gloopic.net
Artikel / Penerbangan

Genset dan ACOS (Bagian III)

E. KELISTRIKAN

  1.  Skema Rangkaian Panel Mesin



Keterangan :

1 = Bateray (Accu) 7 = Lampu kontrol ven belt

2 = Motor Stater 8 = Transmiter

3 = Starting Switch 9 = Motor Temperature

4 = Alternator 10 = Lampu kontrol charged

5 = Oil Pressure switch 11 = Oil pressure switch

6 = Ven belt switch 12 = Lampu kontrol tekanan oli

Gambar II.21. Rangkaian Panel Mesin

  1.  Prinsip Kerja Alarm Indicator System

1. Multi Alarm

Fungsinya selain digunakan penunjukan tachometer, juga berfungsi sebagai indicator untuk :

-    Tekanan oli rendah

-    Over temperature

-    Over speed

-    Gangguan-Ganguan

Yang bekerjanya secara elektronik dan dapat diatur sesuai dengan ketentuannya, misalnya terlihat pada Gambar II.22. :

1)  Digunakan untuk pengaturan low oil pressure. Apabila tekanan oli rendah pada mesin, maka multialarm bisa mendeteksi melalui oil pressure sensor yang diletakkan pada mesin. Apabila mesin kita dilengkapi dengan selenoid, maka mesin akan mati dengan sendirinya. (secara otomatis). Ini disebabkan karena apabila indikator low oil pressure menyala pada multialarm, maka terjadinya tekanan oli rendah menimbulkan polaritas negatip pada No.7 yang mengakibatkan relai K2 tereksitasi kemudian mengerjakan solenoid dan kemudian mematikan mesin.

2)   Demikian juga bila terjadi over temperature, maka indikator over temperaturemenyala. Hal ini menyebabkan terjadinya polaritas negatip pada terminal No. 7 (multialarm) sehingga menyebabkan relay K2 tereksitasi kemudian mengerjakan solenoid dan mematikan mesin secara otomatis (temperature sensor pada mesin).

3)   Oil meter merupakan alat penunjukan dari tekanan oli pada mesin.

4)   Temperature meter merupakan alat penunjukan dari temperatur pada mesin.

5)   Sedangkan hour meter digunakan untuk mengetahui jam kerja mesin.

6)   Push bottom S9 berfungsi sebagai emergency stop.

 

Gambar II.22. Skema Rangkaian Panel Mesin dengan instalasi AIS (F6/8/10/12-413)

Keterangan :

B1 = Multialarm terminal M = Motor Stater

B2 = Socket & Plug H1 = Charging Lamp

F1 = Oil Pressure Sensor C = Ignition Switch

F16 = Temperatur Sensor K2 = Horn Relay

G1 = Alternator Y1 = Selenoid

G2 = Battery

Gambar II.23. Wiring Diagram Engine Panel

Motor Starter

1. Umum

Mesin dengan pembakaran dalam (internal combustion Engine) tidak dapat memulai bekerja (berputar) dengan sendirinya tanpa bantuan peralatan lain. Untuk itu dapat dipergunakan alat Bantu (sumber tenaga) dari luar mesin yang disebut motor starter. Motor starter tersebut dapat berputar karena adanya sumber arus searah dari baterai(Accu) yang memu tar roda gila dengan bantuan putaran gigi pinion pada motor starter yang dihubungkan dengan roda gigi yang terdapat pada roda gila (ring gear).

Konstruksi Motor Starter

Gambar II.24. Konstruksi Motor Starter

1. Holding Winding

2. Pull in winding

3. Selenoid switch

4. Contact

5. Terminal Stud.

6. Moving Contact

7. Commutator and Shield

8. Carbon brush spring

9. Commutator

10. Carbon brush

11. Stator frame

12. Pole shoe

13. Armature

14. Exitationwinding

15. Guide ring

16. Stop

17. Over running cluth

18. Armature shaft with spiral splines

19. Pinion

20. Driver

21. Brake disk

22. Meshing spring

23. Shift lever

24. Return spring

Prinsip kerja motor starter

1. Excitation winding

2. Selenoid switch

3. Starting switch

4. Armature

5. Pole shoe

6. Guide ring

7. Flywheel ring gear

8. Pinion

9. Over running cluth

10. Shift lever

11. Battery

Gambar II.25. Motor Starter

1)   Keadaan posisi mekanisme motor starter pada posisi starting switch off.

