BAB II DASAR TEORI. searah. Energi mekanik dipergunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar

dokumen-dokumen yang mirip
BAB II GENERATOR ARUS SEARAH. arus searah. Energi mekanik di pergunakan untuk memutar kumparan kawat

BAB II GENERATOR ARUS SEARAH. energi mekanis menjadi energi listrik berupa arus searah (DC). Dimana energi listrik

Generator listrik adalah sebuah alat yang memproduksi energi listrik dari sumber energi mekanik, biasanya dengan menggunakan induksi elektromagnetik.

KONSTRUKSI GENERATOR DC

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

KONSTRUKSI GENERATOR ARUS SEARAH

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. tersebut berupa putaran rotor. Proses pengkonversian energi listrik menjadi energi

BAB II. 1. Motor arus searah penguatan terpisah, bila arus penguat medan rotor. dan medan stator diperoleh dari luar motor.

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SUMATERA UTARA MEDAN 2008

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

MOTOR DC. Karakteristik Motor DC

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Pada prinsip

BAB II DASAR TEORI. mesin listrik yang mengubah energi listrik pada arus searah (DC) menjadi energi

BAB II HARMONISA PADA GENERATOR. Generator sinkron disebut juga alternator dan merupakan mesin sinkron yang

Universitas Medan Area

GENERATOR ARUS SEARAH

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Umum. Motor arus searah (motor DC) ialah suatu mesin yang berfungsi mengubah

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Gerak Gaya Listrik (GGL) Electromotive Force (EMF)

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

BAB 2. MESIN DC. Model konstruksi berbagai mesin DC dapat dilihat pada gambar 2.0 di bawah. (i) (ii) (iii) (iv) (v) (vi) (vii) (viii)

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. searah menjadi energi mekanis yang berupa putaran. Pada prinsip

MODUL III SCD U-Telkom. Generator DC & AC

PRINSIP KERJA MOTOR. Motor Listrik

TUGAS PERTANYAAN SOAL

Dasar Konversi Energi Listrik Motor Arus Searah

Modul Kuliah Dasar-Dasar Kelistrikan Teknik Industri 1

JENIS-JENIS GENERATOR ARUS SEARAH

GENERATOR DC HASBULLAH, MT, Mobile :

BAB II MOTOR INDUKSI 3 FASA

PENGARUH PENGATURAN TAHANAN SHUNT DAN SERI TERHADAP PUTARAN DAN EFISIENSI MOTOR ARUS SEARAH KOMPON

BAB II GENERATOR SINKRON

Transformator (trafo)

Created By Achmad Gunawan Adhitya Iskandar P Adi Wijayanto Arief Kurniawan

M O T O R D C. Motor arus searah (motor dc) telah ada selama lebih dari seabad. Keberadaan motor dc telah membawa perubahan besar sejak dikenalkan

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB II DASAR TEORI. 2.1 Mesin arus searah Prinsip kerja

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

BAB II MOTOR ARUS SEARAH

BAB II LANDASAN TEORI

DA S S AR AR T T E E ORI ORI

BAB II MOTOR SINKRON. 2.1 Prinsip Kerja Motor Sinkron

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Gambar 2.1 Penampang kumparan rotor dari atas.[4] permukaan rotor, seperti pada gambar 2.2, saat berada di daerah kutub dan

STUDI PERBANDINGAN PENGGUNAAN RHEOSTAT DAN AUTO-TRANSFORMATOR UNTUK PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC SERI

BAB II DASAR TEORI. arus searah menjadi energi mekanis. Pada prinsip pengoperasiannya, motor arus

PENGARUH POSISI SIKAT DAN PENAMBAHAN KUTUB BANTU TERHADAP EFISIENSI DAN TORSI MOTOR DC SHUNT

TUGAS ELECTRICAL MACHINE SEMESTER 6

BAB II MOTOR ARUS SEARAH. putaran dari motor. Pada prinsip pengoperasiannya, motor arus searah sangat

TUGAS AKHIR PERBANDINGAN PENGEREMAN MOTOR DC PENGUATAN SERI DENGAN METODE DINAMIK DAN PLUGGING

Pendahuluan Motor DC mengkonversikan energi listrik menjadi energi mekanik. Sebaliknya pada generator DC energi mekanik dikonversikan menjadi energi l

BAB II GENERATOR SINKRON. bolak-balik dengan cara mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Energi

Makalah Mata Kuliah Penggunaan Mesin Listrik

MODUL 10 DASAR KONVERSI ENERGI LISTRIK. Motor induksi

BAB II GENERATOR SINKRON TIGA FASA

TUGAS AKHIR ANALISA PERBANDINGAN EFISIENSI MOTOR DC KOMPON PENDEK DENGAN MOTOR DC KOMPON PANJANG AKIBAT PENAMBAHAN KUTUB FUAD RAHIM SITOMPUL

BAB 6 INDUKSI ELEKTROMAGNET

Definisi. Oleh Maryono SMK Negeri 3 Yogyakarta

5.5. ARAH GGL INDUKSI; HUKUM LENZ

MESIN LISTRIK. 2. JENIS MOTOR LISTRIK Motor berdasarkan bermacam-macam tinjauan dapat dibedakan atas beberapa jenis.

