Bab II Mesin Listrik

BAB II

GENERATOR ARUS SEARAH

II.1. Umum

Generator arus searah mempunyai komponen dasar yang umumnya hampir

sama dengan komponen mesin – mesin listrik lainnya. Secara garis besar generator

arus searah adalah alat konversi energi mekanis berupa putaran menjadi energi listrik

arus searah. Energi mekanik di pergunakan untuk memutar kumparan kawat

penghantar di dalam medan magnet. Berdasarkan hukum Faraday, maka pada kawat

penghantar akan timbul ggl induksi yang besarnya sebanding dengan laju perubahan

fluksi yang dilingkupi oleh kawat penghantar. Bila kumparan kawat tersebut

merupakan rangkaian tertutup, maka akan timbul arus induksi. Yang

membedakannya dengan generator lain yaitu terletak pada komponen penyearah

yang terdapat didalamnya yang disebut dengan komutator dan sikat.

II.2. Konstruksi Generator Arus Searah

Generator arus searah memiliki konstruksi yang terdiri atas dua bagian yaitu

bagian yang berputar ( rotor ) dan bagian yang diam ( stator ). Yang termasuk stator

adalah rangka, komponen magnet dan komponen sikat. Sedangkan yang termasuk

rotor adalah jangkar, kumparan jangkar dan komutator. Secara umum konstruksi

generator arus searah adalah seperti gambar berikut :

Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.1 Konstruksi generator Arus Searah

1. Badan Generator ( Rangka )

Fungsi utama dari badan generator adalah sebagai bagian dari tempat

mengalirnya fluks magnit yang di hasilkan kutub-kutub magnit, karena itu badan

generator dibuat dari bahan ferromagnetik. Disamping itu badan generator ini

berfungsi untuk meletakkan alat-alat tertentu dan melindungi bagian-bagian mesin

lainnya. Oleh karena itu badan generator harus dibuat dari bahan yang kuat. Untuk

memenuhi kedua persyaratan pokok di atas, maka umumnya badan generator untuk

mesin-mesin kecil dibuat dari besi tuang. Sedangkan generator yang besar umumnya

dibuat dari plat-plat campuran baja. Biasanya pada generator terdapat name palate

yang bertuliskan spesifikasi umum atau data-data teknik dari generator. Selain name

plate badan generator juga terdapat terminal box yang merupakan tempat-tempat

ujung-ujung lilitan penguat magnit dan lilitan jangkar. Gambar dari rangka generator

arus searah dapat dlihat di bawah ini :


Gambar 2.2 Rangka generator Arus Searah

2. Magnet penguat dan kumparan penguat medan

Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada generator

arus searah dihasilkan oleh kutub magnet buatan yang dihasilkan dengan prinsip

elektromagnetik. Magnet penguat terdiri dari inti kutub dan sepatu kutub (lihat

Gambar 2.3).

Adapun fungsi dari sepatu kutub adalah :

a. Menyebarkan fluks pada celah udara dan juga karena merupakan bidang

lebar, maka akan mengurangi reluktansi jalur magnet.

b. Sebagai pendukung secara mekanis untuk kumparan penguat atau kumparan

medan.

Inti kutub terbuat dari lembaran-lembaran besi tuang atau baja tuang. Sepatu

kutub dilaminasi dan di baut ke inti kutub. Sedangkan kutub (inti kutub dan sepatu

kutub) dibaut atau dikeling ke rangka mesin (lihat gambar 2.3.c).


Kumparan penguat atau kumparan kutub terbuat dari kawat tembaga

(berbentuk bulat atau strip / persegi) yang dililitkan sedemikian rupa dengan ukuran

tertentu (lihat gambar 2.3.b).

Gambar 2.3 Konstruksi kutub dan penempatannya

3. Sikat

Fungsi dari sikat adalah untuk jembatan bagi aliran arus dari lilitan jangkar

dengan beban. Disamping itu sikat memegang peranan penting untuk terjadinya

komutasi. Agar gesekan antara komutator-komutator dan sikat tidak mengakibatkan

ausnya komutator, maka sikat lebih lunak daripada komutator.