2)   Setelah starter switch key di ON kan (posisi start), maka pull in winding dan holding mendapatkan excitation, menarik shift lever dan shift lever mendorong over running cluth serta pinion agar duduk pada flywheel ring gear melalui guide ring dan meshing spring. Keadaan ini terjadi sesaat sebelum arus utama terhubung melalui contact dan moving contact.

3)   Setelah shift lever pada posisi akhir, meshing spring menekan over running cluth serta pinion sampai pinion duduk pada posisi yang sempurna. Pull in winding short circuit. Bersamaan dengan itu, arus utama mengalir melalui moving contact/kontak sehingga excitation winding/armature mendapat excitasi. Dengan terexcitasinya excitation winding dan armature, maka armature berputar, armature shaft berputar, pinion berputar memutar flywheel ring gear.

4)   Mesin berjalan, lepas kunci kontak (posisi 1) agar motor tidak diputar oleh mesin. Terjadi open circuit, arus tidak mengalir, shift lever menarik guide ring, over running cluth serta pinion digerakkan oleh return spring dan meshing spring.

Charger Alternator

  1. Umum

Sumber tenaga listrik dibutuhkan untuk memberikan arus listrik yang dibutuhkan oleh mesin, misalnya : Ignition, Starting motor, dan alat-alat Bantu lainnya. Akan tetapi, accu hanya mempunyai kapasitas yang terbatas untuk tujuan tersebut, karena accu cepat habis jika harus memberikan sejumlah tenaga yang besar. Dengan alasan ini arus listrik yang dibutuhkan pada seluruh sistem peralatan listrik, diambil dari alternator yang biasanya digerakkan oleh mesin dengan perantaraan Vee belt, karena beban membutuhkan pemberian arus searah, oleh karenanya arus bolak-balik yang dihasilkan oleh alternator, harus disearahkan. Dan ini dikerjakan oleh penyearah arus yang merupakan bagian integral dari alternator. Juga untuk menyediakan kebutuhan arus beban yang berbeda-beda, alternator dilengkapi dengan regulator.

Konstruksi Charge Alternator

Gambar II.26. Konstruksi Charger Alternator

1. Carbon brush

2. Terminal (D+)

3. Colector ring

4. Terminal (B+)

5. Rectifier

6. Stator winding

7. Stator core

8. Drive and shield

9. Clow pole rotor

10. Fan

Skema Rangkaian Charger Alternator

Gambar II.27. Skema Rangkaian Charger Alternator

 

1. Battery

2. Ignition switch

3. Charge Indicator Lamp

4. 3 Phase AC Circuit

5. Excitation winding

6. Power diodes

7. Exciter diodes

8. Alternator

9. Transistor regulator

 

Prinsip Kerja Alternator (dengan transistor regulator)

1)  Jika ignitation switch di On kan (On I) dan mesin belum berjalan maka dari baterai mengalir arus melalui kunci kontak menuju ke polaritas negatip melalui charger indicator lamp (lampu menyala), terus melalui E dan B transistor T1 ke D melaui R3, sehingga T1 menghantar dan arus mengalir dari E ke C terus ke DF dan memberikan excitasi pada alternator G.

2)  Setelah kunci kontak start (mesin berjalan), G berputar. Stator exciter 3 phase memotong fluxi yang dipancarkan oleh rotor exciter sehingga pada ujung-ujung gulungan exciter (U, V, W) timbul tegangan dan disearahkan oleh rectifier. Sebagian arus digunakan untuk mengisi baterai melalui B+ dan sebagian melalui D+ (sehingga lampu mati) terus ke transistor T1, dan memberikan exsitasi pada stator exciter. Hal ini berjalan terus menerus sehingga kebutuhan arus dapat dipenuhi. Pada tegangan tertentu dioda Z menghantar, sehingga transistor T2 menghantar melalui R3 dan D-. Dengan menghantarnyaT2, T1 menyumbat sehingga exciter stator tidak mendapat exsitasi dan tegangan menurun. Menurunnya tegangan D+ mengakibatkan T2 menyumbat dan T1 menghantar lagi. Hal ini berjalan terus menerus sehingga pengeluaran arus oleh alternator dapat di atur oleh regulator sesuai dengan kebutuhan.