Mesin Arus Searah. Karakteristik Generator Arus Searah

PRINSIP KERJA GENERATOR SINKRON. Abstrak :

Mesin Arus Bolak Balik

MOTOR LISTRIK 1 & 3 FASA

PENGARUH POSISI SIKAT TERHADAP WAKTU PENGEREMAN PADA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN SHUNT DENGAN METODE DINAMIS

BAB II TRANSFORMATOR. sistem ketenagalistrikan. Transformator adalah suatu peralatan listrik. dan berbanding terbalik dengan perbandingan arusnya.

3/4/2010. Kelompok 2

DASAR-DASAR LISTRIK ARUS AC

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

FISIKA DASAR II & PRAKTIKUM

HANDOUT MESIN-2 LISTRIK

BAB II MOTOR INDUKSI SATU FASA. Motor induksi adalah adalah motor listrik bolak-balik (ac) yang putaran

GGL Induksi Michael Faraday ( ), seorang ilmuwan berkebangsaan Inggris, membuat hipotesis (dugaan) bahwa medan magnet seharusnya

BAB II LANDASAN TEORI

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA FASA. biasanya adalah tipe tiga phasa. Motor induksi tiga phasa banyak digunakan di

BAB II MOTOR INDUKSI TIGA PHASA

BAB II MOTOR INDUKSI 3 Ø

ABSTRAK. Kata Kunci: generator dc, arus medan dan tegangan terminal. 1. Pendahuluan

KEGIATAN 1 : PENGEREMAN MOTOR ARUS SEARAH DENGAN MENGGUNAKAN TAHANAN GESER UNTUK APLIKASI LABORATORIUM

MESIN SINKRON ( MESIN SEREMPAK )

MAKALAH ELECTRICAL ENGINE

Dasar Teori Generator Sinkron Tiga Fasa

INDUKSI ELEKTROMAGNETIK

MODUL 3 TEKNIK TENAGA LISTRIK PRODUKSI ENERGI LISTRIK (1)

STUDI PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC SHUNT DENGAN METODE WARD LEONARD (Aplikasi pada Laboratorium Konversi Energi Listrik FT-USU)

Modul Kuliah Dasar-Dasar Kelistrikan 1

BAB I PENDAHULUAN. tidak berputar) dan kumparan jangkar disebut rotor (bagian yang berputar)

ANALISA PERBANDINGAN PENGARUH TAHANAN PENGEREMAN DINAMIS TERHADAP WAKTU ANTARA MOTOR ARUS SEARAH PENGUATAN KOMPON PANJANG

BAB VIII MOTOR DC 8.1 PENDAHULUAN 8.2 PENYAJIAN

BAB II TRANSFORMATOR. elektromagnet. Pada umumnya transformator terdiri atas sebuah inti yang terbuat

BAB 2II DASAR TEORI. Motor sinkron tiga fasa adalah motor listrik arus bolak-balik (AC) yang

BAB II TINJAUAN PUSTAKA DAN DASAR TEORI. memanfaatkan energi kinetik berupa uap guna menghasilkan energi listrik.

BAB II GENERATOR SINKRON

LAPORAN PRAKTIKUM MESIN LISTRIK MESIN DC MOTOR DC PENGUATAN TERPISAH

BAB II MESIN INDUKSI TIGA FASA. 2. Generator Induksi 3 fasa, yang pada umumnya disebut alternator.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi:

