BAB II GENERATOR ARUS SEARAH. arus searah. Energi mekanik di pergunakan untuk memutar kumparan kawat

BAB II GENERATOR ARUS SEARAH II.1. Umum Generator arus searah mempunyai komponen dasar yang umumnya hampir sama dengan komponen mesin – mesin listrik lainnya. Secara garis besar generator arus searah adalah alat konversi energi mekanis berupa putaran menjadi energi listrik arus searah. Energi mekanik di pergunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar di dalam medan magnet. Berdasarkan hukum Faraday, maka pada kawat penghantar akan timbul ggl induksi yang besarnya sebanding dengan laju perubahan fluksi yang dilingkupi oleh kawat penghantar. Bila kumparan kawat tersebut merupakan

rangkaian

tertutup,

maka

akan

timbul

arus

induksi.

Yang

membedakannya dengan generator lain yaitu terletak pada komponen penyearah yang terdapat didalamnya yang disebut dengan komutator dan sikat.

II.2. Konstruksi Generator Arus Searah Generator arus searah memiliki konstruksi yang terdiri atas dua bagian yaitu bagian yang berputar ( rotor ) dan bagian yang diam ( stator ). Yang termasuk stator adalah rangka, komponen magnet dan komponen sikat. Sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar, kumparan jangkar dan komutator. Secara umum konstruksi generator arus searah adalah seperti gambar berikut :

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.1 Konstruksi generator Arus Searah

1. Badan Generator ( Rangka ) Fungsi utama dari badan generator adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya fluks magnit yang di hasilkan kutub-kutub magnit, karena itu badan generator dibuat dari bahan ferromagnetik. Disamping itu badan generator ini berfungsi untuk meletakkan alat-alat tertentu dan melindungi bagian-bagian mesin lainnya. Oleh karena itu badan generator harus dibuat dari bahan yang kuat. Untuk memenuhi kedua persyaratan pokok di atas, maka umumnya badan generator untuk mesin-mesin kecil dibuat dari besi tuang. Sedangkan generator yang besar umumnya dibuat dari plat-plat campuran baja. Biasanya pada generator terdapat name palate yang bertuliskan spesifikasi umum atau data-data teknik dari generator. Selain name plate badan generator juga terdapat terminal box yang merupakan tempat-tempat ujung-ujung lilitan penguat magnit dan lilitan jangkar. Gambar dari rangka generator arus searah dapat dlihat di bawah ini :


Gambar 2.2 Rangka generator Arus Searah

2. Magnet penguat dan kumparan penguat medan Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada generator arus searah dihasilkan oleh kutub magnet buatan yang dihasilkan dengan prinsip elektromagnetik. Magnet penguat terdiri dari inti kutub dan sepatu kutub (lihat Gambar 2.3). Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah : a. Menyebarkan fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang lebar, maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet. b. Sebagai pendukung secara mekanis untuk kumparan penguat atau kumparan medan. Inti kutub terbuat dari lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu kutub dilaminasi dan di baut ke inti kutub. Sedangkan kutub (inti kutub dan sepatu kutub) dibaut atau dikeling ke rangka mesin (lihat gambar 2.3.c).


Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga (berbentuk bulat atau strip / persegi) yang dililitkan sedemikian rupa dengan ukuran tertentu (lihat gambar 2.3.b).

Gambar 2.3 Konstruksi kutub dan penempatannya

3. Sikat Fungsi dari sikat adalah untuk jembatan bagi aliran arus dari lilitan jangkar dengan beban. Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya komutasi. Agar gesekan antara komutator-komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator, maka sikat lebih lunak daripada komutator. Sikat terbuat dari karbon, grafit , logam grafit, atau campuran karbon-grafit, yang dilengkapi dengan pegas penekan dan kotak sikat. Besarnya tekanan pegas dapat diatur sesuai dengan keinginan. Permukaan sikat ditekan ke permukaan segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Karbon yang ada diusahakan memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik, dan koefisien gesekan yang rendah untuk mengurangi keausan. Adapun bagian-bagian dari sikat ini dapat dilihat pada gambar 2.4


Gambar 2.4 Konstruksi Sikat

4. Komutator Sebagaimana diketahui komutator berfungsi sebagai penyearah mekanik, yaitu untuk mengumpulkan arus listrik induksi dari konduktor jangkar dan mengkonversikannya menjadi arus searah melalui sikat yang disebut komutasi. Agar menghasilkan penyearahan yang lebih baik maka komutator yang digunakan hendaknya dalam jumlah yang besar. Komutator terbuat dari batangan tembaga yang dikeraskan, yang diisolasi dengan bahan sejenis mika (lihat gambar 2.5).