Petunjuk pengoperasian charger alternator

1)  Jagalah agar alternator selalu terhindar dari minyak pelumas, bahan bakar dan air, karena minyak pelumas akan dapat mengakibatkan kerusakan pada carbon brush dan kolektornya, sedangkan bahan bakar dapat terbakar dan mengakibatkan ledakan serta air akan menimbulkan karat.

2)    Alternator Bosch hanya boleh dipasang dengan Bosch regulator agar mendapatkan hasil yang sesuai.

3)   Sewaktu mesin sedang beroperasi, hubungan kabel antara baterai/accu dan alternator serta regulator jangan diputus, hal ini untuk menghindari kerusakan pada diode dan regulatornya.

4)  Apabila alternator akan dioperasikan tanpa baterai, maka sebelum start, kabel penghubung alternator dan regulator harus dilepas.

5)   Klem penghubung baterai jangan saling dipertukarkan, karena hubungan polaritas yang salah akan merusak dioda.

6)   Lampu pengontrol arus yang sudah rusak harus segera diganti.

  • Untuk sistem 12 Volt sebesar 2 Watt
  • Untuk sistem 24 Volt sebesar 3 Watt.

F.  GENERATOR

Prinsip Kerja

Anda dapat mengingat bahwa generator adalah mesin yang menggunakan magnet untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Prinsip kerja generator adalah berdasarkan prinsip induksi elektromagnit seperti halnya pada transformator, tetapi pada generator ini terdapat komponen yang bergerak. Jadi tegangan diinduksikan pada konduktor apabila konduktor digerakkan pada medan magnet sehingga memotong garis gaya. Generator digerakkan oleh beberapa jenis mesin mekanis (turbin uap, turbin air, mesin bensin, mesin diesel atau motor listrik). Generator arus bolak-balik memerlukan energi mekanis untuk operasinya.

Hukum tangan kiri untuk generator (Gambar II.28) menunjukkan hubungan antara arah penghantar bergerak, arah medan magnet, dan arah resultante dari aliran arus yang diinduksi. Apabila ibu jari menunjukkan arah gerakan penghantar, dan telunjuk ke arah fluks, jari tengah akan menunjukkan arah aliran elektron yang terinduksi.

a. Hukum tangan kiri generator

b. Pembangkit tegangan dengan jangkar berputar

Gambar II.28. Hukum tangan kiri generator dan pembangkit tegangan dengan jangkar berputar

Apabila kumparan medan (rotor) diputar oleh suatu penggerak utama (misalnya mesin diesel) dan diberi sumber tegangan arus searah sehingga kumparan medan akan membangkitkan medan magnet. Hasil interaksi kawat-kawat jangkar (stator) dengan garis-garis gaya, maka di dalam kawat jangkar akan timbul tegangan induksi sinusoida (atau berbentuk grafik sinus) seperti diperlihatkan dalam Gambar II.28b. Jika kumparan berada pada posisi start tegangan yang timbul adalah nol. Jumlah tegangan yang diinduksikan pada penghantar yang bergerak pada medan magnet tergantung pada :

  1. Kekuatan medan magnet. Makin kuat medan makin besar tegangan yang diinduksikan.
  2. Kecepatan penghantar yang memotong fluks. Bertambahnya kecepatan penghantar menambah besarnya tegangan yang diinduksikan.
  3. Sudut pada tempat penghantar memotong fluks. Tegangan maksimum diinduksikan apabila konduktor memotong pada 90°, dan tegangan yang lebih rendah diinduksikan apabila sudut itu kurang dari 90°.
  4. Panjang penghantar pada medan magnet. Jika penghantar digulung menjadi kumparan yang terdiri dari beberapa lilitan, panjang efektif bertambah dan tegangan yang diinduksikan juga akan bertambah.

E = n . Z . F . 10-8 Volt

Dimana :

n = Kecepatan putaran

Z = Jumlah kawat pada kumparan yang memotong fluks

F = Banyaknya fluks magnet yang dibangkitkan oleh medan magnet.

