Apa itu Generator DC? Konstruksi, Prinsip Kerja, Jenis dan Aplikasi
Generator elektromagnetik awal (cakram Faraday) ditemukan oleh ilmuwan Inggris yaitu Michael Faraday pada tahun 1831. Generator DC adalah perangkat listrik yang digunakan untuk menghasilkan energi listrik. Fungsi utama perangkat ini adalah mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Ada beberapa jenis sumber energi mekanik yang tersedia seperti engkol tangan, mesin pembakaran internal, turbin air, turbin gas dan turbin uap.
Generator menyediakan daya ke semua jaringan listrik. Fungsi kebalikan dari generator dapat dilakukan oleh motor listrik. Fungsi utama motor adalah mengubah energi listrik menjadi mekanis. Motor, serta generator, memiliki fitur serupa. Artikel ini membahas pengertian generator DC.
Ketika sebuah konduktor memangkas fluks magnet, gaya gerak listrik yang diinduksi secara energetik akan dihasilkan di dalamnya berdasarkan pada prinsip Induksi Elektromagnetik Hukum Faraday. Gaya gerak listrik ini dapat menyebabkan aliran arus ketika rangkaian konduktor tidak dibuka.
Generator ini terdiri dari beberapa bagian seperti yoke, kutub & bantalan kutub, lilitan medan, inti angker, lilitan angker, komutator & kuas (brushes). Tetapi dua bagian penting dari perangkat ini adalah stator dan rotor.
Jika konduktor hadir dengan jalur tertutup, arus yang diinduksi akan mengalir di jalur. Dalam generator ini, kumparan medan akan menghasilkan medan elektromagnetik serta konduktor angker diubah menjadi medan.
Oleh karena itu, gaya gerak listrik yang diinduksi secara elektromagnetik (ggl) akan dihasilkan dalam konduktor angker. Jalur arus induksi akan disediakan oleh kaidah tangan kanan Fleming.
Di mana Φ adalah fluks atau kutub dalam Webber
Z adalah total no.of dari konduktor angker
P adalah sejumlah kutub dalam generator
A adalah sejumlah jalur paralel dalam angker
N adalah rotasi angker dalam rpm (putaran per menit)
E adalah ggl yang diinduksi dalam setiap jalur paralel di dalam angker.
Misalnya adalah ggl yang dihasilkan di salah satu jalur paralel
N / 60 adalah jumlah belokan per detik.
Waktu untuk satu belokan adalah dt = 60 / N dtk
Gaya gerak listrik (ggl) yang dihasilkan akan menyebabkan sebagian kecil dari arus untuk memasok dalam gulungan medan, oleh karena itu yang akan meningkatkan fluks medan serta pembangkit gaya gerak listrik. Selanjutnya, jenis generator DC ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu wound seri, wound shunt, dan wound majemuk.
Generator menyediakan daya ke semua jaringan listrik. Fungsi kebalikan dari generator dapat dilakukan oleh motor listrik. Fungsi utama motor adalah mengubah energi listrik menjadi mekanis. Motor, serta generator, memiliki fitur serupa. Artikel ini membahas pengertian generator DC.
Apa itu Generator DC?
Generator DC atau generator arus searah (DC) adalah salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin generator DC adalah mengubah energi mekanik menjadi listrik DC (arus searah). Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energi. Diagram Generator DC ditampilkan di bawah.Ketika sebuah konduktor memangkas fluks magnet, gaya gerak listrik yang diinduksi secara energetik akan dihasilkan di dalamnya berdasarkan pada prinsip Induksi Elektromagnetik Hukum Faraday. Gaya gerak listrik ini dapat menyebabkan aliran arus ketika rangkaian konduktor tidak dibuka.
Konstruksi Generator DC
Generator DC juga digunakan sebagai motor DC dengan tanpa mengubah konstruksinya. Oleh karena itu, motor DC selain generator DC dapat secara umum disebut sebagai mesin DC. Konstruksi generator DC 4-kutub ditunjukkan di bawah ini.Generator ini terdiri dari beberapa bagian seperti yoke, kutub & bantalan kutub, lilitan medan, inti angker, lilitan angker, komutator & kuas (brushes). Tetapi dua bagian penting dari perangkat ini adalah stator dan rotor.
