Inisial elektromagnetik generator (Faraday disk) ditemukan oleh ilmuwan Inggris bernama Michael Faraday pada tahun 1831. A Generator DC adalah perangkat listrik yang digunakan untuk pembangkit energi listrik . Fungsi utama alat ini adalah untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Ada beberapa jenis sumber energi mekanik yang tersedia seperti engkol tangan, mesin pembakaran dalam, turbin air, turbin gas dan uap. Generator memberikan daya ke semua jaringan tenaga listrik . Fungsi kebalikan dari generator dapat dilakukan oleh motor listrik. Fungsi utama motor adalah mengubah energi listrik menjadi mekanik. Motor, serta generator, memiliki fitur serupa. Artikel ini membahas gambaran umum generator DC.
Apa itu Generator DC?
Generator DC atau generator arus searah merupakan salah satu jenis mesin listrik, dan fungsi utama mesin ini adalah untuk mengubah energi mekanik menjadi listrik DC (arus searah). Proses perubahan energi menggunakan prinsip gaya gerak listrik yang diinduksi secara energetik. Itu diagram generator dc ditampilkan di bawah.
Generator DC
Saat seorang kondektur menebas fluks magnet , kemudian gaya gerak listrik yang diinduksi secara energetik akan dibangkitkan di dalamnya berdasarkan prinsip Induksi Elektromagnetik Hukum Faraday . Gaya gerak listrik ini dapat menyebabkan aliran arus ketika rangkaian penghantar tidak dibuka.
Konstruksi
Generator DC juga digunakan sebagai a Motor DC tanpa mengubah konstruksinya. Oleh karena itu, motor DC atau generator DC umumnya dapat disebut a Mesin DC. Pembangunan a Generator DC 4 kutub ditampilkan di bawah. Generator ini terdiri dari beberapa bagian seperti yoke, poles & pole shoes, field winding, armature core, armature winding, commutator & brushes. Tetapi dua bagian penting dari perangkat ini adalah stator dan juga rotor .
Stator
Stator merupakan bagian penting dari generator DC, dan fungsi utamanya adalah menyediakan medan magnet tempat kumparan berputar. Ini termasuk magnet stabil, di mana dua di antaranya menghadap kutub terbalik. Magnet ini ditempatkan agar pas di wilayah rotor.
Rotor atau Armature Core
Rotor atau inti angker adalah bagian penting kedua dari generator DC, dan itu termasuk laminasi besi berlubang dengan slot yang ditumpuk untuk membentuk a inti angker silinder . Umumnya, laminasi ini ditawarkan untuk mengurangi kerugian karena arus eddy .
Gulungan Armature
Slot inti angker terutama digunakan untuk menahan belitan angker. Ini berada dalam bentuk belitan sirkuit tertutup, dan dihubungkan secara seri ke paralel untuk meningkatkan jumlah arus yang dihasilkan.
Kuk
Struktur luar generator DC adalah Yoke, dan dibuat dengan besi cor atau baja. Ini memberikan kekuatan mekanis yang diperlukan untuk membawa fluks magnet diberikan melalui kutub.
Polandia
Ini terutama digunakan untuk menahan gulungan medan. Biasanya, belitan ini dililitkan pada kutub, & mereka dihubungkan secara seri jika tidak sejajar dengan gulungan angker . Selain itu tiang-tiang tersebut akan menyambung ke arah kuk dengan metode pengelasan sebaliknya dengan menggunakan sekrup.
Tiang Sepatu
Sepatu tiang terutama digunakan untuk menyebarkan fluks magnet serta untuk menghindari kumparan medan jatuh.
Pembalik
Cara kerja komutator seperti penyearah untuk berubah Tegangan AC ke Tegangan DC di dalam angker yang berkelok-kelok melintasi kuas. Ini dirancang dengan segmen tembaga, dan setiap segmen tembaga dilindungi satu sama lain dengan bantuan lembaran mika . Itu terletak di poros mesin.