Generator arus bolak-balik dibuat dengan medan magnet diam atau berputar untuk jenismmedan diam biasanya kapasitas kilovolts amperenya kecil dan ukuran tegangan kerja rendah. Jenis ini mirip dengan generator arus searah tetapi mempunyai slips ring sebagai pengganti komutator lihat Gambar II.29. Kutub menonjol (salient pole) membangkitkan medan arus searah, yang dipotong oleh jangkar yang berputar. Jangkar mempunyai lilitan yang mempunyai terminal yang dihubungkan dengan slip ring yang dipasang pada poros. Seperangkat sikat bergeser pada slip ring sehingga kita dapat menghubungkan jangkar dengan beban luar. Generator arus bolak-balik tidak dapat mensuplai arus medan sendiri.

Penguat medan harus arus searah, dan karena itu harus disuplai dari sumber luar. Jangkar diputar oleh sumber daya mekanis, misalnya mesin diesel.

Gambar II.29. Generator arus bolak-balik satu fase medan diam

Jenis generator arus bolak-balik medan putar menyederhanakan masalah pengisolasian tegangan yang dibangkitkan, yang umumnya sebesar 18.000-24.000 Volt. Generator arus bolak-balik medan putar mempunyai jangkar diam yang disebut stator. Lilitan stator tiga fase langsung dihubungkan pada beban tanpa melalui slip ring dan sikat. Hal ini memudahkan karena kumparan tidak dikenai gaya sentrifugal. Metode yang berbeda-beda dari penguat medan telah dibuat dan digunakan.

Generator arus bolak-balik medan putar seperti yang diperlihatkan pada Gambar II.30. menggunakan sistem penguatan tanpa sikat pada generator arus bolak-balik kecil yang dipasangkan pada poros yang sama seperti generator utama, digunakan sebagai penguat. Penguatan arus bolak-balik mempunyai jangkar berputar. Output jangkar disearahkan dengan diode solid state yang juga dipasang pada poros utama. Output yang disearahkan dari penguat arus bolak-balik dimasukkan langsung dengan menggunakan hubungan yang diisolasi sepanjang poros pada medan generator sinkron yang berputar. Medan penguat arus bolak-balik adalah tetap dan disuplai dari sumber arus searah terpisah. Akibatnya, output penguat arus bolak-balik dan tegangan yang dibangkitkan dari generator sinkron dikontrol dengan mengubah kekuatan medan dari penguat arus bolak-balik melalui pengaturan rheostat medan.

Gambar II.30. Generator arus balak-balik medan putar

Frekuensi dan Putaran

Pada saat jangkar dari generator sederhana dua kutub diputar pada satu putaran penuh, tegangan gelombang sinus dihasilkan pada terminal ouput. Tegangan generator gelombang sinus bervariasi baik pada nilai tegangan dan polaritasnya (Gambar II.31.). Gelombang sinus adalah bentuk gelombang arus bolak-balik yang paling penting dan paling banyak digunakan. Frekuensi gelombang sinus arus bolak-balik adalah banyaknya siklus atau jumlah getaran listrik yang dihasilkan per detik yang dinyatakan dalam satuan Hertz atau Cylce (disingkat Hz atau c/s). Apabila dikatakan frekuensi f =1 Hz, hal ini berarti rotor bergerak mengitari dua buah kutub, yaitu rotor berputar dengan jarak 360 derajat listrik. Oleh karena itu frekuensi tergantung pada putaran dan jumlah kutub.

Harga efektif atau harga rms dari gelombang sinus adalah yang paling penting, banyak digunakan sehubungan dengan tegangan atau arus bolak-balik. Dalam praktek dianggap bahwa semua pembacaan tegangan dan arus bolak-balik adalah harga efektif, kecuali jika ada penjelasan lain.

Gambar II.31. Gelombang Sinus Arus Bolak-Balik

Apabila kumparan berputar satu kali pada generator dengan dua kutub, dibangkitkan satu siklus tegangan. Dan apabila kumparan berputar satu kali pada generator pada empat kutub, dibangkitkan dua siklus tegangan, karena itu ada perbedaan antara derajat mekanis dan derajat listrik (Gambar II.32.)

