EKI SAPUTRA/RISTYA NURIKA/SUCI ALDILA 1307714 1307710 1307692 Generator AC EKI SAPUTRA/RISTYA NURIKA/SUCI ALDILA 1307714 1307710 1307692

Klasifikasi Motor Listrik Berdasarkan Pasokan Input, Konstruksi, dan Mekanisme Operasi

Pengertian Generator AC Generator Arus Bolak-balik atau biasa disebut sebagai alternator atau generator AC (alternating current) atau juga generator singkron adalah suatu sistem yang menghasilkan tenaga listrik dengan masukan tenaga mekanik . Jadi disini generator berfungsi untuk mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik, Alat ini sering dimanfaatkan di industri untuk mengerakkan beberapa mesin yang menggunakan arus listrik bolak balik sebagai sumber penggerak.

Namun dalam kenyataannya, komponen generator seperti rotor yang ada pada generator adalah magnet, dan statornya sendiri adalah kumparan.

Jenis Jenis Generator Arus Bolak-balik a. Generator arus bolak-balik 1 fasa b. Generator arus bolak-balik 3 fasa

Generator 1 fasa Generator yang dimana dalam sistem melilitnya hanya terdiri dari satu kumpulan kumparan yang hanya dilukiskan dengan satu garis dan dalam hal ini tidak diperhatikan banyaknya lilitan. 2. Generator 3 fasa Generator yang dimana dalam sistem melilitnya terdiri dari tiga kumpulan kumparan yang mana kumparan tersebut masing-masing dinamakan lilitan fasa.

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memiliki impedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitan utama. Grafik arus belitan bantu I bantu dan arus belitan utama I utama berbeda fasa sebesar φ, hal ini disebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus beda fasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu. Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar φ dengan medan magnet bantu.

Prinsip Kerja Generator Prinsip dasar generator arus bolak-balik menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik, atau secara singkat dapat dijabarkan sebagai berikut : Bilamana rotor diputar maka belitan kawatnya akan memotong gaya-gaya magnit pada kutub magnit, sehingga terjadi perbedaan tegangan, dengan dasar inilah timbullah arus listrik, arus melalui kabel/kawat yang ke dua ujungnya dihubungkan dengan cincin geser. Pada cincin-cincin tersebut menggeser sikat- sikat, sebagai terminal penghubung keluar.

Prinsip kerja Generator AC Satu Fasa Generator AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan generator AC tiga fasa, dimana pada Generator AC tiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan pada rotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan pada generator satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitan fasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.

Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Generator Satu fasa

Prinsip kerja Generator AC 3 Fasa Tegangan AC tiga fasa dibangkitan pada mesin sinkron kutub internal pada tiga kumparan stator yang diset sedemikian rupa sehingga membentuk beda fasa dengan sudut 120°. Bentuk gambaran sederhana hubungan kumparan 3-fasa dengan tegangan yang dibangkitkan diperlilhatkan pada gambar di bawah ini.   Teknologi dan Rekayasa

Gambar 1.3 Gambaran sederhana kumparan 3-fasa dan tegangan yang dibangkitkan

Pada rotor kutub sepatu, fluks terdistribusi sinusoidal didapatkan dengan mendesain bentuk sepatu kutub. Sedangkan pada rotor silinder, kumparan rotor disusun secara khusus untuk mendapatkan fluks terdistribusi secara sinusoidal. Untuk tipe generator dengan kutub internal (internal pole generator), suplai DC yang dihubungkan ke kumparan rotor melalui slip ring dan sikat untuk menghasilkan medan magnet merupakan eksitasi daya rendah. Jika rotor menggunakan magnet permanen, maka tidak slip ring dan sikat karbon tidak begitu diperlukan.

