PENJANA AU

PENJANA AU

Prinsip, Binaan, Asas Kendalian dan

Contoh-contoh pengiraan untuk

Pengenalan

• Voltan dengan Arus Ulangalik (AU) boleh

ditinggikan atau direndahkan nilainya

dengan mudah, dijana dan diagihkan

secara efisyen dengan nilai yang tinggi

• Penjana AU dan Pengulangalik

(alternator) berkendali atas prinsip aruhan

elektromagnet seperti Penjana Arus Terus

(Penjana AT)

Menurut Hukum Faraday

berkenaan penjanaan…..

• Apabila pengalir memotong fluks magnet,

daya gerak elektrik (dge) akan teraruh di

dalam pengalir tersebut

• Magnitud dge yang teraruh adalah

bersamaan dengan kadar pemotongan

fluks

Menurut Hukum Faraday

berkenaan penjanaan…..

• e = Voltan Janaan (volt)

• N = Jumlah lilitan pengalir

• Ø = Jumlah fluks perkutub (weber)

• t = Masa (saat)

Binaan Penjana AT

• Menggunakan Magnet Kekal sebagai

Pemegun (Stator)

• Terdiri daripada beberapa bentuk belitan

pengalir (winding) yang dipasangkan pada

Pemutar (Rotor)

• Menghubungkan Rotor dengan terminal

keluaran melalui Penukar Tertib

Binaan Penjana AU

• Menggunakan Magnet Kekal sebagai

Pemegun (Stator)

• Terdiri daripada beberapa bentuk belitan

pengalir (winding) yang dipasangkan pada

Pemutar (Rotor)

• Menghubungkan Rotor dengan terminal

keluaran melalui Gelang Gelincir

Binaan Penjana AU

(tanpa berus karbon)

• Menggunakan Magnet Kekal sebagai

Pemutar (Rotor)

• Terdiri daripada beberapa bentuk belitan

pengalir (winding) yang dipasangkan pada

Pemegun (Stator)

• Tiada hubungan terus antara Rotor

dengan terminal keluaran (tiada gelang

Binaan Penjana AT

Berus Karbon Pemutar (Rotor) Kuk Belitan Pemegun (Stator) Penukar Tertib

Binaan Penjana AU 1 Fasa

Berus Karbon Pemutar (Rotor) Kuk Belitan Pemegun (Stator) Gelang Gelincir

Binaan Penjana AU 3 Fasa

Berus Karbon Pemutar (Rotor) Kuk Belitan Pemegun (Stator) Gelang Gelincir

Prinsip Binaan Penjana AT

S

U

Kutub Stator

Belitan Pengalir Rotor

Berus Karbon Penukar Tertib

Terminal Keluaran (untuk penjana) atau

Prinsip Binaan Penjana AU

S

U

Kutub Stator

Belitan Pengalir Rotor

Berus Karbon Gelang Gelincir

Terminal Keluaran (untuk penjana) atau

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Arah Pengalir

digerakkan

Arah Medan Magnet

Arah Aliran Arus yang terhasil

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

S

U

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

S

U

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

S

U

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

U

S

U

S

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

U

S

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

U

S

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

S

U

S

U

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

S

U

Prinsip Kendalian Penjana AU

(Tanpa Berus Karbon)

Terminal Keluaran N L Gelombang Keluaran

Konsep Segerak dalam

Penjana AU

N =

P

120 f

Di mana;

N = kelajuan putaran rotor (rpm / psm)

f = frekuensi (Hz)

P = bilangan kutub medan

Persamaan Pertama

N, juga boleh dikenali sebagai laju segerak kerana ia merupakan

Kelajuan yang perlu bagi sesebuah penjana AU / alternator dipacu / diputar Untuk menjanakan dge pada frekuensi yang diperlukan

Voltan Janaan untuk

Penjana AU

Di mana;

Z = bilangan pengalir / bilangan sisi gelung dalam siri sefasa, T

(satu gelung bagi sebuah mesin mempunyai 2 sisi = 2T)

f = frekuensi dge terjana (kitar/saat dalam Hz)

P = bilangan kutub medan

Ø = fluks perkutub (Wb)

k_d = faktor agihan, ( k_d = [ sin m(β/2) ] / [ m sin(β/2) ] ) k_p (k_c) = faktor jangkauan / faktor jarak, (k_p = cos α/2)

k_f = faktor bentuk (jika dge dianggap sinusoidal, k_f = 1.11)

