Generator

1.      Fungsi generator:

            Generator adalah sebuah pesawat yang merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Energi mekanik diperoleh dari mesin penggerak seperti mesin diesel, turbin dan lain-lain. Secara umum fungsi generator adalah untuk mensuplai arus pada sistem kelistrikan. Proses pembangkitan listrik pada generator menggunakan prinsip induksi yaitu apabila terjadi perpotongan medan magnet dengan penghantar, maka pada penghantar akan timbul gaya gerak listrik.

2.      Prinsip kerja generator:

1)      Generator bekerjanya berdasarkan hukum Faraday.(kaidah tangan kanan).

2)      Apabila suatu batang penghantar digerakkan didalam suatu medan magnit, yang mempunyai garis gaya magnit dari arah kutub utara keekutub selatan.

3)      Maka pada batang penghantar akan memotong-motong garis-garis gaya magnit, sehingga akan menimbulkan ggl (Gaya gerak listrik) atau EMF (Electro motive force) atau voltage AC.

3.      Penjelasan tentang komponen-komponen generator

Generator dipasang dengan bantuan komponen-komponen seperti berikut: trafo arus, trafo tegangan (sebagai pencatu daya), electric actuator, potensiometer pengatur kecepatan dan saklar-saklar bantu.

1)      Trafo arus berfungsi sebagai transducer arus keluaran generator sampai dengan sebesar arus sinyal yang sesuai untuk alat pembagi beban generator (biasanya maksimum 5 A atau = 100 % kemampuan maksimum generator)

2)      Trafo tegangan berfungsi sebagai sumber daya bagi alat pembagi beban, umumnya dengan tegangan 110 V AC, 50 Hz; dibantu adapter untuk keperluan tegangan DC.

3)      Electric actuator merupakan peralatan yang menerima sinyal dari alat pembagi beban sehingga mampu menggerakkan motor DC di governor sampai dengan arus keluaran generator mencapai yang diharapkan.

4)      Potensiometer pengatur kecepatan adalah alat utama untuk mengatur frekuensi dan tegangan saat generator akan diparalelkan atau dalam proses sinkronisasi. Tegangan umumnya sudah diatur oleh AVR, sehingga naik turunnya tegangan hanya dipengaruhi oleh kecepatan putaran mesin penggerak. Setelah generator dioperasikan paralelkan atau sudah sinkron dengan yang telah beroperasi kemudian menutup Mccb generator, fungsi potensiometer pengatur kecepatan ini diambil alih oleh alat pembagi beban generator. Untuk lebih akuratnya pengaturan kecepatan dalam proses sinkronisasi secara manual, biasanya terdapat potensiometer pengatur halus dan potensiometer pengatur kasar.

5)      Pada sistem kontrol otomatis pemaralelan generator dapat dilakukan oleh SPM (modul pemaralel generator) dengan mengatur tegangan dan frekuensi keluaran dari generator, kemudian mencocokan dengan tegangan dan frekuensi sistem yang sudah bekerja secara otomatis, setelah cocok memberikan sinyal penutupan ke Mccb generator sehingga bergabung dalam operasi paralel. Untuk mencocokkan tegangan dan frekuensi dapat dilihat dalam satu panel sinkron yang digunakan bersama untuk beberapa generator dimana masing-masing panel generator mempunyai saklar sinkron disamping SPM-nya.

6)      Saklar-saklar bantu pada alat pembagi beban generator berfungsi sebagai alat manual proses pembagian (pelepasan & pengambilan) beban oleh suatu generator yang beroperasi dalam sistem paralel. Misalnya *saklar 1 ditutup untuk meminimumkan bahan bakar diesel yang berarti melepaskan beban.* Saklar 3 ditutup untuk menuju pada kecepatan kelasnya (rated speed) yang berarti pengambilan beban dari generator yang perlu diringankan beban listriknya. Setelah generator beroperasi secara paralel, generator-generator dengan alat pembagi bebannya selalu merespon secara aktif segala tindakan penaikan atau penurunan beban listrik, sehingga masing-masing generator menanggung beban dengan prosentasi yang sama diukur dari kemampuan masing-masing

4.      Beda generator DC dan AC:

            Sebuah motor DC terdiri dari gilungan kawat (coil) yang berputar pada medan magnet. Arus pada coil dialurkan melalui brush yang kontak langsung dengan split ring. Coil berada pada medan magnet tetap, dan gaya yang dikeluarkan oleh arus pada kawat menghasilkan torsi pada koil.

                Gaya F pada kawat dengan panjang L membawa arus listrik i pada medan magnet B adalah iLB dikali dengan sinus sudut antara B dan i. Arah dari gaya F mengikuti prinsip tangan kanan seperti diperlihatkan pada. Gaya yang diperlihatkan memiliki besaran yang sama namun dengan arah yang berbeda, sehingga gaya-gaya tersebut menghasilkan torsi.

            Motor listrik DC dapat juga berfungsi sebagai generator. Apabila coil yangdiputar maka maka akan dihasilkan elekro magnet field.
emf = - d f /dt = - (d/dt) (NBA cos q )
= NBA sin q (d q /dt) = NBA w sin w t.

Motor Listrik AC dan Alternator

            Pada motor listrik dengan arus AC tidak diperlukan pembalikan arah arus oleh sebab itu tidak diperlukan adanya split ring. Sebagai gantinya digunakan slip yang yang dapat menghubungkan coil ke sumber listrik secara kontinyu sebagaimana yang diperlihatkan pada animasi berikut ini. Sama seperti halnya pada motor DC, apabila coil dari motor AC yang diputar maka akan menghasilkan arus listrik AC.

5.      Jenis-jenis generator:

1)      Dilihat dari letak kutub:

a.       Kutub dalam berputar pada rotor.

b.      Kutub Luar diam dipasang pada stator.

2)      Dilihat dari putaran medan terhadap rotor:

a.       Generator sinkron (serempak): Kecepatan putaran medan magnit stator (Ns) sama dengan putaran medan rotor (Nr).

b.      Generator Asinkron (tidak serempak) : Kecepatam medan magnit stator (Ns) tidak selalu sama dengan putaran medan rotor (Nr).

3)      Dilihat dari jenis arus yang dibangkitkan:

a.       Generator arus searah (DC).

b.      Generator arus bolak-balik (AC).

4)      Dilihat dari Phasa:

a.       Generator AC 1 phasa.

b.      Generator AC 3 phasa.

5)      Dilihat dari bentuk rotor:

a.       Rotor kutub menonjol (selent pole): Digunakan pada pembangkit RPM rendah seperti PLTA, PLTD.

b.      Rotor kutub rata (silindris): Digunakan pada pembangkit RPM tinggi seperti pada PLTG, PLTU.