GENERATOR DC
1. Definisi Generator
- Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi
tenaga listrik.
Energi Mekanis GENERATOR Energi Listrik
- Tenaga mekanis : memutar kumparan kawat penghantar dalam medan
magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan
kawat penghantar.
- Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus
searah (DC) atau arus bolak-balik (AC), hal ini tergantung dari susunan
atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari sistem
pengambilan arusnya.
2. Bagian-bagian/Struktur Generator DC
1. ROTOR : bagian Generator DC yang berputar
◦ Poros
◦ Inti
◦ Komutator
◦ Kumparan/Lilitan
2. STATOR : bagian Generator DC yang diam
◦ Kerangka
◦ Kutub Utama dan Belitan
◦ Kutub Bantu dan Belitan
◦ Bantalan dan Sikat
3. CELAH UDARA : ruangan antara Stator dan Rotor
3. Prinsip Kerja Generator DC
Teori yang mendasari terbentuknya GGL induksi pada generator ialah
Percobaan Faraday.
Percobaan Faraday membuktikan bahwa pada sebuah
kumparan akan dibangkitkan GGL Induksi apabila jumlah
garis gaya yang diliputi oleh kumparan berubah-ubah.
Ada 3 hal pok ok terkait dengan GGL Induksi ini, yaitu :
1. Adanya flux magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.
2. Adanya kawat penghantar yang merupakan tempat terbentuknya
EMF.
3. Adanya perubahan flux magnet yang melewati kawat penghantar
listrik.
PRINSIP KERJA GENERATOR DC
- Pada gambar Generator DC Sederhana dengan sebuah penghantar kutub
tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan
timbul EMF.
- Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi
A-B dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet.
- Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu
putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D.
- GGL induksi yang terbentuk pada sisi A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan
perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :
4. Reaksi Jangkar pada Generator DC
- Sikat berada di tengah tegak lurus fluks. Jangkar dalam keadaan diam
- Maka : E=0 dan Ia=0
- Kemudian jangkar diputar searah jarum jam maka : E≠0 , Ia≠0 ,
Φ=f(Ia). Arah fluks tegak lurus fluks medan, disebut fluks lintang.
- Sikat tidak berada tegak lurus fluks magnet, maka pada sikat timbul
percikan bunga api karena perpindahan komutasi tegangan ≠ 0.
- Cara mengatasi bergesernya garis netral adalah dipasang kutub bantu
yang arah medannya melawan reaksi jangkar.
- atau dipasang belitan kompensasi yang akan menimbulkan medan
magnet, dan arahnya dibuat sedemikian rupa sehingga melawan reaksi
jangkar.
5. Jenis-jenis Generator DC
A. Generator DC dengan penguat terpisah
B. Generator DC dengan penguat sendiri
a. Generator DC Shunt
b. Generator DC Seri
c. Generator DC Kompon (campuran)
A. Generator DC dengan penguat terpisah
• Generator DC dengan penguat terpisah yaitu bila
arus kemagnetan diperoleh dari sumber tenaga
listrik arus searah di luar generator.
• Generator DC dengan penguat terpisah hanya
dipakai dalam keadaan tertentu. Dengan
terpisahnya sumber arus kemagnetan dari
generator, berarti besar kecilnya arus kemagnetan
tidak terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun
tegangan generator.
B. Generator DC dengan penguat sendiri
- Disebut sebagai Generator DC dengan penguat
sendiri, bila arus kemagnetan bagi kutub-kutub
magnet berasal dari generator DC itu sendiri.
- Pengaruh nilai-nilai tegangan dan arus generator
terhadap arus penguat tergantung cara bagaimana
hubungan lilitan penguat magnet dengan lilitan
jangkar.
6. Efisiensi Generator DC
a. Rugi-rugi Tembaga :
◦ Rugi-rugi Jangkar, Pj = Ia . Ra Watt
◦ Rugi-rugi Shunt, Psh = Ish . Rsh Watt
◦ Rugi-rugi Seri, Ps = Is . Rs Watt
b. Rugi-rugi Inti :
◦ Rugi-rugi Hysterisis
◦ Rugi-rugi Eddy current
c. Rugi-rugi Mekanis :
◦ Rugi-rugi gesekan poros
◦ Rugi-rugi angin akibat putaran jangkar
◦ Rugi-rugi gesekan akibat gesekan sikat dengan
komutator
Diagram aliran daya generator DC
Perhitungan Efisiensi Pada Generator DC
- Rugi besi dan gesekan, Pg = Pm – Pj
- Rugi tembaga total, Pt = Pj - Pout
KERJA PARALEL GENERATOR DC
- Beberapa generator DC dapat kita operasikan secara paralel.
Dengan tujuan untuk menjaga kontinuitas pasokan daya listrik, dan
memasok beban yang cukup besar melebihi kapasitas yang
mungkin dipasok oleh satu generator saja.
- syarat-syarat pengoperasian paralel generator :
• Terminal-terminal generator harus dihubungkan dengan kutubkutub
yang sama polaritasnya.
• Tegangan kerja generator sama. Jika 2 generator / lebih diparalel
maka arusnya menjadi ; Ig1 + Ig2 = Itotal
Contoh :
Sebuah generator shunt 100 Kw, 250 V, pada jangkar diinduksikan tegangan 285
V,dengan rated load.
- Tentukan tahanan jangkar dan VR jika arus medan shunt 6 A dan tegangan tanpa
beban 264 V
