MAKALAH ELECTRICAL ENGINE

“MOTOR DC DAN GENERATOR DC”

Oleh :M.Chasan Qodari MK 6/4

NIM 7106040108

EPARTEMEN PENDIDIKAN NASIONALJOINT PROGRAM BA MALANG

TEKNIK ELEKTRO2009

Prinsip Kerja Motor Listrik Arus Searah ( DC )

Motor listrik arus searah merupakan suatu alat yang berfungsi mengubah daya listrik

arus searah menjadi daya mekanik. Motor listrik arus searah mempunyai prinsip kerja

berdasarkan percobaan Lorents yang menyatakan.“Jika sebatang penghantar listrik yang

berarus berada di dalam medan magnet maka pada kawat penghantar tersebut akan

terbentuk suatu gaya”.Gaya yang terbentuk sering dinamakan gaya Lorents.

Untuk menentukan arah gaya dapat digunakan kaidah tangan kiri Flemming atau kaidah

telapak tangan kiri. Gambar 1 melukiskan konstruksi kaidah tangan kiri Flemming.

Gambar 1Prinsip Kerja Motor DC

Jika ibu jari, jari tengah dan jari telunjuk disusun seperti gambar i, garis gaya magnet

sesuai dengan arah jari telunjuk, arus yang mengalir pada penghantar searah dengan

jari tengah maka, gaya ya ng terbentuk pada kawat penghantar akan searah dengan arah ibu

jari.

Jika digunakan kaidah telapak tangan kiri, maka didalam menentukan arah gaya dapat

dikerjakan sebagai berikut :

“Telapak tangan kiri direntangkan sedemikian rupa sehingga ibu jari dengan keempat

jari yang lain saling tegak lurus. Jika garis gaya magnet menembus tegak lurus telapak

tangan, arah arus sesuai dengan arah keempat jari tangan, maka ibu jari akan menunjukkan

arah gaya yang terbentuk pada kawat penghantar.

Hubungan antara garis ga ya magnet, arah arus dan gaya yang terbentuk pada kawat

penghantar dapat dilukiskan seperti gambar 2.

Gambar 2.Arah arus dan gaya

Untuk dua buah penghantar yang berarus seperti gambar 3 berada dalam medan magnet

maka pada masing-masing kawat akan timbul suatu gaya.

U

X F x

F

S S

Gambar 3.Gaya dalam medan magnet

Besarnya gaya dapat ditentukan dengan persamaan :

F = B.I.l . sin ?

F : Gaya yang terbentuk pada penghantar (Newton)

I : Kuat arus yang mengalir (Ampere)

B : Kerapatan garis gaya magnet (Wb/m²)

: Sudut antara garis gaya magnet dengan posisi kawat penghantar

Karena kawat penghantar tersebut bergerak didalam medan magnet maka sesuai dengan

percobaan Faraday, pada kawat penghantar tersebut akan terbentuk GGL Induksi.

GGL induksi ini mempunyai arah melawan tegangan yang menyebabkan, sehingga

GGL induksi ini sering disebut GGL lawan.

Untuk menentukan GGL lawan Ea mempunyai persamaan dengan GGL induksi pada

generator arus searah yaitu :

Ea : GGL lawan (volt)

2p : jumlah kutub

A : jumlah cabang paralel lilitan jangkar

n : jumlah putaran per menit (ppm)

Z : jumlah kawat penghantar aktif

: fluks per kutub (Weber)

1. Konstruksi Motor Listrik Arus Searah

Gambar 4 melukiskan konstruksi bagian yang terpenting dari sebuah motor

listrik arus searah kutup dua dan kutub empat.

Secara umum konstruksi motor listrik arus searah dapat dibagi menjadi dua :

a. Stator (bagian yang diam)

b. Rotor (bagian yang berputar)

Untuk bagian yang diam (stator) dalam motor listrik arus searah terdiri atas badan (body),

inti kutub magnet dan sikat-sikat. Sedangkan untuk bagian rotornya adalah komutator,

jangkar dan lilitan jangkar.

a. Motor listrik kutub dua

b. Motor listrik arus searah kutub empat

Gambar 4. Konstruksi motor arus searah

2. Bagian-bagian Motor dan Fungsinya

a. Badan Motor listrik

Fungsi utama dari badan motor adalah sebagai bagian tempat untuk

mengalirnya fluks magnet yang dihasilkan kutub-kutub magnet, karena itu badan

motor dibuat dari bahan ferromagnetik. Disamping itu badan motor ini berfungsi

untuk meletakkan alat-alat tertentu dan melindungi bagian-bagian motor lainnya.