Gambar II.32. Perbandingan derajat mekanis dan derajat listrik.

Derajat mekanis adalah apabila kumparan atau penghantar jangkar berputar satu kali penuh, kumparan telah melewati 360 derajat mekanis. Pada Gambar II.32. (a) derajat mekanis sama dengan derajat listrik. Derajat listrik adalah jika GGL atau arus bolak-balik melewati satu siklus, berarti telah melewati 360 derajat listrik waktu. Pada Gambar II.32.(b) jumlah derajat listrik pada satu putaran penuh sama dengan 720.

Kecepatan dan jumlah kutub derajat arus bolak-balik menentukan frekuensi tegangan yang dibangkitkan. Jika generator mempunyai dua kutub (utara dan selatan) dan kumparan berputar pada kecepatan satu putaran per detik, maka frekuensi akan menjadi siklus per detik. Rumus untuk menentukan frekuensi generator arus bolak balik adalah :

f = P.n/120

Dimana :

f = Frekuensi tegangan yang diinduksi (Hz)

p = Jumlah kutub pada rotor

n = Kecepatan rotor (r/menit)

Rating kecepatan putaran tergantung pada tipe primemovernya. Apabila primemover dari suatu generator mempunyai kecepatan rendah maka generator tersebut membutuhkan banyak kutub sehingga tercapai besar frekuensi yang telah ditentukan. Generator yang tipe primemovernya mempunyai kecepatan tinggi maka biasanya generator tersebut mempunyai jumlah kutub 2, 4 atau 6 buah.

Konstruksi

Rotor

Tipe konstruksi medan magnet yang berputar atau rotor dari generator ada dua macam, yaitu :

-   Silient pole rotor (rotor kutub salient)

-   Cylindrical rotor (rotor sillinder)

1)  Rotor kutub salient

Rotor kutub salient dapat mengakibatkan rugi angin yang terlalu besar apabila putaran sangat tinggi, dan juga menimbulkan suara yang berisik. Sehingga rotor jenis ini biasanya digunakan pada generator yang mempunyai penggerak utama dengan kecepatan rendah dan menengah. Rotor ini mempunyai kutup yang terdiri dari lapisan-lapisan besi, dimaksudkan untuk dapat mengurangi panas akibat eddy current.

Gambar II.33. Rotor Kutub Sailent

2)  Rotor silinder

Rotor silinder biasanya digunakan pada generator yang tipe penggerak utamanya adalah turbin uap, yaitu turbo-generator yang mempunyai putaran sangat tinggi. Rotor ini berbentuk silinder dimana kelilingnya terdiri dari alur-alur sebagai tempat dari kawat-kawat kumparan medan. Rotor seperti ini didesain pada berbagai macam jumlah kutub yang disesuaikan dengan tipe penggerak mula dari generator tersebut.

Gambar II.35. Jangkar dari generator

Stator

Kumparan pembangkit (jangkar) terletak pada bagian yang tidak bergerak atau stator. Keliling bagian dalam dari stator ini dikonstruksi sedemikian rupa sehingga mempunyai alur-alur sebagi tempat dari kawat-kawat jangkar.

Alur-alur dari inti stator ini dibuat dalam berbagai macam bentuk, yaitu : terbuka, semi terbuka dan tertutup, diperlihatkan dalam Gambar II.36. berikut ini.

Gambar II.36. Bentuk alur

Gulungan Jangkar

1)   Gulungan berlapis tunggal

Apabila hanya satu sisi kumparan dalam setiap alur maka disebut gulungan berlapis tunggal. Gambar II.37. dibawah ini memperlihatkan suatu generator mempunyai 4 buah kutup, 12 alur; 3 alur per kutub atau 1 alur/fasa/kutub.

Gulungan dalam langkah penuh. Misalnya fasa R mulai dari alur 1, kemudian 4, 7 dan berakhir pada alur 10. Permulaan fasa R maju 120° listrik dari permulaan fasa Y, yaitu mulai dari alur 3, kemudian 6, 9 dan berakhir pada alur 12. Dengan cara yang sama fasa B mulai dari alur 5, 8, 11 dan berakhir pada alur 2. Untuk mendapatkan hubungan titik bintang, ketiga ujung akhir dari belitan dihubungkan.

