Generator Dc Gab

GENERATOR DC

Presentasi MLD : Generator DC

1

Generator DC / Arus Searah : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8.

Definisi isi Generat rator Bagi Bagian an-b -bag agia ian n / Stru Strukt ktur ur Gene Genera rato torr DC DC Prin Prinsi sip p Ke Kerja rja Gen Gener era ator tor DC DC Reak Reaksi si Jang Jangka karr pada pada Gene Genera rato torr DC Jen Jenis-j is-jen enis is Gener enera ator tor DC DC Efis Efisie iens nsii Gener enerat ato or DC DC Kerj Kerja a Para Parale lell Gene Genera rato torr DC Contoh So Soal


2

1. Definisi Generator • Generator ialah suatu mesin yang mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik . Energi Mekanis

GENERATOR

Energi Listrik

• Tenaga mekanis disini digunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar dalam medan magnet ataupun sebaliknya memutar magnet diantara kumparan kawat penghantar. • Tenaga listrik yang dihasilkan oleh generator tersebut adalah arus searah (DC) atau arus bolakbalik (AC), (AC), hal ini tergantung dari susunan atau konstruksi dari generator, serta tergantung dari Presentasi MLD : Generator DC sistem pengambilan arusnya.

3

• Generator DC pada dasarnya sama dengan generator AC, kecuali generator DC mempunyai suatu komutator. • Lilitan penghantar yang diputar memotong garis-garis medan magnet yang diam maka pada penghantar akan timbul tegangan bolak-balik & disearahkan dengan komutator E══KNǿ Presentasi MLD : Generator DC

4

Komutator

Suatu alat yang berfungsi untuk mengubah tegangan bolak-balik (AC) menjadi tegangan searah (DC)


5

Penampang Sederhana Gen.DC


6


7


8

2. Bagian-bagian / Struktur …

1.

ROTO ROTOR R : bagi bagian an Gene Genera rato torr DC DC yan yang g berp berput utar ar,, tersusun atas :    

2.

STA STATOR TOR : bag bagia ian n Gen Gene erato ratorr DC DC yan yang g dia diam m , tersusun atas :    

3.

Poros Inti Komutator Kumparan/Lilitan

Kerangka Kutub Utama dan Belitan Kutub Bantu dan Belitan Bantalan dan Sikat

CELA CELAH H UDAR UDARA A : rua ruang ngan an anta antara ra Stat Stator or dan dan Rot Rotor or


9

2. Bagian-bagian/Struktur Generator DC

Gambar bagian-bagian Generator DC


10


11

 RANGKA

•

Secara umum fungsi dari rangka untuk Generator dc, yaitu : 1. Merupakan sarana pendukung mekanis untuk mesin secara keseluruhan 2. Membawa flux magnetik yang dihasilkan kutub-kutub mesin >> Untuk mesin kecil rangkanya dari besi tuang >> Mesin besar rangkanya dari baja tuang



KUTUB Magnet penguat / magnet medan (kutub) terdiri atas inti kutub & sepatu kutub. - Inti kutub terbuat dari lembaran 2 besi tuang / baja tuang - Sepatu kutub dilaminasi & dibaut ke inti kutub



KOMUTATOR DAN SIKAT # Komutator terbuat dari batang tembaga yang dikeraskan yang berfungsi untukmengumpulkan untukmengu mpulkan arus induksi dari konduktor jangkar dan mengkonversinya mengkonversin ya menjadi arus dc melalui sikat. # Sikat terbuat dari karbon, grafit, logam grafit yang dilengkapi dengan pegas penenkan dan kotak sikatnya


12


13

Komponen

Gambar Stator :


14

Gambar Rotor :


15

Gambar Celah Udara :


16

3. Prinsip Kerja Generator DC Teori yang mendasari terbentuknya GGL induksi pada generator ialah Percobaan 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. Adany Adanya a flux magne magnett yang yang dihasil dihasilkan kan oleh oleh kutub-kut kutub-kutub ub magnet. 2. Adany Adanya a kawat kawat penghan penghantar tar yang yang merupa merupakan kan tempat tempat terbentuknya terben tuknya EMF. EMF. 3. Adany Adanya a perubaha perubahan n flux magne magnett yang mele melewa wati ti kawat kawat penghantar listrik. Presentasi MLD : Generator DC

