TugasTeknikTenagaListrik
PRINSIP KERJA
GENERATOR
ARUS SEARAH (DC)
O
L
E
H
TEUKU MUHAMMAD IQBAL
073001300115
FTKE - PERTAMBANGAN
PRINSIP KERJA GENERATOR DC
Dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.
Dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.
Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.
Gambar 3. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.
komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif.
• Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.
• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).
PRINSIP KERJA SUATU GENERATOR ARUS SEARAH BERDASARKAN HUKUM
FARADAY :
dimana :
N : jumlah lilitan f : fluksi magnet
e : Tegangan imbas, ggl (gaya gerak listrik)
Dengan lain perkataan, apabila suau konduktor memotong garis-garisfluksi magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan dibangkitkan dalamkonduktor itu.
Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan ggl adalah :
harus ada konduktor ( hantaran kawat )
harus ada medan magnetik
harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atauada fluksi yang
berubah yang memotong konduktor itu.
Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangankanan :
ibu jari : gerak perputaran
jari telunjuk : medan magnetik kutub u dan s
jari tengah : besaran galvanis tegangan U dan arus I
Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak balik, meskipun tujuan utamanya adalah pemabangkitan tegangan searah, tampak bahwa tegangan kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan
Dasar Perhitungan1.
Perhitungan GGL generator DCBerdasarkan hukum Imbas dari faraday yakni apabila lilitan penghantar atau konduktor di putar memotong garis ± garis gayamedan magnet yang diam, atau lilitan penghantardiam di potong olehgaris ± garis gaya medan magnet yang berputar maka penghantar tersebut timbul EMF (elektro motoris force) atau GGL( gaya gerak listrik) atau tegangan industry.
EMF yang di bangkitkan pada penghantar jangkar adalah tegangan bolak ± balik.
Tegangan bolak ± balik tersebut kemudian di searah oleh komutator.
Persamaan umum tegangan yang di bangkitkan oleh DC.
Eₐ= Tegangan yang di bangkitkan dalam volt = fluks / kutub dalam Maxwell
P = Banyaknya kutub.
N = kecepatan putaran jangkar / menit Z = Jumlah penghantar jangkar
a= Jumlah hubungan parallel dalam jangkar.
Sehingga besarnya medan magnet yang di bangkitkan dapat di ketahuimelalui persamaan
Dimana :
Eₐ= Tegangan yang di bangkitkan dalam volt = fluks / kutub dalam Maxwell
P = Banyaknya kutub.
N = kecepatan putaran jangkar / menit Z = Jumlah penghantar jangkar
CARA KERJA MASING-MASING SETIAP BLOK
• Generator Penguat Terpisah
Energi listrik yang dihasilkan oleh penguat elektromagnet dapat diatur melalui pengaturan tegangan eksitasi. Pengaturan dapat dilakukan secara elektronik atau magnetik. Generator ini bekerja dengan catu daya DC dari luar yang dimasukkan melalui belitan F1-F2.
Penguat dengan magnet permanen menghasilkan tegangan output generator yang konstan dari terminal rotor A1-A2. Karakteristik tegangan V relatif konstan dan tegangan akan menurun sedikit ketika arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya
• Generator Shunt
Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2).
Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya.
Jika generator shunt tidak mendapatkan arus eksitasi, maka sisa megnetisasi tidak akan ada, atau jika belitan eksitasi salah sambung atau jika arah putaran terbalik, atau rotor terhubungsingkat, maka tidak akan ada tegangan atau energi listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut.
• Generator Kompon
Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama.Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar 12. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.
KERJA PARAREL GENERATOR ARUS SEARAH
Untuk memberi tenaga pada suatu beban kadang-kadang diperlukan kerja pararel dari dua atau lebih generator. Pada penggunaan beberapa buah mesin perlu dihindari terjadinya beban lebih pada salah satu mesin. Kerja pararel generator juga diperlukan untuk meningkatkan efisiensi yang besar pada perusahaan listrik umum yang senantiasa memerlukan tegangan yang konstan. Untuk hal-hal yang khusus sering dynamo dikerrjakan pararel dengan aki, sehingga secara teratur dapat mengisi aki tesebut.
Tujuan kerja pararel dari generator adalah :
- Untuk membantu mengatasi beban untuk manjaga jangan sampai mesin dibebani lebih.
- Jika satu mesin dihentikan akan diperbaiki karena ada kerusakan, maka harus ada mesin
