Dokumen tersebut membahas tentang generator listrik dan sistem eksitasi generator. Ada dua jenis sistem eksitasi yaitu dengan menggunakan sikat dan tanpa menggunakan sikat. Sistem eksitasi dengan sikat lebih sederhana tetapi membutuhkan perawatan sikat, sementara sistem tanpa sikat lebih rumit tetapi menghilangkan masalah perawatan sikat. Kedua sistem memiliki kelebihan dan kekurangan masing-masing.

1. Oleh:
Vicky Setya Hermawan
1310501012
Teknik Elektro
Universitas Tidar
Pembimbing : R. Suryoto Edy Raharjo, S.T., M.Eng.

2. Outline
Definisi generator
Jenis generator
Sistem eksitasi generator
Sistem eksitasi dengan sikat
Sistem eksitasi tanpa sikat

3. Generator
Generator adalah mesin yang dapat mengubah tenaga
mekanis menjadi tenaga listrik melalui proses induksi
elektromagnetik. Generator ini memperoleh energy
mekanis dari prime mover atau penggerak mula.

4. Prinsip kerja dari generator sesuai dengan hukum Lens,
yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan
menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat
melawan putaran rotor sehingga menimbulkan EMF
pada kumparan rotor.

5. Energi listrik yang dihasilkan oleh generator bisa berupa
Listrik AC (listrik bolak-balik) maupun DC (listrik
searah). Hal tersebut tegantung dari konstruksi
generator yang dipakai oleh pembangkit tenaga listrik.

6. Generator arus bolak-balik yang kadang-kadang disebut
dengan generator sinkron atau alternator adalah sebuah
peralatan listrik yang berfungsi untuk mengubah energi
gerak (mekanis) menjadi energi listrik AC dimana
kecepatan putaran medan dan kecepatan putaran
rotornya sama atau tidak ada slip. Kumparan medan
pada generator sinkron terletak pada rotornya
sedangkan kumparan jangkarnya terletak pada stator.
Generator AC

7. Generator DC
Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin
listrik dinamis yang mengubah energy mekanis menjadi
energy listrik. Prinsipnya pembangkitan tegangan
induksi oleh sebuah generator diperoleh melalui dua
cara :
Dengan menggunakan cincin-seret, menghasilkan
tegangan induksi bolak-balik.
Dengan menggunakan komutator, menghasilkan
tegangan dc.

8. Sistem Eksitasi Generator
Sistem Eksitasi pada generator listrik ini dapat
dibedakan menjadi 2 macam, yaitu :
Sistem Eksitasi dengan sikat (brush excitation)
Sistem Eksitasi tanpa sikat (brushless excitation)

9. Sistem Eksitasi dengan sikat (brush
excitation)
Pada Sistem Eksitasi menggunakan sikat, sumber tenaga
listriknya berasal dari generator arus searah (DC) atau
generator arus bolak balik (AC) yang disearahkan
terlebih dahulu dengan menggunakan rectifier. Jika
menggunakan sumber listrik listrik yang berasal dari
generator AC atau menggunakan Permanent Magnet
Generator (PMG) medan magnetnya adalah magnet
permanent.

10. Dalam lemari penyearah, tegangan listrik arus bolak
balik diubah atau disearahkan menjadi tegangan arus
searah untuk mengontrol kumparan medan eksiter
utama(mainexciter). Untuk mengalirkan arus Eksitasi
dari main exciter ke rotor generator menggunakan slip
ring dan sikat arang, demikian juga penyaluran arus
yang berasal dari pilot exciter ke main exciter .

11. Gambar Sistem Eksitasi dengan
sikat (Brush Excitation)

12. Prinsip kerja pada sistem Eksitasi
dengan sikat (Brush Excitation)
Generator penguat yang pertama, adalah generator arus
searah hubungan shunt yang menghasilkan arus
penguat bagi generator penguat kedua. Generator
penguat (exciter) untuk generator sinkron merupakan
generator utama yang diambil dayanya.

13. Pengaturan tegangan pada generator utama dilakukan
dengan mengatur besarnya arus Eksitasi (arus
penguatan) dengan cara mengatur potensiometer atau
tahanan asut. Potensiometer atau tahanan asut
mengatur arus penguat generator pertama dan generator
penguat kedua menghasilkan arus penguat generator
utama. Dengan cara ini arus penguat yang diatur tidak
terlalu besar nilainya (dibandingkan dengan arus
generator penguat kedua) sehingga kerugian daya pada
potensiometer tidak terlalu besar.

