Pada umumnya cara kerja generator DC didasarkan pada hukum Faraday,Oersted dan Maxwell. Menurut Hukum Faraday , tegangan induksi di dalam solenoida pada saat lilitan memotong garis gaya magnet akan berbanding lurus dengan jumlah lilitan dan pada tingkat di mana garis fluks magnet dipotong oleh lilitan. Menurut Hukum Oersted sendiri dinyatakan bahwa adanya suatu arus listrik akan menimbulkan medan magnet,sedangkan menurut hokum Maxwell menerangkan bahwa gelombang magnet dan gelombang listrik dapat berosilasi/bergabung membentuk gelombang elektromagnetik. Dengan meninjau arus listrik yang mengalir di kumparan akibat perubahan fluks garis gaya magnetic yang dicakup kumparan, beda potensial sekeliling kumparan tersebut sama dengan emf terinduksi, atau kalau dirumuskan :
Φ E dL =
Dengan mengingat Φ =
Serta menerapkan teorema stokes, persamaan di atas menjadi :
V x E =
Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi
tenaga listrik melalui proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh
energi mekanis dari prime mover. Generator diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan, dimana suplai tersebut digunakan untuk beban prioritas. Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF pada kumparan rotor. Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan
memutar rotor generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan
magnit yang berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan
tegangan pada stator. Karena ada dua kutub yang berbeda, utara dan selatan, maka
tegangan yang dihasilkan pada stator adalah tegangan bolak-balik. Besarnya
tegangan induksi memenuhi persamaan :
Eg = 4,44*K c *K d *T *f *Ö
Dimana :
Eg = tegangan efektif per phase (volt); ¥^ = faktor jarak kumparan (pitch);
K^ = faktor distribusi; T = jumlah lilitan per phase;
f = frekuensi (hertz); O = fluks per kutub.
PRINSIP KERJA GENERATOR DC
Pada dasarnya prinsip kerja generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik,berdasarkan Hukum Faraday.
Generator DC secara umum terdiri atas beberapa komponen seperti: rangka(frame),As-Shaft,bearing,kumparan,magnet permanent,komutator,sikat
Stator yang biasanya berupa kumparan diputar (biasanya dengan bahan bakar fosil, aliran air, atau putaran roda) di dalam medan magnet. Peristiwa ini menimbulkan adanya perubahan jumlah garis fluks magnetic yang menembus bidang kumparan. Akibat perubahan ini timbul tegangan induksi yang merupakan awal terjadinya arus listrik. Hal ini dibuktikan dengan persamaan :

Di mana :
E = Tegangan induksi sesaat yang terbentuk
N = Jumlah lilitan kumparan
= Perubahan fluks magnetic tiap satuan waktu
Dapat dilihat bahwa driving force utama terjadinya GGL induksi adalah adanya perubahan fluks yang menembus bidang kumparan tiap saat, Hal ini diakibatkan oleh :
a. Fluks berubah terhadapwaktu yang bertaut dengan lintasan tertutup lunak
b. Gerak relative antara fluks lunak dengan lintasan tertutup
c. Kombinasi antara keduanya

Sedangkan besarnya fluks dan tegangan yang timbul pada waktu tertentu dirumuskan dengan ;
(t) = max cos t
E(t) = E max cos t
Di mana :
(t) = fluks magnet yang dipotong pada saat tertentu (Weber)
max = Fluks magnet maksimum (Weber)
E(t) = Tegangan induksi pada saat tertentu ( Volt)
E max = Tegangan induksi maksimum ( Volt )
 = kecepatan berputarnya kumparan (rad/sekon)
t = waktu tertentu (sekon)
Dasar/prinsip kerja dari generator DC (Direct Current) hampir sama dengan dasar kerja generator AC. Perbedaannya adalah dua cincin luncur pada generator AC diubah menjadi satu cincin luncur pembalik yang disebut cincin kolektor atau komutator, yang terdiri dari sebuah cincin yang dipecah lagi menjadi 2 bagian sama kemudian saling dilekatkan lagi dengan isolator. Oleh karena bentuk kolektor demikian, maka GGL induksi yang ditimbulkan searah, yang besarnya (kuantitasnya) yaitu maksimal dan nol berlangsung secara periodik. Sedangkan tegangannya diatur oleh voltage regulator.Dalam DC generator, magnet permanen atau electromagnet berputar disekeliling stator coil. Dalam generator DC yang sebenarnya, coil (armatur) berputar di dalam elektormagnet stationer.

Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya,generator arus searah dapat dikelompokkan menjadi 2,yaitu :
1. Generator berpenguatan bebas
Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai tahanan akan menghasilkan arus dan menimbulkan fluks pada kedua kutub.Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator.
Jika generator dihubungkan dengan beban dan R adalah tahanan dalam generator,maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah :
V = I x R
E = V + I R
2. Generator berpenguatan sendiri
- generator searah seri
- generator Shunt
- generator kompon panjang dan kompon pendek
Pada generator Shunt dalam keadaan tanpa beban,saat mesin dihidupkan,timbul suatu fluks residu yang memang sudah terdapat pada kutub.Dengan memutarkan rotor,akan dibangkitkan tegangan induksi yang kecil pada sikat.Akibat adanya tegangan induksi ini mengalirlah arus pada kumparan medan.Arus ini akan menimbulkan fluks yang memperkuat fluks yang telah ada sebelumnya.Proses ini akan terus berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil.

0 komentar:

Posting Komentar