Gambar II.37. Gulungan berlapis tunggal

2)  Gulungan berlapis ganda

Dalam gulungan berlapis ganda, dua sisi kumparan ditempatkan dalam setiap alur stator jangkar). Dari keadaan ini dapat diketahui suatu ketentuan, yakni :

a)   Jumlah alur stator sama dengan perkalian jumlah kutub dengan jumlah fasa. Dengan demikian stator berkutub 4 dari generator 3 fasa dapat mempunyai 12, 24, 36, 48 alur dan seterusnya.

b)   Jumlah alur sama dengan jumlah kumparan

Gambar II.38. Gulungan berlapis ganda

Gambar II.38. tersebut diatas memperlihatkan sebuah jangkar dari suatu generator dengan gulungan secara gelung mempunyai 4 kutub, 24 alur. Langkah kutub = 24/4 = 6. Untuk mendapatkan tegangan maksimum, kumparan harus dibuat langkah penuh. Hal ini berarti jika satu sisi kumparan mulai dari alur 1 maka sisi yang lainnya harus berada pada alur 7 dan ini disebut langkah kutub atau besarnya 180° listrik.

Jumlah kumparan tiap fasa = 24/3 = 8, untuk mendapatkan tegangan yang lebih besar, kumparan tersebut harus dihubungkan seri. Empat kumparan pertama berada pada alur 1, 7, 13 dan 19. Empat kumparan lagi berada pada alur 2, 8, 14 dan 20. Belitan ini adalah untuk fasa R.

Fasa Y berbeda 120° listrik dari fasa R, yaitu mulai dari alur 5, 4 alur jaraknya dari permulaan fasa R. Cara menggulung fasa Y sama dengan fasa R. Fasa B dimulai dari alur 9, yaitu 4 alur jaraknya dari permulaan fasa Y. Secara lengkapnya untuk gulungan 3 fasa diperlihatkan dalam Gambar II.39. terminal R2, Y2 dan B2 dapat dihubungkan untuk mendapatkan titik netral dari hubungan bintang.

Gambar II.39. Gulungan jangkar generator 3 fasa

Untuk mempermudah cara menggulung jangkar, dapat dilihat dalam daftar berikut:

3)  Hubungan bintang dan segitiga

Gambar II.40. menunjukkan penyusunan dasar yang digunakan untuk membangkitkan tegangan arus bolak-balik satu fasa (1f) dan tiga fasa (3f). Sistem satu fasa digunakan untuk kebuntuhan daya kecil. Hampir semua system pembangkitan dan distribusi yang digunakan oleh utility daya adalah tiga fasa.

Gambar II.40. Pembangkitan tegangan arus bolak-balik satu fasa dan tiga fasa Tiga perangkat kumparan stator dari alternator tiga fasa dapat dihubungkan dengan Y (bintang) atau D (delta). Gambar II.41. menunjukkan alaternator hubungan Y. Sistem bintang tiga fasa empat kawat adalah sangat umum dan merupakan sistem standar yang diberikan oleh banyak utility daya, dapat memberikan daya satu fase dan tiga fasa pada sistem empat kawat tersebut. Pada alternator tiga fasa yang dihubungkan bintang, tegangan fasa ke netral sama dengan tegangan yang dibangkitkan pada tiap kumparan. Tegangan fasa ke fasa diperoleh dengan mengalikan tegangan fasa ke netral dengan 1,73 (Ö3) karena kumparan-kumparan disusun 120° listrik satu sama lain.

Hubungan Y                                                                                      

Hubungan D

Gambar II.41. Hubungan bintang dan delta

Dengan beban tiga fasa yang dihubungkan pada alternator, arus pada line sama dengan arus pada lilitan kumparan (fasa). Pada sistem tiga fasa hubungan delta, tegangan yang diukur antara setiap dua line sama dengan tegangan yang dibangkitkan lilitan kumparan.

Vline ke line = Vkumparan (fasa)

Hal ini karena tegangan sedang diukur langsung antara lilitan kumparan. Meskipun demikian, kumparan terletak 120 derajat listrik satu sama lain seperti pada sistem hubungan bintang. Oleh karena itu, arus line akan merupakan jumlah vector antara dua arus kumparan. Dengan beban tiga fasa yang dihubungkan pada alternator, arus line sama dengan 1,73 kali arus pada kumparan.