Sikat terbuat dari karbon, grafit , logam grafit, atau campuran karbon-grafit,

yang dilengkapi dengan pegas penekan dan kotak sikat. Besarnya tekanan pegas

dapat diatur sesuai dengan keinginan. Permukaan sikat ditekan ke permukaan

segmen komutator untuk menyalurkan arus listrik. Karbon yang ada diusahakan

memiliki konduktivitas yang tinggi untuk mengurangi rugi-rugi listrik, dan koefisien

gesekan yang rendah untuk mengurangi keausan. Adapun bagian-bagian dari sikat ini

dapat dilihat pada gambar 2.4


Gambar 2.4 Konstruksi Sikat

4. Komutator

Sebagaimana diketahui komutator berfungsi sebagai penyearah mekanik,

yaitu untuk mengumpulkan arus listrik induksi dari konduktor jangkar dan

mengkonversikannya menjadi arus searah melalui sikat yang disebut komutasi. Agar

menghasilkan penyearahan yang lebih baik maka komutator yang digunakan

hendaknya dalam jumlah yang besar.

Komutator terbuat dari batangan tembaga yang dikeraskan, yang diisolasi

dengan bahan sejenis mika (lihat gambar 2.5).

Gambar 2.5 Konstruksi komutator

Commutator Lugs Segmen Tembaga Yang Diisolasi

Ujung Kelem


5. Jangkar

Jangkar yang umum digunakan dalam generator arus searah adalah yang

berbentuk silinder yang di beri alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan

kumparan-kumparan tempat terbentuknya ggl induksi. Jangkar di buat dari bahan

ferromagnetik, dengan maksud agar lilitan jangkar terletak dalam daerah yang

induksi magnitnya besar, supaya ggl induksi yang terbentuk dapat bertambah besar.

Konstruksi dari jangkar generator arus searah dapat di lihat seperti pada gambar 2.6.

Gambar 2.6 Konstruksi Jangkar Generator Arus Searah

Seperti halnya inti kutub magnet, maka jangkar dibuat dari bahan berlapis-

lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus pusar (eddy

current). Bahan yang digunakan untuk jangkar ini sejenis campuran baja silicon.

Pada umumnya alur tidak hanya diisi satu sisi kumparan, tetapi diisi lebih dari satu

sisi kumparan yang disusun secara berlapis.


6. Belitan Jangkar

Pada generator arus searah, belitan jangkar berfungsi sebagai tempat

terbentuknya ggl induksi. Umumnya kumparan jangkar (rotor) berbentuk seperti

permata, seperti pada gambar berikut :

Gambar 2.7 Bentuk Umum Belitan Jangkar

Adapun jumlah konduktor dalam belitan jangkar tersebut :

Z = 2CN……...………..….…………. ………......( 2.1 )

Di mana : C = jumlah belitan pada rotor atau segmen komutator pada rotor

N = jumlah lilitan setiap belitan .

Normalnya bentangan belitan adalah 1800 listrik, yang berarti ketika sisi

belitan yang satu berada di tengah suatu kutub, sisi lainnya berada di tengah kutub

yang berbeda polaritasnya. Sedangkan secara fisik kutub yang ada tidak saling

terletak 1800 mekanis. Adapun untuk menentukan hubungan sudut dalam derajat

mekanis dan derajat listrik, dapat digunakan formula berikut :

mekanislistrik θ 2p θ = …………………………………..……( 2.2 )

Di mana : θlistrik = sudut dalam derajat listrik

P = jumlah kutub

θmekanis = sudut dalam derajat mekanis


Belitan yang membentang 1800 listrik memiliki tegangan yang sama antar sisi-

sisinya dan berlawanan arah setiap waktu. Belitan ini disebut sebagai kumparan

kisar penuh (full-pitch coil).

Sedangkan belitan yang bentangannya kurang dari kisaran kutubnya (1800

listrik) disebut sebagai belitan kisar fraksi (fractional-pitch coil) atau kumparan tali

busur (chorded winding).