BAB II DASAR TEORI 2.1 Umum Generator arus searah mempunyai komponen dasar yang hampir sama dengan komponen mesin-mesin lainnya. Secara garis besar generator arus searah adalah alat konversi energi mekanis berupa putaran menjadi energi listrik arus searah. Energi mekanik dipergunakan untuk memutar kumparan kawat penghantar didalam medan magnet. Berdasarkan hukum Faraday, maka pada kawat penghantar akan timbul GGL induksi yang besarnya sebanding dengan laju perubahan fluksi yang dilingkupi oleh kawat penghantar. Bila kumparan kawat tersebut merupakan rangkaian tertutup, maka akan timbul arus induksi. Yang membedakannya dengan generator lain yaitu terletak pada komponen penyearah yang terdapat didalamnya yang disebut komutator dan sikat. 2.2 Konstruksi Generator Arus Searah Generator arus sarah memiliki konstruksi yang terdiri atas dua bagian yaitu bagian yang berputar (rotor) dan bagian yang diam (stator). Yang termasuk stator adalah rangka, komponen magnet, dan komponen sikat. Sedangkan yang termasuk rotor adalah jangkar, kumparan jangkar dan komutator. Secara umum konstruksi generator arus searah adalah seperti Gambar 2.1. 6 Universitas Sumatera Utara

Dimana : C = jumlah belitan pada rotor atau segmen komutator pada rotor N = jumlah lilitan setiap belitan Normalnya bentangan belitan 180 0 listrik, yang berarti ketika sisi belitan yang satu berada di tengah suatu kutub, sisi lainnya berada di tengah kutub yang berbeda polaritasnya. Sedangkan secara fisik kutub yang ada tidak saling terletak 180 0 mekanis. Adapun untuk menentukan hubungan sudut dalam derajat mekanis dan derajat listrik, dapat digunakan formula berikut : θ listrik = Di mana : θlistrik P θmekanis θ mekanis..(6.8) = sudut dalam derajat listrik = jumlah kutub = sudut dalam derajat mekanis Belitan yang membentang 180 0 listrik memiliki tegangan yang sama antar sisi-sisinya dan berlawanan arah setiap waktu. Belitan ini disebut sebagai kumparan kisar penuh (full-pitch coil). Sedangkan belitan yang bentangannya kurang dari kisaran kutubnya (1800 listrik) disebut sebagai belitan kisar fraksi (fractional-pitch coil) atau kumparan tali busur (chorded winding). Adapun hubungan antara kumparan dengan segmen komutatornya terbagi atas 2 macam : 1. Kumparan Progresif (Progressive winding). Adalah belitan yang sisi belakangnya dihubungkan ke sebuah segmen komutator mendahului kumparan sebelumnya. 12 Universitas Sumatera Utara

Posisi 2 : fluksi yang menembus belitan minimum tapi perubahan fluksi adalah maksimum akibatnya EMF tidak terinduksi juga maksimum. Untuk posisi putaran berikutnya sama dengan posisi di atas yaitu untuk posisi I EMF induksi maksimum, posisi F maksimum. Apabila terminal-terminal dari generator dihubungkan ke beban maka akan terbentuk atau mengalir arus. Karena tegangan induksi adalah bolak-balik maka arus induksinya juga bolak-balik. Tegangan bolak-balik inilah yang akan disearahkan dengan komutator yang akan diuraikan berikutnya. Persamaan tegangan bolak-balik yang dihasilkan dalam hal ini dapat diturunkan dari hukum Faraday, yaitu : e =.. (6.1) Seperti yang telah dijelaskan sebelumnya bahwa fluksi yang dihasilkan adalah fluksi yang berubah terhadap waktu dan berbentuk sinusoidal, maka persamaan fluks dalam rangkaian kumparan adalah : Φ = Φm cos ωt.. (6.2) dφ = Φm sin ωt dt Maka Persamaan (6.1) di atas dapat diturunkan menjadi : = e = N ω Φm Sin ωt.(6.3) Tegangan induksi akan mencapai maksimum pada saat w t = rad, maka tegangan induksi maksimum : E max = N Φm ω...(6.4) Persamaan (6.3) di atas dapat ditulis menjadi : e = E max Sin ωt (6.5) 15 Universitas Sumatera Utara

Untuk harga efektif dari tegangan yang dihasilkan adalah : = 2 = 2 = 2 2 E eff = 4,44 N Φ f (volt)... (6.6) Emf yang dihasilkan berupa siklus sinusoidal tegangan bolak-balik. Dengan cincin komutasi yang segmen-segmennya terhubung dengan ujung konduktor jangkar, menyebabkan perubahan pada tegangan keluarannya menjadi tegangan yang searah. Proses ini dinamakan proses komutasi. 2.4 Prinsip Penyearah Pada generator arus searah, penyearahan dilakukan secara mekanis dengan menggunakan alat yang disebut komutator. Komutator pada prinsipnya mempunyai bentuk yang sama dengan cincin seret, hanya cincin tersebut dibelah dua kemudian disatukan kembali dengan menggunakan bahan isolator. Masingmasing bahan komutator dihubungkan dengan sisi kumparan tempat terbentuknya GGL. Komutator I dihubungkan dengan sisi AB dan komutator II dihubungkan dengan sisi CD (lihat gambar 2.11). 16 Universitas Sumatera Utara

