magnet  permanen  untuk  menghasilkan  fluks magnetik.  Pada  umumnya  digunakan  sebagai  pembangkit listrik  alternatif  dalam  skala  kecil.  Generator  magnet permanen  memiliki  tingkat  efisiensi  tinggi  karena  tidak menghasilkan  rugi-rugi  eksitasi[1].  Dalam  pembuatannya,
untuk  meningkatkan  daya,  tegangan  dan  kecepatan  pada generator magnet permanen, caranya hanya dengan mengubah parameter  seperti  jumlah  lilitan,  jumlah  belitan,  jumlah magnet, fluks magnet serta ukuran diameter kawat[2].
Menurut  hukum  Faraday,  tegangan  induksi  pada  suatu kumparan  akan  dihasilkan  ketika  terdapat  perubahan  fluks magnetik  didalam  kumparan  tersebut.  Jumlah  lilitan  pada stator  sangat  berpengaruh  terhadap  tegangan  induksi  yang dihasilkan. Jika jumlah lilitan yang diberikan pada kumparan stator  semakin  banyak,  maka  akan  semakin  besar  pula tegangan  induksinya.  Pada  komponen  stator  terdapat lilitan/ coil .  Penempatan coil pada  stator  terdapat slot . Slot berbanding  terbalik  dengan  belitan,  jika  ingin  mendapatkan daya  keluaran  generator  yang  besar  caranya  dengan mengurangi  jumlah slot dan  memperbanyak  jumlah lilitannya[3].
Dalam  merancang  atau  menganalisa  generator  magnet permanen
digunakan
software magnet untuk mensimulasikannya. Software magnet  ini  bersifat Finite Element Method  atau  biasa  disebut  FEM.  FEM  merupakan metode  komputasi  yang  memiliki  konsep  memecah  area hitungan menjadi bagian kecil lalu dihitung parameternya satu per  satu  ditiap  bagian[4].  Perancangan  generator  dengan software dapat mensimulasikan material, diameter,  ketebalan, jumlah  lilitan  dan  kecepatan  putar  generator  magnet.  Hasil simulasi dijadikan acuan untuk analisa dan perancangan agar nantinya ketika melakukan pembuatan generator magnet bisa mencapai tingkat keberhasilan yang tinggi[5].
Berdasarkan uraian tersebut, penelitian ini akan menguji secara  eksperimental  pengaruh  dari  jumlah  lilitan  kumparan stator  terhadap  generator  magnet  permanen  fluks  radial  tiga fasa  dengan  menggunakan Software magnet  berbasis  FEM. Hasil dari penelitian ini nantinya akan mendapatkan informasi tentang pengaruh jumlah lilitan pada kumparan stator terhadap keluaran yang dihasilkan oleh generator magnet permanen.

## II. PENELITIAN YANG TERKAIT
Penelitian  yang  dilakukan  oleh  Agus  Nur  Hidayat  dkk, yang  berjudul  “Pengaruh  Jumlah  Lilitan  Kumparan  Stator Terhadap  Kinerja  Generator  Magnet  Permanen  Fluks  Aksial Satu Fasa”. Generator  magnet permanen diuji dengan diberi variasi  jumlah  lilitan  yang  berbeda  pada  kumparan  stator dengan tujuan untuk mengetahui pengaruh yang diberikan dari setiap  variasi  lilitan  terhadap  keluaran  yang  dihasilkan generator.  Variasi  jumlah  lilitan  yang  diberikan  sebesar  90,
*) penulis korespondensi : Ahmad Sauky Alfarisi Email: ahmadsaukyy@gmail.com
Email: iqbalguana30@gmail.com

## ANALISA PENGARUH JUMLAH LILITAN STATOR TERHADAP GENERATOR MAGNET PERMANEN FLUKS RADIAL TIGA FASA
Ahmad Sauky Al Farisi 1*) , Alex Wenda 2 , Liliana 3 , Nanda Putri Miefthawati 4
Program Studi Teknik Elektro, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Islam Negeri Sultan Syarif Kasim Riau Jl. HR. Soebrantas Panam Km. 15 No. 155, Tuah Madani, Kabupaten Kampar, Riau, 28293 Email: 1 ahmadsaukyy@gmail.com, 2 alexwenda@uin-suska.ac.id, 3 liliana@uin-suska.ac.id,
4 nandamiefthawati@uin-suska.ac.id
e-ISSN : 2715-5064
120, dan 350 lilitan dengan pengujian tanpa beban dan dengan beban berupa lampu pijar 30 Watt. Pada pengujian tanpa beban menunjukan  adanya  peningkatan  tegangan  induksi  yang dihasilkan  dari  setiap  variasi.  Begitu  juga  pada  pengujian berbeban yang diberi beban lampu pijar 30 Watt, daya listrik yang  dihasilkan  oleh  variasi  jumlah  lilitan  350  lilitan  lebih tinggi dibandingkan dengan variasi 120 dan 90 lilitan[6].

