07

GENERATOR DC

DASAR ENERGI LISTRIK

HARI ANNA LASTYA

PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTROUIN AR-RANIRY

MESIN DC

Generator DC

Motor DC

KONTRUKSI GENERATOR DC

Sepatu KutupUjung pelindung Penggerak

Kumparan Medan

Pemegang sikat dan sikat arang

Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC

KONTRUKSI GENERATOR DC

Rangka statorKomutator

Jangkar

TerminalUjung pelindungKomutator

Sepatu KutupUjung pelindung Penggerak

Kumparan Medan

Pemegang sikat dan sikat arang

bagian bergerak yang disebut Rotor, dan bagian diam yang disebut Stator.Masing-masing bagian mempunyai lilitan kawat. Pada Stator, lilitan kawat berfungsi sebagai pembangkitmedan magnet.Pada Rotor, pembangkit gaya gerak listrik.

Prinsip Pembangkitan Tegangan pada Generator

Sepotong penghantar yang dialiri arus yang bergerakdengan kecepatan v didalam pengaruh medan magnet, akan menimbulkan tegangan induksi sebesar V. Untuk menentukan besarnya teganganinduksi yang ditimbulkan oleh arah gerakanpenghantar tersebut digunakan kaedahFlamming tangan kanan. Medan magnetmempunyai arah dari kutub utara kekutub selatan. Arus di dalam penghantar searah dengan empat jari, sedangkanarah gerakan searah dengan ibu jari,seperti ditunjukkan pada gambar disamping

Apabila didalam medan magnet terdapat 1 batang konduktor yang digerakkan maka konduktor tersebut terbangkit gaya gerak listrik

Kerapatan magnet sebuah generator diketahui = 0.85 T dipotong oleh 500 kawat penghantar, dan bergerak dengan kecepatan 5 m/s. Jika panjang penghantar keseluruhan adalah 100 mm, berapa-kah besarnya tegangan induksi yang dihasilkan?

Jawab: V = B.ℓ.v.z = 0.85 T. 0.1 m. 5 m/s. 500 = 212.5 Volt

Prinsip kerja Generator DC

• Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

1) dengan menggunakan cincin-seret; 2) dengan menggunakan komutator.

Gambar Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slipring berupa dua cincin (ini disebut cincin seret), seperti ditunjukkan

Gambar (1), maka dihasilkan listrik AC berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar (2) dengan dua belahan,

maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip

Generator DC dibedakan menjadi beberapa tipe berdasarkan dari rangkaian belitan

magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker).

GENERATOR DC

Penguatan sendiriPenguatan terpisah

PenguatanShunt

PenguatanKompon

Penguatanseri

Penguat terpisahKumparan membutuhkan sumber tegangan arus dari luar. Misal dari

baterai atau accu

Contoh soal generator penguatan terpisah

1. Diketahui Generator dengan hambatan dalam 150 Ohm dengan penguatan terpisah menghasilkan tegangan jangkar sebesar 3500 V. Menghasilkan arus jangkar 20 A. Hitunglah tegangan beban yang dipasang pada generator tersebut. 500V

2. Diketahui Generator dengan hambatan dalam 150 Ohm dengan penguatan terpisah menghasilkan tegangan jangkar sebesar 3500 V. Beban yang dipasang pada generator mendapat tegangan 1250 V. Hitunglah arus jangkar generator tersebut.15A

Penguatan sendiriPada sistem ini tidak dibutuhkan sumber tegangan atau arus dari luar,

cukup dari generator itu sendiri

Penguatan shunt

• dikontrol dengan tahanan variabel yang dihubungkan seri dengan medan.jika tahanan dinaikkan arus medan turun menyebabkan tegangan output juga turun, Drop tegangan terminal yang disebabkan kenaikan beban, lebih besar dibanding generator penguat terpisah karena arus medan juga turun bersamaan turunnya tegangan. Jika dicoba menaikkan beban generator melebihi batasnya, tegangan terminal akan turun secara cepat

• digunakan untuk pengisi batere dan penerangan

Contoh soal generator penguatan sendiri secara seri

1. Diketahui Generator penguatan sendiri dengan hambatan dalam 160 Ohm ditambah tahanan seri sebesar 40 Ohm menghasilkan tegangan jangkar sebesar 10,5 KV dan arus jangkar 40 A. Hitunglah tegangan beban yang dipasang pada generator tersebut. 2,5KV

2. Diketahui Generator dengan hambatan dalam 42 Ohm dengan penguatan sendiri menghasilkan tegangan jangkar sebesar 6,2KV dan arus jangkar 35A. Beban yang dipasang pada generator mendapat tegangan 2,7 KV. Tentukan tahanan seri yang harus dipasang pada generator tersebut. 58 Ohm

Penguatan kompon• Sifatnya diantara penguat seri dan Shunt Nilai kompon

tergantung pada jumlah lilitan seri yang dililitkan pada inti kutub.

Persamaan yang digunakanEa =Ia Ra + V sik + VL

Vf =If Rf Pin =Ia Ea

VL =IL RL

Dimana :• Vf : tegangan penguat medan(volt)• If :arus penguat medan (Ampere)• Rf :tahanan penguat medan(ohm)• V sik :tegangan drop sikat generator(volt)• VL :Tegangan beban(volt)• Ea:Tegangan jangkar generator(volt)

Pout =IL VL Plosses=Pin -Pout

η=Pout/Pin x 100 %Plosses=Ia .Ra +(Vsik Ia)+If.Rf+Rugi tetap generator

Dimana :• VL : tegangan beban• IL :arus beban• Pin : daya yang dibangkitkan generator• Vsik :tegangan drop sikat generator• η :efisiensi generator• Plosses :daya yang hilang• Ra : tahanan motor

Persamaan yang digunakan

Mengukur kwalitas generator

• Precent of regulation =

100440

)440462( xVV

100)( xEfLEfLLE

100440

)22( xV 1005,0 x

%5• Regulation

• Semakin kecil nilai presentase regulasi tegangan, maka semakin baik kwalitas generator

CONTOH

Sebuah generator penguat terpisah mempunyai data parameter sebagai berikut : Tegangan shunt = 100Volt dan tahanan shunt = 200 ohm. Tegangan beban 230 volt, arus beban dan arus jangkar masing-masing 450A, tahanan belitan jangkar 0,03 ohm dan drop tegangan masing-masing sikat1Volt

TENTUKAN:1.Tentukan arus medan dan tegangan yang bangkit oleh generator2.Tentukan besarnya daya yang hilang pada generator3.Tentukan efisiensinya

jawab

07