generator dc

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC )

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Terstruktur Mata Kuliah Mesin Listrik I

GENERATOR ARUS SEARAH ( DC )

Oleh : Nama NIM Jurusan Semester : Muhamad Rizal Ibnu Abdulah : 07.6 7008.963 : Teknik Elektro ( S1 ) :V

Dosen

: Drs. Akh. Mustangin, ST.

Sekolah Tinggi Teknik Wiworotomo Purwokerto 2010


1

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) ABSTRAK

Generator arus searah (DC) adalah mesin yang mampu membangkitkan tegangan dan arus searah (DC) dimana inputnya adalah energi mekanis dari putaran penggerak mula (prime mover). Generator DC menghasilkan arus DC atau arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu: generator penguat terpisah, generator shunt, dan generator kompon. Komponen utama generator terdiri dari rotor ( bagian yang bergerak ), dan stator ( bagian yang diam ). prinsip kerja dari generator sendiri merupakan aplikasi dari hukum faraday Prinsip dasar generator DC menggunakan hukum Faraday yang menyatakan jika sebatang penghantar berada pada medan magnet yang berubah-ubah, maka pada penghantar tersebut akan terbentuk gaya gerak listrik.


2

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Dalam kehidupan kita sehari hari Generator DC dapat berfungsi sebagai salah satu pembangkit arus searah di bengkel bengkel atau pabrik, sebagai pengisi accu pada perusahaan pengisi accu, sebagai pengisi accu mobil, bahkan dipusat pusat tenaga listrik berfungsi sebagai penguat maknit ( exiciter ) pada generator utama. Mengingat pentingnya penggunaan generator arus searah ( DC ) dalam kehidupan sehari hari maka dalam makalah ini penulis mencoba untuk menggambarkan mengenai dasar-dasar yang berhubungan mengenai generator arus searah ( DC ).

B. Manfaat Manfaat dari penyusunan makalah ini adalah untuk memberikan pengetahuan kepada pembaca tentang pengetahuan umum atau dasar dasar Generator DC.


3

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) BAB II GENERATOR DC

A. Prinsip Kerja Generator DC

Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday : e = - N df/ dt dimana : N : jumlah lilitan f : fluksi magnet e : Tegangan imbas, ggl (gaya gerak listrik)Dengan lain perkataan, apabila suau konduktor memotong garis-garis fluksi magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan dibangkitkan dalam konduktor itu. Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan ggl adalah : harus ada konduktor ( hantaran kawat ) harus ada medan magnetik harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada fluksi yang berubah yang memotong konduktor itu. Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangan kanan :

ibu jari : gerak perputaran jari telunjuk : medan magnetik kutub u dan s jari tengah : besaran galvanis tegangan U dan arus IUntuk perolehan arus searah dari tegangan bolak balik, meskipun tujuan utamanya adalah pemabangkitan tegangan searah, tampak bahwa

tegangan kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan


4

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) tegangan bolak-balik. Bentuk gelombang yng berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan. Untuk mendapatkan arus searah dari arus bolak balik dengan menggunakan - saklar - komutator - dioda

SISTEM SAKLAR Saklar berfungsi untuk menghubungsingkatkan ujung-ujung kumparan. Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut : Bila kumparan jangkar berputar, maka pada kedua ujung kumparan akan timbul tegangan yang sinusoida. Bila setengan periode tegangan positif saklar di hubungkan, maka tegangan menjadi nol. Dan bila sakalar dibuka lagi akan timbul lagi tegangan. Begitu seterusnya setiap setenganh periode tegangan saklar dihubungkan, maka akan di alirlkan tegangan searah gelombang penuh.

SISTEM KOMUTATOR Komutator berfungsi sebagai saklar, yaitu untuk menghubung singkatkan kumparan jangkar. Komutator berupa cincin belah yang dipasang pada ujung kumparan jangkar. Bila kumparan jangkar berputar, maka cincin belah ikut berputar. Karena kumparan berada dalam medan magnet, akan timbul tegangna bolak balik sinusoidal. Bila kumparan telah berputar setengah putaran, sikat akan menutup celah cincin sehingga tegangan menjadi nol. Karena cincin berputar terus, maka celah akan terbuka lagi dan timbul tegangan lagi. Bila perioda tegangan sama dengan perioda perputaran cincin, tegangan yang timbul adalah tegangan arus searah gelombang penuh.


5


Gambar 1. Efek KomutasiSISTEM DIODA Dioda adalah komponen pasif yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut: Bila diberi prasikap maju (forward bias) bisa dialiri arus. Bila diberi prasikap balik (reverse bias) dioda tidak akan dialiri arus. Berdasrakan bentuk gelombang yang dihasilkan, dioda dibagi dalam: Half wave rectifier (penyearah setengah gelombang) Full wave rectifier (penyearah satu gelombang penuh)

B. Konstruksi Generator DC Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. Gambar dibawah ini menunjukkan gambar potongan melintang konstruksi generator DC.


6


Gambar 2. Konstruksi Generator DC C. Bagian bagian Generator DC Generator DC terdiri dua bagian, yaitu 1. stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. 2. rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan porosrotor. Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodic / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.

D. Dasar Perhitungan 1. Perhitungan GGL generator DC Berdasarkan hukum Imbas dari faraday yakni apabila lilitan penghantar atau konduktor di putar memotong garis garis gaya medan magnet yang diam, atau lilitan penghantar diam di potong oleh garis garis gaya medan magnet yang berputar maka penghantar Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) 7

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) tersebut timbul EMF (elektro motoris force) atau GGL( gaya gerak listrik) atau tegangan industry. EMF yang di bangkitkan pada penghantar jangkar adalah tegangan bolak balik.