Komutator di Generator DC
Fungsi Komutator Generator DC
Fungsi utama komutator pada generator dc adalah untuk merubah AC menjadi DC. Ini bertindak seperti sakelar pembalik dan perannya dalam generator dibahas di bawah ini.
Ggl yang diinduksi di dalam kumparan angker generator bergantian. Jadi, aliran arus dalam kumparan dinamo juga dapat berupa arus bolak-balik. Arus ini dapat dibalik melalui komutator pada saat yang tepat setelah kumparan jangkar melintasi sumbu magnet yang tidak bias. Dengan demikian, beban mencapai arus DC atau uni-directional.
Komutator menjamin bahwa aliran arus dari generator akan mengalir selamanya dalam satu arah. Sikat akan membuat sambungan listrik berkualitas tinggi di antara generator & beban dengan menggerakkan komutator.
Kuas
Sambungan listrik dapat dipastikan antara pembalik serta rangkaian beban eksterior dengan bantuan kuas.
Prinsip bekerja
Itu prinsip kerja generator DC didasarkan pada hukum Faraday dari induksi elektromagnetik . Ketika konduktor terletak di medan magnet yang tidak stabil, gaya gerak listrik diinduksi di dalam konduktor. Besarnya e.m.f yang diinduksi dapat diukur dari persamaan gaya gerak listrik generator .
Jika konduktor hadir dengan jalur tertutup, arus yang diinduksi akan mengalir di jalur tersebut. Dalam generator ini, kumparan medan akan menghasilkan medan elektromagnetik serta konduktor jangkar diubah menjadi medan. Oleh karena itu, gaya gerak listrik yang diinduksi secara elektromagnetik (e.m.f) akan dihasilkan di dalam konduktor jangkar. Jalur arus induksi akan disediakan oleh aturan tangan kanan Fleming.
Persamaan EMF Generator DC
Itu persamaan ggl dari generator dc menurut Faraday's Laws of Electromagnetic Induction adalah Misalnya = PØZN / 60 A
Dimana Phi aku s
fluks atau kutub dalam Webber
'Z' adalah jumlah total konduktor angker
'P' adalah sejumlah kutub di generator
'A' adalah sejumlah lajur paralel di dalam angker
'N' adalah rotasi dinamo dalam r.p.m (putaran per menit)
'E' adalah e.m.f yang diinduksi di jalur paralel mana pun dalam angker
'Misalnya' adalah e.m.f yang dihasilkan di salah satu jalur paralel
'N / 60' adalah jumlah belokan per detik
Waktu untuk satu putaran akan menjadi dt = 60 / N detik
Jenis Generator DC
Klasifikasi generator DC dapat dilakukan dalam dua kategori paling penting yaitu bersemangat terpisah dan bersemangat sendiri.
Jenis Generator DC
Bersemangat Secara Terpisah
Dalam tipe tereksitasi terpisah, kumparan medan diperkuat dari sumber DC eksterior otonom.
Self Excited
Dalam tipe tereksitasi sendiri, kumparan medan diperkuat dari arus yang dibangkitkan dengan generator. Pembangkitan gaya gerak listrik pertama akan terjadi karena magnet luar biasa di dalam kutub medan.
Gaya gerak listrik yang dihasilkan akan menyebabkan sebagian kecil arus menyuplai kumparan medan, oleh karena itu akan meningkatkan fluks medan serta pembangkitan gaya gerak listrik. Lebih lanjut, jenis generator DC ini dapat diklasifikasikan menjadi tiga jenis yaitu luka seri, luka shunt, dan luka majemuk.
- Dalam luka seri, baik gulungan medan & gulungan dinamo dihubungkan secara seri satu sama lain.
- Pada luka shunt, gulungan medan & gulungan dinamo dihubungkan secara paralel satu sama lain.
- Belitan majemuk adalah campuran belitan seri & belitan shunt.