Adapun hubungan antara kumparan rotor dengan segmen komutatornya

terbagi atas 2 macam :

1. Kumparan Progresif (Progressive winding). Adalah belitan yang sisi

belakangnya dihubungkan ke sebuah segmen komutator mendahului

kumparan sebelumnya.

2. Kumparan Retrogresif (Retrogressive winding). Adalah kumparan yang sisi

belakangnya dihubungkan ke sebuah segmen komutator membelakangi

belitan sebelumnya.

Bentuk umum dari kumparan progresif dan kumparan retrogresif dapat di lihat

pada gambar dibawah ini :

Gambar 2.8 Kumparan Progresif dan Kumparan Retrogresif


II. 3. Prinsip Kerja Generator Arus Searah

Suatu generator arus searah bekerja berdasarkan prinsip induksi magnetis

sesuai dengan Hukum Faraday. Bila ada sepotong penghantar dalam medan magnet

yang berubah-ubah terhadap waktu, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk

GGL induksi. Demikian pula sebaliknya bila sepotong penghantar digerak-gerakkan

dalam medan magnet, dalam penghantar tersebut juga terbentuk GGL induksi. Suatu

penghantar yang diputar dalam medan magnet dapat dilihat pada gambar berikut.

U S

92

3

45

6

7

8O

+-

R

A

B

C

D

Gambar 2.9. Suatu penghantar yang diputar dalam medan magnet

Medan magnetnya dihasilkan oleh kumparan medan sedangkan untuk menghasilkan

efek perubahan fluksi maka belitan penghantar diputar oleh prime mover. Bentuk

tegangan yang dihasilkan dapat terlihat pada gambar di bawah ini :


1 2 3 4 56 7 8 9

e

t

Gambar 2.10. Bentuk gelombang tegangan yang dihasilkan

Posisi 1 : fluksi yang menembus belitan maksimum tapi perubahan fluksi adalah

minimum. Ini disebabkan belitan AB dan CD tidak terpotong fluksi

sehingga EMF = 0

Posisi 3 : fluksi yang menembus belitan minimum tapi perubahan fluksi adalah

maksimum akibatnya EMF yang terinduksi juga maksimum.

Untuk posisi putaran berikutnya sama dengan posisi di atas yaitu untuk posisi I EMF

induksi maksimum, posisi F maksimum. Apabila terminal-terminal dari generator

dihubungkan ke beban maka akan terbentuk atau mengalir arus. Karena tegangan

induksi adalah bolak-balik maka arus induksinya juga bolak-balik. Tegangan bolak-

balik inilah yang akan disearahkan dengan komutator yang akan diuraikan

berikutnya. Persamaan tegangan bolak-balik yang dihasilkan dalam hal ini dapat

diturunkan dari hukum Faraday, yaitu :

dtdNe Φ

−= ........................................................................ (2.3)


Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa fluksi yang dihasilkan adalah fluksi

yang berubah terhadap waktu dan berbentuk sinusoidal, maka persamaan fluks dalam

rangkaian kumparan adalah :

Φ = Φm cos ωt .................................................................... (2.4)

dΦ = - ω Φm sin ωt dt

Maka Persamaan (2.3) di atas dapat diturunkan menjadi :

e = dt

- N – ω Φm Sin ωt dt

e = N ω Φm Sin ωt ............................................................. (2.5)

Tegangan induksi ini akan mencapai maksimum pada saat wt = π/2 rad, maka

tegangan induksi maksimum :

Emax = N Φm ω...................................................................... (2.6)

Persamaan (2.5) di atas dapat ditulis menjadi :

e = Emax Sin ωt .................................................................... (2.7)

Untuk harga efektif dari tegangan yang dihasilkan adalah :

22

22max

Φ=

Φ==

NfE

NEE

eff

eff

π

ω

fNEeff Φ= 44,4 (Volt) ……………………………… (2.8)

Emf yang dihasilkan berupa siklus sinusoidal tegangan bolak-balik. Dengan

cincin komutasi yang segmen-segmennya terhubung dengan ujung konduktor

jangkar, menyebabkan perubahan pada tegangan keluarannya menjadi tegangan yang

searah. Proses ini dinamakan proses komutasi.


