Pembangunan Generator DC

Definisi generator DC

Generator DC didefinisikan sebagai perangkat listrik yang mengubah energi mekanik menjadi arus searah (DC) listrik. Ia bekerja berdasarkan prinsip induksi elektromagnetik, ketika konduktor melewati medan magnet, hal ini menciptakan perbedaan potensial dalam konduktor, yang jika terhubung ke sirkuit tertutup, menyebabkan aliran arus.

Struktur generator DC

Yoke

Yoke biasanya terbuat dari besi tuang atau baja tuang, tergantung pada ukuran dan berat generator.

Penggunaan yoke

Ia menahan kutub magnet generator di tempatnya dan bertindak sebagai penutup pelindung mesin.

Ia membawa fluks magnet yang dihasilkan oleh gulungan medan.

Kutub magnet dan gulungan medan

Kutub magnet dan gulungan medan adalah komponen stasioner dari generator DC yang menghasilkan medan magnet utama dalam mesin. Mereka disekrup ke bagian dalam dan luar yoke.

Batang vertikal terbuat dari baja laminasi atau besi padat atau baja. Laminasi mengurangi kerugian arus eddy di kutub magnet. Kutub tersebut menonjol, yang berarti mereka menonjol ke dalam dari yoke.

Armatur

Armatur didefinisikan sebagai bagian berputar dari generator DC yang membawa gulungan armatur di mana gaya gerak listrik dipicu oleh medan magnet. Ia dipasang pada poros yang berputar antara kutub.

Inti armatur terbuat dari baja laminasi dengan alur pada permukaan luarnya. Alur-alur ini digunakan untuk menahan konduktor armatur yang terisolasi satu sama lain dan dari inti. Laminasi mengurangi kerugian arus eddy di inti.

Gulungan armatur dibentuk dengan menghubungkan beberapa kumparan kawat tembaga atau pita yang terisolasi dalam pola tertentu. Ada dua jenis gulungan armatur: gulungan lap dan gulungan gelombang.

Gulungan lap: Dalam jenis gulungan ini, ujung setiap kumparan terhubung ke segmen komutator yang berdekatan dan ujung kumparan lainnya di sisi yang sama dari armatur.

Gulungan gelombang: Dalam jenis gulungan ini, ujung setiap kumparan terhubung ke segmen komutator yang berjarak satu kutub dari segmen komutator dan terhubung ke ujung kumparan lainnya di sisi lain dari armatur.

Komutator

Komutator adalah perangkat mekanis yang mengubah gaya gerak listrik bolak-balik yang diinduksi dalam gulungan armatur menjadi tegangan DC di kedua ujung terminal beban. Ia bertindak sebagai penyearah untuk pembangkitan daya DC.

Komutator terdiri dari segmen-segmen berbentuk wedges dari tembaga yang ditarik keras atau tempa yang terisolasi satu sama lain dan dari poros oleh lembaran mika. Setiap segmen terhubung ke konduktor armatur melalui riser atau konektor.

Segmen-segmen komutator disusun dalam bentuk silinder pada sumbu dan berputar dengan sumbu. Jumlah segmen tergantung pada jumlah kumparan dalam gulungan armatur.

Sikat listrik

Sikat terbuat dari blok karbon atau grafit yang mengumpulkan arus dari segmen komutator dan mentransmisikannya ke sirkuit eksternal. Mereka juga memberikan kontak listrik antara bagian stasioner dan berputar dari generator.

Sikat disimpan dalam kotak persegi panjang yang disebut bracket sikat, yang melekat pada yoke atau bracket bantalan. Pemegang sikat memiliki pegas yang memungkinkan sikat dipres tekanan yang tepat. Sikat harus ditempatkan pada komutator di mana gaya gerak listrik yang diinduksi dalam konduktor armatur mengubah arahnya. Lokasi-lokasi ini disebut zona netral atau sumbu netral geometris (GNA).

Bantalan

Bantalan digunakan untuk mendukung poros berputar generator dan mengurangi gesekan antara poros dan komponen stasioner. Mereka juga memungkinkan poros berputar dengan lancar dan merata.

Untuk generator kecil, bantalan bola digunakan karena memiliki gesekan rendah dan efisiensi tinggi. Untuk generator besar, bantalan rol digunakan karena dapat menahan beban berat dan guncangan.

Bantalan harus dilumasi dengan baik untuk memastikan operasi yang lancar dan umur layanan generator yang panjang. Pelumasan dapat dilakukan melalui cincin minyak, mandi minyak, cangkir gemuk atau sistem pelumasan paksa.

Prinsip kerja

Ketika armatur berputar dalam medan magnet, ia menginduksi gaya gerak listrik dalam konduktor sesuai dengan hukum Faraday tentang induksi elektromagnetik.

Jenis generator DC

Generator DC yang dirangsang secara individu: Dalam jenis ini, gulungan rangsangan dirangsang oleh sumber daya DC eksternal yang independen, seperti baterai atau generator DC lainnya.

Generator DC yang dirangsang sendiri: Dalam jenis ini, gulungan rangsangan dirangsang oleh tegangan yang dihasilkannya sendiri setelah pemagnetan awal melalui magnetisme residu. Ada tiga subjenis: gulungan seri, gulungan belah, dan gulungan campuran.

Generator DC magnet permanen: Dalam jenis ini, tidak ada gulungan medan magnet, tetapi magnet permanen yang menyediakan fluks magnet konstan.

Aplikasi

• Mengisi baterai mobil, inverter, dan panel surya.

• Menyalurkan motor traksi untuk mobil listrik, kereta, dan crane.

• Menyediakan daya untuk mesin las busur, peralatan pelapisan elektrolit, dan proses elektrolisis.

• Memberikan daya ke daerah terpencil di mana transmisi AC tidak dapat dilakukan atau ekonomis.

• Menyediakan daya untuk pengujian mesin dan rangkaian AC.

Kesimpulan

Generator DC adalah perangkat penting untuk mengubah energi mekanik menjadi energi listrik melalui induksi elektromagnetik. Ia memiliki beberapa komponen, seperti yoke, kutub, gulungan medan, armatur, komutator, sikat, dan bantalan, yang bekerja bersama untuk menghasilkan arus searah. Generator DC dapat dibagi menjadi berbagai jenis berdasarkan metode rangsangannya. Generator DC memiliki berbagai aplikasi di bidang yang berbeda seperti pengisian baterai, traksi, pengelasan, pelapisan elektrolit, elektrolisis, dan penyediaan daya jarak jauh.