50-006-13 CARA KERJA SISTEM PENGISIAN, ALTERNATOR DAN
advertisement
BAHAN PELATIHAN NASIONAL OTOMOTIF PERBAIKAN KENDARAAN RINGAN ELECTRICAL CARA KERJA SISTEM PENGISIAN, ALTERNATOR DAN REGULATOR 50 – 006 – 13 BUKU INFORMASI RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Daftar Isi Electrical Halaman Bagian - 1 2 Pendahuluan 2 Definisi Pelatih, Peserta Pelatihan dan Pelatihan 2 Disain Modul 2 Isi Modul 3 Pelaksanaan Modul 3 Definisi istilah-istilah yang digunakan dalam Standar Kompetensi 4 Hasil Pelatihan 5 Pengenalan 6 Prasyarat 6 Pengakuan Kompetensi Tertentu (RCC) 6 Keselamatan Kerja 7 Bagian - 2 8 Prosedur Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 8 Kegunaan dari Sistem Pengisian 8 Sistem Generator DC 9 Sistem Alternator 14 Macam-macam Alternator 26 Referensi 30 Standar National Kompetensi OPKR 50-006B Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 1/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Bagian - 1 Pendahuluan Modul ini terdiri dari tiga buku petunjuk yaitu Buku Informasi, Buku Kerja dan Buku Penilaian. Ketiga buku tersebut saling berhubungan dan menjadi referensi Modul Pelatihan. Berikut ini adalah Buku Informasi. Modul Pelatihan ini menggunakan Pelatihan Berbasis Kompetensi sebagai pendekatan untuk mendapatkan keterampilan yang sesuai di tempat kerja. Pelatihan Berbasis Kompetensi memfokuskan pada keterampilan seseorang yang harus dimiliki di tempat kerja. Fokusnya adalah pada pencapaian keterampilan dan bukan berapa lama waktu yang dibutuhkan untuk mengikuti pelatihan. Modul Pelatihan ini disusun berdasarkan pada Standar Kompetensi. Standar Kompetensi adalah pernyataan pengetahuan, keterampilan dan sikap yang diakui secara nasional yang diperlukan untuk penanganan perbaikan dibidang otomotif. Modul Pelatihan ini digunakan sebagai Kriteria Penilaian terhadap Standar Kompetensi Nasional OPKR-50-006B. Definisi Pelatih, Peserta Pelatihan dan Pelatihan Pada modul Pelatihan ini, seseorang yang menyampaikan materi pelatihan lebih dikenal sebagai Pelatih. Di sekolah-sekolah, institusi-institusi dan pusat-pusat pelatihan, orang tersebut lebih dikenal dengan sebutan guru, instruktur, pembimbing atau sebutan lainnya. Berkaitan dengan keterangan di atas, seseorang yang berusaha mencapai kemampuan disebut sebagai Peserta Pelatihan. Pada sekolah-sekolah, institusiinstitusi dan pusat-pusat pelatihan, orang tersebut lebih dikenal dengan sebutan siswa, murid, pelajar, peserta, atau sebutan lainnya. Pelatihan adalah proses pengajaran yang berlangsung di sekolah, institusi ataupun Balai Latihan Kerja. Disain Modul Modul ini didisain untuk dapat digunakan pada Pelatihan Klasikal dan Pelatihan Individual/mandiri: Pelatihan Klasikal adalah pelatihan yang disampaikan oleh seorang pelatih. Pelatihan Individual/mandiri adalah pelatihan yang dilaksanakan oleh peserta dengan menambahkan unsur-unsur/sumber-sumber yang diperlukan dengan bantuan dari pelatih. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 2/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Isi Modul Buku Informasi Buku Informasi ini adalah sumber untuk pelatih dan peserta pelatihan yang berisi : informasi yang dibutuhkan oleh peserta pelatihan sebelum melaksanakan praktek kerja. Buku Kerja Buku Kerja ini harus digunakan oleh peserta pelatihan untuk mencatat setiap pertanyaan dan kegiatan praktek baik dalam Pelatihan Klasikal maupun Pelatihan Individual/mandiri. Buku ini diberikan kepada peserta pelatihan dan berisi: kegiatan-kegiatan akan membantu peserta pelatihan untuk mempelajari dan memahami informasi kegiatan pemeriksaan yang digunakan untuk memonitor pencapaian keterampilan peserta pelatihan. kegiatan penilaian untuk menilai pengetahuan peserta pelatihan kegiatan penilaian untuk menilai kemampuan peserta pelatihan dalam melaksanakan praktek kerja. Buku Penilaian Buku Penilaian ini digunakan oleh pelatih untuk menilai jawaban dan tanggapan peserta pelatihan pada Buku Kerja dan berisi : kegiatan-kegiatan yang dilakukan oleh peserta pelatihan sebagai pernyataan keterampilan metode-metode yang disarankan dalam proses penilaian keterampilan peserta pelatihan sumber-sumber yang dapat digunakan oleh peserta pelatihan untuk mencapai keterampilan semua jawaban pada setiap pertanyaan yang diisikan pada Buku Kerja petunjuk bagi pelatih untuk menilai setiap kegiatan praktek catatan pencapaian keterampilan peserta pelatihan. Pelaksanaan modul Pada Pelatihan Klasikal, pelatih akan : menyediakan Buku Informasi yang dapat digunakan peserta pelatihan sebagai sumber pelatihan menyediakan salinan Buku Kerja kepada setiap peserta pelatihan menggunakan Buku Informasi sebagai sumber utama dalam penyelenggaraan pelatihan memastikan setiap peserta pelatihan memberikan jawaban/tanggapan dan menuliskan hasil tugas prakteknya pada Buku Kerja menggunakan Buku Penilaian untuk menilai jawaban/tanggapan dan hasil-hasil peserta pelatihan pada Buku Kerja. Pada Pelatihan Individual/mandiri, peserta pelatihan akan : menggunakan Buku Informasi sebagai sumber utama pelatihan menyelesaikan setiap kegiatan yang terdapat pada Buku Kerja Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 3/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical memberikan jawaban pada Buku Kerja mengisikan hasil tugas praktek pada Buku Kerja memiliki tanggapan-tanggapan dan hasil penilaian oleh Pelatih. Definisi Istilah-istilah yang digunakan dalam Standar Kompetensi Prasyarat Kompetensi yang dibutuhkan