MAKALAH IMPLE…

 

MAKALAH IMPLEMENTASI GENERATOR

“ GENERATOR DC”

 

                                                 Image  

                       

 

 

Nama Kelompok    : 1. Mardi Prabowo (14410197)

                               2. Jongky Ohoiulun (13410783)

Kelas                    :  2IB01

Jurusan                 :  Teknik Elektro

 

                                               

                       

 

 

TUGAS DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK

TEKNIK ELEKTRO

2012

 

 

BAB I

1.1   Latar belakang

 Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Secara umum generator DC tidak berbeda dengan motor DC kecuali pada arah aliran daya. Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator arus searah DC dapat dikelompokkan menjadi dua yaitu generator berpenguatan bebas dan generator berpenguatan sendiri.

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.

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 danterminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.

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.

 

1.2   Tujuan penulisan

Tujuan dari penulisan makalah ini adalah untuk memberikan penjelasan tentang  karakteristik serta menggambarkan keseleruhan mengenai dasar-dasar yang berhubungan dengan generator DC.Dalam penjelasan tujuan tersebut dapat dijabarkan,diantaranya :

  • Mengambarkan blok diagram secara keseluruhan.
  • Menceritakan masing-masing komponen dari setiap blok.
  • Prinsip kerja masing-masing dari tiap blok ,dan
  • Menggambarkan rangkaian schematic dari generator DC.

 

 

 

1.3  Batasan masalah

Untuk  membatasi materi yang akan dibahas pada makalah ini, maka perlu membuat batasan cakupan masalah yang akan dibahas.Hal ini dibuat supaya isi dan pembahasan dari makalah ini menjadi lebih terarah dan dapat mencapai hasil yang diharapkan.Adapun batasan masalah pada penulisan makalah ini adalah :

  • Memberikan fakta yang tepat dalam penggunaan implementasi generator DC di lapangan atau di kehidupan sehari-hari.
  • Memeberikan gambaran mengenai dasar-dasar yang erat hubungannya dengan generator DC.

 

 

 

 

BAB II

 

2.1  Blog diagram generator DC

 Image

 

Sistem generator DC menggunakan generator dengan kumparan medan diam dan kumparan armatur berputar. Medan magnet dibangkitkan oleh dua kutup/sepatu kumparan medan. Kumparan medan dihubungkan pararel, shunt, dengan kumparan armatur dan seri dengan regulator tegangan.Kawat kumparan pada armatur berputar memotong medan magnet. Pembangkitan tegangan bolak balik pada armatur disearahkan oleh komutator dan dialirkan kerangkaian luar melewati sikat arang yang menempel selalu pada komutator.Regulasi tegangan dilakukan dengan mengontrol arus kumparan medan.Pembatasan arus disesuaikan untuk membatasi arus maksimum yang keluar dari armatur. Cut-out relay digunakan untuk memutuskan hubungan baterai dengangenerator sewaktu mesin berputar rendah atau tegangan generator lebih rendah dari tegangan baterai.

2.2       Kontruksi generator DC  dan  komponen-komponennya

 Image

Generator DC dikonstruksi sama seperti motor starter dengan pengecualian pada kawat kumparan armatur dan kumparan medan menggunakan kawat yang lebih kecil yang dikonstruksi untuk mengeluarkan arus yang konstan ke rangkaian luar.Kawat kumparan pada armatur berputar memotong medan magnet. Pembangkitan tegangan bolak balik pada armatur disearahkan oleh komutator dan dialirkan kerangkaian luar melewati sikat arang yang menempel selalu pada komutator.Regulasi tegangan dilakukan dengan mengontrol arus kumparan medan.Pembatasan arus disesuaikan untuk membatasi arus maksimum yang keluar dari armatur. Cut-out relay digunakan untuk memutuskan hubungan baterai dengan generator sewaktu mesin berputar rendah atau tegangan generator lebih rendah dari tegangan baterai.

 

 

Adapun komponen-komponen yang terdapat dalam  generator DC,yang diantaranya adalah :

  1. 1.              Rumah kumparan

Rumah kumparan medan/generator yang disebut juga yoke atau carcass. Dibuat  daribaja yang dibentuk silinder dan disambung dengan las. Sepatu-sepatu kutup dankumparan medan dipasang pada rumah yang mana pembangkitan medan magnet terjadi pada sepatu-sepatu kutup tersebut.