17

3. Prinsip Kerja …

B

B

C

A

A

C

D D

B A

B C

C

A

D

D


18


Keterangan gambar :

• Pada gambar Generator DC Sederhana dengan sebuah penghantar kutub tersebut , dengan , 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 :

E t 



N

d  dt

Volt


19

Kenapa harus melalui energi gerak ? • Ingat emf (induksi elektromagnetik)

ε = kuat medan listrik N = jumlah lilitan

Φ = fluks


20

Dapat diperoleh dengan

1. dengan mengubah-ubah besar B (medan ( medan magnet) 2. dengan memvariasikan luas permukaan A (permukaan) 3. dengan memvariasikan besar sudut antara A dan B


21

Pada generator, ketiga cara tersebut dapat dicapai dengan memutar bidang lilitan terhadap Magnet ataupun sebaliknya yang ada pada generator.


22

Kutub elektro magnet keuntungan : -memperkuat meninkatkan medan magnet -mengontrol kuat medan>>kontrol tegangan Presentasi MLD : Generator DC

23


24

KOMUTATOR


25


26


27

EMF yang di bangkitkan pada penghantar jangkar adalah tegangan bolak-balik sebagai fungsi sudut rotasi (gambar a).

•

Tegangan bolak-balik tersebut disearahkan oleh komutator, komutator, kemudian tegangan tersebut dikumpulkan oleh sikat kemudian diberikan ke terminal generator untuk ditransfer ke beban (gambar b).

Gambar a


28

Gambar b


29

Medan Magnet sikat Komutator

n a g n a g e T

Generator Loop Tunggal

n a g n a g e T

Generator Multi Loop

Waktu

Waktu

Bentuk Tegangan Tegangan Output dari Komutator Presentasi MLD : Generator DC

30

•

Arus yang mengalir pada penghantar jangkar karena beban tersebut, akan membangkitkan medan yang melawan atau mengurangi medan utama yang dihasilkan oleh kutub sehingga tegangan terminal turun ini disebut reaksi jangkar.

•

Dalam menentukan arah arus dan tegangan (GGL atau EMF) yang timbul pada penghantar setiap detik berlaku hukum tangan kanan Fleming


31

PRINSIP KERJA GENERATOR dilalui • Apabila penghantar listrik dilalui oleh medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan timbul EMF (hk Faraday) • Ada 3 hal pokok : 1. Adanya fluks magnet yang dihasilkan oleh kutub-kutub magnet 2. adanya kawat penghantar yang merupakan tempat terbentuknya EMF 3. Adanya fluk magnetik yang berubah-ubah yangPresentasi mengalir MLD : Generator DC

32

• aturan tangan kiri • -telunjuk >>arah medan magnet

• -ibu jari/jempol>>arah gerak konduktor • -jari tengah>>arah arus


33

• Biasanya jumlah penghantar lebih dari satu dan jumlah kutubnya tidak hanya sepasang. Kumparan-kumparan tersebut dihubungkan 1. secara Seri (untuk mendapatkan kapasitas arus yang lebih besar) 2. secara Pararel (untuk mendapatkan kapasitas arus yang lebih besar) Presentasi MLD : Generator DC

34

• Besarnya tegangan EMF yang dihasilkan adalah : zP E= Nφ , E = KN φ A

E : Tegangan induksi Z : Jumlah lilitan / kumparan P : Jumlah pasang kutub N : Kecepatan Rotor φ : Fluks Presentasi MLD : Generator DC