Iline = 1,73 x Ikumparan (fasa)

Damper Winding (gulungan peredam)

Generator yang memakai rotor kutub salient biasanya mempunyai gulungan peredam. Gulungan peredam ini terdiri dari batang-batang tembaga yang terletak pada alur-alur dari sepatu kutub. Batang-batang tembaga ini dihubung singkat pada ujung-ujungnya dengan sebuah ring tembaga. Peredam ini berguna untuk mencegah ayunan (gocangan putaran seketika).

Gambar II.42. Gulungan peredam

Pada generator dengan jenis rotor silinder tidak memakai gulungan peredam, sebab “solid field” cukup efisien sebagai peredam.

Pendinginan

Pendinginan pada generator dengan rotor kutub salient tidak perlu dilakukan (ditambah), karena udara yang ada dalam celah-celah antar kutub-kutub cukup untuk keperluan pendinginan. Pada generator dengan jenis rotor silinder, pada dasarnya system pendinginan dilakukan dalam dua macam yaitu :

  1. Pendinginan radial; dilakukan dengan memasukan udara atau gas melalui saluran (celah udara) yang ada dalam inti stator (jangkar) dan keluar melalui calah udara yang ada disekitar poros. Dengan demikian udara atau gas tersebut bergerak secara radial sehingga panas yang timbul dapat dikurangi.
  2. Pendinginan aksial; udara atau gas mengalir dari satu ujung mesin ke ujung lainnya melalui celah udara dalam jangkar.

Persamaan GGL yang timbul

Besarnya tegangan yang dibangkitkan tergantung pada kecepatan garis medan magnet yang dipotong atau dalam hal generator arus bolak-balik, besarnya tegangan tergantung pada kuat medan dan kecepatan rotor. Karena sebagian besar dioperasikan pada kecepatan konstan, jumlah gaya elektromotif (GGL) yang dibangkitkan menjadi tergantung pada penguatan medan.

E eff = 4,44 f f T Volt

Dimana :

E eff = Harga efektif dari GGL yang timbul (Volt)

f = Frekuensi GGL yang timbul (Hz)

f = Fluks/kutub

T = Jumlah kumparan atau lilitan/fasa (1 lilitan = 2 kumparan)

Reaksi Jangkar

Apabila generator sinkron melayani beban, maka pada kumparan jangkar stator mengalir arus, dan arus ini menimbulkan fluks jangkar. Fluks jangkar yang ditimbulkan arus (fA) akan berinteraksi dengan fluks yang dihasilkan kumparan medan rotor (fF), sehingga menghasilkan fluks resultante (fR).

fR = fF + fA jumlah secara vector.

Adanya interaksi ini dikenal sebagai reaksi jangkar.

Gambar II.43. Reaksi jangkar untuk berbagai macam beban

Kondisi reaksi jangkar untuk berbagai macam jenis beban adalah sebagai berikut :

Gambar a

Arus jangkar (I) sefasa dengan GGL (E) Jenis beban : tahanan (resitif) fA tegak lurus terhadap fF

Gambar b

Arus jangkar (I) tertinggal dengan sudut j dari GGL (E) Jenis beban : induktif resitif fA terbelakang dengan sudut (90° - j)

Gambar c

Arus jangkar (I) tertinggal 90° dari GGL (E) Jenis beban : induktif murni fA memperkuat fF, terjadi pengaruh pendemagnitan

Gambar d

Arus jangkar (I) terdahulu 90° dari GGL (E) fA memperlemah fF, terjadi pengaruh pendemagnitan Terlihat bahwa reaksi jangkar pada generator tergantung pada jenis beban yang dilayani, dengan perkataan lain tergantung dari sudut fasa antara arus jangkar (I) dengan tegangan induksi (GGL).

Penguatan

Pada generator sinkron kumparan medan (rotor) diberi eksitasi (penguatan) dengan arus searah. Arus searah tersebut dapat diperoleh dari sumber arus searah atau dari arus bolakbalik yang diserahkan.