sebelum memulai suatu kompetensi tertentu. Elemen-elemen Kompetensi Tugas-tugas yang harus dilakukan untuk mencapai suatu keterampilan. Kriteria Unjuk Kerja Kegiatan-kegiatan yang harus dilakukan untuk menunjukkan keterampilan pada setiap elemen. Rentang Variabel Ruang lingkup materi dan persyaratan yang memenuhi kriteria unjuk kerja yang ditetapkan. Petunjuk Penilaian Merupakan petunjuk bagaimana peserta pelatihan dinilai berdasarkan kriteria unjuk kerja. Konteks Merupakan penjelasan tentang dari mana, bagaimana dan metode penilaian apa yang seharusnya digunakan. Aspek-aspek yang diperlukan Menentukan kegiatan inti yang harus dinilai. Persyaratan Level Literasi dan Numerasi Persyaratan Modul Literasi Level 1 dan Numerasi Level 1 Level Literasi 1 Kemampuan untuk membaca, memahami dan menghasilkan teks dasar. 2 Kemampuan untuk memahami hubungan yang kompleks pada teks dan memahami informasi lisan dan tulisan yang diberikan. 3 Kemampuan untuk menulis, menganalisa kritik dan mengevaluasi teks. Level 1 2 3 Numerasi Kemampuan untuk menggunakan simbul-simbul dasar, diagram, istilah secara matematik dan dapat memahami konteks serta dapat mengkomunikasikan secara matematik. Kemampuan untuk menguji, memahami dan menggunakan konsep matematik yang kompleks pada batasan konteks. Kemampuan untuk menganalisa kritik, mengevaluasi dan menggunakan simbol-simbol matematik, diagram, chart dan teori-teori yang kompleks. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 4/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Hasil Pelatihan 1. Menjelaskan kegunaan dan prinsip kerja dari sistem pengisian dalaam otomotip termasuk di dalamnya generator dan alternator: Menerangkan kegunaan sistem pengisian Mengidentifikasi komponen-komponen dari sistem pengisian dan menerangkan kegunaannya. Menerangkan macam-macam sistem pengisian Menjelaskan unsur-unsur yang mempengaruhi arus output alternator dan generator dan tegangan sistem pengisian 2. Menjelaskan cara kerja alternator tiga phase Menggambarkan konstruksi dari alternator Mengidentifikas komponen-komponen dari alternator dan menerangkan kegunaannya Menjelaskan bagaimana alternator mengahasilkan dan menyearahkan tegangan bolak balik tiga phase Menerangkan kegunaan darirangkaian aus mnedan mula, arus medan dan arus utama Menjelaskan cara kerja dari sistem lampu kontrol pengisian Menggambarkan rangkaian dalam alternator dan rangkaian arus medan mula, arus medan dan arus utama 3. Menjelaskan cara kerja regulator tegangan alternator: Menggambarkan konstruksi dari regulator tegangan Menjelaskan bagaimana regulator tegangan meregulasi tegangan alternator Menjelaskan bagaimana regulator tegangan mengontrol output alternator Menggambarkan rangkaian diagram regulator tegangan dan menjelaskan cara kerjanya 4. Menggambarkan cara kerja dan karakteristik dari macam-macam sistem pengisian Menggambarkan cara kerja dan karakteristik dari alternator tanpa sikat Menggambarkan cara kerja dan karakteristik dari sistem pengisian mesin kecil Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 5/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Pengenalan Paket ini kombinasi dari empat hasil belajar yang ditujukan ke cara kerja alternator dan sistem pengisian. Meskipun ada beberapa tipe dari alternator dan sistem pengisian, prinsip kerjanya diketahui adalah sama. Untuk mendapatkan pengertian yang teliti dari topik ini anda harus membaca buku informasi yang sama baiknya dengan mempertimbangkan materi referensi yang terdapat dalam Sumber Pustaka bagian dari buku ini. Prasyarat Sebelum mengikuti modul ini, peserta pelatihan harus sudah melengkapi kompetensi berikut ini : OPKR-10-016B-Mengikuti Prosedur Kesehatan dan Keselamatan Kerja Pengakuan Kompetensi Tertentu (RCC) Jika seorang peserta menyatakan dia mampu/cakap dalam menyelesaikan tugastugas yang ditentukan pada hasil pelatihan, dia harus dapat membuktikan kemampuannya kepada pelatih. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 6/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Keselamatan Kerja Umum Peserta harus mematuhi/menuruti undang-undang tentang Kesehatan dan Keselamatan Kerja yang diberlakukan oleh pemerintah dan tempat kerja. Silahkan membaca dan memperhatikan keterangan-keterangan petunjuk sebel;um menggunakan komponen-komponen untuk modul ini. Pribadi 1. Bersentuhan dengan listrik harus memperhatikan kode/tanda peringatan keselamatan. Tegangan yang digunakan pada system starter kendaraan bermotor adalah tegangan rendah, bagaimanapun hal ini sudah cukup memadahai . 2. Ketelitian hendajnya diperhatikan ketika mengerjakan hubungan listrik. Loncatan bunga api karena hubungan pendek atau menghubungkan – memutuskan hubungan kabel mempuntai potensian meledaknya baterai dan tegangan induksi diri yang dapat merusak peralatan elektronik yang sensitive didalam kendaraan. 3. Emas adalah penghantar yang sangat baik dan sangat berbahaya bila dipakai. Untuk keamanan saudara lepaskan perhiasan emas dari tangan saudara, jangan ambil resiko. 4. Elektrolit baterai adalah asam keras, pakailah pelindung untuk menghindari kontak dengan asam baterai. Apabila asam baterai mengenai mata cucilah mata dengan air yang mengalir dan pergilah ke dokter. 5. Rangkaian elektronik dalam kendaraan memerlukan perlakuan yang hati-hati. Dalam keadaan memaksa lepaskan beterai sebelum melepas atau menganti komponen kelistrikan. 6. Jika anda merasa ragu-ragu dalam melaksankan prosedur hendaknya mencari bantuan dan konsoltasi dengan supervisor anda. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 7/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Bagian - 2 Prosedur Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator Kegunaan dari Sistem Pengisian Sistem Pengisian modern pada kendaraan mennjadi sumber energi listrik untuk seluruh kebutuhan energi listrik dalam kendaraan selama mesin hidup dan mengisi baterai supaya baterai siap pakai sewaktu start mesin dan untuk menghidupkan beban listrik saat mesin mati. Fungsi utama dari sistem pengisian adalah menyediakan energi listrik untuk menghidupkan perlengkapan kelistrikan mobil dan mengisi baterai agar baterai tetap terisi penuh. Dua tipe dari sistem pengisian dalam kendaraan : 1. Sistem Generator DC, sering disebut dengan dynamo dan 2. Sistem AC alternator Karena banyak keuntungan pada AC alternator generator DC sudah lama tidak dipakai pada pembuatan kendaraan. Dalam semua sistem pengisian tegangan diregulasi untuk menjaga baterai dan komponen-komponen sistem kelistrikan terhadap tegangan lebih dan arus diregulasiuntuk menjaga generator dari kerusakan. Ketika mesin tidak hidup energi untuk sistem kelistrikan kendaraan disuplai langsung dari baterai Ketika mesin hidup energi listrik disediakan dari generator untuk beban kelistrikan dan mengisi baterai. Karena baterai menyediakan energi yang besar yang dibutuhkan motor starter selam menghidupkan mesin maka kebutuhan energi listrik untuk mengisi baterai cukup besar setelah menghidupkan mesin. Gambar 1 Diagram Blok Sistem Pengisian Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 8/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Baterai sebagai penerima energi listrik untuk pengisian dialirkan dari generator hingga baterai terisi penuh dan kemudian konsumsi arus pengisian dari 1 atau 2 amper. Pada saat yang sama beban kelistrikan memakai energi listrik yang diambil dari generator. Arus yang dialirkan oleh generator ditentukan dengan penggunaan hukum Ohm seperti berikut: Igen = ( Valt – Vref ) - Iload Rbat Dimana : Igen = Arus output generator Valt = Tegangan generator Vref = Tegangan referensi regulator Rbat = Tahanan dalam baterai Iload = Arus untuk menghidupkan beban Tegangan referensi adalah tegangan sinyal regulasi yang diidentifikasi oleh regulator. Suatu tegangan jatuh dalam garis referensi akan menghasilkan regulasi yang tidak sesuai dan atau arus alternator yang berlebihan. Tegangan jatuh pada rangkaian generator harus tidak boleh lebih dari 0,5 volt. Sistem Generator DC Pendahuluan Sekalipun generator DC dan komponen-komponennya sudah lama tidak digunakan pada produksi kendaraan baru pada kendaraan lama/tua masih menggunakan sistem generator, dan masih disediakan komponen-komponennya untuk diagnosa dan perbaikan. Regulator tegangan pada generator adalah sama prinsip kerjanya dengan regulator tegangan yang digunakan pada alternator. Gambar 2 Blok Diagram Sistem DC Generator Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 9/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Sistem DC Generator 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 ke rangkaian 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. Konstruksi DC Generator DC Generator 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 ke rangkaian 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. Komponen-komponen Rumah kumparan medan/generator yang disebut juga yoke atau carcass. Dibuat dari baja yang dibentuk silinder dan disambung dengan las. Sepatu-sepatu kutup dan kumparan medan dipasang pada rumah yang mana pembangkitan medan magnet tejadi pada sepatu-sepatu kutup tersebut. 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. Pul kumparan medan yang biasa disebut sepatu-sepatu kutup dikonstruksi dari besi tuang. Pada bagian dalam dibentuk cekung untuk menyesuaikan brntuk 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. Kumparan medan digulung dengan kawat yang berukuran kecil; dengan tahanan relatif besar. Kumparan medan digulung dengan bentuk yang sesuai, diisolasi dan dibentuk yang sesuai dengan kontur rumah dan digulung pada kutup-kutup magnet. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 10/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Gambar 3 Konstruksi Generator 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. 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. Rumah sikat dan sikat arang. 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. Kipas pendingin terletak di bagian depan dan menyatu dengan puli penggerak mengalirkan udara pendingin ke dalam generator. Cara Kerja Generator DC Generator DC dihubungkan dalam susunan shunt mempunyai kumparan medan dihubungkan dalam paralel dengan armatur/anker. Terdapat dua cara penghubungan Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 11/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Generator tipe A mempunyai kumparan medan yang dihubungkan dengan positip generator sedangkan ujung yang lain dari kumparan medan dihubungkan ke ground (massa) lewat regulator tegangan. Gambar 4 Diagram Generator Tipe A Generator tipe A mempunyai kumparan medan yang dihubungkan dengan ke ground (massa) sedangkan ujung yang lain dari kumparan medan dihubungkan positip generator lewat regulator tegangan. Gambar 5 Diagram Generator Tipe Sebelum generator DC akan mengeluarkan arus untuk beban kondisi berikut ini harus dipenuhi. 