35

JENIS BELITAN JANGKAR 1. BELITAN JERAT 2. BELITAN GELOMBANG


36


Prinsip Penyearahan dengan Komutator


37

PRINSIP PENYEARAHAN TEGANGAN LISTRIK • Pembangkitan tegangan yang dihasilkan oleh generator dc pada prinsipnya sama seperti generator ac, yaitu tegangan yang dihasilkan berupa tegangan ac. Hanya saja diperlukan satu proses penyearahan di dalam generator dc ini. Prinsip penyearahan yang dilakukan oleh komutator pada generator dc dilakukan secara mekanis. Pada dasarnya dalam prinsip penyarahan ini, terjadi perpindahan arah arus yang terjadi pada kumparan jangkar yang berputar pada medan magnet menyebabkan ggl induksi membentuk gelombang searah. Pada prakteknya, hasil penyearahan ini tidak sepenuhnya linear karena adanya pengaruh induktansi kumparan dan tahanan sikat. Solusi yang bisa dilakukan untuk membuatnya linear yaitu dengan menetralkan ggm yg timbul akibat induktansi tsb., salah satunya dg menambahkan kutub bantu, dimana ggm-nya sama dan berlawanan dg ggm induktansi. Presentasi MLD : Generator DC

38


39

4. Reaksi Jangkar pada Generator DC lurus fluks. Jangkar dalam • Sikat berada di tengah tegak lurus fluks. keadaan diam  Maka : E=0 dan I a=0 • Kemudian jangkar diputar searah jarum jam  maka : E≠0 , Ia≠0 , =f(Ia). Arah fluks tegak lurus fluks lurus fluks medan, disebut fluks lintang. • Sikat tidak berada tegak lurus fluks lurus fluks magnet, maka pada sikat timbul percikan bunga api karena perpindahan komutasi tegangan ≠ 0. • Cara mengatasi bergesernya garis netral adalah dipasang kutub bantu yang arah medannya melawan reaksi jangkar.

• atau dipasang belitan kompensasi yang akan menimbulkan medan magnet, dan arahnya dibuat sedemikian rupa sehingga melawan reaksi jangkar. Presentasi MLD : Generator DC

40

REAKSI JANGKAR Apabila generator beroperasi dengan tanpa beban, garis Netral terletak tepat antara kutub-kutub. Garis Netral Lama

Berbeban


41

Reaksi Jangkar

• Reaksi jangkar adalah pergeseran dari bidang netral karena gangguan dari medan magnetik yg ditimbulkan oleh arus pada jagkar terhadap medan 42 utama. Presentasi MLD : Generator DC

Kompensasi Reaksi Jangkar

• Compensating winding melekatkan gulungan kecil pada permukaan kutub utama yg dirangkai secara seri dengan jangkar sehingga sehingga menghasilkan menghasilkan medan magnet yg berubah berubah ubah thd arus jangkar. • Interpole dilakukan dengan menempatkan kutub kecil tambahan diantara kutub medan magnet utama. Medan yang dihasilkan interpole Presentasimenghasilkan MLD : Generator DC effek yang sama 43

• Fluks  yang dihasilkan oleh arus DC (I f ) yang lewat kutub dituliskan sebagai fungsi :  = f (If ) • Hubungan antara arus DC (I f ) dengan fluks  tersebut tidak linear, tetapi membentuk suatu kurva • Sehingga jika dengan alat yang sama dan kecepatan putar konstan, maka hubungan antara E dan If juga membentuk seperti kurva  = f (If ) Hubungan Arus DC dengan Fluks ( ) dan EMF (E)


44

5. Jenis-jenis Generator DC Berdasarkan penguatan nyang diberikan pada belitan medan , generator DC dibagi menjadi: A. Generator DC dengan penguat terpisah B. Generator DC dengan penguat sendiri a. Generator DC Shunt b. Generator DC Seri c. Generator DC Kompon (campuran) i. Generator DC Kompon Panjang ii. Generator DC Kompon Pendek Presentasi MLD : Generator DC

45

5. Jenis- jenis jenis …

A. Generator DC dengan penguat terpisah Disebut sebagai Generator DC dengan penguat terpisah, bila arus kemagnetan diperoleh dari sumber tenaga listrik arus searah di luar generator. Generator DC dengan penguat terpisah hanya dipakai dalam keadaan tertentu. Dengan terpisahnya sumber arus kemagnetan dari generator, berarti besar kecilnya arus kemagnetan tidak terpengaruh oleh nilai-nilai arus ataupun tegangan generator. Presentasi MLD : Generator DC

