generator

Generator

            Generator arus bolak – balik adalah sebuah mesin yang mampu mengkonversikan energy mekanik menjadi energy listrik,pada dasar nya generator di bagi menjadi dua kelompok yaitu generator AC (bolak – balik) dan generator DC (searah). Pada generator DC tegangan yang dibangkitkan di searahkan oleh komulator dan brush, sedangkan pada generator AC tidak  mempunyai penyearah (rectifier)dan menyalurkan arus AC kepada beban.generator AC juga sering disebut alternator,generator AC harus bekerja pada kecepatan konstan karna frekuensi yang dihasikan sangat bergantung pada kecepatan,karna itu generator AC juga disebut synchronous generator.

            Pada kenyataan generator DC dapat berfungsi menjadi generator AC dengan menempatkan collector ring (cincin slip) pada shaft,dan menghubungkan cincin ini kepada armature winding (kumparan jankar magnet)

Perinsip kerja generator

            Generator sederhana terdiri dari sebuah single wire loop (the armature) yang ditempatkan sedemikian rupa sehingga dapat berotasi dalam medan magnet.medan magnet dihasilkan dari dua buah kutup utara dan selatan yang diletakkan diantara armature. Rotasi dari kumparan ini akan menghasilkan tegangan induksi atau emf  (elektoromotive force ) brush diletakkan menempel dengan slip rings yang berhubungan dengan rangkaian luar, sehingga menghasilkan arus. Slip ring adalah cincin yang terletak diantara disekitar rotor shaft. Tiap – tiap cincin dihubungkan dengan ujung dari kumparan armature (jangkar).jika brush tidak menempel pada slip ring tetapi kumparan berotasi,emf akan  tetap muncul tetapi tidak ada arus yang mengalir

Gambar 1.1 berikut ini adalah urutan proses terjadinya emf  dan arus :

Misalkan bahwa rotasi armature searah jarum jam, dimana posisi awal seperti gambar 1.1. posisi ini disebut posisi 0, atau posisi netral. Pada posisi ini armature tegak lurus tehadap medan magnet, dan bagian hitam dan putih bagian armature akan bergerak tegak lurus menuju medan magnet,. Pada keadaa ini,armature tidak memotong garis gaya magnet, akibatnya tidak ada emf yang diinduksikan. Meter pada gambar 1.1 menunjukkan posisi 0 pada saat ini

Gambar 1.2

pada saat amature bergerak pada posisi A ke posisi B bagian dari armature akan memotong garis gaya magnet.pada posisi B(90),armature memotong garis gaya magnet paling banyak.hasil dari rotasi antara sudut 0 dan 90 menghasilkan emf antara 0 hingga nilai maksimumnya.perhatikan bahwa rotasi dari 0 ke 90, sisi hitam armature memotong garis gaya magnet kebawah sedangkan sisi putih armature memotong garis gaya magnet keatas emf yang diinduksikan adalah penjumlahan keduanya, menhsilkan nilai maksimum.

            Sekarang armature terus berotasi dari posisi B ke posisi C , dan pada saat ini jumlah garis gaya magnet yang dipotong oleh armature semakin berkurang.pada saat armature berada pada saat posisi C ( 180) armature kembali pada posisi tegak lurus terhadap medan. Selama armature bergerak dari posisi 90 ke posisi 180tegangan yang dihasilkan akan berkurang menuju 0,akibatnya meter akan menunjukkan harga no.

            Dari posisi 0 ke posisi 180,sisi dari armature bergerak pada arah yang sama dengan arah dari garis gaya medan. Akan tetapi pada saat kumparan mulai bergerak dari 180 dari posisi C melalui D menuju posisi E, sisi armature bergerak dengan arah yang berlawanan dengan arah garis gaya magnet.akibatnya ,polaritas dari tegangan induksi juga terbalik

Bagian bagian generator

a)      Rotor

Ø  Armature shaft adalah slinder dimana komponen komponen dipasang seperti misalnya armature core,armature winding,dan komutator.

Ø  Armature core terusan dari banyak lapisan baja tipis yang tumpuk dengan tujuan mengurangi kerugian eddy current serta rugi histerisis tiap lapisan ini di lapisi lagi dengan bahan isolasi bagian luar armature core terdapat slot tempat armature coil digulung.bentuk armature core ini di bagi menjadi dua jenis yaitu salient dan non salient.

Ø  Armature winding terdiri dari kabel inductor yang dilapisi dengan bahan isolasi dan digulung pada slot Armature core seperti sudah di jelaskan

Ø  Komotator  tersusun atas segment – segment tembaga yang dipasang pada slinder armature shaft , tiap segmen tembaga ini di lapisi dengan bahan isolasi,pada umumnya  menggunakan isolasi mika ,segmen tembaga ini di hubungkan dengan ujung dari armature coil

Ada beberapa fungsi dari armature adalah

Ø  Menyediakan putaran untuk generator maupun rotor

Ø  Karna armature berputar , maka timbul kontak yang diperlukan untuk komutasi

Ø  Menyediakan tempat untuk konduktor armature (jangkar magnet) dimana tegangan dan torque di induksikan

Ø  Menimbulkan fluks atau garis magnet di antara pole.

b)      stator 

Ø  field yoke (jalur magnet) atau frame,terbuat dari baja, bagian ini menyokong semua bagian dari setator.juga menyediakan jalan kembali bagi fluks yang dihasilkan dari pole

Ø  field winding( kumparan stator)digulung stator field core  dan dapat dihubungkan baik secara seri maupun secara paralel dengan rangkaian armature .untuk rangkaian seri jumlah gulungan sedikit dengan ukuran kabel yang besar.sedangkan untuk rangkaian paralel jumlah gulungan lebih banyak.

Ø  Field pole terbuat dari lapisan baja yang diletakkan pada yoke setelah kumparan stator sudah digolongkan. Pole shoe adalah ujung dari pole core yang dekat dengan rotor bentuknya kurva dan lebih lebar dari pole core. Pole shoe yang lebar ini menghasilkan fluk lebih seragam mengurangi reluktansi pada celah udara dan mendukung posisi kumparan stator.