Commutator Lugs

Segmen Tembaga Yang Diisolasi

Ujung Kelem Gambar 2.5 Konstruksi komutator


5. Jangkar Jangkar yang umum digunakan dalam generator arus searah adalah yang berbentuk silinder yang di beri alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi. Jangkar di buat dari bahan ferromagnetik, dengan maksud agar lilitan jangkar terletak dalam daerah yang induksi magnitnya besar, supaya ggl induksi yang terbentuk dapat bertambah besar. Konstruksi dari jangkar generator arus searah dapat di lihat seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Konstruksi Jangkar Generator Arus Searah

Seperti halnya inti kutub magnet, maka jangkar dibuat dari bahan berlapislapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus pusar (eddy current). Bahan yang digunakan untuk jangkar ini sejenis campuran baja silicon. Pada umumnya alur tidak hanya diisi satu sisi kumparan, tetapi diisi lebih dari satu sisi kumparan yang disusun secara berlapis.


6. Belitan Jangkar Pada generator arus searah, belitan jangkar berfungsi sebagai tempat terbentuknya ggl induksi. Umumnya kumparan jangkar (rotor) berbentuk seperti permata, seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.7 Bentuk Umum Belitan Jangkar

Adapun jumlah konduktor dalam belitan jangkar tersebut : Z = 2CN……...………..….…………. ………......( 2.1 ) Di mana : C = jumlah belitan pada rotor atau segmen komutator pada rotor N = jumlah lilitan setiap belitan . Normalnya bentangan belitan

adalah 1800 listrik, yang berarti ketika sisi

belitan yang satu berada di tengah suatu kutub, sisi lainnya berada di tengah kutub yang berbeda polaritasnya. Sedangkan secara fisik kutub yang ada tidak saling terletak 1800 mekanis. Adapun untuk menentukan hubungan sudut dalam derajat mekanis dan derajat listrik, dapat digunakan formula berikut : θlistrik =

Di mana : θlistrik

p θmekanis …………………………………..……( 2.2 ) 2

= sudut dalam derajat listrik

P

= jumlah kutub

θmekanis

= sudut dalam derajat mekanis


Belitan yang membentang 1800 listrik memiliki tegangan yang sama antar sisisisinya dan berlawanan arah setiap waktu. Belitan ini disebut sebagai kumparan kisar penuh (full-pitch coil). Sedangkan belitan yang bentangannya kurang dari kisaran kutubnya (1800 listrik) disebut sebagai belitan kisar fraksi (fractional-pitch coil) atau kumparan tali busur (chorded winding). Adapun hubungan antara kumparan rotor dengan segmen komutatornya terbagi atas 2 macam : 1. Kumparan Progresif (Progressive winding). Adalah belitan yang sisi belakangnya dihubungkan ke sebuah segmen komutator mendahului kumparan sebelumnya. 2. Kumparan Retrogresif (Retrogressive winding). Adalah kumparan yang sisi belakangnya dihubungkan ke sebuah segmen komutator membelakangi belitan sebelumnya. Bentuk umum dari kumparan progresif dan kumparan retrogresif dapat di lihat pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.8 Kumparan Progresif dan Kumparan Retrogresif


II. 3. Prinsip Kerja Generator Arus Searah Suatu generator arus searah bekerja berdasarkan prinsip induksi magnetis sesuai dengan Hukum Faraday. Bila ada sepotong penghantar dalam medan magnet yang berubah-ubah terhadap waktu, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk GGL induksi. Demikian pula sebaliknya bila sepotong penghantar digerak-gerakkan dalam medan magnet, dalam penghantar tersebut juga terbentuk GGL induksi. Suatu penghantar yang diputar dalam medan magnet dapat dilihat pada gambar berikut.

