Loading presentation...

Present Remotely

Send the link below via email or IM

Copy

Present to your audience

Start remote presentation

  • Invited audience members will follow you as you navigate and present
  • People invited to a presentation do not need a Prezi account
  • This link expires 10 minutes after you close the presentation
  • A maximum of 30 users can follow your presentation
  • Learn more about this feature in our knowledge base article

Do you really want to delete this prezi?

Neither you, nor the coeditors you shared it with will be able to recover it again.

DeleteCancel

Make your likes visible on Facebook?

Connect your Facebook account to Prezi and let your likes appear on your timeline.
You can change this under Settings & Account at any time.

No, thanks

GENERATOR DAN MOTOR DC

No description
by

setiawan saputro

on 7 October 2013

Comments (0)

Please log in to add your comment.

Report abuse

Transcript of GENERATOR DAN MOTOR DC

BAGIAN-BAGIAN GENERATOR DC
PRINSIP KERJA GENERATOR DC
EFISIENSI GENERATOR DC
GENERATOR DAN MESIN DC
PENDAHULUAN
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. Secara umum konstruksi motor dan generator DC adalah sama, yaitu terdiri dari stator dan rotor. Motor-motor DC pada awalnya membutuhkan momen gerak (gaya torsi) yang besar dan tidak memerlukan kontrol kecepatan putar. Kecepatan putar motor selanjutnya akan dikontrol oleh medan magnet.
Generator adalah suatu mesin yang dapat mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik.Tenaga mekanik di sini digunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara medan kunparan kawat penghantar. Tenaga mekanik dapat berasal dari tenaga panas, tenaga potensial air, motor diesel, motor bensin bahkan ada yang berasal dari motor listrik.
Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar 1 menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.
1) RANGKA STATOR
2) INTI KUTUB MAGNET
Rangka Stator, dibuat dari besi tuang. Rangka stator merupakan rumah dari bagian-bagian lain dalam generator. Fungsi utamanya adalah sebagai tempat untuk mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.
Inti kutub magnet , berfungsi sebagai tempat terjadinya fluks magnet. Untuk generator dengan kapasitas kecil digunakan magnet permanen, dan untuk generator kapasitas besar digunakan magnet buatan (elektromagnetik).
ROTOR
3) Rotor (jangkar, angker) , merupakan bagian yang berputar. Pada Genenrator DC jangkar yang digunakanbiasanya berbentuk silinder yang pada bagian permukaannya diberi alur-alur sebagai tempat kawat-kawat lilitan. Bahan yang digunakan untuk pembuatan jangkar dari bahan ferromagnetic yang dibuat berlapis-lapis.
SIKAT-SIKAT
4) Sikat-sikat, berfungsi sebagai penghubung aliran arus listrik dari lilitan jangkar dengan beban. Bahan yang digunakan untuk pembuatan sikat-sikat dari arang.
KAWAT LILITAN JANGKAR
5) Kawat Lilitan jangkar, adalah tempat terbentuknya ggl induksi. Dalam satu alur terdiri atas beberapa kawat yang disebut dengan kumparan. Antara kumparan satu dengan lainnya dihubungkan secara seri.
KOMUTATOR
6) Komutator, digunakan sebagai penyearah (komutasi). Komutator pada prinsipnya mempunyai bentuk yang sama dengan cincin yang dibelah menjadi dua yang dipisahkan dengan bahan penyekat. Masing-masing komutator dihubungkan dengan sisi kumparan tempat terjadinya ggl induksi.
Teori yang mendasari terbentuknya GGL induksi pada generator ialahPercobaan Faraday. Percobaan Faraday membuktikan bahwa pada sebuah kumparan akan dibangkitkan GGL Induksi apabila jumlah garis gaya yang diliputi oleh kumparan berubah-ubah.
Ada 3 hal pokok terkait dengan GGL Induksi ini, yaitu :
1. Adanya flux magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet.
2. Adanya kawat penghantar yang merupakan tempat terbentuknya EMF.
3. Adanya perubahan flux magnet yang melewati kawat penghantar listrik.

Pada gambar tersebut, dengan memutar rotor ( penghantar ) maka pada penghantar akan timbul EMF.
• Kumparan ABCD terletak dalam medan magnet sedemikian rupa sehingga sisi A-B dan C-D terletak tegak lurus pada arah fluks magnet.
• Kumparan ABCD diputar dengan kecepatan sudut yang tetap terhadap sumbu putarnya yang sejajar dengan sisi A-B dan C-D.
• GGL induksi yang terbentuk pada sisi A-B dan sisi C-D besarnya sesuai dengan perubahan fluks magnet yang dipotong kumparan ABCD tiap detik sebesar :


Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

• dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.
• dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar 3.



