- Definisi Generator DC
Generator merupakan salah satu aspek pendukung dalam sistem tenaga dan merupakan salah satu aspek penting di dalam pengkonversian energi elektromekanik; yaitu konversi energi dari bentuk mekanik ke listrik dan dari bentuk listrik ke mekanik. Generator dapat digolongkan ke dalam sistem pembangkit dimana sistem ini berperan untuk mengubah bentuk energi mekanik menjadi energi listrik. Suatu mesin listrik (baik generator ataupun motor) akan berfungsi bila memiliki, yaitu:
- Kumparan medan, untuk menghasilkan medan magnet.
- Kumparan jangkar, untuk mengimbaskan ggl pada konduktor – konduktor yang terletak pada alur – alur jangkar.
- Celah udara, yang memungkinkan berputarnya jangkar dalam medan magnet.
Pada mesin arus searah, kumparan medan yang berbentuk kutub sepatu merupakan stator (bagian yang tidak berputar), dan kumparan jangkar merupakan rotor (bagian yang berputar). Bila kumparan jangkar berputar dalam medan magnet akan dibangkitkan tegangan (ggl) yang berubah – ubah arah setiap setengah putaran, sehingga merupakan tegangan bolak – balik.
Generator adalah mesin listrik yang mengubah daya mekanis menjadi daya listrik. Mesin listrik dapat berupa generator dan motor dan berdasarkan arah arusnya mesin listrik terbagi atas mesin listrik arus searah dan mesin listrik arus bolak-balik.
Generator DC merupakan sebuah perangkat mesin listrik dinamis yang mengubah energi mekanis menjadi energi listrik. Generator DC menghasilkan arus DC / arus searah. Generator DC dibedakan menjadi beberapa jenis berdasarkan dari rangkaian belitan magnet atau penguat eksitasinya terhadap jangkar (anker), jenis generator DC yaitu:
- Generator penguat terpisah
- Generator shunt
- Generator kompon
2. Prinsip kerja
Prinsip kerja suatu generator arus searah berdasarkan hukum Faraday :
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.
| Prinsip Kerja Generator DC |
Keterangan gambar :
|
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.
Gambar 1. Pembangkitan Tegangan Induksi.
Jika rotor diputar dalam pengaruh medan magnet, maka akan terjadi perpotongan medan magnet oleh lilitan kawat pada rotor. Hal ini akan menimbulkan tegangan induksi. Tegangan induksi terbesar terjadi saat rotor menempati posisi seperti Gambar 2 (a) dan (c). Pada posisi ini terjadi perpotongan medan magnet secara maksimum oleh penghantar. Sedangkan posisi jangkar pada Gambar 2.(b), akan menghasilkan tegangan induksi nol. Hal ini karena tidak adanya perpotongan medan magnet dengan penghantar pada jangkar atau rotor. Daerah medan ini disebut daerah netral.
Gambar 2. Tegangan Rotor yang dihasilkan melalui cincin-seret dan komutator.
Jika ujung belitan rotor dihubungkan dengan slip-ring berupa dua cincin (disebut juga dengan cincin seret), seperti ditunjukkan Gambar 3.(1), maka dihasilkan listrik AC (arus bolak-balik) berbentuk sinusoidal. Bila ujung belitan rotor dihubungkan dengan komutator satu cincin. Gambar 3.(2) dengan dua belahan, maka dihasilkan listrik DC dengan dua gelombang positif.
3. Konstruksi Generator DC
Pada umumnya generator DC dibuat dengan menggunakan magnet permanen dengan 4-kutub rotor, regulator tegangan digital, proteksi terhadap beban lebih, starter eksitasi, penyearah, bearing dan rumah generator atau casis, serta bagian rotor.
Gambar 3. Konstruksi Generator DC
Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator, yaitu bagian mesin DC yang diam, dan bagian rotor, yaitu bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri dari: rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing dan terminal box. Sedangkan bagian rotor terdiri dari: komutator, belitan rotor, kipas rotor dan poros rotor.
Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodik / berkala. Komutator harus dibersihkan dari kotoran sisa sikat arang yang menempel dan serbuk arang yang mengisi celah-celah komutator, Gunakan amplas halus untuk membersihkan noda bekas sikat arang.
4. Aplikasi Penggunaan Generator DC
Dalam kehidupan kita sehari – hari Generator DC dapat berfungsi sebagai salah satu pembangkit arus searah di bengkel – bengkel atau pabrik, sebagai pengisi accu pada perusahaan pengisi accu, sebagai pengisi accu mobil, bahkan dipusat – pusat tenaga listrik berfungsi sebagai penguat maknit (exiciter ) pada generator utama.
