6.3 Generator Penguat Terpisah

Jenis generator penguat terpisah ada dua jenis 1) penguat elektromagnetik (Gambar

6.11a )                                                                                                                         dan

2) magnet permanen (Gambar 6.11b). Penguat elektromagnetik melalui belitan F1-F2 diberi sumber listrik DC dari luar misalnya dengan baterai, dengan mengatur besarnya arus eksitasi Ie, maka tegangan terminal rotor A1–A2 dapat dikendalikan. Generator penguat terpisah dipakai dalam pemakaian khusus, misalnya pada Main Generator Lok Diesel Elektrik CC

201/CC203.

Gambar 6.11a   Rangkaian  Generator

DC Penguat terpisah

Gambar 6.11b  Rangkaian  Generator DC Penguat magnet permanen

Penguat dengan magnet permanen tegangan keluaran generator terminal rotor A1-A2 konstan. Karakteristik tegangan U relatif konstan dan tegangan            akan        menurun          sedikit ketika  arus beban I dinaikkan mendekati harga nominalnya (Gambar

6.12).

6.4 Generator Belitan Shunt

Generator belitan Shunt E1-E2 dipasangkan secara paralel dengan belitan rotor A1-A2 (Gambar

6.13). 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.

Gambar  6.12

Karakteristik tegangan generator penguat terpisah

Gambar 6.13  Rangkaian  generator belitan shunt

Gambar  6.14  Karakteristik tegangan  generator  Shunt

Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan Shunt E1- E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi Shunt makin besar medan penguat Shunt dan tegangan terminal meningkat sampai pada tegangan nominalnya. Karakteristik tegangan U terhadap peningkatan arus relatif stabil, tegangan akan cenderung menurun ketika arus I mendekati harga nominalnya (Gambar 6.14).

6.5 Generator Belitan Kompound

Generator belitan Kompound di samping memiliki belitan rotor A1-A2, memiliki dua penguat magnet yaitu medan seri notasi D1-D2 dan belitan penguat magnet Shunt notasi E1-E2 (Gambar 6.15). Belitan seri D1-D2 disambungkan seri dengan rangkaian rotor A1-A2, sehingga arus ke beban sekaligus sebagai penguat seri. Belitan Shunt E1-E2 disambungkan paralel dengan  rangkaian  belitan  rotor. Arus eksitasi magnet Shunt Ie diperoleh dengan mengatur tahanan geser.

Generator penguat kompound adalah kombinasi generator penguat Shunt dan generator seri. Karakteristik tegangan sebagai fungsi arus beban menghasilkan tegangan terminal yang konstan meskipun arus beban I mencapai harga nominalnya (Gambar 6.16).

6.6 Konstruksi Generator DC

Potongan melintang memperlihatkan konstruksi  generator  DC  ( Gambar  6.17 ). Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor bagian mesin DC yang berputar.

Bagian stator terdiri atas: rangka motor, belitan    stator, sikat    arang,  bearing ,

dan terminal box. Bagian rotor terdiri: komutator,

MOTOR LISTRIK ARUS SEARAH

   BAB 6

MOTOR LISTRIK ARUS SEARAH

6.1 Mesin Arus Searah (ikhsan yulianto cah kamongan)

Mesin arus searah dapat berupa generator DC atau motor DC. Untuk membedakan sebagai generator atau motor dari mesin difungsikan sebagai apa. Generator DC alat yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik DC. Motor DC alat yang mengubah energi listrik DC menjadi energi mekanik putaran. Sebuah motor DC dapat difungsikan sebagai generator, atau sebaliknya generator

DC bisa difungsikan sebagai motor DC.

