generator-dc - split ring - materi 9
DESCRIPTION
Generator DC, mesin pembangkit tegangan searah. Materi ini dipakai untuk kuliah di STIKOM Artha BuanaTRANSCRIPT
08
GENERATOR DC
Ahmad Haidaroh
0830036701
BAGIAN GENERATOR
Rangka statorKomutator
Jangkar
TerminalUjung pelindungKomutator
Sepatu KutupUjung pelindung Penggerakr
Kumparan Medan
Pemegang sikat dan sikat arang
bagian bergerak yang disebut Rotor, dan bagian diam yang disebut Stator.Masing-masing bagian mempunyaililitan kawat. PadaStator, lilitankawat berfungsi sebagai pembangkitmedan magnet, sedangkan padaRotor, pembangkit gaya gerak listrik.
Jangkar
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 medanmagnetterdapat 1 batang konduktor yang digerakkan maka konduktotr 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
Simulasi Generator DC
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
Persamaan yang digunakan
• Eg =Ia Ra + 2V sik +VL Volt• Vf =If Rf Volt• Pin =Ia Eg
• 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)• Vg:Tegangan jangkar generator(volt)
• Pout =IL VL • Plosses=Pin -Pout
• η=Pout/Pin x 100 %• Plosses=Ia 2Ra +2(V sik Ia)+If2Rf+Rugi tetap generator
Dimana :• VL : tegangan beban• IL :arus beban• Pin : daya yang dibangkitkan generator• η :tegangan drop sikat generator• VL :efisiensi generator• Plosses:daya yang hilang• Ra : tahanan motor
Persamaan yang digunakan
Penguat terpisah
Kumparan membutuhkan sumber tegangan arus dari luar. Misal dari baterai atau accu
Penguatan terpisah
Ia=i Persamaan tegangan : V = Ea + Ia.Ra + 2? e dimana : V : Tegangan jepit (volt) Ea : GGL lawan (volt) Ia : Arus jangkar (Ampere) Ra : Tahanan lilitan jangkar (Ohm) Im : Arus penguat terpisah(Ampere) Rm: Tahanan penguat terpisah (Ohm) e : Kerugian tegangan pada sikat-sikat (karena relatif kecil biasanya harga tersebut diabaikan).
Penguatan sendiri
Pada sistem ini tidak dibutuhkan sumber tegangan atau arus dari luar, cukup dari
generator itu sendiri
Penguatan seri
Vt
Ia=IL
Eg = Ia(Ra+Rse)+2Vsik +VL
Pin =Eg x Ia sedangkan Pout = VL x IL
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
Penguatan shunt
Ia = If +IL
Vf = VL = Eg – 2V – Ia . Ra
Persamaan arus : I = Ia + Ish Rsh ?= V / IshPersamaan tegangan : V = Ea + Ia.Ra + 2? e V = Ish . Rsh dimana : Rsh : Tahanan penguat shunt Ish : Arus penguat shunt
If IL
VLEg
Penguatan kompon
• Sifatnya diantara penguat seri dan Shunt Nilai kompon tergantung pada jumlah lilitan seri yang dililitkan pada inti kutub.
KOMPON PENDEK
Persamaan Arus : I = Is = Ia + Ish Rsh ?=Vsh/IshPersamaan tegangan : V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs + 2? e Vsh = V – Is.Rs Dimana : Vsh : Tegangan pada lilitan penguat shunt
Eg
Vf = If . Rf atau Vf = Eg – 2Vsik – Ia (Ra + Rse) atau Vt = VL
Ia = Ir + IL
Eg = VL + 2Vsik +Ia (Ra +Rse)
KOMPON PANJANG
Mengukur kwalitas generator
• Precent of regulation =
100440
)440462(x
VV
100)(x
EfL
EfLLE
100440
)22(x
V 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 berikutTegangan shunt = 100Volt dan tahan shunt = 200ohmTegangan beban 230 volt, arus beban 450A, tahanan belitan jangkar 0,03 ohm dan drop tegangan masing-masing sikat1VoltTENTUKAN:1. Tentukan arus medan dan tegangan yang bangkit oleh generator2. Tentukan besarnya daya yang hilang pada generator3. Tentukan rugi tembaga jangkar, rugi tembaga medan dan rugi pada sikat4. Tentukan gaya Output, daya input. Bila rugi tetap generator 0,75% dari beban5. Tentukan efisiensinya
jawab
• If = Vf/Rf = 100 /200 = 0,5
• Eg = Ia Ra + 2Vsik +Vt
= (450 x 0,03) + 2 x 1 + 230
= 13,5 + 2 + 230 = 245,5 Volt• Pout = 450 x 230 = 103500 w
• Pin = Ia Eg = 450 x 245,5 = 110475 W
• Plosses = Pin – Pout = 110475 – 103500 = 6975 W
07