Karakteristik Generator DC Sumber Daya Terpisah, Sumber Daya Sendiri dan Generator Gabungan

Karakteristik adalah grafik antara dua besaran yang bergantung. Ini menunjukkan karakteristik kondisi tunak dari generator DC. Karakteristik generator DC menjelaskan hubungan antara beban, eksitasi dan tegangan terminal melalui grafik.

Berikut ini adalah tiga karakteristik penting dari Generator DC.

Karakteristik Magnetisasi

Karakteristik ini memberikan variasi tegangan pembangkit atau tegangan tanpa beban dengan arus medan pada kecepatan konstan. Ini juga disebut karakteristik sirkuit terbuka atau tanpa beban.

Karakteristik Internal

Karakteristik internal Generator DC memplot kurva antara tegangan yang dibangkitkan dan arus beban.

Karakteristik Eksternal (Karakteristik Beban)

Karakteristik eksternal atau beban memberikan hubungan antara tegangan terminal dan arus beban pada kecepatan konstan.

Karakteristik Generator DC Sumber Daya Terpisah

Dalam Generator DC sumber daya terpisah (Separately Excited DC Generator), sumber daya DC terpisah dihubungkan ke belitan medan. Sumber ini dapat berupa baterai, penyearah dioda, Generator DC lain atau penyearah terkontrol. Diagram rangkaian Generator DC sumber daya terpisah pada kondisi berbeban ditunjukkan di bawah ini.

Dimana generator digerakkan dengan kecepatan konstan oleh penggerak utama. Eksitasi medan (If) diatur untuk memberikan tegangan pengenal tanpa beban. Sepanjang operasi, nilai tegangan ini dijaga konstan.

Dimana,

Rfw adalah resistansi belitan medan
Rfc adalah resistansi rheostat medan untuk mengontrol arus medan.
Ra adalah resistansi total dari rangkaian jangkar, termasuk resistansi kontak sikat.
RL adalah tahanan beban.
IL adalah arus beban
Ea adalah tegangan yang dihasilkan secara internal
V adalah tegangan terminal
Ia adalah arus jangkar

Berbagai persamaan untuk generator DC sumber daya terpisah adalah sebagai berikut:

Jika tidak ada reaksi jangkar, tegangan yang dihasilkan V0 akan konstan seperti yang ditunjukkan oleh garis lurus (warna merah) pada gambar di bawah.

Terjadi penurunan tegangan sebesar Δ VAR karena reaksi jangkar. Karakteristik internal (Ea ~ IL) juga ditunjukkan pada gambar di atas yang diwakili oleh garis warna biru. Ada penurunan tegangan IaRa melintasi resistansi jangkar Ra. Generator, karakteristik eksternal (V ~ IL) juga ditunjukkan oleh garis warna merah muda.

Titik P disebut sebagai Titik Operasi, yang merupakan perpotongan antara generator, karakteristik eksternal dan karakteristik beban yang diberikan oleh hubungan V= ILRL. Titik P ini memberikan nilai operasi dari tegangan terminal dan arus beban.

Peningkatan Tegangan pada Generator Sumber Daya Sendiri atau Generator DC Shunt

Generator Sumber Daya Sendiri (Self Excited Generator) juga dikenal sebagai DC Shunt Generator, karena gulungan medan dihubungkan secara paralel dengan angker. Dengan demikian, tegangan jangkar memasok arus medan. Jenis generator ini memasok eksitasi medannya sendiri.

Rangkaian ekivalen Generator DC shunt ditunjukkan pada gambar di bawah ini:

Mempertimbangkan gambar di atas, mari kita asumsikan bahwa generator bekerja pada kondisi tanpa beban, dan penggerak utama menggerakkan angker pada kecepatan tertentu. Generator ini akan membangun tegangan terminal yang diinginkan. Fluks sisa yang ada di kutub medan generator DC bertanggung jawab atas peningkatan tegangan. Sebuah telinga tegangan kecil dihasilkan dan diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini.