1. Rangkaian kumparan medan harus dilengkapi melewati regulator tegangan. Regulator tegangan dan arus kontak-kontaknya harus tertutup. 2. Pada sepatu kutup harus ada cukup medan magnet sisa (remanen) sebagai medan magnet awal 3. Arah puitaran harus benar. 4. Putaran anker harus cukup untuk membangkitkan tegangan yang cukup untuk kontak-kontak pada pemutus tegangan (cut-out) dapat menutup Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 12/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Kumparan medan dicatu dengan arus dari anker dan dengan magnet sisa (remanen) pembangkitan tegangan induksi dapat terjadi, untuk pembangitan medan magnet awal. Akibat medan magnet awal dapat terjadi tegangan keluaran yang dikontrol oleh regulator dengan mengatur arus untuk kumparan medan. Titik jenuh akan terjadi pada arus medan maksimum menyebabkan tegangan keluaran menjadi rata-rata (stabil). Antara arus medan awal dengan arus medan saat titik jenuh tegangan naik secara linier seiring naiknya putaran. Tegangan keluaran akan turun dengan naiknya beban sebab dari tahanan anker dan reaksi anker, jika armatur dihubung singkat rangkaiannya atau pembebanan yang melebihi arus beban maksimum, kumparan medan sebenarnya dihubung singkat yang mengakibatkan tegangan keluaran turun menjadi nol Regulasi Tegangan Generator DC Regulator tegangan generator menatur tegangan keluaran dengan memutus hubungkan arus medan dengan cepat dan oleh sebab itu tegangan keluaran menjadi stabil. Pemutusan dan penghubungan arus medan dilakukan dengan menggunakan kontak-kontak elektro mekanis atau regulator elektronik. Regulator elektronik pada umumnya tidak cocok digunakan pada generator DC. Pemambahan untuk regulator tegangan generator DC membutuhkan pemutus tegangan (cut-out) dan regulator arus. Ketiga unit dirakit dalam satu kotak yang juga disebut regulator tiga kumparan (bobin). Regulator dua kumparan (bobin) mungkin dapat ditemukan pada regulator yang pengatur arus dan tegangan yang dikombinasikan dalam satu unit dan terpisah dengan pemutus tegangan (cut-out). Diagram yang menunjukan susunan kontak-kontak regualtor tegangan dapat dilihat pada gambar 4, untuk tipe A, gambar 5 untuk tipe B dan regulator yang lengkap digambarkan pada gambar 6. 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 oleh medan magnet. Untuk memperpanjang umur kontak-kontak sebuah tahanan (tidak terlihat) dapat dihububungkan paralel untuk menekan pembentukan bunga api pada kontak. 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. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 13/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Gambar 6 Tiga unit regulator tegangan generator DC Umur regulator dapat ditingkatkan dengan menggunakankontak ganda yang mempunyai susunan kontak atas dan kontak bawah dari kontak gerak regulator. Dalam regulator kontak ganda kontak atas menyediakan arus medan maksimum. Ketika kontak atas membuka dan kontak bawah tidak berhubungan dengan kontak gerak 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. 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 memnutup 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 kumparan akan 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 kelusran 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 kutupkutupnya sehingga kontak gerak membuka hubungan generator dengan baterai. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 14/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical 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. Temperatur compensation dipasangkan pada regulator tegangan genenator untuk kenaikan tegangan dalam kondisi dingin dan tegangan menurun pada temperatur mesin tinggi.. Macam-macam penyetelan tegangan untuk generator DC adalah Penyetelan tegangan pada regulator tegangan adalah 14,9 hingga 15,5 volt Pemutus tegangan akan menutup pada tegangan 12,7 hingga 13,3 volt dan membuka apabila arus balik sebesar 2 hingga 3 amper. Regulator arus. Tergantung besar kecilnya kemampuan generator, salah satu macamnya arus keluaran maksimum 25 amper. Pengujian dan Perbaikan Generator DC Dengan pengecualian dari generator DC itu sendiri dan regulator tegangan generator DC sistem elektro mekanik teknik pengujian dan perbaikan adalah sama dengan yang digunakan pada sistem alternator. Pengujian genrator DC aalah sama sperti pada pengujian motor starter. Pengujian terhadap isolasi dan kontinuitas hubungan dilakukan untuk kumparan medan dan anker dan anker harus diuji dengan growler. Regulator tegangan pada umumnya tidak diperbaiki hanya mereka yang ahli dapat menguji, mengkondisikan kembali dan menyetel regulator tegangan dua dan tiga unit apabila syarat-syarat peralatan asli pada kendaraan dipenuhi. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 15/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Sistem Alternator Pendahuluan Sistem pengisian menggunakan alternator mempunyai kumparan stator yang diam yang mana arus bolak bali akan dibangkitkan oleh pemotongan medan magnet yang berputar. Arus bolak balik disearahkan oleh penyearah gelombang penuh tiga phase yang dirangkai di dalam alternator. Diode-diode penyearah mencegah aliran arus dari baterai ke stator selama mesin mati dan sewaktu tegangan alternator lebih rendah dari tegangan baterai. Rotor berputar dalam kumparan stator dan mempunyai kumparan medan yang digulung menyatu dalam satu poros. Arus langsung dicatu ke kumparan medan oleh slip ring-slip ring dan sikat-sikat arang. Regulasi tegangan dilakukan dengan mengontrol arus yang ke rotor. Alternator tanpa sikat digunakan dalam penggunaan dimana percikan bunga api pada slip ring dapat menimbulkan bahaya lewat peledakan uap gas, mengandalkan medan magnet yang ditimbulkanoleh kumparan medan tertentu mengatasi hambatan magnetikdari celah udara antara kumparan stator yang diam dan kumparan medan (rotor) yang berputar. Gambar 7 Blok Diagram – Sistem Pengisian Alternator Alterantor biasanya dipasangkan pada bagian depan mesin dan digerakkan oleh poros engkol melalui puli-puli pengerak dan sabuk penggerak. Kecil dan kuat memungkinkan alternator dapat diputar pada putaran tinggi, biasanya kurang lebih 3 kali putaran mesin, sehingga alternator dapat mengeluarkan arus yang cukup pada putaran mesin rendah. Konstruksi Alternator Stator. Stator dibuat dari lapisan-lapiasan plat baja yang mempunyai daya hantar magnetik rendah. Itu mungkin salah satuh dari lapisan individu atau sebagai kemungkinan lain sebuah lapisan yang kontinyu yang memungkinkan dapat untuk menggulung dalam bentuk melingkar. Pada lapisan-lapiasn plat tersebut mempunyai alur-alur untuk sebagai tempat menggulung kumparan stator. Pada stator terdapat beberapa alur atau lubang tempat baut pengikat jika alternator dirakit. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 16/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Gambar 8 Salah Satu Macam Alternator Kumparan Stator. Terdiri dari tiga kumparan yang terpisah yang digulung dalam alur-alur dalam stator. Menggulung dengan mesin digunakan walau bagaimanapun menggulung dengan tangan adalah lebih efektif dalam suatu perbaikan. Rumah bagian depan dan belakang. Dibuat dari aluminium tuang. Rumah bagian depan sebagai dudukan bantalan depan, dudukan pemasangan alternator pada mesin, dan dudukan penyetel kekencangan sabuk penggerak. Biasanya untuk rumah bagian belakang juga sebagai tempat dudukan bantalan belakang dan dudukan terminal-terminal keluaran, dudukan plat-plat diode dan dudukan rumah sikat. Rotor Rortor mempunyai kuku-kuku magnet dari baja yang mana antara kuku-kuku manet mempunyai jarak yang pendek. Kedua belah kuku-kuku magnet dipasangkan pada poros alternator dan membentuk garis –garis gaya magnet dapat mengalir diantara kuku-kuku magnet apabila arus medan mengalir pada kumparan medan (rotor). Kumparan Medan (Rotor) Kumparan yang digulung pada inti kumparan yang terpasang pada poros dengan kawat kumparan berdiameter kecil dan mempunyai tahanan relatif besar. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 17/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Cincin Gesek Cincin gesek dipasangkan pada bagian belakang poros rotor. Cincin-cincin gesek terbuat dari bahan penghantar yang kuat dan dtuangkan pada bahan plasik sebagai bahanisolator terhadap poros. Ujung-ujung kumparan medan dihubungkan dengan solder pada cincin-cincin gesek. Sikat-sikat Arang Sikat-sikat arang berhubungan dengan cincin-cincin gesek yang dipasangkan pada rumah bagian belakang, atau menyatu dengan regulator tegangan di dalam alternator yang dipasangkan pada plat dudukan diode. Plat Diode Plat-plat diode sebagai dudukan diode-diode, rumah sikat atau regulator tegangan internal dan diode arus medan. Plat dudukan diode sebagai plat pendingin yang menyerap panas dari diode-diode yang memungkinkan diode dapat mengeluarkan arus dalam berbagai tingkatan beban. Regulator Tegangan Internal Sebagian terbesar regulator tegangan internal dipasangkan pada plat diode dan sikat-sikat arang serta terminal untuk rangkaian lampu kontrol menyatu pada regulator Udara pendingin dialirkan oleh kipas pendingin di dalam atau di luar rumah alternator. Pada alternator dengan kemampuan arus tinggi mempunyai dua kipas pendingin. Pendinginan pada alternator sebenarnya untuk plat diode dan diode, pada saat alternator bekerja pada arus keluaran maksimum. Rangkaian Dalam Alternator Rangkaian dalam alternator terdiri dari tiga rangkaian. Rangkaian Daya. Terdiri dari kumparan stator, yang mana pada kumparan stator dibangkitkan tegangan induksi oleh pemotongan medan magnet yang berputar, dan diode-diode penyearah. Bentuk susunan diode-diode adalah penyearah gelombang penuh tiga phase dan mencegah arus balik dari baterai ke kumparan stator. Kumparan stator tiga phase dihubungkan secara bintang atau delta. Apabila pada regulator tegangan elektro mekanik dengan relai tegangan digunakan hubungan bintang dan titik netral untuk mengoperasikan relai tegangan. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 18/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Gambar 9. Rangkaian Daya dengan Hubungan Kumparan Bintang Gambar 9. Rangkaian Daya dengan Hubungan Kumparan delta Stator dengan hubungan bintang mempunyai keuntungan yaitu tegangan keluaran lebih tinggi pada putaran rendah. Stator dengan hubungan delta akan memberikan arus yang lebih besar tetapi harus pada putaran tinggi. Rangkaian arus medan mula Karena tegangan keluaran dari stator untuk menembus tegangan alir dari dua diode yang diseri, alternator tidak akan bisa membangkitkan tegangan hingga putaran sangat tinggi dipenuhi. Ini tidak diinginkan terutama jika mesin belum mencapai temperatur kerja. Gambar 11 Rangkaian Arus Medan Mula Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 19/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Untuk memastikan medan magnet dapat terjadi dengan baik pada putaran mesin rendah arus digunakan