Gambar 6.1  Stator  mesin  DC  dan medan magnet utama dan  medan magnet bantu

Gambar 6.2  Fisik  mesin  DC

Gambar 6.3  Penampang  komutator

Gambar 6.4  Pemegang  sikat  arang

Secara fisik mesin DC tampak jelas ketika rumah mo- tor atau disebut stator dibongkar terdapat kutub-kutub mag- net bentuknya menonjol Gambar 6.1. Mesin DC yang sudah dipotong akan tampak beberapa komponen yang mudah dikenali. Bagian yang berputar dan berbentuk belitan kawat dan ditopang poros disebut sebagai rotor atau jangkar Gambar 6.2.

Bagian rotor mesin DC salah satu ujungnya terdapat komutator yang merupakan kumpulan segmen tembaga yang tiap-tiap ujungnya disambungkan dengan ujung belitan rotor (Gambar 6.3). Komutator merupakan bagian yang sering dirawat dan dibersihkan karena bagian ini bersinggungan dengan sikat arang untuk memasukkan arus dari jala-jala ke rotor.

Sikat   arang   ( carbon   brush )   dipegang   oleh pemegang  sikat  ( brush  holder )  Gambar  6.4  agar kedudukan sikat arang stabil. Pegas akan menekan sikat arang sehingga hubungan sikat arang dengan komutator tidak goyah. Sikat arang akan memendek karena usia pemakaian dan secara periodik harus diganti dengan sikat arang baru.

Salah satu kelemahan dari mesin DC adalah kontak mekanis antara komutator dan sikat arang yang harus terjaga dan secara rutin dilakukan pemeliharaan. Tetapi mesin DC juga memiliki keunggulan khususnya untuk mendapatkan pengaturan kecepatan yang stabil dan halus. Motor DC banyak dipakai di industri kertas, tekstil, kereta api diesel elektrik, dan sebagainya.

Mesin DC dapat difungsikan sebagai generator DC maupun sebagai motor DC. Saat sebagai generator DC fungsinya mengubah energi mekanik menjadi energi listrik,

sedangkan sebagai Motor DC mengubah energi listrik menjadi energi mekanik.

6.2 Prinsip Kerja Generator DC

Prinsip kerja generator DC berdasarkan pada kaidah tangan kanan. Sepasang magnet permanen utara- selatan menghasilkan garis medan magnet F, kawat penghantar di atas telapak tangan kanan ditembus garis medan magnet F. Jika kawat digerakkan ke arah ibu jari, maka dalam kawat dihasilkan arus listrik I yang searah dengan  keempat  arah  jari  tangan                                                        Gambar  6.5 . Bagaimana kalau posisi utara-selatan magnet permanen dibalik? Ke mana arah arah arus listrik induksi yang

dihasilkan?

Gambar 6.5 Kaidah  tangan kanan

Percobaan secara sederhana dapat dilakukan dengan menggunakan sepasang magnet permanen berbentuk U, sebatang kawat digantung dikedua sisi ujungnya, pada ujung kawat dipasangkan Voltmeter (Gambar 6.6).

Batang kawat digerakkan ke arah panah, pada kawat dihasilkan ggl induksi dengan tegangan yang terukur pada Voltmeter.

Besarnya ggl induksi yang dibangkitkan: ui  = B · L · v · z Volt

ui   = Tegangan induksi pada kawat, V

B = Kerapatan medan magnet, Tesla

L  = Panjang kawat efektif, meter

v  = Kecepatan gerak, m/detik

z  = Jumlah belitan kawat

Gambar 6.6  Model  prinsip  kerja generator  DC

Belitan kawat generator berbentuk silinder dan beberapa kawat dibelitkan selanjutnya disebut belitan rotor atau belitan jangkar. Kedudukan I, ketika rotor digerakkan searah jarum jam, kawat 1 tanda silang (menjauhi kita), kawat 2 tanda titik (mendekati kita) ggl induksi maksimum. Posisi II kawat 1 dan kawat 2 berada pada garis netral ggl induksi sama dengan nol. Posisi III kawat kebalikan posisi I dan ggl induksi tetap maksimum