Jenis Generator DC: Separately Excited dan Self Excited

Generator DC mengubah tenaga mekanik menjadi tenaga listrik. Fluks magnet pada mesin DC dihasilkan oleh kumparan medan yang membawa arus. Arus yang bersirkulasi dalam gulungan medan menghasilkan fluks magnet, dan fenomena ini dikenal sebagai Eksitasi.

Generator DC diklasifikasikan menurut metode eksitasi medannya. Berdasarkan eksitasi, Generator DC diklasifikasikan sebagai Generator DC tereksitasi terpisah (Separately Excited) dan Generator DC tereksitasi sendiri (Self Excited). Ada juga generator DC tipe magnet permanen.

Generator DC self-excited selanjutnya diklasifikasikan sebagai generator DC Shunt wound Generator DC lilitan seri dan generator DC lilitan majemuk.

Generator DC Compound Wound dibagi lagi menjadi generator DC shunt-wound panjang, dan generator DC shunt-wound pendek.

Kutub medan generator DC diam, dan konduktor angker berputar. Tegangan yang dihasilkan dalam konduktor jangkar bersifat bolak-balik, dan tegangan ini diubah menjadi tegangan langsung pada sikat dengan bantuan komutator.

Penjelasan rinci tentang berbagai jenis generator dijelaskan di bawah ini.

Pada generator DC jenis ini, tidak ada gulungan medan yang ditempatkan di sekitar kutub. Medan yang dihasilkan oleh kutub-kutub mesin ini tetap konstan. Meskipun mesin ini sangat kompak tetapi hanya digunakan dalam ukuran kecil seperti dinamo pada sepeda motor, dll.

Kerugian utama dari mesin ini adalah bahwa fluks yang dihasilkan oleh magnet memburuk dengan berlalunya waktu yang mengubah karakteristik mesin.

Generator DC yang gulungan medan atau kumparannya diberi energi oleh sumber DC terpisah atau eksternal disebut Generator DC tereksitasi terpisah. Fluks yang dihasilkan oleh kutub tergantung pada arus medan dengan daerah tak jenuh dari bahan magnet kutub. yaitu fluks berbanding lurus dengan arus medan. Tetapi di daerah jenuh, fluks tetap konstan.

Di Sini,

Ia = IL dimana Ia adalah arus jangkar dan IL adalah arus saluran.

Tegangan terminal diberikan sebagai:

Jika drop brush kontak diketahui, maka persamaan (1) ditulis sebagai:

Daya yang dikembangkan (power developed) diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Output daya diberikan oleh persamaan (4) yang ditunjukkan di atas.

Generator DC self-excited adalah perangkat, di mana arus ke belitan medan disuplai oleh generator itu sendiri. Pada generator DC self-excited, kumparan medan dapat dihubungkan secara paralel dengan jangkar dalam seri, atau dapat dihubungkan sebagian secara seri dan sebagian secara paralel dengan belitan jangkar.

Generator DC self-excited selanjutnya diklasifikasikan sebagai:

Dalam generator shunt wound, belitan medan dihubungkan melintasi belitan jangkar membentuk rangkaian paralel atau shunt. Oleh karena itu, tegangan terminal penuh diterapkan di atasnya. Arus medan yang sangat kecil Ish, mengalir melaluinya karena belitan ini memiliki banyak lilitan kawat halus yang memiliki resistansi sangat tinggi Rsh orde 100 ohm.

Diagram koneksi generator shunt-wound ditunjukkan di bawah ini:

Arus medan shunt (Shunt Field) diberikan sebagai:

Dimana Rsh adalah hambatan belitan medan shunt.

Bidang saat ini Ish praktis konstan di semua beban. Oleh karena itu, mesin shunt DC dianggap sebagai mesin fluks konstan.

Arus jangkar diberikan sebagai:

Tegangan terminal diberikan oleh persamaan yang ditunjukkan di bawah ini:

Jika penurunan kontak sikat disertakan, persamaan tegangan terminal menjadi

Sebuah generator lilitan seri, kumparan medan dihubungkan secara seri dengan belitan jangkar. Gulungan medan seri membawa arus jangkar.

Gulungan medan seri terdiri dari beberapa lilitan kawat kawat tebal dengan luas penampang yang lebih besar dan memiliki hambatan rendah biasanya orde kurang dari 1 ohm karena arus jangkar memiliki nilai yang sangat besar.

Diagram konveksinya ditunjukkan di bawah ini:

Arus medan seri diberikan sebagai:

Rse dikenal sebagai tahanan belitan medan seri.

Tegangan terminal diberikan sebagai:

Jika penurunan kontak sikat disertakan, persamaan tegangan terminal ditulis sebagai:

Fluks yang dihasilkan oleh belitan medan seri berbanding lurus dengan arus yang mengalir melaluinya. Tapi itu hanya benar sebelum saturasi magnetik setelah fluks saturasi menjadi konstan bahkan jika arus yang mengalir melaluinya meningkat.

Dalam generator compound wound, ada dua gulungan medan. Satu dihubungkan secara seri, dan yang lain dihubungkan secara paralel dengan belitan jangkar. Ada dua jenis generator compound wound.

Untuk studi rinci tentang generator compound wound, lihat topik Generator Compound Wound.

Lihat Juga: Compound Wound Generator