Pengertian Generator
Generator
adalah mesin yang dapat mengubah tenaga mekanis menjadi tenaga listrik melalui
proses induksi elektromagnetik. Generator ini memperoleh energi mekanis dari prime
mover. Generator arus bolak-balik (AC) dikenal dengan sebutan alternator.
Generator diharapkan dapat mensuplai tenaga listrik pada saat terjadi gangguan,
dimana suplai tersebut digunakan untuk beban prioritas. Sedangkan genset
(generator set) merupakan bagian dari generator.
Genset merupakan suatu alat yang dapat
mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Genset atau sistem generator
penyaluran adalah suatu generator listrik yang terdiri dari panel, berenergi
solar dan terdapat kincir angin yang ditempatkan pada suatu tempat. Genset
dapat digunakan sebagai sistem cadangan listrik atau "off-grid"
(sumber daya yang tergantung atas kebutuhan pemakai). Genset sering digunakan
oleh rumah sakit dan industri yang mempercayakan sumber daya yang mantap, seperti
halnya area pedesaan yang tidak ada akses untuk secara komersial menghasilkan
listrik. Generator terpasang satu poros dengan motor diesel, yang biasanya
menggunakan generator sinkron (alternator) pada pembangkitan. Generator sinkron
terdiri dari dua bagian utama yaitu: sistem medan magnet dan jangkar. Generator
ini kapasitasnya besar, medan magnetnya berputar karena terletak pada rotor.
Bagian-bagian Generator
1.
Bagian yang diam (Stator)
Bagian
yang diam (stator) terdiri dari beberapa bagian, yaitu:
a. Inti stator.
Bentuk
dari inti stator ini berupa cincin laminasi-laminasi yang diikat serapat
mungkin untuk menghindari rugi-rugi arus eddy (eddy current losses).
Pada inti
ini
terdapat slot-slot untuk menempatkan konduktor dan untuk mengatur arah medan
magnetnya.
b. Belitan stator.
Bagian
stator yang terdiri dari beberapa batang konduktor yang terdapat di dalam
slot-slot dan ujung-ujung kumparan. Masing-masing slot dihubungkan untuk
mendapatkan tegangan induksi.
c. Alur stator.
Merupakan
bagian stator yang berperan sebagai tempat belitan stator ditempatkan.
d. Rumah stator.
Bagian dari stator yang umumnya terbuat dari besi
tuang yang berbentuk silinder. Bagian belakang dari rumah stator ini biasanya
memiliki sirip-sirip sebagai alat bantu dalam proses pendinginan.
2.
Bagian yang bergerak (Rotor)
Rotor adalah bagian generator yang bergerak atau berputar. Antara rotor
dan stator dipisahkan oleh celah udara (air gap). Rotor terdiri dari dua
bagian umum, yaitu:
1. Inti kutub
2. Kumparan Medan
Pada bagian inti kutub terdapat poros dan inti rotor yang memiliki
fungsi sebagai jalan atau jalur fluks magnet yang dibangkitkan oleh kumparan
medan. Pada kumparan medan ini juga terdapat dua bagian, yaitu bagian
penghantar sebagai jalur untuk arus pemacuan dan bagian yang diisolasi. Isolasi
pada bagian ini harus benar-benar baik dalam hal kekuatan mekanisnya,
ketahanannya akan suhu yang tinggi dan ketahanannya terhadap gaya sentrifugal
yang besar.
Konstruksi rotor untuk generator yang memiliki nilai putaran relatif
tinggi biasanya menggunakan konstruksi rotor dengan kutub silindris atau ”cylinderica
poles” dan jumlah kutubnya relatif sedikit (2, 4, 6). Konstruksi ini
dirancang tahan terhadap gaya-gaya yang lebih besar akibat putaran yang tinggi. Untuk putaran generator yang relatif rendah atau sedang (kurang dari
1000 rpm), dipakai konstruksi rotor dengan kutub menonjol atau ”salient pole”
dengan jumlah kutub-kutub yang relatif banyak.
Pada prinsipnya, salah satu dari penghantar atau
kutub-kutub ini dibuat sebagai bagian yang tetap sedangkan bagian-bagian yang
lainnya dibuat sebagai bagian yang berputar.
Cara Kerja Generator
Prinsip kerja dari generator sesuai
dengan hukum Lens, yaitu arus listrik yang diberikan pada stator akan
menimbulkan momen elektromagnetik yang bersifat melawan putaran rotor sehingga
menimbulkan EMF pada kumparan rotor. Tegangan EMF ini akan menghasilkan suatu
arus jangkar. Jadi diesel sebagai prime mover akan memutar rotor
generator, kemudian rotor diberi eksitasi agar menimbulkan medan magnet yang
berpotongan dengan konduktor pada stator dan menghasilkan tegangan pada stator.
Karena ada dua kutub yang berbeda, utara dan selatan, maka tegangan yang
dihasilkan pada stator adalah tegangan bolak-balik. Besarnya tegangan induksi
memenuhi persamaan:
E = Kd . Ks. ω. Φ . p .g . Nc
E = 4,44 . Kd . Ks . f . Φ . p. g. Nc
Dimana:
E = Ggl yang dibangkitkan (volt) Kd = faktor kisar lilitan
ω = kecepatan sudut dari rotor (rad/second)
f = frekuensi (hertz)
Φ = fluks medan magnet Nc = jumlah
lilitan
g = jumlah kumparan per pasang kutub per fasa
Generator AC bekerja dengan prinsip
induksi elektromagnetik. Generator AC terdiri dari stator yang merupakan elemen
diam dan rotor yang merupakan elemen berputar dan terdiri dari belitan-belitan
medan. Pada generator AC jangkamya diam sedangkan medan utamanya berputar dan
lilitan jangkarnya dihubungkan dengan dua cin cin geser.
Apabila generator digunakan untuk melayani beban, pada kumparan jangkar generator akan mengalir arus. Untuk generator 3 fasa, setiap belitan jangkar akan memilki beda fasa sebesar 120°.