## III. METODE PENELITIAN
Adapun tahapan dari simulasi ini untuk mendapatkan nilai tegangan,  daya  keluaran,  dan  efisiensi  yang  optimal,  pada penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 1 berikut.
Mulai Studi Literatur Penentuan Variabel Pengumpulan Data Simulasi Generator Magnet Permanen menggunakan software magnet 1. Simulasi Tanpa Beban 2. Simulasi Berbeban 3. Simulasi Variasi Jumlah Lilitan
4. Simulasi Kecepatan Putar
Apakah jumlah lilitan mempengaruhi keluaran generator ? Ya Analisa Hasil 1. Tegangan yang dihasilkan 2. Daya yang dihasilkan 3. Efisiensi Generator Tidak Selesai Kesimpulan dan Saran Gambar 1. Flowchart Penelitian
Penelitian  ini  diawali  dengan  melakukan  studi  literatur dari  jurnal-jurnal,  skripsi  atau  tugas  akhir  terkait  yang  telah dipublikasikan.  Kemudian  melakukan  pengumpulan  data material-material penyusun dari generator magnet permanen.
Setelah itu menentukan variabel yang dapat mempengaruhi keluaran dari generator, yaitu lilitan kumparan pada stator dengan variasi 10 lilitan, 50 lilitan, dan 75 lilitan. Penelitian  ini  akan  menggunakan  kombinasi  18  slot  16  pole dengan jenis magnet permanen NdFeB.
Selanjutnya  melakukan  simulasi  pada  generator  magnet permanen.  Pengujian  dilakukan  dalam  kondisi  tanpa  beban dan dengan beban 20 ohm pada setiap variasi sampel.
Kemudian data dari hasil simulasi dengan variasi jumlah lilitan diolah menggunakan Microsoft Excel , selanjutnya akan dilakukan  analisa  dan  dilihat  pengaruh  yang  terjadi  pada tegangan  dan  daya  yang  dihasilkan  serta  efisiensi  pada generator magnet permanen.
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  untuk  sampel  kumparan  stator  dengan  variasi 10  lilitan, 50  lilitan,  dan  75  lilitan  secara  berturut-turut  pada kecepatan  500  rpm  dilakukan  dengan  dua  tahap,  yaitu pengujian tanpa beban dan pengujian berbeban.

## Pengujian Generator Tanpa Beban
Pengujian  generator  tanpa  beban  dilakukan  pada  setiap variasi,  yaitu  pada  10  lilitan,  50  lilitan,  dan  75  lilitan.  Pada tahap  ini,  rotor  pada  generator  diputar  per  3 0 dengan  waktu kecepatan pada 500 rpm adalah 0.001s. Rotor diputar hingga 45 0 untuk  mendapatkan  satu  nilai  gelombang,  yang  berarti rotor akan berputar selama 0.015s.
Setelah  melakukan  simulasi  pada  setiap  variasi  jumlah lilitan secara berurutan yaitu 10 lilitan, 50 lilitan, dan 75 lilitan, tegangan yang dihasilkan pada generator sebesar 9.16 V, 45.82 V,  dan  68.74  V.  Perbandingan  hasil  pada  setiap  variasi ditunjukkan pada gambar 2.
Gambar 2. Perbandingan Tegangan Setiap Variasi  Lilitan Pada  gambar  2  menunjukkan  bahwa  jumlah  lilitan  pada generator  dapat  mempengaruhi  tegangan  induksi  yang dihasilkan  generator.  Jika  jumlah  lilitan  yang  diberikan semakin banyak maka generator akan menghasilkan tegangan induksi yang semakin besar.

## Pengujian Generator Berbeban
Pada pengujian generator berbeban ini akan menghasilkan nilai tegangan, arus dan torsi yang nantinya digunakan untuk menentukan nilai daya masukan (P in ) dan daya keluaran (P out ). Daya  masukan  didapat  dari  hasil  kali  antara  kecepatan  putar dan torsi, sedangkan daya keluaran berupa hasil kali tegangan dan arus. Dan efisiensi generator didapat dari hasil pembagian antara daya keluaran dan daya masukan dikali 100%.
Generator  akan  disimulasikan  dengan  diberi  beban sebesar  20  ohm  pada  setiap  variasi  jumlah  lilitan  dan  diberi kecepatan putar 500 rpm. Didapatkan data dari hasil simulasi setiap variasi 10 lilitan, 50 lilitan dan 75 lilitan. Dapat dilihat pada tabel 1.
TABEL I. PERBANDINGAN TEGANGAN, ARUS, DAYA DAN EFISIENSI
9.16 45.82 68.74 0 20 40 60 80 10 50 75 Teg an ga n In d u ksi (V ) Jumlah Lilitan Tegangan
e-ISSN : 2715-5064
Dari  data  pada  tabel  1,  terlihat  perbedaan  dari  setiap variasi  jumlah  lilitan  yang  diuji.  Perbandingan  dari  jumlah lilitan 10, 50 dan 75 dapat dilihat pada gambar 3, gambar 4 dan gambar 5.