Generator atau sumber listrik lain, yang memberikan eksitansi pada generator sinkron) disebut penguatan terpisah, dan apabila arus eksitasi diambil dari generator itu sendiri disebut penguatan sendiri, yaitu dengan memanfaatkan sisa magnet pada kutub.

Pada suatu stasiun tenaga, kadang-kadang digunakan jala-jala khusus untuk memberikan eksitasi pada generator sinkron. Tetapi yang sering digunakan adalah eksitasi tersendiri bagi tiap-tiap generator itu. Stasiun tenaga yang mempunyai jala-jala eksitasi biasanya diberi daya dari beberapa generator arus searah yang dihubungkan paralel, dan memberikan daya pada kumparan medan semua generator. Dalam keadaan darurat jalajala eksitasi diberi daya oleh baterai. Untuk “main exciter” (penguat utama) biasanya digunakan generator arus searah dengan penguat bebas atau dengan penguatan sendiri. Bagi generator yang berpenguatan bebas yang bekerja sebagai main exciter, eksitasinya diperoleh dari sumber arus searah lainnya.

Generator atau sumber listrik lain yang memberikan eksitasi pada main exciter disebut “pilot exciter” (penguat pembantu). Untuk lebih jelasnya dapat dilihat dalam Gambar II.44. dan II.45.

Gambar II.44. Generator dengan main exciter

Gambar II.45. Generator dengan main exciter dan pilot exciter

Arus eksitasi ini dapat menentukan sifat-sifat dari alternator, yaitu dengan mengatur harga arus eksitasi maka faktor daya dari generator tersebut dapat ditentukan. Bila arus eksitasi cukup membangkitkan fluksi yang diperlukan oleh generator, maka disebut generator tersebut bekerja pada “unity-power factor” (factor daya satu). Bila arus eksitasi kurang dari harga unity-pf maka generator bekerja dengan “langging-pf) (factor daya terbelakang), sedangakan jika harga arus eksitasi lebih besar dari harga unity-pf maka disebut “leading-pf” (factor daya mendahului).

Pengaturan Tegangan

Kalau beban bertambah pada pengoperasian generator arus bolak-balik dengan kecepatan konstan dan penguatan medan konstan, tegangan terminal berubah. Besarnya perubahan tergantung pada desain mesin dan pada factor daya beban. Rumus untuk menentukan prosentase regulasi tegangan adalah :

Dimana :

Eo = Tegangan tanpa beban

V = Tegangan beban –penuh

Tegangan terminal dari generator arus bolak-balik berubah dengan perubahan beban; karena itu, biasanya ada beberapa cara untuk mempertahankan tegangan konstan yang diperlukan untuk operasi sebagian besar peralatan listrik.

Cara umum untuk melakukannya adalah dengan menggunakan pengatur tegangan untuk mengontrol besarnya penguat medan arus searah yang diberikan pada generator. Apabila tegangan terminal generator turun karena perubahan beban, regulator tegangan secara otomatis menambah penguat medan, yang memulihkan tegangan kerja menjadi normal. Demikian juga, apabila tegangan terminal naik karena perubahan beban, regulator memulihkannya menjadi tegangan kerja normal dengan menurunkan penguatan medan.

Rangkaian Generator yang ada dipasaran

Gambar II.46. Alternator ACT-A1610 & A1810 –1500 dan 1800 rpm

Gambar II.47. Circuit diagram Generator AC 3 Phase Lerroy Somer Type ARES dengan eksitasi pound.

 

Gambar II. 48. Circuit diagram alternator untuk DKBN 49-120

Gambar II.49. Circuit diagram alternator DKB 20-34 (tanpa voltage regulator dan memakai current transformer

 

G1 = Primary/machine

G2 = Exiter

G3 = Auxillary Winding

V1 = Ratating Rectifier

V2 = Compound rectifier

V5 = Rectifier for primary excitation

R1 = Voltage adjuster

R10 = Shunt (only if required)

R11 = Protection resistor for rotating rectifier

R14 = Adjusment for primary excitation

T4 = Current transformer for compounding

Komentar

Artikel Terkait
gloopic.net
Visitor Online :46
Visitor Today :1.139
Visitor Total :6.539.677

BERLANGGANAN NEWSLETTER

Dengan berlangganan NEWSLETTER anda akan menerima info tebaru dari situs kami.