Efisiensi Generator DC
Generator DC sangat andal dengan tingkat efisiensi 85-95%
Pertimbangkan output dari sebuah generator adalah VI
Input generator adalah VI + Losses
Masukan = VI + I2aRa + Wc
Jika arus medan shunt tidak signifikan, maka Ia = I (kurang-lebih)
Setelah itu, n = VI / (VI + Ia2Ra + wc) = 1 / (1 + Ira / V + wc / VI)
Untuk efisiensi tertinggi d / dt (Ira / V + wc / VI) = 0 jika tidak I2ra = wc
Oleh karena itu, efisiensi paling tinggi setelah kerugian variabel setara dengan kerugian konstan
Arus beban ekivalen dengan efisiensi tertinggi adalah I2ra = wc sebaliknya I = √wc / ra
Kerugian di Generator DC
Ada berbagai jenis mesin yang tersedia di pasar di mana total energi masukan tidak dapat diubah menjadi keluaran karena hilangnya energi masukan. Jadi kerugian yang berbeda dapat terjadi pada generator jenis ini.
Kerugian Tembaga
Dalam kehilangan jangkar tembaga (Ia2Ra), di mana arus jangkar adalah 'Ia' & resistansi jangkar adalah 'Ra'. Untuk generator seperti shunt-luka, kerugian tembaga medan setara dengan Ish2Rsh yang hampir stabil. Untuk generator seperti luka seri, kehilangan tembaga medan setara dengan Ise2 Rse yang juga hampir stabil. Untuk generator seperti luka majemuk, kerugian tembaga yang diajukan mirip dengan Icomp2 Rcomp yang juga hampir stabil. Pada kehilangan beban penuh, kehilangan tembaga terjadi 20-30% karena kontak sikat.
Inti atau Besi atau Kerugian Magnetik
Klasifikasi kerugian inti dapat dilakukan menjadi dua jenis seperti histeresis dan arus eddy
Kerugian Histeresis
Kerugian ini terutama terjadi karena pembalikan inti angker. Setiap bagian inti rotor melewati di bawah dua kutub seperti utara & selatan secara bergantian & mencapai polaritas S & N yang sesuai. Setiap kali inti memasok di bawah satu set kutub, inti akan menyelesaikan satu rangkaian pembalikan frekuensi. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih lanjut Apa itu Kerugian Histeresis: Faktor & Aplikasinya
Kerugian Arus Eddy
Inti angker memangkas fluks magnet selama revolusinya & e.m.f dapat diinduksi di dalam bagian luar inti, berdasarkan hukum induksi elektromagnetik, ggl ini sangat kecil, namun, ia membentuk arus besar di permukaan inti. Arus besar ini dikenal sebagai arus eddy sedangkan kerugiannya disebut arus eddy loss.
Kerugian inti stabil untuk generator majemuk & shunt karena arus medannya hampir stabil. Kerugian ini terutama terjadi 20% hingga 30% pada kerugian beban penuh.
Kerugian Mekanis
Kehilangan mekanis dapat didefinisikan sebagai kehilangan gesekan udara atau gulungan angin angker yang berputar Kehilangan gesekan terutama terjadi 10% hingga 20% dari kehilangan beban penuh pada bantalan & komutator.
Stray Loss
Kerugian nyasar terutama terjadi dengan menggabungkan kerugian seperti inti dan mekanis. Kerugian ini juga disebut kerugian rotasi.
Perbedaan antara Generator AC dan DC
Sebelum kita membahas perbedaan generator AC & DC, terlebih dahulu kita harus mengetahui konsep generator. Secara umum, generator diklasifikasikan menjadi dua jenis seperti AC dan DC. Fungsi utama generator ini adalah untuk mengubah daya dari mekanik menjadi listrik. Generator AC menghasilkan arus bolak-balik sedangkan generator DC menghasilkan daya langsung.
Kedua generator menggunakan hukum Faraday untuk menghasilkan tenaga listrik. Hukum ini mengatakan bahwa sekali konduktor bergeser dalam medan magnet maka ia memotong garis gaya magnet untuk merangsang EMF atau gaya elektromagnetik di dalam konduktor. Besarnya ggl yang diinduksi ini terutama bergantung pada koneksi gaya garis magnet melalui konduktor. Setelah rangkaian penghantar ditutup maka ggl dapat menyebabkan aliran arus. Bagian utama dari generator dc adalah medan magnet & konduktor yang bergerak didalam medan magnet.