1. Alternator Mobil
Alternator mobil merupakan salah satu aplikasi dari generator dc. Sistem pengisian pada kendaraan mempunyai 3 rangkaian komponen penting yaitu Aki, Alternator dan Regulator. Alternator sendiri terdiri dari komponen-komponen seperti gabungan kutub magnet yang dinamakan rotor, yang didalamnya terdapat kumparan kawat magnet yang dinamakan stator.
Alternator mulai berfungsi untuk menghasilkan listrik/pembangkit listrik ketika mesin dihidupkan untuk disalurkan ke aki dengan mengkonversi / mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC. Sedangkan regulator punya fungsi sebagai alat pengatur dan pembatas voltase yang terdiri dari sebuah rangkaian dioda yang dinamakan rectifier serta dua kipas dalam (internal Fan) untuk menghasilkan sirkulasi udara.
2. Dinamo sepeda
Dinamo sepeda merupakan generator kecil yang dapat menghasilkan arus listrik yang kecil pula. pada Dinamo sepeda prinsip kerjanya yaitu energi gerak di ubah menjadi energi listrik .Dinamo sepeda ini hanya menyalakan lampu depan dan belakang terangnnya lampu di tentukan oleh cepatnya roda berputar yang mengakibatkan di namo juga cepat dan arus listrik juga akn besar pula . Dinamo sepeda intinya adalah sebuah magnet yang dapat berputar dan sebuah kumparan tetap.bila roda sepeda di putar dan pada dinamo akan memutar sehingga roda akan memutar magnet biasanya dinamo dapat menghasilakan tegangangan 6 sampai 12 Volt.jadi dengan adanya dinamo pada sepeda dapat memudahkan kita bila menggunakan sepeda bila malam hari.
3. Las Listrik
Las listrik juga merupakan aplikasi dari generator dc. Las listrik adalah teknik menyambung dua bagian logam memanfaatkan tenaga panas yang diperoleh dari sumber tenaga listrik AC maupun DC dengan tambahan logam pengisi. Sumber tenaga panas mencairkan sebagian logam induk dan logam pengisi. Sumber tenaga panas mencairkan sebagian logam induk dan logsm pengisi sehingga diperoleh sambungan permanen yang sulit dipisahkan. Pekerjaan las listrik memiliki resiko bahaya kecelakaan cukup besar yang dapat diminimalkan dengan alat keselamatan kerja.
Mesin yang wajib tersedia adalah mesin las untuk menyambung dua permukaan baja. Alat las harus tersedia karena fungsinya yang tidak bisa digantikan oleh alat yang umum tersedia di perdesaan. Alat las sebaiknya dari jenis las busur listrik yang dapat menggunakan listrik dari PLTMH. Las karbit (oxyacetylene) tidak dianjurkan untuk desa terpencil karena akan mengalami kesulitan dalam transportasi tabung oksigen.
4. Kipas Computer
Kipas computer merupakan aplikasi dari motor dc. Dikarenakan kipas computer dihubungkan kepada tegangan dc 5 volt ( tergantung kipas komputernya). Kipas komputer merujuk kepada sebarang kipas dalam kelonsong komputer digunakan bagi tujuan menyejukkan, dan mungkin merujuk kepada kipas yang menarik udara sejuk dari luar ke dalam kelonsong, menyingkir udara panas dari dalam, atau mengerakkan udara melalui penenggelam haba untuk menyejukkan komponen tertentu. Kegunaan kipas/atau sebarang perkakasan bagi menyejukkan komputer kadang kala dikenali sebagai pendinginan aktif.
5. Efisiensi Generator DC
Seperti halnya dengan mesin-mesin lainnya , pada mesin listrik arus searah, efisiensinya dinyatakan sebagai:
Efisiensi yang dinyatakan dalam persamaan diatas disebut pula sebagai efisiensi komersial atau efisiensi keseluruhan (overall efficiency). Selain itu dalam generator searah dikenal dua macam efisiensi lainnya, yaitu :
6. Referensi
Hanafiyah, Ali Muhammad. 2013, Electro Zone, http://electrozone94.blogspot.co.id/2013/08/generator-dc.html.
HaGe. 2009, Blog Dunia Listrik, http://dunia-listrik.blogspot.co.id/2009/01/generator-dc.html
Pratiwi, Dwiana. 2015, Desain Sistem Kontrol, http://trikueni-desain-sistem.blogspot.co.id/2014/08/prinsip-kerja-generator-DC.html
Arifsh. 2009, Generator dan Motor DC, https://arifsh2009.wordpress.com/2014/11/02/generator-dan-motor-dc/
Lukman, Riza. 2014, Generator DC, http://elkasebelas.blogspot.co.id/2014/03/generator-dc.html