Tegangan bolak balik tersebut kemudian di searah oleh komutator.

Persamaan umum tegangan yang di bangkitkan oleh DC. Tegangan yang di bangkitkan oleh generator DC akan mengikuti persamaan umum.

Dengan, = Tegangan yang di bangkitkan dalam volt = fluks / kutub dalam Maxwell P = Banyaknya kutub. N = kecepatan putaran jangkar / menit Z = Jumlah penghantar jangkar = Jumlah hubungan parallel dalam jangkar.


8

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) 2. Perhitungan Torsi Generator DC Garis-garis gaya fluks yang diinduksikan dari kumparan stator akan memotong kumparan rotornya sehingga timbul emf (ggl) atau tegangan induksi dan karena penghantar (kumparan) rotor merupakan rangkaian yang tertutup, maka akan mengalir arus pada kumparan rotor. Penghantar (kumparan) rotor yang dialiri arus ini berada dalam garis gaya fluks yang berasal dari kumparan stator sehingga kumparan rotor akan mengalami gaya Lorentz yang menimbulkan torsi yang cenderung menggerakkan rotor sesuai dengan arah pergerakan medan induksi stator. 3. Perhitungan Kuat Medan Generator DC Jika ada kawat yang berarus maka di sekitar kawat tersebut akan timbul medan magnet, Medan magnet pada generator dapat di bangkitkan dengan 2 cara yaitu Dengan magnet permanen Dengan magnet remanen

Generator DC dengan magnet permanen sering juga di sebut magneto dynamo, karena memiliki banyak kekurangan maka generator dengan magnet permanen sudah jarang digunakan. Sedangkan generator DC menggunakan magnet remanen

menggunakan medan magnet listrik atau sering disebut elektro magnet, penggunaan elektro magnet sekarang ini banyak di gunakan karena mempunyai beberapa kelebihan yaitu Medan magnet yang di bangkitkan dapat di atur sesuai dengan kebutuhan Pada generator DC berlaku hubungan Sebagai berikut :


9

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) Sehingga besarnya medan magnet yang di bangkitkan dapat di ketahui melalui persamaan :

=Dimana : = Tegangan yang di bangkitkan dalam volt = fluks / kutub dalam Maxwell P = Banyaknya kutub. N = kecepatan putaran jangkar / menit Z = Jumlah penghantar jangkar = Jumlah hubungan parallel dalam jangkar E. Jenis jenis Generator DC Generator arus searah (DC) adalah mesin yang mampu membangkitkan tegangan dan arus searah (DC) dimana inputnya adalah energi mekanis dari putaran penggerak mula (prime mover). Proses konversi didalam mesinnya sendiri sebenarnya tegangan dan arus bolak-balik (lihat gambar 10), akan tetapi sebelum ditransmisikan ke output harus melewati sistim penyearahan (komutasi) yang merubah menjadi tegangan dan arus yang searah. Berdasarkan penguatan medannya maka generator DC terbagi menjadi : 1. Generator Penguat Terpisah (separately exited generator) 2. Generator Penguat Shunt (shunt exited generator) 3. Generator Penguat Seri (series exited generator) 4. Generator Penguat Majemuk Pendek (Short Compound exited generator) 5. Generator Penguat Majemuk Panjang (Long Compound exited generator)


10


Generator kompon sering juga dibagi : 1. Generator Generator) 2. Generator Generator) Majemuk Differensial (Differently Compound Majemuk Komulatif (Cumulatiely Compound


11

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan Adapun kesimpulan dari makalah ini adalah : 1. Generator arus searah (DC) adalah mesin yang mampu membangkitkan tegangan dan arus searah (DC) dimana inputnya adalah energi mekanis dari putaran penggerak mula (prime mover). 2. Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum

Faraday : e = - N df/ dt3. Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanent dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor. 4. Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan porosrotor. 5. Berdasarkan penguatan medannya maka generator DC terbagi menjadi : Generator Penguat Terpisah (separately exited generator) Generator Penguat Shunt (shunt exited generator) Generator Penguat Seri (series exited generator) Generator Penguat Majemuk Pendek (Short Compound exited generator) Generator Penguat Majemuk Panjang (Long Compound exited generator) Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) 12

Mesin Listrik I Generator Arus Searah ( DC ) B. Penutup Demikian yang dapat penyusun sampaikan mengenai dasar-dasar generator arus searah ( DC ). Semoga makalah ini bermanfaat dan apabila ada kekurangan penyusun mohon maaf yang sebesar - besarnya. Akhir kata, penyusun mengucapkan terima kasih kepada para pembaca yang budiman.


13


DAFTAR PUSTAKA

Theraja B.L. A Text Book of Electrical Technology, Dhampat Rai & Son , New Delhi, 1984.

Usman Effendi, Direct Current Machines, PPPG Teknologi, Bandung, 1995

Jenneson J.R. Electrical principles for the Electrical Trades, 3rd edition, McGraw Hill, Sidney, 1990.

http://ahmad239haryanto.wordpress.com/2008/08/01/generator-dc-arussearah/http://pksm.mercubuana.ac.id/new/elearning/files_modul/13020-6405268025079.pdf Di sunting pada tanggal 15 Februari 2010 pukul 09:27 WIB

http://paijo1965.wordpress.com/2007/02/13/penghubung-mesin-dengangenerator/ Di sunting pada tanggal 15 Februari 2010 pukul 10:02 WIB

http://id.answers.yahoo.com/question/index?qid=20080529050532AAsY8vB Di sunting pada tanggal 15 Februari 2010 pukul 10:32 WIB


14

generator dc

Documents