Pada badan motor terdapat papan nama (name plat) yang bertuliskan

spesifikasi umum atau data teknik dari motor. Papan nama tersebut untuk

mengetahui beberapa hal pokok yang perlu diketahui dari motor tersebut. Selain

papan nama badan motor juga terdapat kotak hubung yang merupakan tempat

ujung-ujung penguat magnet dan lilitan jangkar.

Ujung-ujung lilitan jangkar ini tidak langsung dari lilitan jangkar tetapi

merupakan ujung kawat penghubung lilitan jangkar yang melalui komutator dan

sikat-sikat. Dengan adanya kotak hubung akan memudahkan dalam pergantian

susunan lilitan penguat magnet dan memudahkan pemeriksaan kerusakan yang

mungkin terjadi pada lilitan jangkar maupun lilitan penguat tanpa membongkar

mesin. Untuk mengetahui ujung-ujung lilitan tersebut, setiap pabrik/negara

mempunyai normalisasi huruf tertentu, yang mana hal tersebut dapat dinyatakan

dalam tabel di bawah ini :

Jenis lilitan VEMET V D E Amerika

i. Lilitan Jangkar2. Lilitan penguat magnet

a. Lilitan Shuntb. Lilitan Seric. Lilitan terpisah

B - b

F - fS - sE - e

A - B

C - DE - FI - K

Ai - A2

Fi - F2

Si - S2

Fi - F2

b. Inti kutub magnet dan lilitan penguat magnet

Sebagaimana diketahui bahwa fluks magnet yang terdapat pada motor arus

searah dihasilkan oleh kutub-kutub magnet buatan yang dibuat prinsip

elektromagnetis. Lilitan penguat magnet berfungsi untuk mengalirkan arus listrik

sebagai terjadinya proses elektromagnetis.

c. Sikat-sikat

Fungsi utama dari sikat-sikat adalah untuk jembatan bagi aliran arus dari

lilitan jangkar dengan sumber tegangan. Disamping itu sikat-sikat memegang

peranan penting untuk terjadinya komutasi. Agar gesekan antara komutator-

komutator dan sikat tidak mengakibatkan ausnya komutator, maka bahan sikat lebih

lunak dari komutator. Biasanya dibuat dari bahan arang (coal).

d. Komutator

Komutator yang digunakan dalam motor arus searah pada prinsipnya

mempunyai dua bagian yaitu :

i) Komutator bar merupakan tempat terjadinya pergesekan antara komutator

dengan sikat-sikat.

2) Komutator riser merupakan bagian yang menjadi tempat hubungan komutator

dengan ujung dari lilitan jangkar.

Gambar 5.Konstruksi sebuah komutator dari motor arus searah

Keterangan :

a. Segmen komutator

b. Pemasangan komutator

c. Susunan komutator

i. Komutator bar

2. Riser

3. Isolator

4. Poros

5. Ring pengunci

6. Baut

Isolator yang digunakan yang terletak antara komutator yang satu dengan

komutator yang lain harus dipilih sesuai dengan kemampuan isolator tersebut

terhadap suhu yang terjadi dalam mesin.

Jadi disamping sebagai isolator terhadap listrik, juga harus mampu terhadap

suhu tertentu.

Berdasarkan jenis isolator yang digunakan terhadap kemampuan panas ini maka

pada mesin listrik dikenal :

a. Klas A : jika temperatur tinggi diijinkan 70°C (katun, sutera, kertas)

b. Klas B : jika temperatur tinggi diijinkan ii0°C (serat asbes, serat gelas)

c. Klas H : jika temperatur tinggi diijinkan i85°C (mika, gelas, porselin, keramik).

d. Jangkar (angker)

Umumnya jangkar yang digunakan dalam motor arus searah adalah

berbentuk selinder dan diberi alur-alur pada permukaannya untuk tempat melilitkan

kumparan-kumparan tempat terbentuknya GGL lawan.

Seperti halnya pada inti kutub magnet, maka jangkar dibuat dari bahan

berlapis-lapis tipis untuk mengurangi panas yang terbentuk karena adanya arus liar

(Edy current). Bahan yang digunakan jangkar ini sejenis campuran baja silikon.