Pembangkitan tegangan induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua cara:

• dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan tegangan induksi bolak-balik.
• dengan menggunakan komutator, menghasilkan tegangan DC.

Proses pembangkitan tegangan tegangan induksi tersebut dapat dilihat pada Gambar 2 dan Gambar

Gambar 2. Pembangkitan Tegangan Induksi.

Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.

Gambar 3. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.

Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip.

• Rotor dari generator DC akan menghasilkan tegangan induksi bolak-balik. Sebuah komutator berfungsi sebagai penyearah tegangan AC.

• Besarnya tegangan yang dihasilkan oleh sebuah generator DC, sebanding dengan banyaknya putaran dan besarnya arus eksitasi (arus penguat medan).
1. Generator Penguat Terpisah
Pada generator penguat terpisah, belitan eksitasi (penguat eksitasi) tidak terhubung menjadi satu dengan rotor. Terdapat dua jenis generator penguat terpisah, yaitu:
a. Penguat elektromagnetik
b. Magnet permanen/ magnet tetap








Gambar Generator Penguat Terpisah
Generator Shunt

Pada generator shunt, penguat eksitasi E1-E2 terhubung paralel dengan rotor (A1-A2). 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. Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser. Makin besar arus eksitasi shunt, makin besar medan penguat shunt yang dihasilkan, dan tegangan terminal meningkat sampai mencapai tegangan nominalnya. Diagram rangkaian generator shunt dapat dilihat pada Gambar 10.

JENIS-JENIS GENERATOR DC
Generator Kompon
Generator kompon mempunyai dua penguat eksitasi pada inti kutub utama yang sama. Satu penguat eksitasi merupakan penguat shunt, dan lainnya merupakan penguat seri. Diagram rangkaian generator kompon ditunjukkan pada Gambar 12. Pengatur medan magnet (D1-D2) terletak di depan belitan shunt.
Seperti halnya dengan mesin-mesin lainnya , pada mesin listrik arus searah, efisiensinya dinyatakan sebagai:



atau



Pout = VT.Ib
Diamana : Pin = daya masukan Prugi = Rugi-rugi daya total
Pout = daya keluaran

Efisiensi yang dinyatakan dalam persamaan diatas disebut pula sebagai efisiensi komersial atau efisiensi keseluruhan (overall efficiency). Selain itu dalam generator searah dikenal dua macam efisiensi lainnya, yaitu :

1. Efisiensi mekanis.


dimana:
Pkonversi = EA.IA
Pkonversi adalah daya yang dibangkitkan pada kumparan jangkar.

2. Efisiensi elektris


dari persamaan diatas terlihat:
(%) = m (%) x e(%)

Pada mesin arus searah (generator maupun motor) rugi-ruginya dapat diklasifikasikan secara umum menjadi 5 katagori :
1. Rugi-rugi tembaga (Rt). Rugi-rugi tembaga terjadi pada belitan / kumparan jangkar dan medan penguat.
Rugi-rugi jangkar
Ptj = IA2 . RA
Rugi-rugi medan (seri maupun pararel):
Ptp = IA2 . Rf
2. Rugi-rugi sikat. Rugi-rugi akibat jatuh tegangan pada sikat penyearah, yang dinyatakan sebagai:
Psikat = Vsikat.I.A
Dimana : Vsikat = jatuh tegangan pada sikat.
3. Rugi-rugi inti (Pi). Rugi-rugi inti merupakan rugi-rugi histerisis dan arus eddy (seperti pada transformator).

4. Rugi-rugi mekanis (P¬¬a&g). rugi-rugi akibat efek mekanis yang timbul, yaitu gesekan (friction) dan angin (windage).
5. Rugi-rugi buta/lain-lain (stray/miscellaneous losses) (P¬h). Rugi-rugi buta ini adalah rugi-rugi lain yang tidak dapat dikategorikan dalam kelas-kelas di atas, umumnya  1% dari beban penuh.
Berikut ini diagram aliran daya untuk generator arus searah :
Dimana : Pin = Tmek

Kondisi efisiensi maksimum generator arus searah akan terjadi bila :


Hal ini dapat dijelaskan sebagai berikut :
Dari persamaan (8 – 34), (8-35) dan (8 – 36), serta dengan asumsi rugi variabel hanya berupa rugi tembaga kumparan jangkar di dapat :

dengan asumsi IA = Ib = I, maka :
dengan asumsi IA = Ib = I, maka :
Full transcript