Generator DC, mesin pembangkit tegangan searah. Materi ini dipakai untuk kuliah di STIKOM Artha Buana

1. 08
GENERATOR DC
Ahmad Haidaroh
0830036701

2. BAGIAN GENERATOR
Rangka stator
Komutator
Jangkar
Terminal
Ujung pelindung
Komutator
Sepatu Kutup
Ujung pelindung Penggerakr
Kumparan Medan
Pemegang sikat dan
sikat arang

3. bagian bergerak yang disebut Rotor,
dan bagian diam yang disebut Stator.
Masing-masing bagian mempunyai
lilitan kawat. PadaStator, lilitan
kawat berfungsi sebagai pembangkit
medan magnet, sedangkan pada
Rotor, pembangkit gaya gerak listrik.

4. Jangkar

5. Prinsip Pembangkitan Tegangan
pada Generator
Sepotong penghantar yang dialiri arus yang bergerak
dengan kecepatan v didalam pengaruh medan magnet,
akan menimbulkan tegangan induksi sebesar V.
Untuk menentukan besarnya tegangan
induksi yang ditimbulkan oleh arah gerakan
penghantar tersebut digunakan kaedah
Flamming tangan kanan. Medan magnet
mempunyai arah dari kutub utara ke
kutub selatan. Arus di dalam penghantar
searah dengan empat jari, sedangkan
arah gerakan searah dengan ibu jari,
seperti ditunjukkan pada gambar disamping

6. Apabila didalam medanmagnetterdapat 1 batang konduktor yang digerakkan
maka konduktotr tersebut terbangkit gaya gerak listrik

7. Kerapatan magnet sebuah generator diketahui = 0.85 T
dipotong oleh 500 kawat penghantar, dan bergerak dengan kecepatan
5 m/s. Jika panjang penghantar keseluruhan adalah 100 mm, berapa-
kah besarnya tegangan induksi yang dihasilkan?
Jawab:
V = B.ℓ.v.z = 0.85 T. 0.1 m. 5 m/s. 500
= 212.5 Volt

8. Simulasi Generator DC

10. Prinsip kerja Generator DC
• Pembangkitan tegangan induksi oleh
sebuah generator diperoleh melalui dua
cara:
1) dengan menggunakan cincin-seret;
2) dengan menggunakan komutator.

11. Gambar Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator
Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slipring berupa
dua cincin (ini disebut cincin seret), seperti ditunjukkan
Gambar (1), maka dihasilkan listrik AC berbentuk
sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan
komutator satu cincin Gambar (2) dengan dua belahan,
maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positip

12. Generator DC dibedakan menjadi beberapa
tipe berdasarkan dari rangkaian belitan
magnet atau penguat eksitasinya
terhadap jangkar (anker).

13. GENERATOR DC
Penguatan sendiriPenguatan terpisah
Penguatan
Shunt
Penguatan
Kompon
Penguatan
seri

14. Persamaan yang digunakan
• Eg =Ia Ra + 2V sik +VL Volt
• Vf =If Rf Volt
• Pin =Ia Eg
• VL =IL RL
Dimana :
• Vf : tegangan penguat medan(volt)
• If :arus penguat medan (Ampere)
• Rf :tahanan penguat medan(ohm)
• V sik :tegangan drop sikat generator(volt)
• VL :Tegangan beban(volt)
• Vg:Tegangan jangkar generator(volt)

15. • Pout =IL VL
• Plosses=Pin -Pout
• η=Pout/Pin x 100 %
• Plosses=Ia 2Ra +2(V sik Ia)+If2Rf+Rugi tetap generator
Dimana :
• VL : tegangan beban
• IL :arus beban
• Pin : daya yang dibangkitkan generator
• η :tegangan drop sikat generator
• VL :efisiensi generator
• Plosses:daya yang hilang
• Ra : tahanan motor
Persamaan yang digunakan

16. Penguat terpisah
Kumparan membutuhkan sumber tegangan
arus dari luar. Misal dari baterai atau accu

17. Penguatan terpisah
Ia=i
Persamaan tegangan :
V = Ea + Ia.Ra + 2? 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).

18. Penguatan sendiri
Pada sistem ini tidak dibutuhkan sumber
tegangan atau arus dari luar, cukup dari
generator itu sendiri

20. Penguatan seri
Vt
Ia=IL
Eg = Ia(Ra+Rse)+2Vsik +VL
Pin =Eg x Ia sedangkan Pout = VL x IL

21. Penguatan shunt
• Dikontrol dengan tahanan variabel yang
dihubungkan seri dengan medan. Jika tahanan
dinaikkan arus medan turun menyebabkan tegangan
output juga turun, Drop tegangan terminal yang
disebabkan kenaikan beban, lebih besar dibanding
generator penguat terpisah karena arus medan juga
turun bersamaan turunnya tegangan. Jika dicoba
menaikkan beban generator melebihi batasnya,
tegangan terminal akan turun secara cepat
• Digunakan untuk pengisi batere dan penerangan

22. Penguatan shunt
Ia = If +IL
Vf = VL = Eg – 2V – Ia . Ra
Persamaan arus :
I = Ia + Ish
Rsh ?= V / Ish
Persamaan tegangan :
V = Ea + Ia.Ra + 2? e
V = Ish . Rsh
dimana :
Rsh : Tahanan penguat shunt
Ish : Arus penguat shunt
If IL
VLEg

23. Penguatan kompon
• Sifatnya diantara penguat seri dan Shunt Nilai kompon
tergantung pada jumlah lilitan seri yang dililitkan pada
inti kutub.

24. KOMPON PENDEK
Persamaan Arus :
I = Is = Ia + Ish
Rsh ?=Vsh/Ish
Persamaan tegangan :
V = Ea + Ia.Ra + Is.Rs + 2? e
Vsh = V – Is.Rs Dimana :
Vsh : Tegangan pada lilitan penguat shunt

25. Eg
Vf = If . Rf atau Vf = Eg – 2Vsik – Ia (Ra + Rse) atau Vt = VL
Ia = Ir + IL
Eg = VL + 2Vsik +Ia (Ra +Rse)
KOMPON PANJANG

26. Mengukur kwalitas generator
• Precent of regulation =
100
440
)440462(
x
VV 

100
)(
x
EfL
EfLLE 
100
440
)22(
x
V
 1005,0 x
%5• Regulation
• Semakin kecil nilai presentase regulasi tegangan, maka semakin baik
kwalitas generator

27. CONTOH
Sebuah generator penguat terpisah mempunyai data parameter sebagai berikut
Tegangan shunt = 100Volt dan tahan shunt = 200ohm
Tegangan beban 230 volt, arus beban 450A,
tahanan belitan jangkar 0,03 ohm dan drop tegangan masing-masing sikat1Volt
TENTUKAN:
1. Tentukan arus medan dan tegangan yang bangkit oleh generator
2. Tentukan besarnya daya yang hilang pada generator
3. Tentukan rugi tembaga jangkar, rugi tembaga medan dan rugi pada sikat
4. Tentukan gaya Output, daya input. Bila rugi tetap generator 0,75% dari beban
5. Tentukan efisiensinya

28. jawab
• If = Vf/Rf = 100 /200 = 0,5
• Eg = Ia Ra + 2Vsik +Vt
= (450 x 0,03) + 2 x 1 + 230
= 13,5 + 2 + 230 = 245,5 Volt
• Pout = 450 x 230 = 103500 w
• Pin = Ia Eg = 450 x 245,5 = 110475 W
• Plosses = Pin – Pout = 110475 – 103500 = 6975 W

29. 07