1. Definisi Generator DC
Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian lilitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar, jenis- jenis Generator DC yaitu :
1. Generator penguat terpisah
2. Generator shunt
3. Generator kompon
Gambar 1.1 Generator DC
2. Bagian-Bagian Generator DC
Gambar 2.1 Bagian-bagian generator dc
Generator terdiri dari 2 bagian, yaitu :
A. Bagian Stator :
Rangka generator atau Motor
Inti kutub magnet dan Lilitan Penguat Magnet
Sikat Komutator
B. Bagian Rotor :
Komutator
Jangkar
Lilitan Jangkar
Rangka generator atau Motor
Fungsi utama dari rangka mesin adalah sebagai bagian dari tempat mengalirnya fluks magnet. Karena itu rangka mesin dibuat dari bahan ferromagnetik. Seiain itu rangkapun befungsi untuk meletakkan alat-alat tertentu dan melindungi bagian-bagian mesin lainnya.
Mesin-mesin yang kecil rangkanya dibuat dari besi tuang, sedangkan mesinmesin yang besar rangkanya dibuat dari plat campuran baja yang berbentuk silinder.
Inti Kutub Magnet dan Lilitan Penguat Magnet
Fluks magnet yang terdapat pada mesin listrik dihasilkan oleh kutub-kutub magnet. Kutub magnet diberi lilitan penguat magnet yang berfungsi untuk tempat aliran arus listrik supaya terjadi proses elektromagnetis.
Pada dasarnya kutub magnit terdiri dari dua bagian pokok, yaitu inti kutub
magnet dan sepatu kutub magnet. Karena kutub magnet berfungsi menghasilkan fluks magnet, maka kutub magnet dibuat dari bahan ferromagnetik, misalnya campuran baja-silikon.
Sikat Komutator
Fungsi utama sikat adalah sebagai penghubung untuk aliran arus dari lilitan
jangkar ke terminal luar (generator) atau dari terminal luar ke lilitan jangkar (Motor). Karena itu sikat sikat dibuat dari bahan konduktor. Disamping itu sikat juga berfungsi untuk terjadinya komutasi, bersama-sama dengan komutator, bahan sikat harus lebih lunak dari bahan komutator.
Supaya hubungan/kontak antara sikatsikat yang diam dengan komutator yang berputar dapat sebaik mungkin, maka sikat memerlukan alat pemegang dan penekan berupa per/pegas yang dapat diatur.
Memilih bahan yang digunakan untuk suatu sikat, perlu memperhatikan :
Putaran mesin;
Kerapatan arus yang melalui sikat;
Tekanan sikat terhadap komutator.
Komutator
Komutator berfungsi sebagai alat penyearah mekanik, yang bersama-lama dengan sikat membentuk suatu kerjasama yang disebut komutasi. Supaya menghasilkan penyearah yang lebih baik, maka komutator yang digunakan
jumlahnya banyak. Karena itu tiap belahan/segmen komutator tidak lagi
merupakan bentuk sebagian selinder, tetapi sudah berbentuk lempeng-lempeng.
Diantara setiap lempeng/segmen komutator terdapat bahan isolator. Isolator yang digunakan menentukan kelas dari mesin berdasarkan kemampuan
Jangkar
Jangkar yang umum digunakan dalam mesin arus searah adalah yang
berbentuk silinder, yang diberi alur pada bagian permukaannya untuk melilitkan kumparan-kumparan tempat terbentuknya GGL imbas.
Jangkar dibuat dari bahan yang kuat yang mempunyai sifat ferromagnetik
dengan permeabilitas yang cukup besar, dengan maksud agar kumparan lilitan jangkar terletak dalam daerah yang imbas magnetnya besar sehingga ggl yang terbentuk dapat bertambah besar.
(1)
(2)
(3)
Gambar 3.1 Prinsip kerja generator dc
Gambar di atas adalah skema sederhana proses kerja generator DC. Kawat angker ABCD dapat berputar dengan sumbu a-b, dan berada di tengah-tengah medan magnet N-S. Kawat angker sedang dalam kondisi diputar oleh sumber dari luar, dengan arah yang searah putaran jarum jam sesuai pada gambar. Putaran ini memberikan gaya torsi dengan arah yang selalu tegak lurus dengan kawat angker.
