Mesin Listrik Arus Searah
6-8
6.4. Generator Belitan Shunt
Generator belitan Shunt E1-E2 dipasangkan secara paralel dengan belitan rotor A1-A2
gambar-6.13. Tegangan awal generator diperoleh dari magnet sisa yang terdapat pada
medan magnet stator. Rotor berputar dalam medan magnet yang lemah, dihasilkan tegangan
yang akan memperkuat medan magnet stator, sampai dicapai tegangan nominalnya.
Pengaturan arus eksitasi yang melewati belitan Shunt E1-E2 diatur oleh tahanan geser.
Makin besar arus eksitasi Shunt makin besar medan penguat Shunt dan tegangan terminal
meningkat sampai pada tegangan nominalnya. Karakteristik tegangan U terhadap
peningkatan arus relatif stabil, tegangan akan cenderung menurun ketika arus I mendekati
harga nominalnya gambar 6.14.
6.5. Generator Belitan Kompound
Generator belitan Kompound disamping memiliki belitan rotor A1-A2, memiliki dua penguat magnet
yaitu medan Seri notasi D1-D2 dan belitan penguat magnet Shunt notasi E1-E2 gambar-
6.15. Belitan seri D1-D2 disambungkan seri dengan rangkaian rotor A1-A2, sehingga arus ke
beban sekaligus sebagai penguat Seri. Belitan Shunt E1-E2 disambungkan paralel dengan
rangkaian belitan rotor. Arus eksitasi magnet Shunt Ie diperoleh dengan mengatur tahanan
geser. Gambar 6.13 : Rangkaian
Generator Belitan Shunt
Gambar 6.15 : Karakteristik tegangan generator Shunt
Gambar 6.14 : Karakteristik tegangan generator Shunt
Mesin Listrik Arus Searah
6-9 Generator penguat kompound adalah kombinasi
generator penguat Shunt dan generator seri. Karakteristik tegangan sebagai fungsi arus beban
menghasilkan tegangan terminal yang konstan meskipun arus beban I mencapai harga
nominalnya gambar 6.16.
6.6. Konstruksi Generator DC
Potongan melintang memperlihatkan konstruksi generator DC gambar-6.17. Generator DC terdiri dua bagian, yaitu stator bagian mesin DC yang diam, dan
bagian rotor bagian mesin DC yang berputar. Bagian stator terdiri atas : rangka motor, belitan stator, sikat arang, bearing,
terminal box. Bagian rotor terdiri : komutator, belitan rotor, kipas rotor, poros rotor.
Gambar 6.17 : Bentuk Fisik Generator DC Bagian yang harus menjadi perhatian untuk perawatan secara rutin adalah
sikat arang yang akan memendek dan harus diganti secara periodik. 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.
Gambar 6.16 : Karakteristik Tegangan generator kompound
Mesin Listrik Arus Searah
6-10
6.7. Reaksi Jangkar
Medan magnet untuk generator DC berasal dari kutub elektromagnet, berupa belitan kawat yang
diberikan listrik DC, diperoleh kutub Utara North- Selatan South. Medan magnet melewati rotor
seperti ditunjukkan arah panah gambar-6.18. Dengan mengatur besarnya arus eksitasi yang
melewati belitan magnet, makin besar kuat medan magnet yang dihasilkan. Posisi garis netral tegak
lurus dengan medan magnet. Dalam belitan rotor sesuai prinsip induksi
dibangkitkan tegangan listrik, ketika generator diberikan beban mengalir arus listrik pada belitan
rotor. Pada saat itu dalam rotor juga dibangkitkan medan elektromagnet, menurut prinsip hukum
tangan kanan, arah medan magnetnya ke arah panah gambar-6.19.
Besar kecilnya medan magnet di rotor berbanding lurus dengan besar kecilnya arus beban. Saat
arus beban maksimum, medan magnet rotor maksimum, saat arus beban minimum maka
medan magnet rotor juga minimum. Interaksi antara medan magnet stator dengan
medan elektromagnet rotor mengakibatkan jalannya medan magnet bergeser beberapa
derajat gambar-6.20. Pergeseran garis netral searah dengan arah putaran rotor. Untuk
mendapatkan tegangan maksimum, maka sikat arang yang semula segaris dengan garis magnet
utama, kini bergeser beberapa derajat dari garis netral teoritis.
Pergeseran garis netral akan melemahkan tegangan nominal generator, untuk
mengembalikan garis netral ke posisi awal dipasangkan medan magnet bantu interpole.
Belitan magnet bantu berupa kutub magnet yang ukuran fisiknya lebih kecil dari kutub utama.
Gambar 6.19 : Garis medan Magnet jangkar
Gambar 6.20 : Pergeseran Garis Netral akibat Reaksi jangkar
Gambar 6.18 : Garis Netral Reaksi Jangkar
Mesin Listrik Arus Searah
6-11 Kutub bantu akan memperpendek jalannya
garis medan magnet. Dengan dipasang kutub bantu kini garis netral kembali ke
posisi semula, dan kedudukan sikat arang tegak lurus segaris dengan kutub utamanya
gambar-6.21. Rangkaian kutub bantu disambungkan seri dengan belitan rotor,
sehingga kuat medan magnet kutub bantu yang dihasilkan sebanding dengan arus ke
beban.
Untuk memperbaiki pengaruh reaksi jangkar, dikembangkan belitan kompensasi
yang dipasangkan pada kaki kutub utama baik pada belitan kutub utara-maupun kutub
selatan gambar-6.22. Kini dalam rangkaian generator DC memiliki tiga belitan magnet,
yatitu belitan magnet utama, belitan magnet bantu interpole dan belitan magnet
kompensasi.
Tabel 6.1 Notasi pengenal belitan Generator DC
A Belitan rotor jangkar
B Belitan kutub magnet bantu
C Belitan kutub magnet kompensasi
D Belitan kutub seri
E Belitan kutub
Shunt F
Belitan kutub terpisah Rangkaian generator DC dapat dikenali dari diagram pengawatannya dan
notasi pengenal kutub magnetnya. Pengawatan dengan belitan jangkar A1-A2, disambung seri dengan magnet kutub bantu B1-B2 dan diseri juga dengan
belitan magnet kutub kompensasi gambar-6.23a.
Gambar 6.23 : Rangkaian belitan jangkar, belitan kutub bantu dan belitan kompensasi
Gambar 6.21 : Kutub Magnet Utama dan Kutub Bantu Mesin
DC
Gambar 6.22 : Kutub Magnet Utama, Kutub
bantu dan Belitan Kompensasi
Mesin Listrik Arus Searah
6-12 Pengawatan berikutnya terdiri kutub bantu kompensasi C1-C2 dan C3-C4 diseri
dengan magnet bantu B1-B2 dan B3-B4 dan di tengah-tengah rangkaian terpasang belitan rotor, keseluruhannya disebut rangkaian jangkar rotor A1-A2
gambar-6.23b.
6.8. Arah Putaran Mesin DC