 

  1. 2.      Piringan tutup

Piringan tutup pada ujung-ujung rumah sebagai dudukan bantalan-bantalan sebagai tempat berputarnya armatur. Bantalan yang terpasang pada plat penutup untuk menahan beban torsi dari sabuk penggerak. Tutup bagian belakang mempunyai lubang pelumasan untuk memasukan oli pelumas. Sikat arang dipasang pada tutup bagian belakang.

  1. 3.      Pul kumparan medan / sepetu-sepatu kutub

Pul kumparan medan yang biasa disebut sepatu-sepatu kutup dikonstruksi dari besituang. Pada bagian dalam dibentuk cekung untuk menyesuaikan bentuk kontur bulat dari armatur dan mengurangi haambatan magnetik dari jarak udara. Ujung-ujungnya diperpanjang sebagai dudukan kumparan medan. Kutup-kutup magnet dipasangkan dengan baut pada rumah generator.

  1. 4.      Kumparan medan

Kumparan medan digulung dengan kawat yang berukuran kecil; dengan tahananr elatif besar. Kumparan medan digulung dengan bentuk yang sesuai, diisolasi dan dibentuk yang sesuai dengan kontur rumah dan digulung pada kutup-kutup magnet.

 

  1. 5.      Armatur/Anker

Armatur/Anker dinamo dikonstruksi dari plat-plat yang disusun berlapis-lapis yang disatukan dalam satu poros dan mempunyai alur-alur sebagai tempat kumparan. Kumparan dapat digulung langsung pada alur-alur membentuk gulungan/kumparan armatur/anker.

  1. 6.      Komutator

Komutator terdiri dari segmen-segmen dari tembaga, dibentuk irisan memanjang searah dengan poros, masing-masing diisolasi satu dengan yang lainnya dan dengan poros diisolasi oleh mika atau phenolic resin. Komutator dipres pada poros anker. Kumparan anker dihubungkan ke komutator untuk membentuk hubungan/rangkaian kontinyu.Komutator berfungsi untuk menyearahkan arus induksi bolak-balik dalam kumparan anker menjadi arus searah untuk digunakan ke beban kelistrikan kendaraan.

  1. 7.      Rumah sikat dan arang sikat

Sikat arang digunakan untuk menghubungkan hubungan antara armatur/anker dengan rangkaian luar. Sikat arang dapat bergesek dengan baik dengan komutator dengan bantuan pegas dan rumah sikat. Hubungan antara sikat-sikat arang dan rangkaian luar adalah dengan kabel tembaga fleksibel.

  1. 8.      Kipas pendingin

Kipas pendingin terletak di bagian depan dan menyatu dengan puli penggerak mengalirkan udara pendingin ke dalam generator.

 

2.3  Prinsip kerja dari masing-masing blok

Pada blok diagram generator DC terdapat masing-masing blok yang memiliki prinsip kerja yang berbeda.Dari setiap blok tersebut dapat diuraikan prinsip kerjanya sebagai berikut :

1)      Regulator tegangan

Regulator tegangan mempunyai kumparan shunt dihubungkan ke tegangan keluaran generator. Pada anker, untuk kontak-kontak yang diseri dengan kumparan medan saling menempel, sangat dipengaruhi oleh medan magnet yang dibangkitkan oleh kumparan shunt. Kontak-kontak terhubung oleh tarikan pegas dan dibuka olehmedan magnet. Untuk memperpanjang umur kontak-kontak sebuah tahanan (tidakterlihat) dapat dihububungkan paralel untuk menekan pembentukan bunga api padakontak.

Ketika kontak menutup penuh arus medan mengalir maksimum dan tegangan keluaran generator adalah maksimum. Ketika kontak membuka arus medan diperkecil oleh tahanan kumparan medan dan tegangan keluaran turun. Frekwensi membuka dan menutup kontak diatur oleh celah udara antara kumparan regulator dan lengan kontak gerak, dan kekerasan dari pegas pengembali. Tegangan keluaran ditentukan frekwensi membuka dan meutup kontak.

      Image

Gambar 3.Tiga unit regulator tegangan generator DC

Dalam regulator kontak ganda kontak atas menyediakan arus medan maksimum.Ketika kontak atas membuka dan kontak bawah tidak berhubungan dengan kontakgerak arus medan diturunkan oleh tahanan yang sangat kecil. Kontak bawah berhubungan dengan kontak gerak arus medan diperkecil oleh kumparan medan dihubung singkat.Frekwensi kerja dikontrol oleh penyetelan celah kontak, celah udara dan kekencangan pegas pengembali yang juga akan mengatur besar tegangan keluaran.