Kawat angker berada dalam posisi horisontal pada gambar (1). Kawat A-B mengalami gaya torsi yang mengarah ke bawah (sesuai arah putaran angker). Dengan menggunakan kaidah tangan kanan Fleming, kita akan dengan mudah menentukan arah arus listrik yang terbangkitkan adalah dari titik A ke B. Demikian pula dengan kawat C-D, melalui cara yang sama akan dengan mudah kita tentukan arah arus listrik yang terbangkitkan adalah dari C ke D.
Pada gambar (2) arah torsi yang terjadi pada kawat A-B adalah mendatar ke arah kiri, sedangkan untuk kawat C-D arah torsi adalah mendatar ke kanan. Karena vektor torsi ini sejajar dengan garis gaya magnet dan tidak terjadi pemotongan garis gaya magnet, maka pada posisi ini tidak akan timbul gaya gerak listrik.
Pada gambar (3) kawat angker kembali berposisi horisontal. Pada kondisi ini kembali dengan mudah kita dapat menentukan arah arus listrik yang teebangkitkan. Untuk kawat A-B arus listrik akan mengarah dari B ke A, sedangkan pada kawat C-D arus listrik akan mengarah dari D-C.
Grafik di atas menunjukkan besar voltase gaya gerak listrik yang dibangkitkan oleh sebuah generator dengan satu lilitan kawat angker pada beberapa posisi lilitan. Terlihat bahwa grafik berbentuk setengah gelombang yang selalu berulang secara periodik. Nilai voltase pada setiap waktu adalah positif, hal ini dikarenakan arus yang dibangkitkan oleh generator DC yang selalu searah.
Pada aplikasinya, generator DC selalu menggunakan lebih dari satu lilitan kawat angker. Penggunaan banyak lilitan ini akan menghasilkan voltase yang semakin stabil di setiap waktu. Celah yang ada di tiap tengah-tengah gelombang voltase akan semakin tertutup. Semakin banyak jumlah lilitan, akan semakin tertutupi celah-celah tersebut. Gambar berikut adalah generator dengan empat lilitan, tampak grafik voltasenya menjadi semakin rata dan stabil.
Saat ini generator sangat berarti bagi masyarakat, baik dibidang industri maupun Pribadi, Untuk Industri contohnya Generator yang dipakai pada pusat listrik tenaga uap biasanya berjenis medan putus dan merupakan sistem udara tertutup. Berbeda dengan Generator pusat listrik tenaga air,yang menggunakan sistem udara terbuka, dimana ketika air yang dibendung didalam waduk dilepaskan ke jalur yang didalamnya ada turbin yang terhubung ke poros generator, sehingga menyebabkan generator tersebut berputar. manfaat generator disini ialah putarannya yang menghasilkan listrik.
Pemanfaatan generator untuk sumberdaya listrik merupakan pilihan utama dalam penggunaan generator, karena listrik merupakan kebutuhan yang penting bagi masyarakat. Pada tiap – tiap pembangkit listrik tentunya menggunakan generator sebagai pengubah daya dari mekanis ke listrik.
Generator juga bermanfaat untuk mendapatkan tenaga utama bagi pabrik – pabrik yang bergerak di dunia industri, seperti pada pabrik semen, tekstil, perbengkelan, dan sebagainya. Jadi pada intinya manfaat generator sangat berarti bagi masyarakat terlebih jika generator tersebut menghasilkan listrik.
5. Efisiensi Generator DC
Pada mesin dc (generator dan motor), ada tiga jenis efisiensi yang diperhitungkan, antara lain:
Daftar Pustaka
Daftar Pustaka
- http://dunia-listrik.blogspot.co.id/2009/01/generator-dc.html
- http://listrikonlen.blogspot.co.id/2012/04/konstruksi-motor-arus-searah-dc.html
- http://artikel-teknologi.com/prinsip-kerja-generator-dc/
- http://karya-ilmiah.com/prinsip-dan-manfaat-generator-listrik-dalam-kehidupan-sehari-hari/
- http://repository.usu.ac.id/bitstream/123456789/19982/3/Chapter%20II.pdf