Besar Tegangan Generator Bergantung Pada : 1. Kecepatan putaran (N) 2. Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluk (Z) 3. Banyaknya fluk magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet (f) 4. Konstruksi Generator

Bagian Utama Generator Arus Bolak Balik : Stator, merupakan bagian diam dari generator yang mengeluarkan tegangan bolakbalik dan terdiri dari poros, inti, kumparan, cincin geser, dan sikat-sikat. Rotor, merupakan bagian bergerak yang menghasilkan medan magnit yang menginduksikan ke stator, rangka stator yang merupakan salah satu bagian utama dari generator yang terbuat dari besi tuang dan ini merupakan rumah dari semua bagian- bagian generator, kutub utama beserta belitannya, kutub-kutub pembantu beserta belitannya, bantalan-bantalan poros. Rotor Stator

Bagian-bagian / Struktur Generator AC

Karakteristik Generator AC Medan magnet pada generator dapat dibangkitkan dengan dua cara yaitu : - dengan magnet permanen - dengan magnet remanen Generator listrik dengan magnet permanen sering juga disebut magneto dynamo. Karena banyak kekurangannya, maka sekarang jarang digunakan. Sedangkan generator dengan magnet remanen menggunakan medan magnet listrik, mempunyai kelebihan-kelebihan yaitu : - Medan magnet yang dibangkitkan dapat diatur

Kecepatan Putar Generator Sinkron Frekuensi elektris yang dihasilkan generator sinkron adalah sinkron dengan kecepatan putar generator. Rotor generator sinkron terdiri atas rangkaian elektromagnet dengan suplai arus DC. Medan magnet rotor bergerak pada arah putaran rotor. Hubungan antara kecepatan putar medan magnet pada mesin dengan frekuensi elektrik p ada stator adalah: yang mana: fe = frekuensi listrik (Hz) nr = kecepatan putar rotor = kecepatan medan magnet (rpm) p = jumlah kutub magnet

Oleh karena rotor berputar pada kecepatan yang sama dengan medan magnet, persamaan diatas juga menunjukkan hubungan antara kecepatan putar rotor dengan frekuensi listrik yang dihasilkan. Agar daya listrik dibangkitkan tetap pada frekuensi 50Hz atau 60 Hz, maka generator harus berputar pada kecepatan tetapdengan jumlah kutub mesin yang telah ditentukan. Sebagai contoh untuk membangkitkan 60 Hz pada mesin dua kutub, rotor arus berputar dengan kecepatan 3600 rpm. Untuk membangkitkan daya 50 Hz pada mesin empat kutub, rotor harus berputar pada 1500 rpm.

Penggunaan Generator PLTA (Pembangkit Listrik Tenaga Air) Pada PLTA generator di gerakkan oleh tenaga air. Cara kerjanya yaitu air ditampung pada sebuah dam dan dialirkan melalui pipa ke turbin generator dan memutar turbin tersebut, sehingga generator bekerja.

Ea = c.n. Alternator tanpa beban Dengan memutar alternator pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (IF), maka tegangan (Ea ) akan terinduksi pada kumparan jangkar stator. Bentuk hubungannya diperlihatkan pada persamaan berikut. Ea = c.n. yang mana: c = konstanta mesin n = putaran sinkron  = fluks yang dihasilkan oleh IF Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (IF). Apabila arus medan (IF) diubah-ubah harganya, akan diperoleh harga Ea seperti yang terlihat pada kurva sebagai berikut.

gambar 1.4 Karakteristik tanpa beban generator sinkron

Alternator Berbeban Dalam keadaan berbeban arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan terjadinya reaksi jangkar. Reaksi jangkar besifat reaktif karena itu dinyatakan sebagai reaktansi, dan disebut reaktansi magnetisasi (Xm ). Reaktansi pemagnet (Xm ) ini bersama-sama dengan reaktansi fluks bocor (Xa ) dikenal sebagai reaktansi sinkron (Xs) . Persamaan tegangan pada generator adalah: Ea = V + I.Ra + j I.Xs Xs = Xm + Xa yang mana: Ea = tegangan induksi pada jangkar V = tegangan terminal output Ra = resistansi jangkar Xs = reaktansi sinkron

Gambar 1.5 Karakteristik alternator berbeban induktif Karakteristik pembebanan dan diagram vektor dari alternator berbeban induktif (faktor kerja terbelakang) dapat dilihat pada gambar di bawah ini : Gambar 1.5 Karakteristik alternator berbeban induktif

2. Pada pembangkit listrik tenaga angin, kincir angin dihubungkan ke turbin generator. Bagaimana cara kerjanya? Ketika kincir berputar ditiup angin, turbin juga ikut berputar dan menggerakkan generator.

3. Dinamo Dinamo adalah generator kecil yang biasa dipasang pada kendaraan sepedah, motor atau mobil. Dinamo sepedah turbinnya diputar dengan menggunakan roda sepedah