14. Sistem Eksitasi tanpa sikat
(brushless excitation)
Penggunaan sikat atau slip ring untuk menyalurkan
arus excitasi ke rotor generator mempunyai kelemahan
karena besarnya arus yang mampu dialirkan pada sikat
arang relatif kecil. Untuk mengatasi keterbatasan sikat
arang, digunakan sistem eksitasi tanpa menggunakan
sikat (brushless excitation).

15. Gambar Sistem Eksitation tanpa
sikat (Brushless Excitation)

16. Prinsip kerja sistem Eksitasi tanpa
sikat (Brushless Excitation)
Generator penguat pertama disebut pilot exciter dan
generator penguat kedua disebut main exciter
(penguat utama). Main exciter adalah generator arus
bolak-balik dengan kutub pada statornya. Rotor
menghasilkan arus bolak-balik disearahkan dengan
dioda yang berputar pada poros main exciter (satu
poros dengan generator utama). Arus searah yang
dihasilkan oleh dioda berputar menjadi arus penguat
generator utama.

17. Pilot exciter pada generator arus bolak-balik dengan
rotor berupa kutub magnet permanen yang berputar
menginduksi pada lilitan stator. Tegangan bolak-balik
disearahkan oleh penyearah dioda danmenghasilkan
arus searah yang dialirkan ke kutub-kutub magnet yang
ada pada stator main exciter. Besar arus searah yang
mengalir ke kutub main exciter diatur oleh pengatur
tegangan otomatis (automatic voltage regulator / AVR).

18. Bagian-bagian dari sistem excitation
tanpa sikat (brushless excitation)
 Pilot exciter
 Rotating Rectifier
 AC rectifier
 Permanent Magnet Generator (PMG)
 Field circuit breaker
 Voltage output
 Voltage adjuster (90 R)
 Cross current compensator (CCC)
 Manual voltage regulator (70 E)

19. Keuntungan dan kerugian Sistem
eksitasi dengan sikat (Brush Excitation)
Keuntungan dengan menggunakan sistem Brush
Excitation :
 Desain nya tidak rumit karena menggunakan external
power.

20. Kerugian dengan menggunakan sistem Brush Excitation :
 Perlu perawatan dan pemeliharaan pada sikat arang
(routine cleaning dan penggantian arang).
 Dapat menimbulkan sparking (percikan api)
 Arus yang dapat dialirkan oleh sikat relatif kecil.
Generator kapasitas besar tidak bisa mengalirkan arus
eksitasi dengan sikat dan slip ring.
 Terdapat electrical loss yang disebabkan oleh arang.

21. Keuntungan dan kerugian Sistem eksitasi
tanpa sikat (Brushless Excitation)
Keuntungan dengan menggunakan sistem Brushless Excitation :
 Mengurangi biaya pemeliharaan dan perawatan sikat.
 Keamanan lebih baik dan kelangsungan operasi bisa lebih
terjamin karena tidak adanya persoalan dalam penggantian
sikat.
 Tidak ada percikan bunga api karena tidak adanya sikat.
 Energi yang diperlukan untuk Eksitasi diperoleh dari poros
utama (main shaft), sehingga keandalannya tinggi.

22. Kerugian dengan menggunakan sistem Brushless
Excitation :
 Desain nya rumit, karena menggunakan Permanent
Magnet Generator

24. Daftar Pustaka
 Imam Fauzi, Muhammad, 2010, Sistem Penguatan Tanpa Sikat
(Brushless Excitation System) Pada Generator PLTU Unit 3 Tambak
Lorok Semarang, Jurusan Teknik Elektro Universitas Diponegoro,
Semarang.
 H. Moradi, M. Seyed Yazdi dan E. Afjei, 2010, Brushless dc Generator
without Permanent Magnet, Department of Electrical and Computer
Engineering, Shahid Beheshti University G.C., Tehran –Iran
 http://ugmmagatrika.wordpress.com/2013/05/04/cara-kerja-generator-
listrik-brushless-dengan-menggunakan-pmg-permanent-magnet-
generator/
Di akses tgl 13/12/2014 jam 04.25