Generator AC

Generator adalah salah satu komponen yang dapat mengubaha energi gerak menjadi energilistrik.Prinsip kerjanya dapat dipelajari dengan teori medan elekronik .Poros pada generator dipasangdengan material ferromagnetic permanen.Setelah itu disekeliling poros terdapat stator yang bentuk fisisnya adalah kumparan-kumparan kawat yang membentuk loop.Ketika poros generator mulai berputar maka akan terjadi perubahan fluks pada stator yang akhirnya karena terjadi perubahan tegangan dan aruslistrik tertentu.Tegangan dan arus listrik yang dhasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik.

Berdasarkan arus yang disalurkangenerator menjadi 2 jenis yaitu generator AC (bolak balik) dan generator DC(searah).Generator AC merupakan komponen yang dapat mengubah energy gerak menjadienergi listrik.Penggunaan generator saat ini dapat dimanfaakan sebagai pembangkit listrik Generator AC atau altenator bekerja pada prinsip yang sama dari induksi elektromagnetik sebagai generator DC.Arus bolak balik dapat dihasilkan dari perputaran lilitan pada medan magnet atau perputaran medan magnet pada lilitan stasioner(seimbang/tidak berubah).Nilai dari tegangan tergantung pada:

- Jumlah perputaran pada lilitan

- Kekuatan medan

- Kecepatan rotasi lilitan/medan magnet

Cara Kerja Generator AC

·         Ketika kumparan diputar didalam medan magnet,satu sisi kumparan(biru) bergerak ketassedang lainnya(kuning)bergerak kebawah

·         Kumparan mengalami perubahan garis gaya magnet yang semakin sedikit,sehingga padakedua sisi kumparan mengalir arus listrik mengitari kumparan mengalir arus listrik mengitarikumparan hingga kumparan sinusoid

·         Pada posisi sinusoid kumparan tidak mengalami perubahan garis gaya magnet sehingga tidak ada listrik yang mengalir pada kumparan

·         Pada posisi ini kumparan mendapat garis ± garis magnet maksimum

·         Kumparan terus berputar hingga sisi biri bergerak kebawah dan sisi kuning bergerak keatas

·         Kumparan mengalami perubahan garis gaya magnet yang bertambah banyak,sehingga padasetiap sisi kumparan mengalir arus listrik yang berlawanan hingga posisi kumparansinusoidal.Kumparan terus berputar hingga sisi biru bergerak ketas dan sisi kuning bergerak kebawah

·         Agar menimbulkan medan magnet yang berpotongan dengan konduktor pada stator rator diberi eksitasi.Karena ada dua kutub yang berbeda,utara dan selatan,maka tegangan yangdihasilkan pada stator adalah tegangan bolak balik dengan gelombang sinusoidal

·         Tegangan dan arus listrik yang dihasilkan ini disalurkan melalui kabel jaringan listrik untuk akhirnya digunakan masyarakat

Bagian -Bagian Generator AC

·         Rotor adlah bagian generator yang berputar (bekerja sebagai kumparan) yangmembangkitkan medan magnet.Jenis rotor adalan Turbene-driven dan salient-pole digunakanuntuk kecepatan tinggi dan salient-pole untuk kecepatan rendah.

·         Belitan pada Tyrbine-drivenrotor disusun sedemikian rupa sehingga membentuk dua atau empat kutub yang berbeda.

·         Belitan-belitan tersebut diletakan erat-erat didalam slot agar tahan terhadap gayasentrifugal pada kecepatan tinggi.Silient-pole rotor sering kali terdiri dari beberpa kutub yangdibelit terpisahkan,dibautkan pada kerangka rotor.Silient-pole rotor mempunyai diameter yang lebih besar dari turbine-driven rotor.Pada putaran permenit sama,salient-pole memilikigaya sentrifugal yang lebih besar.Untuk menjaga keamanan dan keselatan sehingga belitannya tidak terlempar keluar mesin,salient-pole hanya digunakan pada aplikasi kecepatanrendah

·         Stator adalah bagian generator yang diam(bekerja sebagai magnet)yangmembangkitkantegangan AC

·         Brush sebagai penghubung kemotor listrik 

·         Medan magnet

Macam Generator 

Berdasarkan tegangan yang dibangkitkan generator dibagi menjadi 2 yaitu :

1.      Generator Arus Bolak-Balik (AC)Generator arus bolak-balik yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put ) berupa tegangan bolak-balik.

2.      Generator Arus Searah (DC)Generator arus searah yaitu generator dimana tegangan yang dihasilkan (tegangan out put) berupa tegangan searah, karena didalamnya terdapat sistem penyearahan yang dilakukan bisa berupa oleh komutator atau menggunakan dioda.

Berdasarkan sistem pembangkitannya generator AC dapat dibagi menjadi 2 yaitu :

1. Generator 1 fasa

Prinsip kerja Motor AC Satu Fasa

Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor ACtiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan padarotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan padamotor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitanfasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.

Prinsip kerja Motor AC Satu Fasa

Motor AC satu fasa berbeda cara kerjanya dengan motor AC tiga fasa, dimana pada motor ACtiga fasa untuk belitan statornya terdapat tiga belitan yang menghasilkan medan putar dan padarotor sangkar terjadi induksi dan interaksi torsi yang menghasilkan putaran. Sedangkan padamotor satu fasa memiliki dua belitan stator, yaitu belitan fasa utama (belitan U1-U2) dan belitanfasa bantu (belitan Z1-Z2), lihat gambar1.

Gambar 1. Prinsip Medan Magnet Utama dan Medan magnet Bantu Motor Satu fasa

Belitan utama menggunakan penampang kawat tembaga lebih besar sehingga memilikiimpedansi lebih kecil. Sedangkan belitan bantu dibuat dari tembaga berpenampang kecil dan jumlah belitannya lebih banyak, sehingga impedansinya lebih besar dibanding impedansi belitanutama.Grafik arus belitan bantu Ibantu dan arus belitan utama Iutama berbeda fasa sebesar, hal inidisebabkan karena perbedaan besarnya impedansi kedua belitan tersebut. Perbedaan arus bedafasa ini menyebabkan arus total, merupakan penjumlahan vektor arus utama dan arus bantu.

Medan magnet utama yang dihasilkan belitan utama juga berbeda fasa sebesar  dengan medanmagnet bantu.

Gambar 2. grafik Gelombang arus medan bantu dan arus medan utama

Gambar 3.Medan magnet padaStator Motor satu fasa

Belitan bantu Z1-Z2 pertama dialiri arus Ibantu menghasilkan fluks magnet  tegak lurus, beberapa saat kemudian belitan utama U1-U2 dialiri arus utama Iutama. yang bernilai positip.Hasilnya adalah medan magnet yang bergeser sebesar 45° dengan arah berlawanan jarum jam.Kejadian ini berlangsung terus sampai satu siklus sinusoida, sehingga menghasilkan medanmagnet yang berputar pada belitan statornya.

Rotor motor satu fasa sama dengan rotor motor tiga fasa yaitu berbentuk batang-batang kawatyang ujung-ujungnya dihubung singkatkan dan menyerupai bentuk sangkar tupai, maka seringdisebut rotor sangkar.

Gambar 4. Rotor sangkar

Belitan rotor yang dipotong oleh medan putar stator, menghasilkan tegangan induksi, interaksiantara medan putar stator dan medan magnet rotor akan menghasilkan torsi putar pada rotor.

Motor Kapasitor 

Motor kapasitor satu phasa banyak digunakan dalam peralatan rumah tangga seperti motor  pompa air, motor mesin cuci, motor lemari es, motor air conditioning. Konstruksinya sederhanadengan daya kecil dan bekerja dengan tegangan suplai PLN 220 V, oleh karena itu menjadikanmotor kapasitor ini banyak dipakai pada peralatan rumah tangga.

Gambar 5.Motor kapasitor 

Belitan stator terdiri atas belitan utama dengan notasi terminal U1-U2, dan belitan bantu dengannotasi terminal Z1-Z2 Jala-jala L1 terhubung dengan terminal U1, dan kawat netral N terhubungdengan terminal U2. Kondensator kerja berfungsi agar perbedaan sudut phasa belitan utamadengan belitan bantu mendekati 90°.Pengaturan arah putaran motor kapasitor dapat dilakukan dengan (lihat gambar6):

·         Untuk menghasilkan putaran ke kiri (berlawanan jarum jam) kondensator kerja CB disambungkan ke terminal U1 dan Z2 dan terminal Z1 dikopel dengan terminal.

·         Putaran ke kanan (searah jarum jam) kondensator kerja disambung kan ke terminal Z1 dan U1dan terminal Z2 dikopel dengan terminal U1

Gambar 6. Pengawatan motor kapasitor dengan pembalik putaran.

Motor kapasitor dengan daya diatas 1 KW di lengkapi dengan dua buah kondensator dan satu buah saklar sentrifugal.Belitan utama U1-U2 dihubungkan dengan jala-jala L1 dan Netral N.

Belitan bantu Z1-Z2 disambungkan seri dengan kondensator kerja CB, dan sebuah kondensator starting CA diseri dengan kontak normally close (NC) dari saklar sentrifugal, lihat gambar 7.

Awalnya belitan utama dan belitan bantu mendapatkan tegangan dari jala-jala L1 dan Netral.Kemudian dua buah kondensator CB dan CA, keduanya membentuk loop tertutup sehingga rotor mulai berputar, dan ketika putaran mendekati 70% putaran nominalnya, saklar sentrifugal akanmembuka dan kontak normally close memutuskan kondensator bantu CA

Gambar 7. Pengawatan dengan Dua Kapasitor