E

_fasa

= 2 k

_f

k

_d

k

_p

f Ø Z

Voltan Janaan untuk

Penjana AU

Di mana;

Z = bilangan pengalir / bilangan sisi gelung dalam siri sefasa, T

(satu gelung bagi sebuah mesin mempunyai 2 sisi = 2T)

f = frekuensi dge terjana (kitar/saat dalam Hz)

P = bilangan kutub medan

Ø = fluks perkutub (Wb)

k_d = faktor agihan, ( k_d = [ sin m(β/2) ] / [ m sin(β/2) ] ) k_p (k_c) = faktor jangkauan / faktor jarak, (k_p = cos α/2)

k_f = faktor bentuk (jika dge dianggap sinusoidal, k_f = 1.11)

E

_fasa

= 2 k

_f

k

_d

k

_p

f Ø Z

Persamaan Kedua

m = 1 , bagi sambungan simpleks m = 2 , bagi sambungan dupleks m = 3 , bagi sambungan tripleks

Contoh-contoh soalan berkenaan

Penjana AU

Soalan 1 ….

Tentukan nilai frekuensi dge terjana bagi

sebuah penjana AU yang mempunyai 10

kutub dan dipacu dengan kelajuan 3000

pusingan seminit.

Tentukan kelajuan putaran bagi penjana

tersebut, jika voltan yang dijanakan perlu

mempunyai frekuensi 60 Hertz.

JAWAPAN….

Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10

Data yang diberi;

Rumus Berkaitan N = 120f / P

LANGKAH 1

JAWAPAN….

Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10

Data yang diberi;

Rumus Berkaitan N = 120f / P N = 3000 P = 10 f = 50 N = 120f / P N P = 120f f = ( N )( P ) / 120 f = ( 3000 )( 10 ) / 120 f = 250Hz

N = 3000 P = 10 f = 50 N = 120f / P N P = 120f f = ( N )( P ) / 120 f = ( 3000 )( 10 ) / 120 f = 250Hz

JAWAPAN….

Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10

Data yang diberi;

Rumus Berkaitan N = 120f / P

LANGKAH 2

JAWAPAN….

Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10

Data yang diberi;

Rumus Berkaitan N = 120f / P N = 3000 P = 10 f = 50 N = 120f / P N P = 120f f = ( N )( P ) / 120 f = ( 3000 )( 10 ) / 120 f = 250Hz Jika f = 60Hz, N = 120f / P N = 120 (60) / 10 N = 720 psm Frekuensi, f = 60

Soalan 2 ….

Satu alternator 3 fasa, 2 kutub, 210

pengalir di dalam angker mempunyai nilai

fluks per kutub 17.5mWb. Bentuk

gelombang mesin ini adalah sinusoidal

dan frekuensi voltan yang dijanakan 50

Hz. Anggap bahawa Faktor Agihan (Kd)

dan Faktor Jarak (Kp) adalah uniti.

JAWAPAN….

P = 2 Z = 210 Ø = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1

Data yang diberi; Rumus Berkaitan

E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Ø Z

LANGKAH 1

JAWAPAN….

P = 2 Z = 210 Ø = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1

Data yang diberi; Rumus Berkaitan

E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Ø Z Kf = 1.11,

E fasa = 2.22 Kd Kp f Ø Z

E fasa = 2.22 (1)(1)(50)(17.5m)(210) E fasa = 408V

JAWAPAN….

P = 2 Z = 210 Ø = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1

Data yang diberi; Rumus Berkaitan

E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Ø Z Kf = 1.11, E fasa = 2.22 Kd Kp f Ø Z E fasa = 2.22 (1)(1)(50)(17.5m)(210) E fasa = 408V

LANGKAH 2

JAWAPAN….

P = 2 Z = 210 Ø = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1

Data yang diberi; Rumus Berkaitan

E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Ø Z Kf = 1.11, E fasa = 2.22 Kd Kp f Ø Z E fasa = 2.22 (1)(1)(50)(17.5m)(210) E fasa = 408V E _Talian = √ 3 E _Fasa E _Talian = √ 3 (408) E _Talian = 707 V