Konstruksi Generator Sinkron

 Konstruksi Generator Sinkron

          Pada dasarnya konstruksi dari generator sinkron adalah sama dengan konstruksi motor sinkron, dan secara umum biasa disebut mesin sinkron. Ada dua struktur kumparan pada mesin sinkron yang merupakan dasar kerja dari mesin tersebut, yaitu kumparan yang mengalirkan penguatan DC atau disebut kumparan medan dan sebuah kumparan atau disebut kumparan jangakr tempat dibangkitkannya GGL arus bolak balik. Hampir semua mesin sinkron mempunyai kumparan jangkar berupa stator yang diam dan struktur medan magnet berputar sebagai rotor. Kumparan DC pada struktur medan yang berputar dihubungkan pada sumber DC luar melalui cincin geser (slip ring) dan sikar arang (carbon brush), tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikat arang yaitu sistem brushless excitation.

            Untuk medan rotor yang digunakan tergantung paa kecepatan mesin. Mesin dengan kecepatan tinggi seperti turbo generator mempunyai bentuk silinder seperti gambar a, sedangkan mesin dengan kecepatan rendah seperti Hydroelectric (PLTA) atau Generator Listrik Diesel mempunyai rotor kutub menonjol seperti pda gambar  b.

                 Gambar a. Bentuk rotor kutub silinder        Gambar b. Bentuk rotor kutub menonjol

            Stator dari mesin sinkron terbuat dari bahan ferromagnetik, yang berbentuk laminasi agar dimaksudkan untuk mengurangi rugi – rugi arus pusar. Dengan inti ferromagnetik yang bagus berarti mengandung bahan yang memiliki permeabilitas dan resistivitas tinggi. Gambar c memperlihatkan alur stator yang terdapat kumparan jangkar. Kumparan /belitan jangkar stator yang umum digunakan oleh mesin sinkron tiga fasa, ada dua tipe yaitu : a. Belitan satu lapis  (single layer winding). b. Belitan berlapis ganda (double layer winding)

Gambar c Inti Stator dan Alur pada stator

 Generator Tanpa Beban

            Apabila sebuah mesin sinkron difungsikan sebagai generator dengan diputar pada kecepatan sinkron dan rotor diberi arus medan (If), maka pada kumparan jangkar stator akan diinduksikan tegangan tanpa beban (Eo), yaitu sebesar :

Eo = 4,44 .Kd. Kp. F. . T Volt............................. (2.4)

            Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak mengalir pada stator, sehingga tidak terdapat pengarus reaksi jangkar. Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan (If). Bila besarnya arus medan dinaikkan, maka tegangan keluaran juga akan naik sampai titik saturasi (jenuh),

Generator Berbeban

            Bila generator diberi beban yang berubah – ubah maka besarnya tegangan terminal V akan berubah – ubah pula, hal ini disebabkan adanya kerugian tegangan pada :

a.     a. Resistansi Jangkar

Resistansi jangkar / fasa Ra menyebabkan terjadinya kerugian tegangan jatuh / fasa dan I . Ra yang sefasa dengan arus jangkar.
 

b.   b. Reaktansi Bocor Jangkar

Saat arus mengalir melalui penghantar jangkar, sebagai fluks yang terjadi tidak mengimbas pada jalur yang telah ditentukan, hal seperti disebut “fluks bocor”.

c. c. Reaksi Jangkar

Adanya arus yang mengalir pada kumparan jangkar saat generator dibebani akan menimbulkan fluks jangkar (𝞍A) yang berintegrasi dengan fluks yang dihasilkan pada umparan medan rotor (𝞍F), sehingga akan dihasilkan suatu fluksresultan sebesar 𝞍R = 𝞍A + 𝞍F