46

GENERATOR DC PENGUATAN TERPISAH 



Rangkaian Ekivalen

Ket : V f = tegangan medan E A = tegangan jangkar I b = arus beban I f = arus medan I A = arus jangkar Rf = hambatan medan R A = hambatan jangkar Lf = lilitan medan V T = teg.terminal/beban Presentasi MLD : Generator DC

47

Jangkar

Medan

Rheostat Presentasi MLD : Generator DC

48

Karakteristik •

1). Karakteristik kejenuhan tanpa beban Perumusan secara matematis sbb : E=kN dg k = suatu konstanta

 medan belum jenuh : Arus medan naik flux magnet naik E A - Kutub naik - Kutub medan sudah jenuh : diperlukan peningkatan arus medan yg lebih tinggi utk menaikkan tegangan E A yg sama dibanding saat belum jenuh 2). Karakteristik kejenuhan berbeban - Pada keadaan berbeban, tegangan akan berkurang akibat efek demagnetisasi dari reaksi jangkar. Pengurangan ini dapat diatasi dengan dengan peningkatan Ampere-lilitan medan yang sesuai.


49


B. Generator DC dengan penguat sendiri Disebut sebagai Generator DC dengan penguat sendiri, bila arus kemagnetan bagi kutub-kutub magnet berasal dari generator DC itu sendiri. Pengaruh nilai-nilai tegangan dan arus generator terhadap arus penguat tergantung cara bagaimana hubungan lilitan penguat magnet dengan lilitan jangkar. Berdasarkan hubungan lilitan penguat magnet dengan lilitan jangkar generator generator DC penguat sendiri sendiri dibedakan menjadi : Presentasi MLD : Generator DC

50

GENERATOR DC SHUNT Karakteristik generator generator DC shunt : • Kumparan medan SHUNT dihubungkan paralel dengan jangkar. • Terdiri dari banyak lilitan yang relatif kecil. • Tegangan awal yang diperlukan untuk build - up dihasilkan oleh magnet sisa pada besi dari kutub medan. • Tegangan output generator diatur oleh resistor variable yang dipasang seri dengan kumparan medan. Presentasi MLD : Generator DC

51

PRINSIP KERJA DC SHUNT • Memerlukan fluks magnet residu pada stator. • Pada saat tegangan yang ditimbulkan naik,arus pada kumparan medan juga naik. • Penambahan arus akan memperkuat medan magnet dan memungkinkan generator untuk build –up pada tegangan kerja output yang dirancang. • Penambahan beban mengakibatkan turunnya tegangan output generator.


52

B.1 Generator DC Shunt • Fluks medan diperoleh dari rangkaian medan yang dihubungkan paralel dengan terminal generator

I A= Ifp + Ib VT = EA - IA.RA If = VT Rfp


53

Skema Shunt Generator


54

PENGHITUNGAN GENERATOR DC SHUNT ea

 vt

Bila saklar dibuka

Pada saklar tertutup e a menghasilkan arus, maka :

ea



( Ra



R f  Re )if  ( La



L f )

dif dt

serta

v t  ( Re



R f )if  Lf

dif dt


55

Untuk idealnya, (R e+Rf )>>Ra,,,maka :

vt  ea

ea



F (if )

vt  ( Re



R f )if

Maka :

v t  F .if Presentasi MLD : Generator DC

56

PERSAMAAN YANG MENGGAMBARKAN KONDISI STEADY STATE DARI OPERASI SEBELUMNYA   f (if ) ea



k  m  F (i f )

vt  ( Re



R f )if

vt  R L .i L vt  ea



Ra .ia

Maka,didapat :

ia

i

 L 

if


57

Karakteristik generator generator DC Shunt

Pembangkitan tegangan arus dc paralel

Karakteristik terminal generator dc paralel Presentasi MLD : Generator DC

58

B.2 Generator DC Seri • Fluks medan diperoleh dari rangkaian medan yang dihubungkan seri dengan kumparan jangkar dari generator

VT = EA – IA(RA+RFS) IA = IFS = IB


59

Generator Seri • Di dalam generator seri, medannya terhubung dalam rangkaian seri dengan pelindung dan rangkaian luar. • Generator jenis ini, voltasenya meningkat sebanding dengan kenaikan bebannya. Ketika arus masuk ke dalam mesin, akan menyebabkan medan magnetik yang lebih kuat.