9

A

O 2

8 B D

7

3

U

S 6

C 4

+

-

5

R

Gambar 2.9. Suatu penghantar yang diputar dalam medan magnet

Medan magnetnya dihasilkan oleh kumparan medan sedangkan untuk menghasilkan efek perubahan fluksi maka belitan penghantar diputar oleh prime mover. Bentuk tegangan yang dihasilkan dapat terlihat pada gambar di bawah ini :


e

6 1

2

3

4

5

7

8

9

t

Gambar 2.10. Bentuk gelombang tegangan yang dihasilkan

Posisi 1 : fluksi yang menembus belitan maksimum tapi perubahan fluksi adalah minimum. Ini disebabkan belitan AB dan CD tidak terpotong fluksi sehingga EMF = 0 Posisi 3 : fluksi yang menembus belitan minimum tapi perubahan fluksi adalah maksimum akibatnya EMF yang terinduksi juga maksimum. Untuk posisi putaran berikutnya sama dengan posisi di atas yaitu untuk posisi I EMF induksi maksimum, posisi F maksimum. Apabila terminal-terminal dari generator dihubungkan ke beban maka akan terbentuk atau mengalir arus. Karena tegangan induksi adalah bolak-balik maka arus induksinya juga bolak-balik. Tegangan bolakbalik inilah yang akan disearahkan dengan komutator yang akan diuraikan berikutnya. Persamaan tegangan bolak-balik yang dihasilkan dalam hal ini dapat diturunkan dari hukum Faraday, yaitu : e=−N

dΦ ........................................................................ (2.3) dt


Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa fluksi yang dihasilkan adalah fluksi yang berubah terhadap waktu dan berbentuk sinusoidal, maka persamaan fluks dalam rangkaian kumparan adalah :

Φ = Φm cos ωt .................................................................... (2.4) dΦ = - ω Φm sin ωt dt Maka Persamaan (2.3) di atas dapat diturunkan menjadi : e = - N – ω Φm Sin ωt dt dt e = N ω Φm Sin ωt ............................................................. (2.5) Tegangan induksi ini akan mencapai maksimum pada saat wt = π/2 rad, maka tegangan induksi maksimum : Emax = N Φm ω...................................................................... (2.6) Persamaan (2.5) di atas dapat ditulis menjadi : e = Emax Sin ωt .................................................................... (2.7) Untuk harga efektif dari tegangan yang dihasilkan adalah :

E eff = E eff =

E max 2

=

N Φω 2

2π f N Φ 2

E eff = 4,44 N Φ f

(Volt) ……………………………… (2.8)

Emf yang dihasilkan berupa siklus sinusoidal tegangan bolak-balik. Dengan cincin komutasi yang segmen-segmennya terhubung dengan ujung konduktor jangkar, menyebabkan perubahan pada tegangan keluarannya menjadi tegangan yang searah. Proses ini dinamakan proses komutasi.


II.4. Prinsip Penyearah Pada generator arus searah, penyearahan dilakukan secara mekanis dengan menggunakan alat yang disebut komutator. Komutator pada prinsipnya mempunyai bentuk yang sama dengan cincin seret, hanya cincin tersebut dibelah dua kemudian disatukan kembali dengan menggunakan bahan isolator. Masing-masing bahan komutator dihubungkan dengan sisi kumparan tempat terbentuknya GGL. Komutator I dihubungkan dengan sisi AB dan komutator II dihubungkan dengan sisi CD ( lihat gambar di bawah ini ).

B A E I

D

II

C

IIII

F Fluks Magnit

R

Gambar 2.11. Suatu penghantar yang ditembus oleh fluksi

Jika kumparan ABCD berputar, maka sikat-sikat akan bergesekan dengan komutatorkomutator secara bergantian. Peristiwa bergesekan / perpindahan sikat-sikat dari satu komutator ke komutator berikutnya disebut komutasi. Peristiwa komutasi inilah yang menyebabkan terjadinya penyearahan yang prinsipnya adalah sebagai berikut : 1. Mula-mula sisi AB berada pada kedudukan 0 dan sisi CD berada pada kedudukan yang berlawanan yaitu 6. Pada saat ini tentu saja pada sisi AB dan CD tidak


berbentuk GGL. Pada saat ini pula sikat-sikat berhubungan dengan bagian isolator kedua komutator. Ini berarti sikat-sikat berpotensial nol. 2. Kumparan berputar terus, sekarang sisi AB bergerak di daerah utara (dari kedudukan 0 menuju 3) dan sisi CD bergerak di daerah selatan. Sesuai dengan hukum tangan kanan maka GGL yang terbentuk pada sisi AB arahnya menjauhi kita, sedangkan pada sisi CD terbentuk GGL yang arahnya mendekati kita. Jika arus listrik di dalam sumber mengalir dari negatif ( - ) ke positif ( + ), maka pada saat itu komutator I dan sikat E berpotensial negatif, sedangkan komutator II dan sikat F berpotensial positif.