untuk rotor selama mesin dihidupkan/distart. Biasanya arus disediakan dari kunci kontak dengan lampu kontrol pengisian yang diseri walaupun beberapa instalasi menyediakan tegangan baterai dari kunci kontak langsung ke rotor. Rangkaian arus medan Rotor altrnator dihubungkan ke sistem melewati regulator tegangan. Sewaktu puaran mesinnaik selama start hinga idle, medan magnet ditimbulkan olek arus medan mula menyebabkan tegangan keluaran naik Tergangtung pada kondisi sistem regulator tegangan kontak mekanis atau elektronik menyebabkan arus rata-rata rotor mengalir akan m,engasilkan tegangan dalam sistem naik, atau dipertahankan pada tegangan referensi/acuan regulator. Arus medan mengalir mnyebabkan lampu kontrol pengisian padam. Pembatasan arus pada alternator adalah otomatis disediakan oleh impedansi dari kumparan stator. Pengeluaran impedansi adalah fungsim dari reaktansi induktif dan tahanan dari kumparan. Selama tahanan kumparan tetap reaktansi iduktif naik seperti kenaikan frekwensi keluaran, --------- ketika putaran alternator naik, sebagai akibatnya arus keluaran dibatasi. Ingat. Z = (R2 + X2L) dan XL = 2L dan Dengan frekwensi = np 210 Dimana Z = impedansi Ohm R = tahanan Ohm XL = reaktasi induktif L = kofisien induksi diri = frekwensi hertz n = putaran rpm p = jumlah kutup Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 20/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Bentuk –bentuk Susunan Alternator Alternator Enam Diode Gambar 12 Alternator enam diode Tipe alternator ini digunakan pada instalasi yang mudah. Stator mempunyai tiga kumparan yang dihubungkan secara bintang atau delta dengan susunan enam diode daya untuk menyearahan gelombang penuh dan ekternal regulator tegangan elektro mekanis. Alternator dengan sembilan diode Dengan tiga diode tambahan sebagai diode arus medan yang memberikan arus untuk kumparan medan (rotor) dan tegangan sinyal regulasi pada regulator. Apabila hubungan antara diode arus medan (D+) dan regulator terjadi rugi tegangan akan menyebabkan tegangan pengisian turun, regulator akan mencoba mempertahankan tegangan pada level tegangan pengisian Gambar 13 Alternator dengan sembilan diode – regulasi positip Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 21/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Pada sistem regulator pengendati negatip arus medan langsung dari diode arus medan masalah-masalah yang terjadi seperti rugi tegangan akan diatasi. Diode arus medan yang dihubungkan dengan keluaran dari stator menyediakan tegangan sinyal regulasi untuk internal regulator tegangan elektronik. Gambar 14 Alternator sembilan diode – regulasi negatip Dua gambar rangkaian di atas adalah aktenator menggunakan enam diode daya dan tiga diode arus medan. Regulasi positif disebut tipe B dan regulasi negatip disebut tipe A. Dalam kedua regulator di dalamnya adalah sangat akurat sangat keci sekali kemungkinan rugi tegangan pada rangkaian tegangan sinyal regulasi. Keterangan: Kode warna dari kabel regulator yang terlihat pada gambar 13 dan 14 tidak sesuai dengan semua regulator. Regulasi Tegangan Alternator Regulator Tegangan Elektromekanik (konvensional) Regulator Tegangan Elektromekanik (konvensional) adalah regulator kontak ganda mempunyai kontak gerak yang dipengaruhi oleh medan magnet yang dibangkitkan kumparan regulator. Kekuatan medan magnet tergantung tegangan baterai, tegangan sinyal regulasi, atau tegangan pada diode arus medan dan akan mengubah tegangan tetap pada tegangan pengisian yang tetap Tiga kemungkinan posisi dari kontak gerak regulator tegangan. 1. Kontak menutup karena tarikan pegas. Tegangan keluaran maksimum. 2. Kontak gerak menggambang antara kontak atas dan bawah. Tegangan keluaran berkurang karena arus medan dibatasi oleh tahanan. 3. Kontak gerak menutup pada kontak bawah karena medan magnet. Tegangan keluaran menjadi nol karena pada kumparan medan ada beda potensial. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 22/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Gerakan kontak gerak antara posisi-posisi tersebut adalah mengontrol tegangan keluaran alternator dan mempertahankan tegangan pada tegangan sistem yang sesuai. Besarnya tegangan regulasi dapat diatur dengan mengatur kekerasan pegas pengembali. Gambar 15 Rangkaian regulator tegangan konvenvonal. Relai Tegangan Relai tegangan dalam unit regulator tegangan berfungsi untuk menghubungkan massa lampu kontrol pengisian saat mesin mati kunci kontak “On” dan mengubungkan tegangan sinyal regulasi saat mein hidup. Kumparan relai tegangan bekerja karena tegangan dari titik neutral dalam stator hubungan bintang. Tegangan neutral biasanya antara 6 volt dan dengan tegang tersebut medan magnet yang dibangkitkan kumparan relai tegangan menarik kontak gerak dan lampu kontrol padam dan tegangan sinyal regulasi dari keluaran alterantor masuk ke kumparan regulator tegangan. Regulator Elektronik Regulator tegangan elektronik mempunyai banyak keuntungan bila dibandingkan dengan tipe elektromekanik (konvensional). Elektronik regulator mengunakan transistor untuk memutus dan menghubungkan arus medan berdasarkan kerja dari Zener diode. Regulator elektronik hasil regulasinya halus dan bebas perawatan karena tdak membutuhkan penyetelan. Gambar 16 menunjukkan prinsip kerja regulator elektronik sederhana regulasi positip (lihat gambar 13 untuk hubungan rangkaiannya). Dalam gambar transistor yang digunakan tipe PNP. Dalam tipe transistor PNP jika basis dibuat negatip berhubungan dengan emitter, dan arus basis mengalir kemudian arus mengalir dari emitter ke colector. Arus pengontrol mengalir dari diode arus medan dan terminal D+ ke emitter transistor T1 kemudian mengalir melalui base lewat R3 ke massa/ground. T1 aktif ON dan arus mengalir dari emitter ke collector dan ke rotor lewat terminal DF. Altrnator dalam ,kondisi arus medan penuh dan tegangan keluaran naik. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 23/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Gambar 16 Regulator Elektronik sederhana Arus pengontrol juga digunakan untuk pembagi tegangan yang digunakan pada R1R2 sebagai tegangan referensi (tegangan sinyal regulasi) pada diode Zener. Jika tegangan regulasi sudah tercapai Zener diode mengalirkan arus Transistor T2 “ON” yang mana penggerak basis dari T1 lebih tinggi menyebabkan T1 “OFF”. Selama T1 “OFF” arus medan terputus dan tegangan keluaran menjadi turun. Tegangan keluaran turun menyebabkan Zener diode menjadi menhambat arus dan transistor T2 “OFF”. Transistor T1 “ON” arus medan mengalir penuh dan tegangan keluaran kembali naik Kerja regulator tersebut di atas diulang-ulang dengan frekwensi tinggi sehingga menghasilkan tegangan regulasi yang presisi. Diode D adalah peredam, atau sebagai proteksi tegangan induksi diri dari rotor saat arus medan diputus-hubung regulator. Regulator yang dikembangkan dengan menggunakan transistor NPN yang lebih mudah didapatkan dan perencanaan rangkaian sangat sederhana pada penggunaannya. Regulator sederhana dengan pengendali negatip menggunakan transistor NPN dapat dilihat pada gambar 17. Cara kerja. Tegangan referensi sistem digunakan/dihubungkan ke unit regulator pada terminal-terminal. Itu dimungkinkan dari diode arus medan atau tegangan sinyal baterai atau keduanya. Arus mengalir melewati R3 ke hubungan basis – emitter dari T2 dan mengalir ke hubungan basis – emitter dari T3 oleh sebab itu pada awalnya T1 OFF, T2 ON, T3 ON. Arus mengalir dari baterai lewat terminal F dan ke massa lewat T3. Karean aruas ini tegangan alternator naik lebih tinggi dari tegangan baterai. Tegangan referensi disesuaikan oleh diode Zener dan tegangan pembagi R1 dan R2. Jika tegangan pada titik hubungan R1 dan R2 naik Zener diode menghubungkan tegangan dan arus mengalir ke basis – emitter dari T1 sehingga T1 “ON”. Karena T1 “ON” tegangan basis pada T2 turun dan T2 “OFF”. Ketika T2 “OFF” T3 juga “OFF” dan arus medan terputus. Pemutusan dan pengaliran pada Zener diode dan transistor diulang-ulang dengan frekwensi tinggi sehingga tegangan keluaran konstan. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 24/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Diode D1 adalah peredam, atau sebagai proteksi tegangan induksi diri dari rotor saat arus medan diputus-hubung regulator. Gambar 17. Regulator elektronik sederhana pengendali negatip Hybrid Control Regulator tegangan menggunakan hybrid, rangkaian integrasi sekarangdigunakan secara luas. Regulator ini dikonstruksi menggunakan rangkaian integrasi ( IC ) dan memberikan pengontrolan tegangan, memonitor gangguan dan memberikan dukungan kerja akan gangguan-gangguan yang pasti terjadi. IC mereduksi komponen yang digunakan yang juga meningkatkan ketahanan. Rangkaian IC terdiri dari rangkaian tegangan sinyal regulasi, kontrol transistor, lampu kontrol pengisian dan diagnosa gangguan, dibutuhkan untuk mengontrol transistor daya. Diagnosa yang disatukan dalam sebagian besar regulator hybrid (IC) itu akan ditunjukkan oleh lampu kontrol: Rangkaian tegangan sinyal regulasi putus Kabel keluaran (B+) putus atau terjadi rugi tegangan yang tinggi Pengisian lebih pada baterai Hubung singkat pada regulator output transistor Rangkaian arus medan putus Regulator Hybrid membandingkan keluaran dari diode daya dengan tegangan sinyal regulasi dan jika terjadi perbedaan yang terlalu besar alternator akan kembali memberikan dukungan sinyal untuk batasan tegangan keluaran dan lampu kontrol menyala. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 25/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Spesifikasi Pengujian Alternstor Tegangan Regulasi 14,25 – 14,55 volt 1100 rpm ………………………………………………………….. 15 Amper 1500 rpm ………………………………………………………….. 30 Amper 6000 rpm …………………………………………85 % dari arus maksimum Keterangan: pada 6000 rpm tegangan keluaran dari kebanyakan alternator akan turun dibawah tegangan regulasi pada 100% pembebanan Tipe Keluaran Tegangan dan Arus Tinjau kembali maual kendaraan untuk data spesifikasi pengujian Macam-macam Alternator Alternator Tanpa Sikat Alternator tapna sikat kebanyakan digunakan pada kapal laut dan pengembangan yang lain dimana percikan bunga api kemungkinan dapat terjadi karena gesekan antara sikat dan cincin gesek. Gambar 18. Alternator Tanpa Sikat – blok diagram Pada bagian yang tidak berputar mempunyai kumparan stator konvensional dan kumparan medan yang tetap yang dicatu oleh regulator tegangan konvensional. Pada bagian yang berputar mempunyai kumparan tiga phase dengan penyearahan gelombang penuh dan kumparan medan. Kumparan tiga phase dipengaruhi oleh kumparan medan yang tetap dan keluaran dari penyearahan kumparan dan digunakan untuk kumparan medan yang berputar. Kumparan medan yang berputar menginduksi tegangan pada kumpataran stator yang kemudian disearahkan dan digunakan untuk rangkaian luar. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 26/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Tipe yang lain alternator tanpa sikat mempunyai kumparan medan yang tetap digulung pada inti kumparan yang pasangkan di poros alternator. Rotor, dipasang tetap pada poros dan mempunyai kuku-kuku kutup magnet, berputar mengelilingi kumparan medan. Kumparan stator menglilingi rotor dan tegangan induksi dibangkitkan. Penyearahan dan regulasi adalah sama seperti pada alternator konvensional. Diode Daya Menggunakan Zener Diode Dalam sistem pengisian baterai mempunyai peranan sebagai sumber energi listrik saat mesin mati dan untuk menyetabilkan tegangan. Selama kondisi normal bagian rangkaian yang melewati baterai meredam tegangan puncak hasil penyearahan tegangan keluaran alternator. Ketika baterai lemah dan mendapat rangkaian terputus efek dumping hilang untuk sesaat dan karena tegangan sinyal regulasi hilang, regulator tidak meregulasi dan terjadi kenaikan tegangan keluaran. Kenaikan tegangan tersebut terjadi dalam waktu singkat dapat menyebabkan kerusakan peralatan elektronik yang sensitip. Gambar 19. Alternator dengan rangkaian penyearah menggunakan Zener Diode dan penyearahan titik neutral rangkaian bintang Pada penggunaan Zener Diode suatu fluktuasi tegangan diatas tegangan Zener adalah efektif untuk mencegah hubung singkat pada kumparan stator dan sistem pengisian. Rangkaian dapat dilihat pada gambar 19. Diode Dihubungkan Ke titik Neutral Rangkaian Bintang Secara teori dalam sistem tiga phasa tidak ada arus mengalir pada penghantar neutral. Dalam alternator otomotip sedikit perbedaan dalam nnnnnnnnnn nnnnnnnnnnnnnnnnnn. Ini menyebabkan tegangan muncul pada hubungan bintang dari stator (titik Neutral). Pada putaran alternator yang tinggi tegangan ini dapat berarti. Penambahan diode dari hubungan bintang (titik Neutral) ke ground dan ke positip keluaran tegangan ini menambah daya dan digunakan dalam sistem. Daya alternator naik kurang lebih 15 % pada putaran tinggi. Rangkaian dapat dilihat pada gambar 19 Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 27/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Diode Daya Dihubung Parallel Dua pertimbangan, tingkat arus yang mengalir dan ukuran phisik, dilakukan pemilihan diode daya, atau diode daya dengan Zener, untuk penggunaan rangkaian penyearahan pada alternator. Diode-diode yang tersedia dengan kemampuan arus yang besar biasanya terlihat dengan bentuk fisik yang besar dengan demikian tidak bisa terpasang pada rumah alternator. Konsekwensinya jika dibutuhkan diode dengan daya yang besar maka beberapa diode dihubung parallel dalam rangkaian penyearahan. Dengan demikian memberikan kenaikan arus keluaran dengan sedikit perubahan pada ukuran besar alternator. AC Power dari Alternator Arus bolak balik dapat diambil langsung dari kumparan stator ke sebuah rangkaian luar. Arus adalah dari tegangan dan frekwensi rendah akan berubah-ubah sesuai dengan putaran alternator. Penggunaan arus ini sering digunakan pada pemanas kaca depan dalam kendaraan mewah, dimana film penghantar disisipkan diantara lapisan gelas, pada kaca depan dan kaca belakang. Tenaga dari single atau tiga pase dapat digunakan. Rangkaian arus bolak balik dari macam ini pada umumnya melindungi untuk memperkecil gangguan suara pada radio. Pengukuran puratan mesin Untuk mengukur putaran mesin pada umumnya dengan menggunakan sinyal dari terminal W yaitu keluaran dari salah satu pasa kumparan stator. Pada hubungan ini penyearahan setengah gelombang arus DC didapatkan. Frekwensi dari arus ini berubah-ubah sesuai perubahan putaran alternator dan dengan alat kalibrasi sederhana dapat digunakan langsung mengukur puraran poros engkol. Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 28/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Penekan gangguan radio Sebagian terbesar alternator terpasang kapasitor penekan gangguan radio dihubungkan ke terminal keluaran (B+) dan dimasakan pada bodi alternator sebagai peralatan standar. Regulator tegangan elektronik mempunyai penekan gangguan radio yang menyatu dalam regulator dan penambahan kondensator penekan gangguan radio pada umumnya tidak diperlukan. Sistem Pengisian Mesin Kecil Mesin kecil dilengkapi dengan pengapian magnet dapat juga dipasangkan kumparan tambahan yang dipasang pada plat dudukan. Kumparan ini biasanya dihubungkan dengan sebuah diode untuk penyearahan setengah gelombang dan seringkali Zener diode digunakan sebagai regulator tegangan. Sebuah baterai boleh atau tidak terpasang dan seringkali terdapat beban tetap dalam sistem untuk menstabilkan tegangan. Salah tipe dari sistem motor kecil dapat dilihat pada gambar 20 Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 29/30 RI - Bahan Pelatihan Nasional Otomotif Perbaikan Kendaraan Ringan Electrical Referensi Robert Bosch (1988) Automotive Elektric/Elektronic System, Stuttgart: Automotive Equipment Product Group. Depatement for Technical Information. Translated for the Society of Automotive Engineers 1988. Durst Motor and Elektric (1989) Durst Automotive Test Equipment-Instruction Manual Durst Motor & Electric Industries Pty Ltd. Hillier V.A.W. (1987) Fundamental of Automotive Electronic. Melbourne: Hutchinson. Mellard Trevor (1987) Automotive Electyronic System.Melbourne: Heinmann Pty Ltd. William H. Crouse (1986) Automotive Electronik and Electrical Equipment. Sydney: McGraw Hill Book Company Cara Kerja Sistem Pengisian, Alternator dan Regulator 50-006-13 Buku Informasi Versi September 2002 30/30