II.4. Prinsip Penyearah

Pada generator arus searah, penyearahan dilakukan secara mekanis dengan

menggunakan alat yang disebut komutator. Komutator pada prinsipnya mempunyai

bentuk yang sama dengan cincin seret, hanya cincin tersebut dibelah dua kemudian

disatukan kembali dengan menggunakan bahan isolator. Masing-masing bahan

komutator dihubungkan dengan sisi kumparan tempat terbentuknya GGL. Komutator

I dihubungkan dengan sisi AB dan komutator II dihubungkan dengan sisi CD ( lihat

gambar di bawah ini ).

Fluks Magnit

II

B

D

II

IE

F

A

C

R

II

Gambar 2.11. Suatu penghantar yang ditembus oleh fluksi

Jika kumparan ABCD berputar, maka sikat-sikat akan bergesekan dengan komutator-

komutator secara bergantian. Peristiwa bergesekan / perpindahan sikat-sikat dari satu

komutator ke komutator berikutnya disebut komutasi. Peristiwa komutasi inilah yang

menyebabkan terjadinya penyearahan yang prinsipnya adalah sebagai berikut :

1. Mula-mula sisi AB berada pada kedudukan 0 dan sisi CD berada pada kedudukan

yang berlawanan yaitu 6. Pada saat ini tentu saja pada sisi AB dan CD tidak


berbentuk GGL. Pada saat ini pula sikat-sikat berhubungan dengan bagian

isolator kedua komutator. Ini berarti sikat-sikat berpotensial nol.

2. Kumparan berputar terus, sekarang sisi AB bergerak di daerah utara (dari

kedudukan 0 menuju 3) dan sisi CD bergerak di daerah selatan. Sesuai dengan

hukum tangan kanan maka GGL yang terbentuk pada sisi AB arahnya menjauhi

kita, sedangkan pada sisi CD terbentuk GGL yang arahnya mendekati kita. Jika

arus listrik di dalam sumber mengalir dari negatif ( - ) ke positif ( + ), maka pada

saat itu komutator I dan sikat E berpotensial negatif, sedangkan komutator II dan

sikat F berpotensial positif.

U

S

E = 0

F = 0

E = -

F = +

E = 0

F = 0

E = -

F = +

3

6

9

0

2

8

45

710

11

1

Gambar 2.12. Ilustrasi proses penyearahan

3. Saat sisi kumparan AB sampai pada kedudukan 6 dan CD kedudukan 12, maka

pada saat ini sikat-sikat berpotensial nol karena GGL induksi yang terbentuk

pada masing-masing sisi kumparan adalah nol, sikat-sikat hanya berhubungan

dengan isolator.


4. Kumparan ABCD bergerak terus, sisi AB bergerak di daerah selatan (dari

kedudukan 6 menuju 12) sehingga GGL yang terbentuk pada sisi kumparan AB

arahnya mendekati kita, sebaliknya pada sisi CD yang bergerak di daerah utara

terbentuk GGL yang arahnya menjauhi kita. Pada saat itu komutator I dan sikat F

berpotensial positif sedangkan komutator II dan sikat E negatif. Sehingga

dihasilkan tegangan induksi dengan bentuk gelombang seperti gambar 2.13 di

bawah ini :

Emax (Volt)

e (Volt)

dt

Gambar 2.13. Bentuk gelombang tegangan hasil dari proses penyearahan

II.5. Reaksi Jangkar

Jika generator arus searah dihubungkan ke beban melalui terminal out-put,

maka arus listrik akan mengalir pada kumparan jangkarnya. Aliran arus ini akan

menghasilkan fluksi medan magnet sendiri, yang akan mempengaruhi (distort) fluksi

medan magnet yang telah ada sebelumnya dari kutub mesin. Pada keadaan ini fluks

yang dihasilkan oleh generator akan menjadi berkurang karena arah kedua vektor

fluksi magnetis tadi saling berlawanan. Adanya pengaruh fluksi magnetik yang


ditimbulkan akibat arus beban ini dinamakan reaksi jangkar. Reaksi jangkar ini akan

menimbulkan dua masalah yakni:

