generator dc
DESCRIPTION
prinsip kerja dan macam-macam generator dcTRANSCRIPT
Modul 2
Dasar Konversi Energi Listrik
Generator DC
2.1 Pengertian
Generator arus searah adalah suatu mesin pengubah tenaga mekanik menjadi DC.
2.2 Kegunaan
Sebagai salah satu pembangkit listrik arus searah di bengkel – bengkel atau pabrik.
Sebagai pengisi accu pada perusahan pengisi accu
Sebagai pengisi accu mobil
Dipusat – pusat tenaga listrik berfungsi sebagai penguat maknit (exiciter) pada
generator utama.
2.3 konstruksi
Sama dengan konstruksi motor DC
2.4 Prinsip kerja
Berdasarkan hukum Imbas dari faraday yakni apabila lilitan penghantar atau
konduktor di putar memotong garis – garis gaya medan magnet yang diam, atau lilitan
penghantar diam di potong oleh garis – garis gaya medan magnet yang berputar maka
penghantar tersebut timbul EMF (elektro motoris force) atau gaya gerak listrik atau tegangan
industry.
EMF yang di bangkitkan pada penghantar jangkar adalah tegangan bolak – balik.
Tegangan bolak – balik tersebut kemudian di searah oleh komutator.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 1
Persamaan umum tegangan yang di bangkitkan oleh DC.
Tegangan yang di bangkitkan oleh generator DC akan mengikuti persamaan umum.
Dengan,
= Tegangan yang di bangkitkan dalam volt
= fluks / kutub dalam Maxwell
P = Banyaknya kutub.
N = kecepatan putaran jangkar / menit
Z = Jumlah penghantar jangkar
= Jumlah hubungan parallel dalam jangkar.
2.5 Jenis – jenis Generator DC
Berdasarkan rangkaian penguatnya maka jenis generator DC di bagi atas :
a. Generator DC berpenguatan terpisah penguatan medan berasal luar seperti
gambar di bawah:
Rangkaian ekivalen generator DC berpenguatan bebas.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 2
Dari gambar rangkaian ekivalen diatas dapat di tuliskan persamaan yang menyatakan
hubungan besaran tegangan, arus, daya dan resistansi sebagai berikut:
Dengan :
tegangan yang di bangkitkan oleh jangkar dalam volt
tegangan terminal dalam volt
Arus beban jangkar dalam amper
Arus beban dalam amper
tegangan sumber DC untuk penguatan dalam volt
tahanan kumparan medan dalam ohm
tahanan kumparan jangkar dalam ohm
arus medan dalam amper
tahanan pengatur arus masuk kumparan medan dalam ohm.
Rugi tegangan pada sikat.
Contoh soal:
Suatu generator DC berpenguatan bebas melayani beban 450 Amper pada
tegangan terminal 230 volt. Tahanan jangkar 0,03 ohm, rugi tegangan pada sikat 2 volt.
Hitung tegangan yang di bangkitkan
Jika arus medan untuk membangkitkan fluks di pertahankan sebesar 4 amper, tegangan
sumber arus searah untuk penguatan sebesar 220 volt serta tahanan kumparan medan 50
ohm, berapa besarnya tahanan pengatur arus masuk kumparan medan.
Penyelesaian
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 3
Berdasarkan rangkaian ekivalen generator DC berpenguatan bebas di ketahui datanya
adalah
50 Ohm
ohm
4 A
Tegangan yang di bangkitkan oleh jangkar
volt
Resistansi yang di butuhkan untuk mengatur arus medan :
b. Generator DC dengan penguatan sendiri
1. Generator DC shunt
Pada generator ini kumparan medan parallel dengan kumparan jangkar
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 4
Dari rangkaian ekivalen diatas dapat di buat persamaan yang menyatakan hubungan
besaran tegangan, arus, daya dan tahanan sebagai berikut:
Keterangan : parameter – parameter = generator DC berpenguatan bebas
Contoh soal:
Suatu generator arus searah shunt, 4 kutub, mempunyai 55 alur jangkar, tiap alur
berisi 8 penghantar, bila kecepatan generator 900 rpm, fluks kutub maxwelldan
garis hubung parallel 4, hitung EMF/ tegangan yang di di bangkitkan oleh jangkar, jika arus
jangkar 100 A tahanan kumparan jangkar 0,05 ohm,rugi tegangan pada sikat 2 volt, hitung
tegangan terminal generator.
Jawab :
Diketahui
Generator DC shunt
H = 900 rpm
Z = 440
Ditanya …..?
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 5
Jadi yang di bangkitkan
volt
Bila
……..?
Jadi tegangan terminal ( ) =
= volt
c. Generator Terminal Seri
Rangkaian ekivalen generator DC seri seperti gambar di bawah ini :
Dari rangkaian ekivalen generator DC seri di atas dapat di buat suatu hubungan : V, I, P dan
R sebagai berikut:
Keterangan :
Parameter sama dengan generator DC shunt kecuali
tahanan seri dalam ohm
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 6
= arus seri dalam amper
Contoh soal
Suatu generator DC seri, 50 kw, 250 volt, tahanan kumparan jangkar 0,1 ohm, rugi
tegangan pada sikat tidak ada. Hitung
a. Arus jangkarnya bila bekerja pada beban penuh
b. Tahanan medan seri bila tegangan yang di bangkitkan 300 volt.
Penyelesaian
Diketahui :
Di Tanya:
a. Arus jangkar
b. Tahanan medan seri
Jawab
a. Arus jangkarnya:
b. Tahanan medan seri
2.6 Generator Arus Searah Kompon
Generator ini mempunyai dua kumparan medan yakni yang satu di parallel dengan
kumparan jangkar sedangkan yang lain di seri dengan kumparan jangkar.
Generator ini terbagi atas :
a. Kumparan pendek
b. Kumparan panjang
a. Generator DC kompon pendek
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 7
Kumparan ekivalennya seperti gambar di bawah ini
Persamaan untuk generator DC kompon pendek dapat di tuliskan hubungan antara :
tegangan, arus, daya dan tahanan sebagai berikut:
Contoh soal
Suatu generator DC kompon pendek 20 kw bekerja dengan beban pada tegangan terminal
dengan beban penuh pada tegangan terminal 250 volt. Tahanan jangkar dan seri dan
medan berturut – turut 0,05 ohm, 0,025 ohm, 100 ohm, hitung tegangan yang harus di
bangkitkan oleh jangkar.
Penyelesaian
Tegangan yang di bangkitkan oleh jangkar :
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 8
b. Generator DC kompon panjang
Rangkaian ekivalen generator DC kompon panjang sebagai berikut:
Dari rangkaian ekivalen diatas dapat di buat persamaan tegangan, arus, daya,
tahanan sebagai berikut:
Keterangan persamaan diatas = persamaan generator sebelumnya.
PUSAT PENGEMBANGAN BAHAN AJAR-UMB Ir. Badaruddin, DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK 9