Apa itu Pembangkit Listrik DC Bergarisakan Diri?

Apa itu Generator DC Berpenggerak Sendiri?

Generator DC berpenggerak sendiri

Generator DC modern dengan kumparan penggerak adalah generator berpenggerak sendiri, yang dimulai dengan arus awal di kumparan penggerak. Ketika generator dimatikan, gaya magnetik kecil dihasilkan di besi rotor, yang menginduksi gaya elektromotif di armatur dan oleh karena itu menghasilkan arus di kumparan medan. Awalnya, medan magnet lemah menghasilkan arus kecil di kumparan, tetapi untuk mempertahankan penggerakan sendiri, fluks magnet tambahan meningkatkan gaya elektromotif di rotor, sehingga tegangan terus meningkat hingga mesin sepenuhnya beban.

Mekanisme operasi

Sejumlah kecil magnetisme dipertahankan di besi rotor. Medan magnet sisa di kutub utama menginduksi gaya elektromotif di kumparan stator, yang menghasilkan arus awal di kumparan medan.

Arus kecil yang mengalir melalui kumparan memperkuat medan magnet. Akibatnya, output tegangan dan arus medan meningkat. Siklus ini berlanjut hingga gaya elektromotif di armatur melebihi jatuh tegangan di kedua ujung kumparan penggerak. Namun, setelah mencapai tingkat tertentu, kutub medan menjadi jenuh, pada titik tersebut keseimbangan listrik tercapai, gaya elektromotif armatur tidak lagi meningkat, dan arus tidak bertambah. Resistansi kumparan penggerak memiliki nilai tertentu, di mana penggerakan sendiri dapat direalisasikan. Nilai resistansi ini mungkin bervariasi sesuai dengan parameter listrik generator.

Jenis generator DC

Generator DC terutama dibagi menjadi kumparan seri, kumparan paralel, dan kumparan campuran, setiap kumparan memiliki susunan kumparan dan karakteristik regulasi tegangan yang berbeda.

Generator Kumparan Seri

Dalam generator kumparan seri, kumparan medan dan armatur dihubungkan secara seri, memungkinkan arus mengalir melalui rangkaian eksternal dan kumparan. Kumparan medan memiliki resistansi rendah dan terdiri dari beberapa putaran kawat tebal, yang meningkatkan aliran arus seiring penurunan resistansi beban.

Akibatnya, medan magnet dan tegangan output meningkat dalam rangkaian. Pada jenis generator semacam itu, tegangan output bervariasi langsung terhadap arus beban, yang tidak diperlukan dalam sebagian besar aplikasi. Karena alasan ini, jenis generator semacam itu jarang digunakan.

Generator DC Kumparan Paralel

Dalam generator kumparan paralel, kumparan medan dihubungkan secara paralel ke armatur, menjaga tegangan konsisten di seluruh rangkaian. Kumparan medan memiliki banyak putaran untuk mencapai resistansi tinggi, membatasi arus yang melewatinya dan mengarahkan sisanya ke beban.

Pada generator kumparan paralel, karena dihubungkan secara paralel, arus di cabang-cabang paralel independen satu sama lain. Oleh karena itu, tegangan output hampir konstan dan jika bervariasi maka bervariasi secara berkebalikan terhadap arus beban. Ini disebabkan oleh jatuh tegangan seiring peningkatan resistansi armatur. 

Generator Kumparan Campuran

Generator kumparan campuran adalah versi canggih dari generator kumparan seri dan generator kumparan paralel. Prinsip kerja generator ini adalah kombinasi dari dua jenis sehingga mengatasi kekurangan keduanya. Ia memiliki kedua jenis kumparan; kumparan medan seri dan kumparan medan paralel. Berdasarkan koneksi mereka, generator kumparan campuran ada dua jenis- generator kumparan campuran jarak pendek dan generator kumparan campuran jarak panjang.

 Generator Kumparan Campuran Jarak Panjang

Di sini, kumparan medan paralel dihubungkan secara paralel hanya ke armatur seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Kumparan seri kemudian dihubungkan secara seri.

 Generator Kumparan Campuran Jarak Pendek

Di sini, kumparan medan paralel dihubungkan secara paralel hanya ke armatur seperti yang ditunjukkan dalam gambar. Kumparan seri kemudian dihubungkan secara seri.

Keuntungan Generator DC Kumparan Campuran

Pada generator kumparan campuran, tegangan armatur menurun secara otomatis, ketika arus beban meningkat, sehingga medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan paralel menurun. Tetapi peningkatan arus beban yang sama mengalir melalui kumparan seri menyebabkan peningkatan medan magnet. Jadi, penurunan medan magnet di kumparan paralel dikompensasi oleh peningkatan medan magnet di kumparan seri. Dengan cara ini, tegangan output tetap konstan seperti yang ditunjukkan dalam gambar.

 Generator DC Kumparan Campuran Komutatif dan Diferensial

Karena generator kumparan campuran memiliki kedua medan- medan paralel dan seri, kombinasinya membuat perbedaan besar. Ketika medan seri mendukung medan paralel, dampaknya lebih besar dan disebut kumparan campuran komutatif. Di sisi lain, jika medan seri menentang medan paralel, maka dampaknya lebih kecil dan disebut generator kumparan diferensial.