60


61

Karakeristik terminal generator dc seri


62

B.3. Generator Majemuk (Compound) • Merupakan rangkaian perpaduan antara generator seri dan paralel (shunt).

Berdasarkan jenis rangkaian: • Berdasarkan - Majemuk Pendek - Majemuk Panjang Berdasarkan cara kerja: • Berdasarkan - Majemuk kumulatif/Cumulatively kumulatif/Cumulatively Compounded - Majemuk Differensial/Differentially Compounded Presentasi MLD : Generator DC

63

Generator compound • Merupakan gabungan dari generator shunt dan generator seri pada kutub yang sama.


64

GENERATOR COMPOUND Medan Seri

Medan Shunt

Jangkar

Beban


65


B.3.a. Generator DC Kompon Panjang Generator DC kompon panjang adalah generator DC kompon yang lilitan penguat serinya terletak pada rangkaian jangkar.

Ia = Is V = E Ia.Ra Is.Rs V =E Ia.(Ra+Rs) V = Iz.Z –

–

–

Ia = If + Iz Presentasi MLD : Generator DC

66


B.3.b. Generator DC Kompon Pendek Generator DC kompon pendek adalah generator DC kompon yang lilitan penguat serinya terletak pada rangkaian beban.

V = E Ia.Ra Is.Rs V = Iz.Z –

–

Ia = If + Iz Is = Iz Vf = If.Rf Presentasi MLD : Generator DC

67

GENERATOR DC KOMPON KUMULATIF •

Rangkaian Ekivalennya Ekivalennya ( Ada 2 bentuk ) ; - Kompon Panjang

- Kompon Pendek

Ket : pelambangan sama dengan sebelumnya, penambahan huruf pemasangannya seri sedang ‘p’ berarti berarti paralel


‘s’ berarti

68

Karakteristik •

Generator kompon pendek Dirumuskan sbb : V = Ea - Ia Ra – Is Rs V = IL . RL Ia = IL + If Is = IL

Vf = If . Rf 

Generator kompon panjang Dirumuskan sbb : V = E a – IaRa – Is Rs Is = Ia

V = Ea – Ia ( Ra + Rs ) Vf = If Rf Ia = IL + If Presentasi MLD : Generator DC

69

Karakterisitik Generator DC Majemuk

•

Fenomena karakteristik :

1. I A naik

 I A.(R A +

Rfs) naik  Vt turun

2. I A naik  gaya gerak magnet seri naik  Fluks meningkat  Vt naik Presentasi MLD : Generator DC

70

GENERATOR KOMPON DIFFERENSIAL Karakteristik

•

Rangkaian Ekivalennya : - Sama dengan Generator kompon kumulatif hanya saja ggm-nya saling mengurangi

•

Generator kompon differensial juga memiliki memil iki bentuk kompon panjang dan pendek.

•

Peningkatan beban

arus beban naik (I L)

jatuh tegangan I a ( Ra + Rs ) naik

ggm kumparan serinya ( Fs ) naik tegangan terminal (V) turun 

arus jangkar naik (Ia)

tegangan terminal (V) turun

ggm total turun

fluks dan Ea turun

Adapun perumusannya perumusannya sbb : F = Fp – Fs – F j ( total ggm ) Ket : F p = ggm hasil kumparan medan parallel = N f . I f F s = ggm hasil kumparan medan seri = N s . I a F j = ggm hasil kumparan jangkar Presentasi MLD : Generator DC

71

Karakteristik Generator DC Majemuk


72

Pengaturan Tegangan

1.