Masalah pertama yang disebabkan oleh reaksi jangkar adalah pergeseran

bidang netral (neutral plane). Bidang netral magnetis didefinisikan sebagai bidang di

dalam mesin dimana kecepatan gerak kumparan rotor benar-benar paralel dengan

garis fluks magnet, sehingga induksi ggl pada bidang konduktor tersebut benar-benar

nol.

ω

U S

ω

U S

ω

U S

ω

U S

ω

U S

ω

U S

(A) (B) (C)

(D) (E) (F)

Gambar 2.14. Proses terjadinya reaksi jangkar

Pada saat belum dibebani, sumbu sikat terletak pada garis netral magnetik

yang tegak lurus terhadap fluksi utama, yaitu menurut garis OA. Sedangkan fluks

utama Φu pada generator digambarkan menurut garis OB. Setelah generator dibebani,

maka akan timbul arus jangkar yang menimbulkan fluksi jangkar Φa yang searah

dengan vektor OA. Akibat interaksi kedua fluksi tersebut menimbulkan fluksi

resultante Φr yang searah dengan vektor OC.


Gambar 2.15. Proses pergeseran bidang netral

Dengan timbulnya fluksi resultante Φr ini, maka garis netral magnetik yang

seharusnya tegak lurus fluksi utama OB, kini berubah menjadi tegak lurus terhadap

garis OC; yaitu searah garis ON. Kalau keadaan ini dibiarkan maka akan timbul

bunga api pada sikat. Untuk menghilangkannya, maka sikat harus digeser posisinya

sehingga sumbu sikat kembali menjadi tegak lurus terhadap arah vektor fluks utama.

Namun akibatnya fluks utama akan berkurang dan terjadi demagnetizing effect jika

sikat digeser berlawanan dengan arah putaran mesin. Bila setiap terjadi perubahan

beban sehingga sikat harus digeser tentunya sangat tidak dinginkan. Untuk

mengatasinya maka dibuatlah kutub komutasi dan kumparan kompensasi.

Masalah kedua akibat reaksi jangkar adalah pelemahan fluks. Hal ini dapat

dijelaskan pada gambar 2.16. Kebanyakan mesin listrik bekerja pada kerapatan fluks

yang dekat dengan titik jenuhnya, karenanya pada lokasi di permukaan kutub dimana

gaya gerak magnet (ggm) rotor menambahkan ggm kutub, terjadi sedikit peningkatan

kerapatan fluks (∆Φ n). Tetapi pada lokasi permukaan kutub di mana ggm rotor

mengeleminir ggm kutub, terdapat penurunan kerapatan fluks (∆Φt) yang lebih besar,

Φu

ΦrΦa

A

B

C

0

N


sehingga penjumlahan rata-rata kerapatan fluks yang terjadi adalah kerapatan fluks

kutub yang semakin berkurang.

Φ (Weber)

Kurva Pemagnetan{{

∆Φn

∆Φt

F (Ampere Turn)

Fk + Fj

Fk - Fj

Fk

∆Φn = Penguatan fluks

∆Φt = Pelemahan FluksFk = Gaya gerak magnet kutub

Fj = Gaya gerak magnet jangkar

Gambar 2.16. Kurva Pemagnetan Ketika Terjadi Reaksi Jangkar

Akibat pelemahan fluks ini pada generator arus searah adalah pengurangan

nilai pasokan tegangan oleh generator ke beban. Pada motor arus searah pengaruh

yang ditimbulkan menjadi lebih serius, dimana pelemahan fluks akan menyebabkan

motor arus searah, khususnya motor arus serah shunt akan berputar demikian

cepatnya hingga tak terkendali.