U

2

3

4 5

1

6

0 11

E=0

E=-

E=0

E=-

F=0

F=+

F=0

F=+

7 10

9

8

S

Gambar 2.12. Ilustrasi proses penyearahan

3. Saat sisi kumparan AB sampai pada kedudukan 6 dan CD kedudukan 12, maka pada saat ini sikat-sikat berpotensial nol karena GGL induksi yang terbentuk pada masing-masing sisi kumparan adalah nol, sikat-sikat hanya berhubungan dengan isolator.


4. Kumparan ABCD bergerak terus, sisi AB bergerak di daerah selatan (dari kedudukan 6 menuju 12) sehingga GGL yang terbentuk pada sisi kumparan AB arahnya mendekati kita, sebaliknya pada sisi CD yang bergerak di daerah utara terbentuk GGL yang arahnya menjauhi kita. Pada saat itu komutator I dan sikat F berpotensial positif sedangkan komutator II dan sikat E negatif. Sehingga dihasilkan tegangan induksi dengan bentuk gelombang seperti gambar 2.13 di bawah ini : e (Volt)

Emax (Volt)

dt

Gambar 2.13. Bentuk gelombang tegangan hasil dari proses penyearahan

II.5. Reaksi Jangkar Jika generator arus searah dihubungkan ke beban melalui terminal out-put, maka arus listrik akan mengalir pada kumparan jangkarnya. Aliran arus ini akan menghasilkan fluksi medan magnet sendiri, yang akan mempengaruhi (distort) fluksi medan magnet yang telah ada sebelumnya dari kutub mesin. Pada keadaan ini fluks yang dihasilkan oleh generator akan menjadi berkurang karena arah kedua vektor fluksi magnetis tadi saling berlawanan. Adanya pengaruh fluksi magnetik yang


ditimbulkan akibat arus beban ini dinamakan reaksi jangkar. Reaksi jangkar ini akan menimbulkan dua masalah yakni: Masalah pertama yang disebabkan oleh reaksi jangkar adalah pergeseran bidang netral (neutral plane). Bidang netral magnetis didefinisikan sebagai bidang di dalam mesin dimana kecepatan gerak kumparan rotor benar-benar paralel dengan garis fluks magnet, sehingga induksi ggl pada bidang konduktor tersebut benar-benar nol. ω

ω

S

U

S

U

(A)

(B)

ω

ω

S

U

(D)

ω

U

S

U

(C)

ω

S

S

U

(E)

(F)

Gambar 2.14. Proses terjadinya reaksi jangkar

Pada saat belum dibebani, sumbu sikat terletak pada garis netral magnetik yang tegak lurus terhadap fluksi utama, yaitu menurut garis OA. Sedangkan fluks utama Φu pada generator digambarkan menurut garis OB. Setelah generator dibebani, maka akan timbul arus jangkar yang menimbulkan fluksi jangkar Φa yang searah dengan vektor OA. Akibat interaksi kedua fluksi tersebut menimbulkan fluksi resultante Φr yang searah dengan vektor OC.


Φu

0

B

N

Φa

Φr

A

C

Gambar 2.15. Proses pergeseran bidang netral

Dengan timbulnya fluksi resultante Φr ini, maka garis netral magnetik yang seharusnya tegak lurus fluksi utama OB, kini berubah menjadi tegak lurus terhadap garis OC; yaitu searah garis ON. Kalau keadaan ini dibiarkan maka akan timbul bunga api pada sikat. Untuk menghilangkannya, maka sikat harus digeser posisinya sehingga sumbu sikat kembali menjadi tegak lurus terhadap arah vektor fluks utama. Namun akibatnya fluks utama akan berkurang dan terjadi demagnetizing effect jika sikat digeser berlawanan dengan arah putaran mesin. Bila setiap terjadi perubahan beban sehingga sikat harus digeser tentunya sangat tidak dinginkan. Untuk mengatasinya maka dibuatlah kutub komutasi dan kumparan kompensasi. Masalah kedua akibat reaksi jangkar adalah pelemahan fluks. Hal ini dapat dijelaskan pada gambar 2.16. Kebanyakan mesin listrik bekerja pada kerapatan fluks yang dekat dengan titik jenuhnya, karenanya pada lokasi di permukaan kutub dimana gaya gerak magnet (ggm) rotor menambahkan ggm kutub, terjadi sedikit peningkatan kerapatan fluks ∆Φ ( n). Tetapi pada lokasi permukaan kutub di mana ggm rotor mengeleminir ggm kutub, terdapat penurunan kerapatan fluks (∆Φ t) yang lebih besar,


sehingga penjumlahan rata-rata kerapatan fluks yang terjadi adalah kerapatan fluks kutub yang semakin berkurang. Φ (Weber) Kurva Pemagnetan ∆Φn