Gambar 2.11 Suatu penghantar yang ditembus fluksi Jika kumparan ABCD berputar, maka sikat-sikat akan bergesekan dengan komutator-komutator secara bergantian. Peristiwa bergesekan / perpindahan sikatsikat dari satu komutator ke komutator berikutnya disebut komutasi. Peristiwa komutasi inilah yang menyebabkan terjadinya penyearahan yang prinsipnya adalah sebagai berikut : 1. Mula-mula sisi AB berada pada kedudukan 0 dan posisi CD berada pada kedudukan yang berlawanan yaitu 6. Pada saat itu tentu saja pada sisi AB dan CD tidak berbentuk GGL. Pada saat ini pula sikat-sikat berhubungan dengan bagian isolator kedua komutator. Ini berarti sikat-sikat berpotensial nol. 2. Kumparan berputar terus, sekarang sisi AB bergerak di daerah utara (dari kedudukan 0 menuju 3) dan sisi CD bergerak di daerah selatan. Sesuai dengan hukum tangan kanan maka GGL yang terbentuk pada sisi AB arahnya menjauhi kita, sedangkan pada sisi CD terbentuk GGL yang arahnya mendekati kita. Jika arus listrik di dalam sumber mengalir dari negatif (-) ke positif (+), maka pada saat itu komutator I dan sikat E berpotensial negatif, sedangkan komutator II dan sikat F berpotensial positif. 17 Universitas Sumatera Utara

mana ggm rotor mengeleminir ggm kutub, terdapat penurunan kerapatan fluks (ΔΦt) yang lebih besar, sehingga penjumlahan rata-rata kerapatan fluks yang terjadi adalah kerapatan fluks kutub yang semakin berkurang. Φ (Weber) Φ n Φ t Kurva Kemagnetan Φ n Φ t k j penguatan fluks pelemahan fluks garis gaya magnet kutub garis gaya magnet jangkar k - j k + j k (Ampere lilitan) Gambar 2.16 Kurva pemagnetan ketika terjadi reaksi jangkar Akibat pelemahan fluks ini pada generator arus searah adalah pengurangan nilai pasokan tegangan oleh generator ke beban. Pada motor arus searah pengaruh yang ditimbulkan menjadi lebih serius, dimana pelemahan fluks akan menyebabkan motor arus searah, khususnya motor arus serah shunt akan berputar demikian cepatnya hingga tak terkendali. 2.6 Jenis-Jenis Generator Arus Searah Berdasarkan metode eksitasi yang diberikan, maka generator arus searah dapat diklasifikasikan dalam dua jenis: 22 Universitas Sumatera Utara

I A = I L + I F...(6.18) V T = E A I A ( R A + R S )......(6.19) I F =. (6.20) 2.6.2.3.2. Generator DC kompon pendek kumulatif Gambar 2.21 Rangkaian generator DC kompon pendek kumulatif I A = I L + I F (6.21) V T = E A ( I A R A + I L R S )..(6.22) I F =......(6.23) 2.6.2.3.3. Generator DC kompon panjang diferensial Gambar 2.22 Rangkaian generator DC kompon panjang diferensial 26 Universitas Sumatera Utara

I A = I L + I F...(6.24) V T = E A I A ( R A + R S )......(6.25) I F =. (6.26) 2.6.2.3.4. Generator DC kompon pendek diferensial Gambar 2.23 Rangkaian generator DC kompon pendek diferensial I A = I L + I F (6.27) V T = E A ( I A R A + I L R S )..(6.28) I F =......(6.29) 2.7 Karakterisktik Berbeban Generator DC Penguatan Kompon Karakteristik berbeban sebuah generator DC kompon menunjukkan bagaimana hubungan antara tegangan terminal V t dan arus medan I f ketika generator dibebani. Bentuk karakteristik berbeban generator DC kompon adalah mirip karakteristik generator DC shunt, tetapi letaknya agak lebih tinggi karena generator ini mempunyai lilitan penguat magnet seri. 27 Universitas Sumatera Utara

Pada mesin dc (generator dan motor), ada tiga jenis efisiensi yang diperhitungkan, antara lain : 1. Efisiensi Mekanik = =...(6.30) 2. Efisiensi Elektrik = =...(6.31) 3. Efisiensi Komersial Keseluruhan = =...(6.32) =...(6.33) Dimana : P out = V T. I L.(6.34) 29 Universitas Sumatera Utara