Tegangan ini adalah dari urutan 1 sampai 2 volt. Tegangan ini menyebabkan arus Jika mengalir pada belitan medan generator. Arus medan diberikan oleh persamaan.

Fluks meningkat oleh gaya magnetomotive yang dihasilkan oleh arus medan. Akibatnya, tegangan yang dihasilkan Ea meningkat. Peningkatan tegangan jangkar ini meningkatkan tegangan terminal. Dengan peningkatan tegangan terminal, arus medan If meningkat lebih lanjut. Ini, pada gilirannya, meningkatkan fluks dan karenanya tegangan jangkar meningkat lebih lanjut, dan proses penumpukan tegangan berlanjut.

Kurva peningkatan tegangan generator DC shunt ditunjukkan di bawah ini:

Generator tidak diberi beban selama proses peningkatan tegangan, dengan demikian, persamaan berikut yang ditunjukkan di bawah ini memberikan operasi kondisi tunak.

Karena arus medan Jika dalam generator shunt sangat kecil, penurunan tegangan If Ra dapat diabaikan. Dengan demikian, persamaan (1) menjadi:

Garis lurus yang diberikan oleh V= IfRf yang ditunjukkan pada gambar di atas dikenal sebagai Garis Perlawanan Medan.

Penumpukan tegangan pada generator DC shunt untuk berbagai resistansi rangkaian ditunjukkan di bawah ini:

Penurunan resistansi rangkaian medan mengurangi kemiringan garis resistansi medan menghasilkan tegangan yang lebih tinggi. Peningkatan resistansi rangkaian medan meningkatkan kemiringan garis resistansi medan, menghasilkan tegangan yang lebih rendah.

Jika resistansi rangkaian medan ditingkatkan menjadi Resistansi Kritis medan (RC), garis resistansi medan menjadi bersinggungan dengan bagian awal kurva magnetisasi.

Jika nilai resistansi medan lebih tinggi dari resistansi kritis nilai medan, generator gagal untuk tereksitasi. Kurva yang ditunjukkan di bawah ini memberikan variasi tegangan tanpa beban dengan resistansi medan tetap dan kecepatan variabel jangkar.

Kurva magnetisasi bervariasi dengan kecepatan dan ordinat untuk setiap arus medan sebanding dengan kecepatan generator. Jika resistansi medan dijaga konstan dan id kecepatan dikurangi, semua titik pada kurva magnetisasi diturunkan.

Pada kecepatan tertentu, yang disebut kecepatan kritis, garis resistansi medan menjadi tangensial terhadap kurva magnetisasi. Di bawah kecepatan kritis, tegangan tidak akan meningkat.

Kondisi berikut harus dipenuhi untuk peningkatan tegangan pada generator DC self-excited.

Harus ada fluks sisa yang cukup di kutub medan.
Terminal medan harus dihubungkan sedemikian rupa sehingga arus medan meningkatkan fluks ke arah fluks sisa.
Resistansi rangkaian medan harus lebih kecil dari resistansi rangkaian medan kritis.

Jika tidak ada fluks sisa pada kutub medan, putuskan medan dari rangkaian jangkar dan berikan tegangan DC ke belitan medan.

Proses ini disebut Flashing Field.

Karakteristik Tegangan Arus dari Generator DC Gabungan

Karakteristik tegangan-arus dari generator gabungan (Compound DC Generator) ditunjukkan di bawah ini:

Generator Kompon Kumulatif dapat Over Compounded, Flat Compounded dan Under Compounded, tergantung pada jumlah putaran medan seri.

Untuk generator kompon lebih, tegangan terminal beban penuh lebih tinggi dari tegangan terminal tanpa beban. Dalam hal generator kompon datar atau datar, tegangan terminal pada beban penuh sama dengan tegangan terminal tanpa beban. Pada generator kompon bawah, tegangan terminal pada beban penuh lebih kecil daripada tegangan terminal tanpa beban.

Di Diferensial Compounded Generator, tegangan terminal turun sangat cepat dengan meningkatnya arus jangkar.