{ ∆Φt { ∆Φn = Penguatan fluks ∆Φt = Pelemahan Fluks Fk = Gaya gerak magnet kutub Fj = Gaya gerak magnet jangkar

Fk + Fj

Fk - Fj

F (Ampere Turn)

Fk

Gambar 2.16. Kurva Pemagnetan Ketika Terjadi Reaksi Jangkar

Akibat pelemahan fluks ini pada generator arus searah adalah pengurangan nilai pasokan tegangan oleh generator ke beban. Pada motor arus searah pengaruh yang ditimbulkan menjadi lebih serius, dimana pelemahan fluks akan menyebabkan motor arus searah, khususnya motor arus serah shunt akan berputar demikian cepatnya hingga tak terkendali.

II.6. Pembangkitan Tegangan Induksi pada Generator Arus Searah Pada saat mesin dihidupkan timbul suatu fluks residu yang memang sudah terdapat pada kutub. Dengan memutar rotor akan dibangkitkan tegangan induksi yang kecil pada sikat. Akibat adanya tegangan induksi ini mengalirkan arus pada


kumparan medan. Arus ini akan menimbulkan fluks yang memperkuat fluks yang telah ada sebelumnya. Proses terus berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil. Garis lengkung pada gambar 2.17 menggambarkan kurva pemagnetan untuk suatu generator berpenguatan sendiri pada suatu putaran tertentu, sedangkan garis lurus menyatakan persamaan tegangan kumparan medan dengan tahanan Rf . Oa adalah tegangan yang timbul akibat adanya fluks residu dan menimbulkan arus pada kumparan medan sebesar Ob. Dengan adanya arus kumparan ini , tegangan induksi membesar menjadi Oc (akibat bertambahnya fluks). Selanjutnya tegangan Oc memperkuat arus medan, yaitu menjadi sebesar Od. Dengan demikian proses penguatan arus medan berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil yaitu pada titik X (perpotongan antara kurva pemagnetan dengan garis tahanan medan). Jika tahanan medan diperbesar, tegangan induksi yang dibangkitkan menjadi lebih kecil. Berarti makin besar tahanan kumparan medan, makin buruk generator tersebut. Ea

G ar

is

Ta

ha

na

n

Ku

M

rv a

ed

m

an

ag

ne

tis

as

i

X

c a

If

O b d Gambar 2.17. Proses pembangkitan tegangan pada generator arus searah


Gambar 2.17 menunjukkan pembangkitan tegangan generator dalam tahapan - tahapan yang berlainan. Tahapan - tahapan ini digambarkan untuk memperjelas feedback positif antara tegangan internal generator dengan arus medannya. Pada generator yang sesungguhnya, tegangan tidak dibangkitkan dalam tahapan - tahapan tertentu, malah sebaliknya antara Ea dan If naik secara serempak sampai keadaan tunak tercapai. Ada beberapa kemungkinan yang dapat menyebabkan tidak terjadi pembangkitan tegangan pada generator arus searah, yaitu : a. Kemungkinan tidak adanya fluks sisa b. Arah putaran generator mungkin terbalik c. Besar tahanan medan mungkin diset terlalu besar dari nilai tahanan kritisnya.

II.7. Pengaturan Tegangan Generator Arus Searah Ada dua cara yang dapat digunakan untuk mengatur tegangan pada generator dc shunt, yaitu : 1. Mengubah kecepatan ωm dari generator 2. Mengubah tahanan medan dari generator, sehingga merubah arus medannya. Mengubah tahanan medan adalah metode utama yang digunakan untuk mengatur tegangan terminal generator dc shunt. Jia tahanan medan Rf diturunkan, maka arus medan If = Vt / Rf akan naik. Jika If naik maka akan terjadi penambahan fluks yang akan menaikkan tegangan internal generator Ea yang pada akhirnya akan menaikkan tegangan terminal Vt.


