Mesin listrik dapat diartikan sebagai alat yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik atau energi mekanik menjadi energi listrik. Sebuah generator listrik dapat diartikan sebagai mesin listrik yang mengubah energi mekanik menjadi energi listrik. Generator listrik biasanya terdiri dari dua bagian stator dan rotor. Generator listrik terdapat berbagai macam jenis seperti generator arus searah, generator arus bolak-balik, generator kendaraan, generator listrik tenaga manusia, dan lain sebagainya. Pada artikel kali ini, mari kita bahas tentang prinsip kerja generator sinkron.
Generator Sinkron
Bagian yang berputar dan diam dari mesin listrik masing-masing dapat disebut sebagai rotor dan stator. Rotor atau stator mesin listrik berperan sebagai komponen penghasil tenaga dan disebut angker. Elektromagnet atau magnet permanen yang dipasang pada stator atau rotor digunakan untuk menyediakan Medan gaya dari mesin listrik. Generator di mana magnet permanen digunakan sebagai pengganti kumparan untuk menyediakan medan eksitasi disebut sebagai generator sinkron magnet permanen atau juga disebut generator sinkron.
Pembangunan Generator Sinkron
Secara umum generator sinkron terdiri dari dua bagian yaitu rotor dan stator. Bagian rotor terdiri dari kutub medan dan bagian stator terdiri dari konduktor jangkar. Rotasi kutub medan dengan adanya konduktor jangkar menginduksi sebuah tegangan bolak-balik yang menghasilkan pembangkit tenaga listrik.
Pembangunan Generator Sinkron
Kecepatan kutub medan adalah kecepatan sinkron dan diberikan oleh
Dimana, 'f' menunjukkan frekuensi arus bolak-balik dan 'P' menunjukkan jumlah kutub.
Prinsip Kerja Generator Sinkron
Prinsip pengoperasian generator sinkron adalah induksi elektromagnetik. Jika ada gerakan relatif antara fluks dan konduktor, maka ggl diinduksi pada konduktor. Untuk memahami prinsip kerja generator sinkron, mari kita perhatikan dua kutub magnet yang berlawanan di antaranya ditempatkan sebuah kumparan persegi panjang atau belokan seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Konduktor Persegi Panjang ditempatkan di antara dua Kutub Magnetik yang berlawanan
Jika putaran persegi panjang berputar searah jarum jam terhadap sumbu a-b seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini, maka setelah menyelesaikan putaran 90 derajat, sisi konduktor AB dan CD berada di depan kutub-S dan kutub-N. Jadi, sekarang kita dapat mengatakan bahwa gerak tangensial konduktor tegak lurus terhadap garis fluks magnet dari kutub utara ke selatan.
Arah Rotasi Konduktor tegak lurus dengan Fluks Magnetik
Jadi, di sini laju pemotongan fluks oleh konduktor adalah maksimum dan menginduksi arus pada konduktor, arah arus induksi dapat ditentukan menggunakan Aturan tangan kanan Fleming . Jadi, kita dapat mengatakan bahwa arus akan mengalir dari A ke B dan dari C ke D. Jika konduktor diputar searah jarum jam selama 90 derajat lagi, maka akan datang ke posisi vertikal seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini.
Arah Rotasi Konduktor sejajar dengan Fluks Magnetik
Sekarang, posisi konduktor dan garis fluks magnet sejajar satu sama lain dan dengan demikian, tidak ada fluks yang memotong dan tidak ada arus yang akan diinduksi di konduktor. Kemudian, saat konduktor berputar 90 derajat dari searah jarum jam, kemudian putaran persegi panjang sampai pada posisi horizontal seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Sehingga, konduktor AB dan CD masing-masing berada di bawah kutub-N dan kutub-S. Dengan menerapkan aturan tangan kanan Fleming, arus menginduksi dalam konduktor AB dari titik B ke A dan arus menginduksi dalam CD konduktor dari titik D ke C.
Jadi arah arus dapat diindikasikan sebagai A - D - C - B dan arah arus untuk posisi horizontal sebelumnya dari putaran persegi panjang adalah A - B - C - D.Jika putaran kembali diputar ke arah posisi vertikal, maka arus yang diinduksi kembali berkurang menjadi nol. Jadi, untuk satu putaran penuh putaran persegi panjang, arus dalam konduktor mencapai maksimum & berkurang menjadi nol dan kemudian dalam arah yang berlawanan mencapai maksimum & sekali lagi mencapai nol. Karenanya, satu putaran penuh putaran persegi panjang menghasilkan satu gelombang sinus penuh arus yang diinduksi dalam konduktor yang dapat disebut sebagai pembangkitan arus bolak-balik dengan memutar belokan di dalam medan magnet.
Sekarang, jika kita mempertimbangkan generator sinkron praktis, maka magnet medan berputar di antara konduktor angker stasioner. Rotor dan bilah poros atau turbin generator sinkron secara mekanis digabungkan satu sama lain dan berputar dengan kecepatan sinkron. Jadi, fluks magnet pemotongan menghasilkan ggl yang diinduksi yang menyebabkan aliran arus di konduktor jangkar. Jadi, untuk setiap belitan, arus mengalir ke satu arah untuk setengah siklus pertama dan arus mengalir ke arah lain untuk setengah siklus kedua dengan jeda waktu 120 derajat (saat bergeser 120 derajat). Oleh karena itu, daya keluaran generator sinkron dapat ditunjukkan seperti gambar di bawah ini.
Apakah Anda ingin tahu lebih banyak tentang generator sinkron dan tertarik untuk mendesain proyek elektronik ? Jangan ragu untuk membagikan pandangan, ide, saran, pertanyaan, dan komentar Anda di bagian komentar di bawah.