Change the speed rotation (ω)

2.

Change the field current (IF)


73

Mengubah kecepatan kecepatan sudut(ω)

E A = K φ ω VT = E A – I A R A


74

Change the field current (IF) IF = VT / R F τ = NF IF τ & Ф EA = K Ф ω VT = EA – I IA R A

τ = magnetomotive force Presentasi MLD : Generator DC

75


76

6. Efisiensi Generator DC a. Rugi-rugi Tembaga : – Rugi-rugi Jangkar, Watt – Rugi-rugi Shunt, Psh Ps – Rugi-rugi Seri,

Pj

= Ia . Ra

= Ish . Rsh Watt = Is . Rs Watt

b. Rugi-rugi Inti : – Rugi-rugi Hysterisis – Rugi-rugi Eddy current c. Rugi-rugi Mekanis : – Rugi-rugi gesekan poros – Rugi-rugi angin akibat putaran jangkar – Rugi-rugi gesekan akibat gesekan sikat dengan komutator Presentasi MLD : Generator DC

77

6. Efisiensi …

Daya Masuk mekanis (Pm)

Daya yang dibangkitkan jangkar (P j) = E. Ia (watt) Rugi besi dan gesekan

Daya keluar generator (Pout) = V.I (watt) Rugi besi tembaga total

Diagram aliran daya generator DC


78

Perhitungan Daya Input

output

Rugi2 putaran tanpa beban + Rugi2 beban tersebar

Daya masukan dari penggerak semula

Daya elektromagnit Ea.Ia

Daya keluaran Vt.IL daya

Rugi2 medan shunt If 2R f

Vt.Ia

Daya ujung armatur Vta.Ia

Rugi2 medan seri I R

Presentasi MLD : Generator DC 2

Rugi2 armatur Ia2R a + Rugi2 kontak sikat

79

Rugi histerisis dan arus eddy dirumuskan:

Arus Eddy

2

P e  K  Bmaks f  

Rugi-rugi Histerisis

P h



K

= tetapan pembanding

Bmaks

= kerapatan fluks maksimum

f

= frekuensi

τ

= tebal lapisan


KfB

2

maks

80

6. Efisiensi …

• Rugi besi dan gesekan, • Rugi tembaga total, • Efisiensi mekanis,  m



• Efisiensi listrik,  l

• Efisiensi total,

 t





P j P m P out out P j

Pg = Pm – Pj Pt = Pj - Pout

x 100% x 100%

P out ou t x P m

100 %


81

Pengaturan Tegangan V R

V NL  V F FL L  X 100 % V F FL L

VR = Voltage Regulation VNL = Tegangan Tegangan tanpa beban VFL = Tegangan Tegangan beban beban penuh


82

KERJA PARALEL GENERATOR DC 



• •

Adapun Beberapa generator DC dapat kita operasikan secara paralel. Hal ini dilakukan dengan tujuan untuk menjaga kontinuitas pasokan daya listrik, dan memasok beban yang cukup besar melebihi kapasitas yang mungkin dipasok oleh satu generator saja. syarat-syarat pengoperasian paralel generator sbb : Terminal-terminal generator harus dihubungkan dengan kutub-kutub yang sama polaritasnya. Tegangan kerja generator sama. Jika 2 generator / lebih diparalel maka arusnya menjadi ; Ig1 + Ig2 = Itotal


83

Kerja Paralel Generator DC Tujuannya apa? 1. Be Beba ban n butu butuh h daya daya ya yang ng be besa sarr 2. Ma Main inte ten nan anc ce mud udah ah 3. Ru Rus sak buk uka an mas masal alah ah Syarat : 1. Ra Rate ted d te tega gang nga an sa sama 2. Ra Rate ted d put puta ara ran n sam ama a 3. Po Pollari rita tas s ha haru rus s sa sama 4. Tip Tipe e gene generat rator or sam sama a (sh (shunt unt,se ,seri, ri,kom kompon pon)) Presentasi MLD : Generator DC