II.8. Jenis - Jenis Generator Arus Searah Berdasarkan metode eksitasi yang diberikan, maka generator arus searah dapat diklasifikasikan dalam dua jenis:

II.8.1. Generator Arus Searah Berpenguatan Bebas (Separately Excited Generator). Pada jenis generator ini, fluks medan diperoleh dari sumber lain yang terpisah dari generator tersebut. IL

Ia

Ra

+

Lf

VT If

ωm

Rf

RL

Ea

Vf

Gambar 2.18. Rangkaian Generator DC Penguatan Bebas

Tegangan searah yang diberikan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan. Jika generator dihubungkan dengan beban RL, dan Ra adalah tahanan dalam generator, maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah : Vt = IL . RL ........................................................................ (2.9) Ea = Vt + Ia . Ra .................................................................. (2.10)


Ia = IL ................................................................................... (2.11)

II.8.2. Generator Arus Searah Berpenguatan Sendiri (Self Excited Generator). Pada generator jenis ini, fluksi medan dihasilkan oleh rangkaian medan yang terdapat pada generator itu sendiri. Oleh karena itu, arus kemagnitannya dipengaruhi oleh nilai-nilai tegangan dan arus yang terdapat pada generator. Berdasarkan hubungan kumparan penguat magnit dengan kumparan jangkar, generator penguatan sendiri dibedakan atas :

1) Generator Arus Searah penguatan shunt Generator arus searah penguatan shunt yaitu generator penguatan sendiri di mana kumparan penguat magnitnya dihubungkan parallel (shunt) dengan kumparan jangkar. Ia

IL

+ Ra If

+

RF

Ea

VT -

LF

-

Gambar 2.19. Rangkaian Generator DC Shunt

I A = I F + I L …………………………………………………………. (2.12) VT = E A − I A RA ………………………………………………………

(2.13)


IF =

VT ……………………………………………………………... (2.14) RF

2) Generator Arus Searah penguatan seri Genertaor arus searah penguatan seri yaitu generator penguatan sendiri di mana kumparan penguat magnitnya dihubungkan seri dengan kumparan jangkar. IA

IS

IL

+ RA

RS

LS

+

VT

Ea -

-

Gambar 2.20. Rangkaian Generator DC Seri

I A = I S = I L ........................................................................................... (2.15) VT = E A − I A (R A + RS ) .......................................................................... (2.16)

3) Generator Arus Searah penguatan kompon Generator arus searah kompon adalah generator arus searah yang kumparan penguat magnitnya terdiri dari kumparan penguat shunt dan kumparan penguat seri. Karena ada dua kemungkinan cara meletakkan kumparan penguat serinya, maka berdasarkan letak kumparan penguat seri, generator kompon dibedakan atas :


a) Generator DC Kompon Panjang IA

IL + RA

LS

RS

+

IF VT

Ea LF

-

-

Gambar 2.21. Rangkaian Generator DC Kompon Panjang

I A = I L + I F ………………………………………………………………. (2.17) VT = E A − I A (R A + RS ) …………………………………………………… (2.18)

IF =

VT ………………………………………………………………….. (2.19) RF

b) Generator DC Kompon Pendek IA

IL + RS

RA +

LS

IF VT

Ea -

LF

-

Gambar 2.22. Rangkaian Generator DC Kompon Pendek

I A = I L + I F ……………………………………………………………… (2.20) VT = E A − (I A R A + I L RS ) ………………………………………………… (2.21)

IF =

VT …………………………………………………………………. (2.22) RF


II.9. Effisiensi Generator Arus Searah Untuk menjelaskan efisiensi pada generator arus searah, dapat diamati diagram aliran daya pada generator dc berikut ini A

B

Daya In-put Mekanik

Daya Elektrik yang Dibangkitkan pada Jangkar E a . Ia

Rugi Besi dan Gesekan

C

Rugi-rugi Tembaga

Daya Out-put Elektrik

Gambar 2.23 Diagram Aliran Daya Generator DC

Pada mesin dc (generator dan motor), ada tiga jenis efisiensi yang diperhitungkan, antara lain: 1. Efisiensi Mekanik.

ηm =

E a .I a B = ........................................ (2.23) A Daya Input Mekanik

2. Efisiensi Elektrik

ηe =

C VT .I L = .................................................................. (2.24) B E a .I a

3. Efisiensi Komersial Keseluruhan

ηc =

ηc =

C P out .................................................................. (2.25) = A P in P in − ∑ P rugi P in

......................................................... (2.26)

Dimana : P out = VT . IL ...................................................................... (2.27)


BAB II GENERATOR ARUS SEARAH. arus searah. Energi mekanik di pergunakan untuk memutar kumparan kawat

Recommend Documents