1)      Pemutus tegangan (cut-out)

Pemutus tegangan biasanya ada pada generator DC untuk mencegah mengalirnya arus dari baterai ke generator ketika mesin mati dan ketika tegangan keluaran generator masih lebih rendah dari tegangan baterai.Pemutus arus mempunyai dua kumparan pada satu inti kumparan dan kontak menutup karena pengaruh medan magnet yang dibangkitkan pada inti.Kumparan pertama adal;ah kumparan tegangan, dihubung secara shunt dengan keluaran generator. Ketika tegangan sudah besar dan arus mengalir pada kumparanakan mebangkitkan medan magnet pada inti yang kuat menarik kontak gerak hingga menutup dan generator terhubung dengan beban dan baterai.Kumparan kedua, kumparan arus, dihubungkan dalam seri dengan keluaran generator. Arus mengalir dari generator ke beban kelistrikan kendaraan dan baterai sehingga medan magnet bertambah kuat menahan kontak-kontak tetap terhubung.Ketika arus dari baterai mengalir ke generator saat tegangan generator lebih rendah dari tegangan baterai, akan membentuk medan magnet yang kebalikan kutup-kutupnya sehingga kontak gerak membuka hubungan generator dengan baterai.

2)      Regulator arus

Regulasi arus adalah hal yang penting dalam sebuah generator ketika mengalirkan arus ke beban. Generator DC harus dilengkapi dengan regulasi arus sebaliknya jika tidak dilengkapi anker akan rusak.Regulator arus mempunyai sebuah kumparan dihubung seri dengan keluaran dari anker dan kontak gerak regulator dihubung seri dengan kumparan medan. Kontak regulator disusun yang dapat membuka hubungan jiak arus yang mengalir dalam kumparan seri melebihi arus maksimum yang dijinkan pada generator. Apabila kontak gerak membuka rangkaian kumparan medan diputuskan dan arus medan turun yang menyebabkan tegangan dan arus keluaran turun.

2.4  Rangkaian skematik generator DC

            Image                         

Generator DC penguatan seri adalah generator yang lilitan medannya terhubung seri dengan kumparan jangkarnya.

 

          Image

          Vout = Eg – IaRa – IfRs ……  , Ia = If = IL …….

Dimana:

Eg = Tegangan induksi yang dihasilkan pada jangkar

Vout = Tegangan terminal generator

Ia = Arus jangkar

If = Arus medan seri

IL = Arus beban

Ra = Resistansi kumparan jangkar

Rs = Resistansi kumparan medan

 

 

 

2.5  Fakta penggunaan implementasi generator DC di lapangan

Sistim pengisian batterai pada  mesin kendaraan Mitshubishi Lancer 4.

 Pada suatu kendaraan (mobil) sumber tenaga yang berupa arus listrik diperoleh dari baterai di mana kapasitas baterai sendiri sangatlah terbatas, bila pada mobil hanya mengandalkan baterai saja sebagai sumber listrik, akibatnya hanya dalam beberapa jam saja arus baterai akan habis. Untuk itu pada mobil dilengkapi dengan generator sebagai pembangkit tenaga listrik, adapun generator yang dipasang yaitu generator DC yang menghasilkan arus DC.

Sistim kelistrikan pada mobil diantaranya sistim stater untuk menghidupkan mesin, sistim pengapian, sistim penerangan, sistim pengisian, dan perlengkapan listrik lainnya. Menurut Daryanto (1999 : 334) sistim pengisian akan mengisi baterai selama kendaraan berjalan atau mesin berputar supaya baterai terisi penuh untuk memberikan arus yang cukup pada bagian-bagian kelistrikan selama mesin berkerja

Baterai hanya dapat diisi oleh arus DC, untuk merubah arus AC menjadi DC digunakan rectifie atau dioda yang biasanya dipasang pada bagian dalam alternator. Mengingat kegunaan dari baterai yang beraneka ragam tersebut tentu akan menyebabkan turunya kemampuan atau tegangan baterai. Hal ini akan mempengaruhi kinerja sistim kelistrikan yang ada pada kendaraan. Oleh karena itu setiap kendaraan harus mempunyai sistim pengisian yang baik agar baterai selalu dalam kondisi terisi penuh.

 

 

 

 

 

 

 

DAFTAR PUSTAKA

 

Leave a Reply

Fill in your details below or click an icon to log in:

WordPress.com Logo

You are commenting using your WordPress.com account. Log Out / Change )

Twitter picture

You are commenting using your Twitter account. Log Out / Change )

Facebook photo

You are commenting using your Facebook account. Log Out / Change )

Google+ photo

You are commenting using your Google+ account. Log Out / Change )

Connecting to %s