84

Pertimbangan Kerja Paralel • Kontinyuitas pelayanan • Kepentingan perawatan • Penambahan kapasitas daya • Meningkatkan efisiensi


85

Skema Kerja Pararel


86

Langkah Kerja Paralel 1. Mengope Mengoperas rasika ikan n gen genera erator tor per pertama tama (G1 (G1)) pada pada tegangan dan putaran dasar, boleh berbeban atau tidak. 2. Meng Mengope opera rasi sika kan n gener generato atorr kedua kedua (G2) (G2) pada pada putaran dasar. 3. Meng Mengatu aturr arus arus eksit eksitas asii gener generat ator or G2 sam sampa paii tegangannya sama dengan tegangan generator G1. 4. Menaik Menaikkan kan aru arus s eksita eksitasi si G1 samp sampai ai G1 meng mengambi ambill bagian sesuai prosen pembebanan yang diinginkan. Presentasi MLD : Generator DC

87

Prinsip Kerja Paralel Dua generator dirancang menghasilkan tegangan t egangan terminal sama, jika tercapai kondisi : 1. Tid ida ak ada beb eban an lua uarr tidak ada arus

 tegangan

saling meniadakan 

2. Ada be beban lu luar  beban dibagi sesuai karakteristik masing - masing generator bekerja optimal



3. Keti Ketika ka ta tanp npa a beb beban an ek ekst ster erna nall  karakteristik tegangan mesin rendah 4. Jika Jika karak karakter terist istik ik tega teganga ngan n tinggi tinggi den dengan gan beb beban an tingg tinggii tegangan meningkat  beban lebih lama  mesin membawa beban atau mesin lain sebagai motor 5. Jika Jika ka kara rakt kter eris isti tik k le lema mah h  tegangan turun bergantung pada beban yang sedikit Presentasi MLD : Generator DC



 mesin 88

Aplikasi Generat Generator or DC 1.

Hamster Night-Light

2.

Tachometer

3.

Wind Turbine

4.

Magnetic Brake

5.

HandHeld DC Generator Presentasi MLD : Generator DC

89

Tachometer  Sering

disebut RPM-meter

 Menggunakan

generator mini

 Tegangan

output generator sebagai acuan tachometer


90

Wind Turbine Turbine Digunakan sebagai pembangkit listrik yang menghasilkan daya besar dan rendah polusi


91

Magnetic Brake


92

Gimana Caranya?


93

Dipasang di mana?


94

HandHeld DC Generator Sebuah generator DC mini yang dapat digenggam oleh tangan. Bekerja dengan cara diengkol terlebih dahulu.


95

Penyelesaian Diketahui : E1 = 150V N1 = 1800 rpm Ditanya : a.

E2? N2= 2400 rpm

b.

E3? N3= 1500 rpm Presentasi MLD : Generator DC

96

Question 1 • Hitung EMF yang dibangkitkan oleh 4 kutub, jangkar belitan gelombang yang mempunyai 45 slot dengan 18 penghantar per slot apabila dijalankan pada 1200 rpm. Flux per kutub 0,016 weber


97

Solution • Ea = ФzN P volt 60 a • Ф = 0.016 wb • N = 1200 rpm • z = 45x18 = 810 • P=4 • a = 2  belitan gelombang • Ea = 0. 0.016 016 x 810 x 1200 . 4 60 = 518, 518 , 4 v o lt

2


98

Question 2 Sebuah generator dengan penguatan terpisah 150 V, 1800 rpm, diberi penguatan tetap.

• Tentukanlah tegangan tanpa beban generator tersebut pada kecepatan 1500 rpm


99

Solution Ea = K Фn Vf tetap  Ф tetap, maka Ea ≈ n, jadi E2400 = n2400 . E1800 = 2400 . 150 = 200 V n1800 1800 E1500 = n 1500 . E1800 = 1500 . 150 = 125 V n1800 1800


100

Question 3 Sebuah generator kompound panjang 120 Kw, 600 V, Rf = 150 ohm, Ra = 0,03 ohm, Rs = 0,01 ohm dan Id = 54 A

• Tentukan : –tahanan divertor (R D) pada beban penuh –tegangan yang dibangkitkan generator pada beban penuh Presentasi MLD : Generator DC

101

Solution

• • • a.

b.