Perbedaan utama antara generator AC & DC adalah salah satu topik kelistrikan yang paling penting. Perbedaan ini dapat membantu siswa untuk mempelajari topik ini tetapi sebelumnya harus mengetahui tentang generator AC dan juga generator DC secara mendetail sehingga perbedaannya sangat mudah dipahami. Silakan merujuk ke tautan ini untuk mengetahui lebih banyak tentang The Perbedaan antara Generator AC dan DC.
Karakteristik
Karakteristik generator DC dapat didefinisikan sebagai representasi grafis di antara dua besaran yang terpisah. Grafik ini akan menunjukkan karakteristik steady-state yang menjelaskan hubungan utama antara tegangan terminal, beban & eksitasi melalui grafik ini. Karakteristik paling penting dari generator ini dibahas di bawah.
Karakteristik Magnetisasi
Karakteristik magnetisasi memberikan perbedaan menghasilkan tegangan jika tidak, tegangan tanpa beban melalui arus medan pada kecepatan stabil. Karakteristik semacam ini juga dikenal sebagai sirkuit terbuka atau karakteristik tanpa beban.
Karakteristik Internal
Karakteristik internal generator dc dapat diplotkan antara arus beban dan tegangan yang dibangkitkan.
Karakteristik Eksternal atau Beban
Karakteristik beban atau tipe eksternal memberikan hubungan utama antara arus beban serta tegangan terminal pada kecepatan yang stabil.
Keuntungan
Sebuah keuntungan dari generator dc termasuk yang berikut ini.
- Generator DC menghasilkan output yang besar.
- Beban terminal generator ini tinggi.
- Perancangan generator dc sangat sederhana
- Ini digunakan untuk menghasilkan daya keluaran yang tidak merata.
- Ini sangat konsisten dengan 85-95% peringkat efisiensi
- Mereka memberikan hasil yang andal.
- Mereka ringan dan juga kompak.
Kekurangan
Kerugian dari generator dc meliputi yang berikut ini.
- Generator DC tidak dapat digunakan dengan trafo
- Efisiensi generator ini rendah karena banyak kerugian seperti tembaga, mekanis, pusaran arus, dll.
- Penurunan tegangan dapat terjadi dalam jarak yang jauh
- Ini menggunakan komutator cincin terpisah sehingga akan mempersulit desain mesin
- Mahal
- Pemeliharaan yang tinggi
- Percikan api akan dihasilkan saat menghasilkan energi
- Lebih banyak energi akan hilang saat transmisi
Aplikasi Generator DC
Aplikasi dari berbagai jenis generator DC meliputi yang berikut ini.
- Generator DC tipe tereksitasi terpisah juga digunakan untuk meningkatkan pelapisan listrik . Ini digunakan untuk daya dan tujuan pencahayaan menggunakan a pengatur lapangan
- Generator DC self-Excited atau generator DC shunt digunakan untuk daya serta penerangan biasa dengan menggunakan regulator. Ini bisa digunakan untuk penerangan baterai.
- Generator DC seri digunakan pada lampu busur untuk penerangan, generator arus stabil, dan booster.
- Generator DC majemuk digunakan untuk menyediakan Sumber Daya listrik untuk mesin las DC.
- Senyawa level DC generator digunakan untuk menyediakan catu daya untuk hostel, pondok, kantor, dll.
- Lebih dari gabungan, generator DC digunakan untuk mengganti penurunan tegangan dalam Pengumpan.
Jadi, ini semua tentang generator DC . Dari informasi di atas akhirnya, dapat disimpulkan bahwa keunggulan utama generator DC meliputi konstruksi & desain yang sederhana, pengoperasian paralel yang mudah, dan masalah stabilitas sistem yang kurang tidak seperti alternator. Ini pertanyaan untuk Anda, apa kekurangan dari generator DC?