Adapun konstruksinya dari jangkar tersebut dapat dilukiskan seperti

gambar 5.

a. Jangkar beralur b. Lempeng plat jangkar

Gambar 6.Konstruksi jangkar

f. Lilitan jangkar (angker)

Lilitan jangkar pada motor arus searah berfungsi sebagai tempat

terbentuknya GGL lawan.

Pada prinsipnya kumparan terdiri atas :

i) Sisi kumparan aktif, yaitu bagian sisi kumparan yang terdapat dalam alur

jangkar yang merupakan bagian yang aktif (terjadi GGL lawan sewaktu motor

bekerja).

2) Kepala kumparan, yaitu bagian dari kumparan yang terletak di luar alur yang

berfungsi sebagai penghubung satu sisi kumparan aktif dengan sisi kumparan

aktif lain dari kumparan tersebut.

3) Juluran, yaitu bagian ujung kumparan yang menghubungkan sisi aktif dengan

komutator.

Sisi kumparan aktif

Kepalakumparan

Ke komutatorJuluran

Gambar 7.Kumparan jangkar

3. Jenis-jenis motor listrik arus searah

Berdasarkan sumber arus penguat magnetnya motor arus searah dapat

dibedakan atas dua jenis :

a. Motor dengan penguat terpisah

b. Motor penguat sendiri terdiri atas :

i) Motor Seri

2) Motor Shunt

3) Motor kompon pendek

4) Motor kompon panjang

a. Motor dengan penguat terpisah.

Yang dimaksud dengan penguat terpisah adalah bila arus penguat magnetnya

diperoleh dari sumber arus searah di luar motor.

Gambar 8. Motor penguat terpisah

Gambar 9.

Rangkaian listrik motor penguat terpisah

Persamaan arus :

Ia = I

ImE

Rm

Persamaan tegangan :

V = Ea + Ia.Ra + 27 e

dimana :

V : Tegangan jepit (volt)

Ea : GGL lawan (volt)

Ia : Arus jangkar (Ampere)

Ra : Tahanan lilitan jangkar (Ohm)

Im : Arus penguat terpisah(Ampere)

Rm: Tahanan penguat terpisah (Ohm)

e : Kerugian tegangan pada sikat-sikat (karena relatif kecil biasanya harga

tersebut diabaikan).

b. Motor penguat sendiri

Motor dengan penguat sendiri dapat dibagi menjadi :

1) Motor Seri, motor penguat sendiri di mana lilitan penguat magnetnya

dihubungan seri dengan lilitan jangkar.

Gambar 10.

Motor seri

Gambar 11.Rangkaian Listrik Motor Seri

S

Persamaan arus :

I = Ia = Is

Persamaan tegangan :

V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs + 27e

Dimana :

Is : Arus penguat seri yang besarnya sama dengan arus sumber

Rs : Tahanan lilitan penguat seri

2) Motor shunt, motor penguat sendiri di mana lilitan penguat

magnetnya dihubungkan paralel dengan lilitan jangkar atau

dihubungkan langsung

dengan sumber tegangan dari luar.

U

E C E C

Gambar 12.

Motor shunt

Ish IaI

Rsh Ra DC

Gambar 13.

Rangkaian listrik motor shunt

Persamaan arus :

I = Ia + Ish

Ish?V

Rsh

Persamaan tegangan :

V = Ea + Ia.Ra + 27 e

V = Ish . Rsh

dimana :

Rsh : Tahanan penguat shunt

Ish : Arus penguat shunt

3) Motor kompon pendek, motor penguat sendiri yang mempunyai dua lilitan

penguat magnet yaitu lilitan shunt dan seri, dimana lilitan seri terletak pada

rangkaian sumber tegangan.

U

S

E C D E C D

Gambar 14.

Motor kompon pendek

Ish IaRs Is = I

RshRa Ea

V

Gambar 15.

Rangkaian Listrik Kompon Pendek

:

Persamaan Arus

I = Is = Ia + Ish

Rsh

VshIsh?

Persamaan tegangan :

V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs + 27 e

Vsh = V – Is.Rs Dimana :

Vsh : Tegangan pada lilitan penguat shunt

4) Motor kompon panjang, motor penguat sendiri yang mempunyai dua buah

lilitan penguat seri dan shunt, dimana lilitan penguat seri dihubung seri

dengan lilitan jangkar.

U

S

E C D E C

Gambar 16.

Motor kompon panjang

Gambar 17.

Rangkaian listrik motor kompon panjang

Persamaan arus :

I = Is + Ish

Is = Ia

Rsh

VIsh?

Persamaan tegangan :

V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs

Vsh = V

4. Karakteristik Motor Listrik Arus Searah (DC)

Pada motor listrik arus searah dikenal 3 macam karakteristik yaitu :

a. Karakteristik Ta = f (Ia) untuk V = tetap

b. Karateristik n = f (Ia) untuk V =tetap

c. Karakteristik n = f(Ta) untuk V = tetap

Untuk membahas tentang karakteristik Ta = f(Ia), perlu dijelaskan terlebih

dahulu tentang torsi yang ditimbulkan oleh motor listrik arus searah.

Torsi

Yang dimaksud torsi adalah putaran atau pemuntiran dari suatu gaya

terhadap suatu poros. Untuk menentukan besarnya torsi pada motor dapat

dihitung dengan rumus:

F

R

n ppm

Berdasarkan gambar disamping torsi (T) adalah :

Torsi (T) = F x r Newton meter (N-m)

Usaha dalam satu putaran = gaya x jarak

Usaha = F x 2 r joule

Misalnya poros berputar n putaran perdetik maka :

Usaha perdetik = F x 2 r n joule/detik

= F x r (2 n) joule/detik

= T x joule/detik

atau Daya = T x watt

Untuk n = jumlah putaran per menit.

60

?2??

n

Dapat juga dituliskan bahwa :

T?P

2?n / 60N-m

T? 0,i59P

n / 60N-m

T? 0,i59i

.9,8i

P

n / 60Kgm.

Berdasarkan rumus di atas maka :

Ta?Pa

2?n / 60N-m

Ta?Ea.Ia

2?n / 60N-m

Ta?2 p / A.n / 60.?.Z.Ia

2?n / 60

Ta = c . ? . Ia

c?Z

.2 p

2? A

dimana : F : Gaya (Newton)T : Torsi (Newton meter)

r : Jari-jari (meter)

a. Karakteristik motor penguat terpisah

Karakteristik-karakteristik motor penguat terpisah mempunyai

persamaan dengan karakteristik-karakteristik pada motor shunt. Oleh karena

itu tinjauan pada motor ini dapat dilihat pada motor shunt.

Motor dengan penguat terpisah ini hanya dipakai dalam hal-hal yang

istimewa, terutama pada tegangan jala-jala yang tinggi dan sebagai motor-motor

angkat dipertimbangan

b. Karakteristik motor shunt

i) Karakteristik Ta = f (Ia)

Sesuai dengan persamaan-persamaan pada motor shunt, maka akan didapat

bahwa karakteristik Ta = f (Ia) adalah linier seperti dapat dilukiskan pada

gambar 18.

Ta

Karena ada kerugian daya, TaTo tidak dimulai dari titik 0, tetapi

dimulai dari titik A.Ta

OA = arus beban kosong yaituarus jangkar yang diperlukanuntuk membangkitkan momen

yaitu untuk jangkar.0 A Ia

Gambar 18.

2) Karakteristik n = f (Ia)

Berdasarkan gambar disampingn dapat dijelaskan bahwa dengan

mem-perbesar arus jangkar Ia,

sesuai persamaan

n : n?V? Ia.Ra

cmaka putaran

akan turun.

Ia

Gambar 19

3) Karakteristik n = f (Ta)

Karena, Ta = c . . Ia , di ma na Ta sebanding dengan Ia maka karakteristik

n = f(Ta) = Karakteristik n = f (Ia).

c. Motor Seri

i) Karakteristik Ta = f (Ia)

Sesuai dengan persamaan arus : Is = Ia = I

Jika beban naik, maka I, Ia dan Is naik, sehingga fluks magnet juga naik.

Sebelum kutub jenuh, fluks magnet ( ) sebanding dengan Is.

Berdasarkan : Ta = c Ia, di mana sebelum jenuh sebanding Ia maka

persamaan di atas dapat ditulis : Ta = c . Ia²

Secara matematika, sebelum mencapai titik jenuh, grafik Ta = f (Ia)

merupakan parabola (fungsi kuadrant).

Setelah mencapai titik jenuh, Ta = f (Ia) akan linier seperti pada gambar 20.

AO= Arus Beban

Gambar 20

2) Karakteristik n = f (Ia)

Rumus =?.

.??

c

RaIaVn

Jika motor seri dihubungan dengan sumber tanpa dibebani maka Is = kecil,

sehingga fluks mangnet juga kecil, Ia x Ra juga kecil, maka n = tinggi

sekali.

Oleh karena itu untuk menekan motor seri, dalam praktek

tidak

diperkenankan terhubung dengan sumber dalam kondisi motor tanpa

beban. Jika beban naik Is naik dan fluks magnet naik pula, maka n

motor akan

turun cepat sekali , hal ini jika kutub magnet belum mencapai kejenuhan.

Setelahkutub magnet mencapai kejenuhan

maka putaran motor seri relatif tetap atau jika

mengalami penurunan, biasanya relatif kecil.

Gambar 21

3) Karakteristik n = f (Ta)

Karena Ta sebanding dengan Ia, maka karakteristik n = f (Ta)=

karakteristik n = f (Ia).

d. Karakteristik motor kompon

Gambar 22.

GENERATOR ARUS SEARAHPRINSIP KERJA GENERATOR ARUS SEARAH

Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday :

e = - N d/ dt

dimana : N : jumlah lilitan

: fluksi magnet

e : Tegangan imbas, ggl(gaya gerak listrik)

Dengan lain perkataan, apabila suatu konduktor memotong garis-garis fluksi

magnetik yang berubah-ubah, maka ggl akan dibangkitkan dalam konduktor itu.

Jadi syarat untuk dapat dibangkitkan ggl adalah :

- harus ada konduktor ( hantaran kawat )

- harus ada medan magnetik

- harus ada gerak atau perputaran dari konduktor dalam medan, atau ada

fluksi yang berubah yang memotong konduktor itu.

Untuk menentukan arah arus pada setiap saat, berlaku pada kaidah tangankanan :

- ibu jari : gerak perputaran

- jari telunjuk : medan magnetik kutub u dan s

- jari tengah : besaran galvanis tegangan U dan arus I

Untuk perolehan arus searah dari tegangan bolak balik, meskipun tujuan

utamanya adalah pemabngkitan tegangan searah, tamopak bahwa tegangan

kecepatan yang dibangkitkan pada kumparan jangkar merupakan tegangan bolak-

balik. Bentuk gelombang yng berubah-ubah tersebut karenanya harus disearahkan.

Untuk mendapatkan arus searah dari arus bolak balik dengan menggunakan

- saklar

- komutator

- dioda

SISTEM SAKLAR

Saklar berfungsi untuk menghubungsingkatkan ujung-ujung kumparan.

Prinsip kerjanya adalah sebagai berikut :

Bila kumparan jangkar berputar, maka pada kedua ujung kumparan akan timbul

tegangan yang sinusoida. Bila setengan periode tegangan positif saklar di

huybungkan, maka tegangan menjadi nol. Dan bila sakalar dibuka lagi akan

timbul lagi tegangan. Begitu seterusnya setiap setenganh periode tegangan saklar

dihubungkan, maka akan di hailkan tegangan searah gelombang penuh.

SISTEM KOMUTATOR

Komutator brfungsi sebagai saklar, yaitu untuk menghubung singkatkan

kumparan jangkar. Komutator berupa cincin belah yang dipasang pada ujung

kumparan jangkar. Bila kumparan jangkar berputar, maka cincin belah ikut

berputar. Karena kumparan berada dalam medan magnet, akan timbul tegangna

bolak balik sinusoidal.

Bila kumparan telah berputar setengah putaran, sikat akan menutup celah cincin

sehingga tegangan menjadi nol. Karena cincin berputar terus, maka celah akan

terbuka lagi dan timbul tegangan lagi. Bila perioda tegangan sama dengan perioda

perputaran cincin, tegangan yang timbul adalah tegangan arus searah gelombang

penuh.

GAMBAR EFEK KOMUTASI

SISTEM DIODA

Dioda adalah komponen pasif yang mempunyai sifat-sifat sebagai berikut:

- Bila diberi prasikap maju (forward bias) bisa dialiri arus.

- Bila diberi prasikap balik (reverse bias) dioda tidak akan dialiri arus.

