Generator AC

GENERATOR AC

ARUS/TEGANGAN BOLAK-BALIK

Arus/tegangan bolak-balik adalah arus/tegangan yang besarnya selalu berubah-ubah secara periodik. Simbol tegangan bolak-balik adalah ~ dan dapat diukur dengan Osiloskop (mengukur tegangan maksimumnya).
NILAI EFEKTIF KUAT ARUS/TEGANGAN AC

Nilai efektif kuat arus/tegangan AC adalah arus/tegangan AC yang dianggap setara dengan kuat arus/tegangan AC yang menghasilkan jumlah kalor yang sama ketika melalui suatu penghantar dalam waktu yang sama.

Kuat arus efektif :          Ief = Imaks / Ö2

Tegangan efektif :         Vef = Vmaks / Ö2

Besaran yang ditunjukkan oleh voltmeter/amperemeter DC adalah tegangan/kuat arus DC yang sesungguhnya,sedangkan yang ditunjukan oleh voltmeter/amperemeter AC adalah tegangan/kuat arus efektif, bukan tegangan/kuat arus sesungguhnya.

Generator adalah alat yang dapat menimbulkan sumber tegangan.

Tegangan Bolak-Balik (V) yang ditimbulkan oleh generator :

V = Vm sin wt

w = 2pf = frekuensi anguler

Arus Bolak-Balik (I) yang mengalir adalah :

I = V/R = Vm/R sin wt

I = Im sin wt

Vm = tegangan maksimum

Reaktansi Induktff : hambatan induktor pada rangkaian arus
bolak-balik.

XL = w > L = 2pf.L
Tegangan dan Arus pada Induktor :

V = Vm sin wt
I  = Im sin(wt-90°)

Jadi beda fase dalam rangkaian induktif 90° (arus ketinggalan 90° dari tegangan)

Reaktansi Kapasitif :
hambatan kapasitor pada rangkaian arus bolak-balik.

XC = 1/(wC) = 1/(2pf.C)

Tegangan dan Arus pada Kapasitor:

V = Vm sin wt
I = Im sin (wt + 90°)

Jadi beda fase dalam rangkaian kapasitif 90° (arus mendahului 90° dari tegangan)

IMPEDANSI RANGKAIAN :
Z = Ö[R² + (XL-XC)²]

BEDA FASE RANGKAIAN :
tgq = (XL – XC)/R

TEGANGAN RANGKAIAN (penjumlahan vektor-vektor VL, Vc dan VR) :
V = Ö[VR² + (VL – VC)²]

Daya rata-rata (P) tiap perioda yang diberikan sumber kepada rangkaian arus bolak-balik adalah :
P = ½ Vm . Im cosq dengan q = faktor daya

Untuk rangkaian resistif, XL – XC = 0 Þ cosq = 1 maka P = Vof. Lof
GENERATOR AC

Generator a-c dan generator d-c adalah sama dalam satu hal yang penting, kedua-duanya membangkitkan emfs. Pada generator d-c, tegangan bolak-balik disearahkan melalui medium komutator dan sikat-sikat., sedangkan generator a-c tidak mempunyai penyearah dan menyalurkan energi listrik bolak-balik (a-c) pada bebannya. Dalam kenyataan, sungguh mungkin untuk menggunakan generator d-c sebagai generator a-c dengan mengganti sepasang ring kolektor pada batang dan menghubungkan ring ini pada titik yang tepat pada belitan armature.

Generator a-c biasanya disebut alternators. Tetapi tidak seperti generator d-c, generator a-c harus dijalankan pada kecepatan yang konstan karena frekuensi dari pembangkitan emf tergantung dari kecepatannya. Hal ini biasanya menunjuk kepada kecepatan sinkron, untuk alasan ini mesin  ini sering disebut alternator sinkron atau generator sinkron. Mengingat aksi dari generator tergantung dari gerak relative konduktor berkenaan dengan kekuatan dari saluran, ini harus jelas bahwa mungkin untuk membangun alternator dengan medan yang tetap dan menggerakkan armature atau dengan armature yang tetap dan medan medan yang bergerak. Dalam praktek, armature yang tetap dan medan magnet yang bergerak dipilih untuk beberapa alasan :

1.       Belitan armature lebih komplek daripada medan dan disusun lebih mudah pada susunan yang  tetap.

2.       Belitan armature dapat dikuatkan denagn aman dalam frame yang keras.

3.       Mudah untuk mengisolasi dan mengamankan belitan armature tegangan tinggi pada alternator.

4.       Belitan armature didinginkan lebih cepat karena inti stator dapat dibuat lebih luas dan dengan lebih banyak aliran udara atau saluran pendinginan untuk memaksa sirkulasi udara.

