GENERATOR LISTRIK

Mata Kuliah

Sistem Catu Daya

Pengertian Generator Listrik Generator listrik merupakan sebuah dinamo besar yang berfungsi sebagai pembangkit listrik, atau sering juga diartikan sebagai alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik dengan menggunakan induksi elektromagnetik. Generator listrik juga mengubah energi kinetik menjadi energi listrik.  Generator listrik pertama kali ditemukan oleh Faraday pada tahun 1831. Generator listrik dibuat dalam bentuk gulungan kawat pada besi yang berbentuk U yang terkenal dengan nama

“Generator cakram faraday”. 

Komponen Utama Generator

Generator listrik mempunyai dua komponen utama yang menentukan jenis dan karakteristik generator, yaitu :o Stator, terbuat dari beberapa coil atau kumparan dari kawat tembaga yang dilapisi oleh bahan osilator. Jumlah kumparan menentukan tegangan yang bisa dikeluarkan oleh generator tersebut.

o Rotor, terbuat dari besi karbon yang ditempatkan magnet permanent (NdFeB) pada permukaannya sejumlah 12.

Prinsip Kerja Generator Listrik :

Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan teori medan elektronik, yaitu : 1. Poros pada generator dipasang dengan material

ferromagnetic permanen. 2. Disekeliling poros terdapat stator yang bentuk

fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop.

3. Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang terjadi karena perubahan tegangan dan arus listrik tertentu.

4. Tegangan dan arus listrik yang dhasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik.

Jenis-jenis Generator

Berdasarkan arus yang disalurkan dan tegangan yang dibangkitkan, generator dibagi menjadi 2 jenis, yaitu :1. Generator AC (bolak balik)

Generator arus bolak-balik yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan output )berupa tegangan bolak-balik.

2. Generator DC(searah)Generator arus searah yaitu generator dimana

tegangan yang dihasilkan (tegangan output) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang bisa dilakukan oleh komutator atau menggunakan dioda.

Pengaturan Tegangan Generator Generator Listrik dengan penguat sendiri selalu dirancang dengan AVR (Automatic Voltage Regulator) yang berfungsi pengontrol tegangan output stator.

AVR akan mengotrol besar kecilnya arus dan tegangan yang masuk pada kumparan pada penguat utama (Main Exciter), dan akan dilanjutkan dengan menyalurkan tegangan DC pada lilitan penguat medan melalui slip ring maupun penyearah Dioda.

Untuk generator listrik dengan penguat terpisah yaitu dengan memberikan suplay tegangan DC dari luar generator, misalnya dari sistem penyearah dari luar yang dialirkan ke kumparan penguat medan magnet.

Pengaturan Frekuensi Generator

Jika frekuensi turun, maka putaran rotor perlu dinaikkan dengan mengatur sistem konversi energi primernya.

Contoh :PLTA/PLTM tingkatkan volume air menuju turbin melalui katup pengatur aliran air.

Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang biasanya menggunakan generator sinkron (alternator) pada pembangkitan.

Generator sinkron terdiri dari dua bagian utama yaitu:

1. sistem medan magnet, dan 2. jangkar.

Generator ini kapasitasnya besar, medan magnetnya berputar karena terletak pada rotor.

Generator Sinkron

Konstruksi generator AC adalah sebagai berikut:1. Rangka statorTerbuat dari besi tuang, rangka stator merupakan rumah dari bagian-bagian generator yang lain.2. StatorStator memiliki alur-alur sebagai tempat meletakkan lilitan stator. Lilitan stator berfungsi sebagai tempat GGL induksi.3. RotorRotor adalah bagian yang berputar, pada bagian ini terdapat kutub-kutub magnet dengan lilitannya yang dialiri arus searah, melewati cincin geser dan sikat-sikat.4. Cincin geserTerbuat dari bahan kuningan atau tembaga yang yang dipasang pada poros dengan memakai bahan isolasi. Slip ring ini berputar bersama-sama dengan poros dan rotor.

Konstruksi Generator AC

Generator AC bekerja dengan prinsip induksi elektromagnetik.

Generator AC terdiri dari stator yang merupakan elemen diam dan rotor yang merupakan elemen berputar dan terdiri dari belitan-belitan medan.

Pada generator AC jangkamya diam sedangkan medan utamanya berputar dan lilitan jangkarnya dihubungkan dengan dua cincin geser.

Prinsip Kerja Generator AC

Besarnya tegangan induksi memenuhi persamaan:E = Kd . Ks. ω. Φ . p .g . NcE = 4,44 . Kd . Ks . f . Φ . p. g. Nc

Dimana:E = Ggl yang dibangkitkan (volt) Kd = faktor kisar lilitanω = kecepatan sudut dari rotor (rad/second) f = frekuensi (hertz)Φ = fluks medan magnet Nc = jumlah lilitang = jumlah kumparan per pasang kutub per pasa

Tegangan Induksi Generator AC

Keuntungan generator kutub dalam bahwa untuk mengambil arus tidak dibutuhkan cincin geser dan sikat arang. Karena lilitan-lilitan tempat terjadinya GGL itu tidak berputar.

Generator sinkron sangat cocok untuk mesin-mesin dengan tegangan tinggi dan arus yang besar.

Keuntungan Generator AC

Secara umum kutub magnet generator sinkron dibedakan atas:1. Kutub magnet dengan bagian kutub yang menonjol

(salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran rendah, dengan jumlah kutub yang banyak. Diameter rotornya besar dan berporos pendek.

2. Kutub magnet dengan bagian kutub yang tidak menonjol (non salient pole). Konstruksi seperti ini digunakan untuk putaran tinggi (1500 rpm atau 3000 rpm), dengan jumlah kutub yang sedikit. Kira-kira 2/3 dari seluruh permukaan rotor dibuat alur-alur untuk tempat lilitan penguat. Yang 1/3 bagian lagi merupakan bagian yang utuh, yang berfungsi sebagai inti kutub.