II.6. Pembangkitan Tegangan Induksi pada Generator Arus Searah

Pada saat mesin dihidupkan timbul suatu fluks residu yang memang sudah

terdapat pada kutub. Dengan memutar rotor akan dibangkitkan tegangan induksi

yang kecil pada sikat. Akibat adanya tegangan induksi ini mengalirkan arus pada


kumparan medan. Arus ini akan menimbulkan fluks yang memperkuat fluks yang

telah ada sebelumnya. Proses terus berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil.

Garis lengkung pada gambar 2.17 menggambarkan kurva pemagnetan untuk suatu

generator berpenguatan sendiri pada suatu putaran tertentu, sedangkan garis lurus

menyatakan persamaan tegangan kumparan medan dengan tahanan Rf . Oa adalah

tegangan yang timbul akibat adanya fluks residu dan menimbulkan arus pada

kumparan medan sebesar Ob. Dengan adanya arus kumparan ini , tegangan induksi

membesar menjadi Oc (akibat bertambahnya fluks). Selanjutnya tegangan Oc

memperkuat arus medan, yaitu menjadi sebesar Od. Dengan demikian proses

penguatan arus medan berlangsung hingga dicapai tegangan yang stabil yaitu pada

titik X (perpotongan antara kurva pemagnetan dengan garis tahanan medan). Jika

tahanan medan diperbesar, tegangan induksi yang dibangkitkan menjadi lebih kecil.

Berarti makin besar tahanan kumparan medan, makin buruk generator tersebut.

O b d

ac

X

Kurva m

agne

tisas

i

Garis T

ahan

an M

edan

Ea

If

Gambar 2.17. Proses pembangkitan tegangan pada generator arus searah


Gambar 2.17 menunjukkan pembangkitan tegangan generator dalam

tahapan - tahapan yang berlainan. Tahapan - tahapan ini digambarkan untuk

memperjelas feedback positif antara tegangan internal generator dengan arus

medannya. Pada generator yang sesungguhnya, tegangan tidak dibangkitkan dalam

tahapan - tahapan tertentu, malah sebaliknya antara Ea dan If naik secara serempak

sampai keadaan tunak tercapai. Ada beberapa kemungkinan yang dapat

menyebabkan tidak terjadi pembangkitan tegangan pada generator arus searah,

yaitu :

a. Kemungkinan tidak adanya fluks sisa

b. Arah putaran generator mungkin terbalik

c. Besar tahanan medan mungkin diset terlalu besar dari nilai tahanan kritisnya.

II.7. Pengaturan Tegangan Generator Arus Searah

Ada dua cara yang dapat digunakan untuk mengatur tegangan pada generator

dc shunt, yaitu :

1. Mengubah kecepatan ωm dari generator

2. Mengubah tahanan medan dari generator, sehingga merubah arus medannya.

Mengubah tahanan medan adalah metode utama yang digunakan untuk

mengatur tegangan terminal generator dc shunt. Jia tahanan medan Rf diturunkan,

maka arus medan If = Vt / Rf akan naik. Jika If naik maka akan terjadi penambahan

fluks yang akan menaikkan tegangan internal generator Ea yang pada akhirnya akan

menaikkan tegangan terminal Vt.


II.8. Jenis - Jenis Generator Arus Searah

Berdasarkan metode eksitasi yang diberikan, maka generator arus searah

dapat diklasifikasikan dalam dua jenis:

II.8.1. Generator Arus Searah Berpenguatan Bebas (Separately Excited

Generator).

Pada jenis generator ini, fluks medan diperoleh dari sumber lain yang terpisah

dari generator tersebut.

Ea

Ia IL

RL

Ra

ωm

VT

+

-Vf

If

Lf

Rf

Gambar 2.18. Rangkaian Generator DC Penguatan Bebas

Tegangan searah yang diberikan pada kumparan medan yang mempunyai

tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua kutub.