Berdasrakan bentuk gelombang yang dihasilkan, dioda dibagi dalam:

- Half wave rectifier (penyearah setengah gelombang)

- Full wave rectifier (penyearah satu gelombang penuh)

KARAKTERISTIK GENERATOR ARUS SEARAH

Medan magnet pada generator dapat dibangkitkan dengan dua cara yaitu :

- dengan magnet permanen

- dengan magnet remanen

Generator listrik dengan magnet permanen sering juga disebut magneto dynamo.

Karena banyak kekurangannya, maka sekarang jarang digunakan.

Sedangkan generator dengan magnet remanen menggunakan medan magnet

listrik, mempunyai kelebihan-kelebihan yaitu :

- Medan magnet yang dibangkitkan dapat diatur

Pada generator arus searah berlaku hubungan-hubungan sebagai berikut :

Ea = z n P / 60 a Volt

Dimana:

Ea = ggl yang dibangkitkan pada jangkar generator

= fluks per kutub

z = jumlah penghantar total

n = kecepatan putar

a = jumlah hubungan pararel

Bila zP/60a = c(konstanta), maka :

Ea = cn Volt

Berdasarkan cara memberikan fluks pada kumparan medannya, generator

arus searah dapat dikelompokkan menjadi 2 yaitu:

1. Generator berpenguatan bebas

Generator tipe penguat bebas dan terpisah adalah generator yang lilitan

medannya dapat dihubungkan ke sumber dc yang secara listrik tidak

tergantung dari mesin.

Tegangan searah yang dipasangkan pada kumparan medan yang mempunyai

tahanan Rf akan menghasilkan arus If dan menimbulkan fluks pada kedua

kutub. Tegangan induksi akan dibangkitkan pada generator.

Jika generator dihubungkan dengan beban, dan Ra adalah tahanan dalam

generator, maka hubungan yang dapat dinyatakan adalah:

Vf = If Rf

Ea = Vt + Ia Ra

Besaran yang mempengaruhi kerja dari generator :

- Tegangan jepit (V)

- Arus eksitasi (penguatan)

- Arus jangkar (Ia)

- Kecepatan putar (n)

2. Generator berpenguatan sendiri

(a) Generator searah seri

Vt = Ia Ra

Ea = Ia (Ra + Rf) + Vt + <Vsi

(b) Generator Shunt

Vt = If Rf

Ea = Ia Ra + Vt + <Vsi

Pada generator shunt, untuk mendapatkan penguatan sendiri diperlukan :

- Adanya sisa magnetik pada sistem penguat

- Hubungan dari rangkaian medan pada jangkar harus sedemikian, hingga

arah medan yang terjadi, memperkuat medan yang sudah ada.

Mesin shunt akan gagal membangkitkan tegangannya kalau:

- Sisa magnetik tidak ada.

Misal: pada mesin-mesin baru. Sehingga cara memberikan sisa magnetik

adalah pada generator shunt dirubah menjadi generator berpenguatan

bebas atau pada generator dipasang pada sumber arus searah, dan

dijalankan sebagai motor shunt dengan polaritas sikat-sikat dan perputaran

nominal

- Hubungan medan terbalik,

karena generator diputar oleh arah yang salah dan dijalanksalahan, sehingga

/’;[p-0arus medan tidak memperbesar nilai fluksi. Untuk memperbaikinya dengan

hubungan-hubungan perlu diubah dan diberi kembali sisa magnetik, seperti cara

untuk memberikan sisa magnetik

- Tahanan rangkaian penguat terlalu besar.

Hal ini terjadi misalnya pada hubungan terbuka dalam rangkaian medan, hingga

Rf tidak berhingga atau tahanan kontak sikat terlalu besar atau komutator kotor.

3. Generator kompon

Generator kompon merupakan gabungan dari generator shunt dan generator

seri, yang dilengkapi dengan kumparan shunt dan seri dengan sifat yang

dimiliki merupakan gabungan dari keduanya. Generator kompon bisa

dihubungkan sebagai kompon pendek atau dalam kompon panjang. Perbedaan

dari kedua hubungan ini hampir tidak ada, karena tahanan kumparan seri

kecil, sehingga tegangan drop pada kumparan ini ditinjau dari dari tegangan

terminal kecil sekali dan terpengaruh.

Biasanya kumparan seri dihubungkan sedemikian rupa, sehingga kumparan

seri ini membantu kumparan shunt, yakni MMF nya searah. Bila generator ini

dihubungkan seperti itu, maka dikatakan generator itu mempunyai kumparan

kompon bantu.

Mesin yang mempunyai kumparan seri melawan medan shunt disebut kompon

lawan dan ini biasanya digunakan untuk motor atau generator-generator

khusus seperti untuk mesin las. Dalam hubungan kompon bantu yang

mempunyai peranan utama ialah kumparan shunt dan kumparan seri

dirancang untuk kompensasi MMF akibat reaksi jangkar dan juga tegangan

drop di jangkar pada range beban tertentu. Ini mengakibatkan tegangan

generator akan diatur secara otomatis pasa satu range beban tertentu.

(a) Kompon panjang

Ia = If1 = IL + If2

Ea = Vt + Ia(Ra + Rf1) + <Vsi

(b) Kompon pendek

Ia = If1 + If2 = IL + If2

Ea = Vt + ILRf1 + IaRa + <Vsi

Pembangkitan Tegangan Induksi PadaGenerator Berpenguatan Sendiri

Disini akan diterangkan pembangkitan tegangan induksi generator shunt

dalam keadaan tanpa beban. Pada saat mesin dihidupkan (S tutup), timbul suatu

fluks residu yang memang sudah terdapat pada kutub. Dengan memutarkan rotor,

akan dibangkitkan tegangan induksi yang kecil pada sikat. Akibat adanya tegangan

induksi ini mengalirlah arus pada kumparan medan. Arus ini akan menimbulkan

fluks yang memperkuat fluks yang telah ada sebelumnya. Proses terus berlangsung

hingga dicapai tegangan yang stabil.

Jika tahanan medan diperbesar, tegangan induksi yang dibangkitkan

menjadi lebih kecil. Berarti makin besar tahanan kumparan medan, makin buruk

generator tersebut.

Reaksi JangkarFluks yang menembus konduktor jangkar pada keadaan generator tak

berbeban merupakan fluks utama. Jika generator dibebani, timbullah arus

jangkar. Adanya arus jangkar ini menyebabkan timbulnya fluks pada konduktor

tersebut. Dengan mengnggap tidak ada arus medan yang mengalir dalam

kumparan medan, fluks ini seperti digambarkan pada gambar dibawah ini.

Perhatian pada konduktor yang terletak pada daerah ac, ternyata fluks yang

ditimbulkan arus jangkar dengan fluks utamanya saling memperkecil, sehingga

fluks yang terjadi disini menjadi berkurang. Perhatikanlah kemudian konduktor

pada daerah bd, ternyata fluks yang ditimbulkan oleh arus jangkar dengan fluks

utamanya saling memperkuat, sehingga fluks yang terjadi disini bertambah. Fluks

total saat generator dalam keadaan berbeban adalah penjumlahan vector kedua

fluks. Pengaruh adanya interaksi ini disebut reaksi jangkar. Interaksi kedua fluks

tersebut dapat dilihat pada gambar dibawah ini. Karena operasi suatu generator

arus searah selalu pada daerah jenuh, pengurangan suatu fluks pada konduktor

dibandingkan dengan pertambahan fluks pada konduktor lain lebih besar.

B

Kerja pararel generator arus searah

Untuk memberi tenaga pada suatu beban kadang-kadang diperlukan kerja

pararel dari dua atau lebih generator. Pada penggunaan beberapa buah mesin

perlu dihindari terjadinya beban lebih pada salah satu mesin. Kerja pararel

generator juga diperlukan untuk meningkatkan efisiensi yang besar pada

perusahaan listrik umum yang senantiasa memerlukan tegangan yang konstan.

Untuk hal-hal yang khusus sering dynamo dikerrjakan pararel dengan aki,

sehingga secara teratur dapat mengisi aki tesebut.

Tujuan kerja pararel dari generator adalah :

- Untuk membantu mengatasi beban untuk manjaga jangan sampai mesin

dibebani lebih.

- Jika satu mesin dihentikan akan diperbaiki karena ada kerusakan, maka

harus ada mesin lain yang meueruskan pekerjaan. Jadi untuk menjamin

kontinuitas dari penyediaan tenaga listrik.

- Sumberby :

http://www.homepagez.com/pkdst/generator/generator_arus_searah.htm