Ea = VL + IaRa + IsRs Ia = If + IL Ia = Is + Id IL = P.1000 = 120 x 1000 = 200 A VL 600 If = Vf = 600 = 4 A Rf 150 Ia = If + IL = 4 + 200 = 204 A IDRD = IsRs RD = IsRs ID Is = Ia – Id = 204 – 54 = 150 A D D R = 150 x 0.01 = 0.0278 0.0278 oh m 54 Ea = VL + IaRa + Presentasi I sRs IsRs MLD : Generator DC

102

Question 4 Sebuah generator DC dengan belitan kompound panjang memberi tegangan 240 V pada keluaran beban penuh 100 A. Tahanan dari belitan-belitan mesin adalah belitan jangkar 0,1 ohm. Belitan medan seri 0,02 ohm. Belitan medan kutub bantu 0,025 ohm. Belitan medan shunt 100 ohm. Rugi besi pada beban penuh 1000 watt. Rugi angin dan gesekan total 500 watt.

• Hitung efisiensi beban penuh dari mesin! Presentasi MLD : Generator DC

103

Solution • •

• • • •

Keluaran = Pout = 240 x 100 = 24000 watt Tahanan Untai Jangkar Total = Ra = 0.1 + 0.02 + 0.025 = 0.145 ohm Ish = 240 = 2.4 A 100 Ia = IL + Ish = 100 + 2.4 = 102.4 A Rugi Cu Untai Jangkar = Ia square.Ra = (102.4) square x 0.145 = 1521 watt Rugi Cu medan Shunt = Ish.V = 2.4 x 240 = 576 watt Rugi Besi = 1000 watt Rugi Gesekan = 500 watt Rugi Total = 1521 + 1500 + 576 = 3597 watt

•

ŋ=

• • •

24000

= 0.871 = 87.1 %


104

Question 5 Sebuah generator shunt 100 Kw, 250 V, pada jangkar diinduksikan tegangan 285 V,dengan rated load.

• Tentukan tahanan jangkar dan VR jika arus medan shunt 6 A dan tegangan tanpa beban 264 V


105

Solution P = VI IL = P = 100.1000 = 400 A V 250 Ia = IL + If = 400 + 6 = 406 A Ea = V + IaRa 285 = 250 + 406Ra Ra = 0. 0 . 08 086 6 oh m R = V R N L – V F L = 264 – 250 x 100 % = 5.6 % V

V FL

250 Presentasi MLD : Generator DC

106

Question 6 Dua generator shunt A dan B bekerja paralel dan karakteristik2 bebannya boleh diambil garis lurus. Tegangan generator A turun dari 240 V pada beban nol ke 220 V dengan 200 A, sedangkan generator B turun 245 V pada beban nol ke 220 V dengan arus 150 A.

• Tentukan arus yang disediakan tiap-tiap mesin untuk bebas 300 A dan tentukan pula tegangan bus-bar pada beban ini Presentasi MLD : Generator DC

107

Solution …

Generator A Jatuh Tegangan 200 A = 240 – 220 = 20 V Jatuh Tegangan Per Ampere = 20 / 200 = 0.1 V // A Generator B Jatuh Tegangan Per Ampere = 245 – 220 = 1/6 V // A 150 V = 240 – I1 dan V = 245 – I2 10 6 240 – I1 = 245 – I2 10 6 5I2 – 3I1 = 150 ….. (i) I2 + I1 = 300 ….. (ii) Presentasi MLD : Generator DC

108

... Solution I1 = 300 – I2 5I2 – 3 (300 – I2) = 150 I2 = 1050 = 131 A 8 I1 = 300 – 131 = 169 A V = 240 – 169 = 223.1 V 10 I 1 1 = 169 16 9 A ; I 2 2 = 131 A ; V = 223.1 223. 1 V


109

Generator Dc Gab

Recommend Documents