Stator
Stator adalah bagian penting dari generator DC, dan fungsi utama ini adalah untuk menyediakan medan magnet di mana gulungan berputar. Ini termasuk magnet stabil, di mana dua di antaranya dengan kutub terbalik menghadap. Magnet ini terletak agar pas di wilayah rotor.Rotor atau Inti Angker (armature)
Rotor atau inti angker adalah bagian penting kedua dari generator DC, dan itu termasuk laminasi besi berlubang dengan slot yang ditumpuk untuk membentuk inti angker silinder. Umumnya, laminasi ini ditawarkan untuk mengurangi kerugian karena arus eddy.Gulungan Angker
Slot inti angker terutama digunakan untuk memegang gulungan angker. Ini dalam bentuk belitan rangkaian tertutup, dan terhubung secara seri ke paralel untuk meningkatkan jumlah arus yang dihasilkan.Yoke
Struktur eksternal generator DC adalah Yoke, dan dibuat dengan besi cor selain baja. Ini memberikan tenaga mekanik yang diperlukan untuk membawa fluks magnet yang diberikan melalui kutub.Kutub (pole)
Ini terutama digunakan untuk menahan gulungan bidang. Biasanya, gulungan ini adalah wound pada kutub, & mereka dihubungkan secara seri sebaliknya sejajar dengan gulungan dinamo. Selain itu, kutub akan memberikan sambungan ke arah yoke dengan metode pengelasan sebaliknya dengan menggunakan sekrup.Bantalan Kutub (Pole Shoe)
Bantalan kutub terutama digunakan untuk menyebarkan fluks magnet serta untuk menghindari kumparan medan agar tidak jatuh.Komutator
Kerja komutator seperti penyearah untuk mengubah tegangan AC ke tegangan DC dalam gulungan dinamo ke sikat (brushes). Ini dirancang dengan segmen tembaga, dan setiap segmen tembaga dilindungi satu sama lain dengan bantuan lembaran mika. Itu terletak di poros mesin.Sikat (brushes)
Sambungan listrik dapat dipastikan antara komutator serta rangkaian beban luar dengan bantuan sikat atau brushes.Prinsip Kerja Generator DC
Prinsip kerja generator DC didasarkan pada hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik. Ketika sebuah konduktor terletak di medan magnet yang tidak stabil, gaya gerak listrik diinduksi di dalam konduktor. Besarnya ggl yang diinduksi dapat diukur dari persamaan gaya gerak listrik generator.Jika konduktor hadir dengan jalur tertutup, arus yang diinduksi akan mengalir di jalur. Dalam generator ini, kumparan medan akan menghasilkan medan elektromagnetik serta konduktor angker diubah menjadi medan.
Oleh karena itu, gaya gerak listrik yang diinduksi secara elektromagnetik (ggl) akan dihasilkan dalam konduktor angker. Jalur arus induksi akan disediakan oleh kaidah tangan kanan Fleming.
Persamaan GGL Generator DC
Persamaan ggl generator DC menurut Hukum Faraday Induksi elektromagnetik adalah Eg = PØZN / 60 ADi mana Φ adalah fluks atau kutub dalam Webber
Z adalah total no.of dari konduktor angker
P adalah sejumlah kutub dalam generator
A adalah sejumlah jalur paralel dalam angker
N adalah rotasi angker dalam rpm (putaran per menit)
E adalah ggl yang diinduksi dalam setiap jalur paralel di dalam angker.
Misalnya adalah ggl yang dihasilkan di salah satu jalur paralel
N / 60 adalah jumlah belokan per detik.
Waktu untuk satu belokan adalah dt = 60 / N dtk
Jenis Generator DC
Klasifikasi generator DC dapat dilakukan dalam dua kategori paling penting yaitu tereksitasi terpisah dan tereksitasi sendiri.Tereksitasi Terpisah (Separately Excited)
Dalam tipe tereksitasi terpisah, gulungan medan diperkuat dari sumber DC eksterior otonom.Tereksitasi Sendiri (Self Excited)
Dalam tipe self-excited, kumparan medan diperkuat dari arus yang dihasilkan dengan generator. Generasi gaya gerak listrik pertama akan terjadi karena daya tariknya yang luar biasa di kutub medan.Gaya gerak listrik (ggl) yang dihasilkan akan menyebabkan sebagian kecil dari arus untuk memasok dalam gulungan medan, oleh karena itu yang akan meningkatkan fluks medan serta pembangkit gaya gerak listrik. Selanjutnya, jenis generator DC ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu wound seri, wound shunt, dan wound majemuk.
- Pada wound seri, kedua lilitan medan & lilitan angker terhubung secara seri satu sama lain.
- Pada wound shunt, kedua lilitan medan & lilitan angker terhubung secara paralel satu sama lain.
- Lilitan compound adalah campuran dari lilitan seri & lilitan shunt.
Aplikasi Generator DC
Aplikasi berbagai jenis generator DC meliputi yang berikut ini.- Generator DC tipe Separately Excited digunakan untuk meningkatkan serta elektroplating. Ini digunakan dalam tujuan daya dan pencahayaan menggunakan medan regulator
- Generator DC Self-excited atau generator DC shunt digunakan untuk daya serta pencahayaan biasa menggunakan regulator. Dapat digunakan untuk penerangan baterai.
- Generator DC seri digunakan pada lampu busur untuk penerangan, generator dan booster arus stabil.
- Compound generator DC digunakan untuk menyediakan catu daya untuk mesin las DC.
- Level compound gengerator DC digunakan untuk menyediakan catu daya untuk hotel, pondok, kantor, dll.
- Over compound, generator DC digunakan untuk mengembalikan penurunan tegangan dalam Feeder.