Tegangan induksi akan dibangkitkan. Jika generator dihubungkan dengan beban RL,

dan Ra adalah tahanan dalam generator, maka hubungan yang dapat dinyatakan

adalah :

Vt = IL . RL ........................................................................ (2.9)

Ea = Vt + Ia . Ra .................................................................. (2.10)


Ia = IL ................................................................................... (2.11)

II.8.2. Generator Arus Searah Berpenguatan Sendiri (Self Excited Generator).

Pada generator jenis ini, fluksi medan dihasilkan oleh rangkaian medan yang

terdapat pada generator itu sendiri. Oleh karena itu, arus kemagnitannya dipengaruhi

oleh nilai-nilai tegangan dan arus yang terdapat pada generator. Berdasarkan

hubungan kumparan penguat magnit dengan kumparan jangkar, generator penguatan

sendiri dibedakan atas :

1) Generator Arus Searah penguatan shunt

Generator arus searah penguatan shunt yaitu generator penguatan sendiri di

mana kumparan penguat magnitnya dihubungkan parallel (shunt) dengan

kumparan jangkar.

Ea

+

-

VT

LF

RF

Ra If

Ia IL

+

-

Gambar 2.19. Rangkaian Generator DC Shunt

LFA III += …………………………………………………………. (2.12)

AAAT RIEV −= ……………………………………………………… (2.13)


F

TF R

VI = ……………………………………………………………... (2.14)

2) Generator Arus Searah penguatan seri

Genertaor arus searah penguatan seri yaitu generator penguatan sendiri di

mana kumparan penguat magnitnya dihubungkan seri dengan kumparan jangkar.

Ea

+

-

+

-

VT

RA RS LS

IA IS IL

Gambar 2.20. Rangkaian Generator DC Seri

LSA III == ........................................................................................... (2.15)

( )SAAAT RRIEV +−= .......................................................................... (2.16)

3) Generator Arus Searah penguatan kompon

Generator arus searah kompon adalah generator arus searah yang kumparan

penguat magnitnya terdiri dari kumparan penguat shunt dan kumparan penguat

seri. Karena ada dua kemungkinan cara meletakkan kumparan penguat serinya,

maka berdasarkan letak kumparan penguat seri, generator kompon dibedakan

atas :


a) Generator DC Kompon Panjang

Ea

+

-

+

-

RA RS LS

IA IL

VT

IF

LF

Gambar 2.21. Rangkaian Generator DC Kompon Panjang

FLA III += ………………………………………………………………. (2.17)

( )SAAAT RRIEV +−= …………………………………………………… (2.18)

F

TF R

VI = ………………………………………………………………….. (2.19)

b) Generator DC Kompon Pendek

Ea

+

-

+

-

RA RS LS

IA IL

VT

IF

LF

Gambar 2.22. Rangkaian Generator DC Kompon Pendek

FLA III += ……………………………………………………………… (2.20)

( )SLAAAT RIRIEV +−= ………………………………………………… (2.21)

F

TF R

VI = …………………………………………………………………. (2.22)


II.9. Effisiensi Generator Arus Searah

Untuk menjelaskan efisiensi pada generator arus searah, dapat diamati diagram

aliran daya pada generator dc berikut ini

Daya In-put

Mekanik

Rugi Besi dan

Gesekan

Daya Elektrik yang Dibangkitkan

pada Jangkar

Ea . Ia

Rugi-rugi Tembaga

Daya Out-putElektrik

A B C

Gambar 2.23 Diagram Aliran Daya Generator DC

Pada mesin dc (generator dan motor), ada tiga jenis efisiensi yang

diperhitungkan, antara lain:

1. Efisiensi Mekanik.

MekanikInputDayaIE

AB aa

m.

==η ........................................ (2.23)

2. Efisiensi Elektrik

aa

LTe IE

IVBC

..

==η .................................................................. (2.24)

3. Efisiensi Komersial Keseluruhan

inPoutP

AC

c ==η .................................................................. (2.25)

inPrugiPinP

c∑−=η ......................................................... (2.26)

Dimana : P out = VT . IL ...................................................................... (2.27)


Bab II Mesin Listrik

Documents

Transcript of Bab II Mesin Listrik