Generator DC - Binus Repository

Mesin Arus Searah
Pertemuan 10
1
Suatu mesin listrik, generator atau motor, akan berfungsi
bila memiliki :
– kumparan medan yang berfungsi menghasilkan medan magnet
– kumparan jangkar yang berfungsi mengibaskan ggl pada
konduktor-konduktor yang terletak pada alur-alur jangkara, dan
– celah udara yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam
medan magnet.
Motor DC
Pada mesin arus searah kumparan medan yang
berbentuk kutub sepatu merupakan stator dan kumparan
jangkar merupakan rotor. Bila kumparan jangkar
berputar dalam medan magnet membangkitkan
tegangan (ggl) yang berubah-ubah arah setiap setengah
putaran sehingga merupakan tegangan bolak-balik e(t) =
Emaks sin t yang dapat diperlihatkan seperti pada Ga .
Untuk memperoleh tegangan searah diperlukan alat
penyearah yang disebut komutator dan sikat.
2
• Rumus Dasar
Berdasarkan teori elektromagnetik dapat diturunkan tiga
rumus dasar untuk mesin arus searah yaitu tegangan
induksi, kecepatan dan kopel elektromagnetik.
Ea menyatakan tegangan ggl, C menyatakan konstanta,
p menyatakan jumlah kutub, a menyatakan jalur paralel
konduktor jangkar dan Z menyatakan jumlah konduktor
jangkar
Tegangan Induksi
E a  Cn
Di mana
p Z
C x
a 60
3
Kecepatan
Pengaturan kecepatan
mengubah Ea dan .
dapat
dilakukan
dengan
dapat
dilakukan
dengan
Ea
n
C
Kopel Elektromagnetik
Pengaturan kecepatan
mengubah Ea dan .
T= CIa
4
• Generator DC
Tegangan dc yang dipasangkan pada kumparan medan yang
mempunyai tahanan Rf yang menghasilkan arus If dan
menimbulkan fluks pada kedua kutub. Tegangan induksi akan
dibangkitkan pada generator. Jika generator dihubungkan
dengan beban dan Ra adalah tahanan generator.
Generator Berpenguatan Bebas
+ Vf
Vt = If Rf
Rf
Ea
Beban
Ea = Ia Ra+ Vt
5
• Generator Berpenguatan sendiri
Generator searah seri
Rf
Ea
Vt
Beban
Vt = Ia Ra
Ea = Ia( Ra + Rf) + Vt
6
Generator shunt
Vt = If Rf
Rf
Ea
Vt
Beban
Ea = Ia Ra+ Vt
Generator kompon panjang
Rf1
Ia = If1 = IL + If2
Ea
Rf2
Beban
Ea = Vt + Ia (Ra+ Rt1)
7
Generator kompon pendek
Rf1
Ea
Rf2
Beban
Ia = If1+ If2 = IL + If2
Ea = Vt + If Rf1 + IaRa
8
• Pengaturan kecepatan
Pengaturan kecepatan merupakan fungsi dari peubah ,
Ra atau Vt.
Pengaturan kecepatan dengan mengatur medan shunt
()
Fluks dalam kumparan medan dapat diatur dengan
mengatur arus medan If. Perubahan fluks menyebabkan
terjadi perubahan putaran rotor. Perubahan If dapat
diatur dengan mengatur besar tahanan variabel yang
dipasang secara seri dengan kumparan medan. Motor
yang diatur dengan cara memberikan tahanan seri
terhadap kumparan medan disebut motor shunt atau
motor kompon.
9
Pengaturan kecepatan dengan mengatur medan shunt
Ea
If
Pengaturan kecepatan dengan mengatur tahanan Ra
Ea
If
10
Pengaturan kecepatan dengan mengatur tegangan
G
M
11
Pengereman
Ada tiga jenis pengereman motor atau penghentian
motor , yaitu pengereman dinamik, pengereman
regeneratif dan pengereman mendadak.
Pengereman Dinamik
Pada pengereman dinamik, penghentian motor dapat
terjadi jika tegangan terminal Vt dihilangkan dan diganti
dengan tahanan R1 Setelah dihubungkan dengan R1
terjadi pengaliran energi ke R1 yang menyebabkan
kecepatan motor menjadi turun.
12
• Pengereman dinamik
Rf
Ea
• Pengereman Regeneratif
Pada pengereman regeneratif , energi yang tersimpan
pada putaran dikembalikan kepada sistem jala-jala.
Cara ini biasa dipakai pada kereta api listrik.Ketika
kereta api berjalan menurun, kecepatan motor laju
sekali, karena Ea >Vt, yang mengakibatkan daya
dikembalikan kepada sistem jala-jala untuk keperluan
lain. Pada saat daya dikembalikan ke jala-jala,
kecepatan menurun dan proses pengereman
berlangsung seperti pada pengereman dinamik.
13
• Pengereman Mendadak
Pengereman mendadak adalah pengereman suatu
motor dalam waktu yang sangat singkat dan tibatiba, yaitu dengan cara membalik polaritas motor.
Tahanan R2 disisipkan antara titik X dan Y.
Ea
x
y
R2
14