## Gambar 3. Tegangan Generator Berbeban
Berdasarkan  gambar  3,  generator  yang  diberi  beban  20 ohm  dengan  jumlah  lilitan  10,  50  dan  75  berturut-turut menghasilkan tegangan sebesar 22.3 volt, 88.9 volt, 103.7 volt. Hasil  ini  membuktikan  bahwa  adanya  pengaruh  dari  jumlah lilitan  terhadap  tegangan  yang  dihasilkan  generator  magnet dalam kondisi berbeban 20 ohm.

## Gambar 4. Daya Generator Berbeban
Berdasarkan  gambar  4,  daya  yang  dihasilkan  generator pada setiap variasi jumlah lilitan 10, 50 dan 75 berturut-turut ialah  61.2  watt,  547  watt,  756.2  watt.  Daya  tertinggi  yang dihasilkan  generator  magnet  permanen  terdapat  pada  sampel dengan  jumlah  lilitan  75.  Ini  berarti  dengan  memperbanyak jumlah  lilitan  pada  kumparan  stator,  maka  daya  yang dihasilkan  generator  akan  semakin  besar  pula.  Hal  tersebut disebabkan  besarnya  daya  listrik  dipengaruhi  oleh  tegangan induksi yang dihasilkan setiap sampel.

## Gambar 5. Efisiensi Generator
Efisiensi  didapat  dari  hasil  pembagian  antara  daya keluaran (P out ) dan daya masukan (P in ) dikali 100%. Efisiensi terendah  terdapat  pada  sampel  jumlah  lilitan  10  sebesar 43.50%, sedangkan  efisiensi  tertinggi  terdapat  pada  sampel jumlah lilitan 75 sebesar 78.70%.

## V. KESIMPULAN DAN SARAN

## Kesimpulan
Berdasarkan  hasil  simulasi  pengujian  generator  magnet permanen  fluks  radial  tiga  fasa  dengan  variasi  jumlah  lilitan stator  pada  kondisi  tanpa  beban  dan  berbeban,  dapat  ditarik kesimpulan hasil penelitian yaitu :
1. Adanya pengaruh dari jumlah lilitan pada kumparan stator  terhadap  generator  magnet  permanen  fluks radial  tiga  fasa  berupa  tegangan  induksi.  Semakin banyak jumlah lilitan yang diberikan pada kumparan stator,  maka  tegangan  induksi  yang  dihasilkan  oleh generator magnet akan semakin besar pula.
2. Jumlah  lilitan  mempengaruhi  daya  listrik  yang dihasilkan  oleh  generator  magnet  permanen.  Hasil simulasi  dengan  diberi  beban  sebesar  20  ohm, perbandingan  daya  lisrik  yang  dihasilkan  antara sampel  jumlah  lilitan  10,  50  dan  75  mengalami kenaikan  daya  listrik  berdasarkan  jumlah  lilitan. Daya  listrik  tertinggi  didapat  dari  sampel  jumlah lilitan 75, yaitu 756.2 watt.

## Saran
Penelitian  selanjutnya  diharapkan  dapat  menguji generator  magnet  permanen  fluks  radial  tiga  fasa  dengan parameter yang berbeda.

## DAFTAR PUSTAKA
[1]   Azka, M. 2013. “ Analisa Perancangan dan Simulasi Generator Sinkron Magnet  Permanen  Dengan  Rotor  Berlubang”. Universitas  Indonesia. Depok.
[2]  Heriyotejo,  dkk.  2009.  Pengembangan  Generator  Mini  dengan Menggunakan  Magnet  Permanen.  Teknik  Mesin  Pasca  Sarjana, Universitas Indonesia. Depok.
[3]  Widyaningsih,  W.P,  Studi,  P,  Konversi,  T,  Mesin,  J.T  dan  Semarang, P.N.  2013.  Perubahan  Jumlah  Alur  Kumparan  Stator  Dapat Meningkatkan Kapasitas Daya Keluaran Generator.
[4]   Sumantri, Mario dan Satyo Nuryadi. Analisis Pengaruh Variasi Slot Dan Pole  Terhadap  Tegangan  Dan  Efisiensi  Daya  Pada  Perancangan Generator  Magnet  Permanen  Menggunakan  Software  Magnet.
Universitas Teknologi Yogyakarta. Yogyakarta.
[5]   Anam,  M.  Choirul.  2017.  Perancangan  Generator  100  Watt Menggunakan  Software  Elektromagnetik  Infolytica.    Teknik  Elektro Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang.
[6]   Agus Nur Hidayat, dkk. 2017. Pengaruh Jumlah Lilitan Kumparan Stator
Terhadap  Kinerja Generator  Magnet  Permanen  Fluks Aksial Satu  Fasa.
Universitas Negeri Jakarta.
22.3 88.9 103.7 0 20 40 60 80 100 120 10 50 75 Teg an ga n R at a- ra ta ( V ) Jumlah Lilitan Tegangan 61.2 547 756.2 0 200 400 600 800 10 50 75 D ay a R at a- ra ta ( W) Jumlah Lilitan Daya 43.50% 78.40% 78.70% 0.00% 20.00% 40.00% 60.00% 80.00% 100.00% 10 50 75 Jumlah Lilitan Efisiensi