5.       Medan tegangan rendah dapat dibuat untuk efisiensi operasi kecepatan tinggi.

Pada umumnya, alternator dibuat dalam ukuran yang besar daripada generator d-c, komutator adalah faktor serius yang membatasi dalam perencanaan mesin d-c yang besar. Tiga macam tipe dari prime movers untuk alternator adalah turbin uap, mesin uap, dan water-wheel, dan seperti yang disebutkan diatas mekanik tenaga biasanya diterapkan pada rotor. Gambar 1 menunjukkan potongan sebuah water-wheel generator dengan kapasitas kurang lebih 3,000kw untuk operasi pada kecepatan sedang. Perhatian yang cermat pada gambar akan membuat jelas  bagaimana armature dan medan disusun, bagaimana generator exciter d-c yang kecil diatas “feeds” arus searah pada medan yang berputar melalui cincin kolektor, dan bagaimana ukuran yang beasr dari stator dan rotor didukung dengan pondasi beton yang kuat .

Gambar 1. Cutaway view of typical water wheel synchronous alternator of about    3,000kw capacity

Gambar 2 menunjukkan potongan dari turbin uap untuk operasi kecepatan tinggi. Yang terutama rotor yang panjang, beberapa belitan armature, insulator tegangan tinggi pada bagian bawah , dan dua generator d-c exciter di bagian kiri. Stator dari alternator terdiri dari laminasi, lubang, inti magnet besi yang baik dan belitan armature ditempatkan di dalam lubang seperti yang dilakukan di generator d-c.

Gambar 2. Cutaway view of typical stem-turbin synchronous alternator for operation high speed

Frekuensi generator a-c. Sebagai kutub dari dua kutub alternator yang berputar, pembangkitan emf di belitan armature berubah arah setiap setengan putaran. Oleh karena itu lengkap satu pulsa positif dan negatif, satu siklus, akan terjadi dalam satu putaran. Ini diikuti, kemudian, bahwa frekuensi dalam satu siklus per detik tergantung langsung pada jumlah dari putaran perdetik (rpm/60) yang dibuat oleh medan. Selain itu, jika generator adalah multi kutub, misal, jika generator memiliki empat, enam, delapan atau lebih banyak kutub lagi, kemudian frekuaensi perputarannya  akan berturut-turut dua, tiga, empat atau lebih. Atau, menganggapnya lebih umum, frekuensi perputarannya adalah sama dengan jumlah pasangan dari kutub. Mengkombinasikan kedua kenyataan tersebut dalam sebuah pernyataan, ini harus jelas bahwa frekuensi dari emf pada alternator proportional untuk

1.       kecepatan dalam putaran per detik (rpm/60)

2.       jumlah dari pasangan kutub, P/2

hubungannya dapat ditulis dalam bentuk persamaan:

f  =  (P/2) X (rpm/60)  =  (P X rpm) /120

Medan yang berputar. Struktur medan pada dasarnya terdiri dari kumpulan dari inti kutub yang terlaminasi di sekelilingnya dimana diletakkan belitan eksitasi. Masing-masing laminasi mempunyai bentuk kira-kira seperti yang ditunjukkan pada gambar 3

_

Gambar 3.  Tipe laminasi untuk kutub dari alternator

Permukaan luar dari kutub hampir diikuti permukaan silinder bagian dalam dari inti stator, sementara bagian dalam mempunyai sambungan dari besi terdiri dari bagian-bagian yang dimasukkan ke celah-celah yang pas dimasukkan pada wedge-shaped recess in the projecting spider . Untuk kecepatan tinggi turboalternator, strukture medan tidak mempunyai kutub yang diproyeksikan. Malahan, inti berlubang dibuat dari beberapa seksi besi tempa , cakram yang kerasdipotong dari besi tempa.Tipe spiral dari belitan medan  diletakkan melingkar atau paralel dengan lubang. Belitan medan biasanya dibuat untuk dihubungkan dengan sumber d-c 115 atau 230 volt, tegangan tersebut masing-masing disuplai oleh generator d-c .

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

%d blogger menyukai ini: