PRINSIP KERJA GENERATOR ATAU PEMBANGKIT LISTRIK ARUS BOLAK BALIK

Bagaimana prinsip kerja Generator atau (Genset) bisa membentuk listrik.
Mengenal prinsip kerja Generator AC pembangkit listrik generator AC atau Alternator (Alternating Current Generator), Atau yang biasa kita sebut dengan Genset (Generator Set)
Apa itu listrik?, Listrik merupakan suatu energi yg mempunyai dua jenis muatan yaitu muatan positif (proton) serta muatan negatif (elektron) yg sanggup mengalir melalui suatu penghantar ( konduktor ) dalam sebuah rangkaian.
Dan Energi ini mempunyai aneka macam kegunaan, seperti buat menyalakan bola lampu, buat menggerakkan motor listrik, menyalakan pendingin, televisi, dan lainnya.
Siapa penemu Listrik?
Michael Faraday penemu listrik
Listrik ditemukan pertama kali oleh Michael Faraday melalui teori dasar gaya mobilitas listrik (GGL).
Michael Faraday ( lahir 22 sept 1791, inggris) sangat berjasa dalam hal inovasi dasar- dasar listrik melalui Gaya Gerak Listrik (GGL).
Melalui pengembangan prinsip inilah kemajuan pembangkit energi listrik berkembang dan poly digunakan dalam zaman sekarang.
Listrik yg biasa kita kenal bisa dibagi sebagai dua jenis , yaitu :
1. Listrik DC (Direct current) atau arus searah
Listrik DC atau merupakan listrik yang mempunyai besaran dan arah arus yg permanen, dengan Polaritas Kutub positif serta negatif yg permanen (Tetap).
2. Listrik AC (Alternating Current) arus bolak pulang.
Listrik Arus bolak – pulang atau AC (Alternating Current) adalah listrik yang mempunyai besaran dan arah arus yg berubah – ubah.
Dengan nilai potensial tegangan yang naik turun sinkron menggunakan gelombang sinusoida yang terjadi.
Seberapa poly Proses naik serta turunnya nilai potensial tegangan dipengaruhi sang banyaknya gelombang yang terjadi atau dianggap menggunakan frekwensi.
Dan waktu yg diperlukan buat mencapai satu gelombang naik serta turunnya nilai tegangan dianggap dengan periode.
Apa itu frekwensi listrik arus bolak-pulang (AC)?
Frekwensi listrik Arus bolak - kembali (AC)
Umumnya banyaknya gelombang yang terjadi dalam satu dtk merupakan 50 atau 60 gelombang setiap satu dtk.
Hal ini biasa kita sebut dengan Frekwensi menggunakan nilai frekwensi yg umumnya dipakai merupakan 50 Hertz atau 60 hertz.
Karena proses naik turun nilai potensial tegangan ini sangat cepat, sehingga kita tidak dapat melihat proses tadi dengan kasat mata.
Berikut citra satu gelombang pada listrik arus bolak balik .

Bagaimana listrik arus bolak – balik (AC) terjadi?
Listrik Arus bolak – balik (AC) dihasilkan dari proses gerakan suatu penghantar yg memotong medan magnet, atau hal ini disebut dengan GGL (Gaya Gerak listrik).
Apa itu Gaya Gerak Listrik (GGL)?
Syarat-kondisi Gaya gerak listrik :
  1. Penghantar
  2. Medan magnet
  3. Gerakan penghantar memotong medan magnet

Proses terjadinya listrik :
Gerakan sebuah penghantar yang bergerak melintasi atau memotong medan magnet, akan membuat suatu tegangan atau nilai potensial di kedua ujung penghantar tersebut.
Listrik akan timbul pada ke 2 ujung penghantar waktu melewati atau memotong suatu medan magnet.
Besar kecilnya Tegangan listrik yang didapatkan akan berubah sinkron menggunakan cepat atau lambatnya gerakan penghantar memotong medan magnet.
Dan arah atau posisi muatan listrik positif dan negatif akan berubah sesuai menggunakan arah gerakan penghantar tersebut.
Oleh karenanya Listrik yg dihasilkan ini diklaim listrik menggunakan arus Bolak kembali atau listrik AC (Alternating Current) /tidak tetap.
Dari prinsip gaya gerak listrik (GGL) inilah, berkembang serta diciptakanlah Generator atau pembangkit listrik arus bolak kembali (AC).

Pembangkit listrik arus bolak kembali Atau AC (Alternating Current) 3 Phase.

Pembangkit listrik arus bolak balik Atau AC (Alternating Current) 3 Phase, Pembangkit ini menghasilkan Tegangan listrik menggunakan 3 jenis muatan listrik positif (tiga phase), sedangkan muatan Netral dihasilkan menurut hasil perbintangan gulungan utama ketiga phase tersebut.
Generator dan Alternator
  • Generator
Generator : Suatu alat yg memanfaatkan suatu asal tenaga mobilitas dan membarui tenaga gerak tadi menjadi sumber energi listrik dengan proses induksi magnetik.
  • Alternator
Alternator merupakan : singkatan dari Alternating Current Generator.
Yaitu suatu alat yang memanfaatkan tenaga gerak dan mengubahnya sebagai sumber tenaga listrik arus bolak-kembali atau Alternating Current (AC).
Prinsip dasar Alternator atau Alternating Current Generator
Seperti yang sebelumnya kita ketahui, bahwa listrik Arus bolak – balik / AC (alternating Current) dihasilkan berdasarkan gerakan suatu penghantar memotong medan magnet, Dari prinsip inilah pembangkit listrik dapat membuat listrik.
Bagian-bagian utama menurut Generator AC tiga phase:
  1. Main Field Stator (Gulungan utama dalam Stator)
  2. Main Field Rotor (Gulungan primer pada Rotor)
  3. Exciter Field Stator (Gulungan pembangkit Stator)
  4. Exciter Field Rotor (Gulungan pembangkit Rotor)
  5. Rotating Rectifier (Diode penyearah)
  6. AVR (Automatic Voltage Regulator)
Pembangkit listrik atau Generator listrik AC (Alternator) bisa membuat listrik dengan berpedoman pada prinsip dasar GGL (Gaya Gerak Listrik).


Prinsip dasar Gaya gerak istrik pada suatu generator listrik AC (Alternator):
A. Penghantar
Main field stator : gulungan utama yang masih ada dalam bagian stator (bagian yg tidak beranjak atau berputar) pada Alternator tersebut.
Main field stator ini berfungsi menjadi penghantar dalam prinsip GGL, serta akan bertugas buat menangkap (memotong) medan magnet dari Main field rotor, dan membuat keluaran listrik AC.
B. Medan Magnet
Main Field Rotor : Gulungan utama yg terdapat dalam bagian Rotor (bagian yg bergerak atau berputar) dalam alternator tadi.
Main field rotor berfungsi menjadi pembuat medan magnet dalam bagian kumparan rotor. Seperti yang kita ketahui bahwa setiap logam yg dililit menggunakan penghantar serta dialiri arus listrik, induksi listrik tadi akan membarui logam yang dililitnya sebagai magnet.
Sehingga bagian logam dalam rotor alternator merupakan asal medan magnet primer yg akan ditangkap oleh Main field Stator (Penghantar).
C. Gerakan penghantar memotong medan magnet
Agar terjadi proses penghantar memotong medan magnet dan membuat listrik AC dalam penghantar, maka dibutuhkan suatu gerakan.
Pada Generator listrik AC (Alternator), harus dihubungkan dengan asal tenaga gerak, sumber tenaga gerak yang biasa digunakan pada Alternator, antara lain :
  • Mesin diesel, Generator AC (Alternator) yg digerakkan dengan Mesin diesel, biasa kita sebut dengan Genset (generator Set)
  • Tenaga uap atau Turbin, Generator AC (Alternator) yg digerakkan menggunakan tenaga uap (Turbin) biasa kita sebut menggunakan Turbin generator.
  • Tenaga air atau biasa disebut menggunakan PLTA (Pembangkit listrik energi Air)
  • Tenaga Nuklir, Tenaga gas, energi angin, dan berbagai tenaga penggerak lainnya.

Tenaga gerak ini akan memutar bagian Rotor yg yg sebagai bagian medan magnet primer, dampak perputaran rotor ini, mengakibatkan terjadinya proses medan magnet memotong penghantar atau sama dengan proses penghantar memotong medan magnet.
Dalam hal ini, medan magnet merupakan Main field rotor, penghantar adalah Main field Stator, dan asal tenaga mobilitas mengakibatkan terjadinya proses perpotongan medan magnet oleh penghantar.
Dan sesuai dengan prinsip GGL (Gaya Gerak Listrik) , proses ini akan membuat tenaga listrik pada main field stator.
Lalu bagaimana Main field Rotor dapat menjadi magnet ?
D. Proses Excitation (Excitor)
Untuk berakibat Main field rotor menghasilkan medan magnet, dibutuhkan sumber listrik pembangkit. Sebagai pembangkit atau sumber listrik bantu untuk membarui Main field Rotor sebagai medan magnet utama pada Alternator merupakan gulungan Exciter (pembangkit).
Exciter merupakan penghasil Listrik yang dialirkan ke Main field Rotor (Gulungan Utama dalam Rotor).

Fungsi Exciter pada generator AC 3 Phase
Exciter adalah gulungan bantu dalam generator yang berfungsi buat menyupplai atau membentuk tegangan listrik untuk dialirkan ke Gulungan Rotor primer dalam generator agar Gulungan Rotor bisa mengganti listrik tadi sebagai medan Magnet primer.
Exciter membuat listrik arus bolak-balik (AC) , Lalu disearahkan atau diubah sebagai listrik DC (Arus searah) sang Dioda penyearah yang disebut Rotating rectifier sebelum dialirkan ke gulungan rotor primer.
Fungsi Exciter dalam generator AC 3 Phase
Exciter dalam Generator listrik AC tiga Phase terdiri dari dua bagian utama ,yaitu :
Exciter Field Stator atau gulungan Exciter yg masih ada pada bagian stator (Bagian yang tidak berkecimpung) pada Alternator atau Generator tersebut. Exciter Stator berfungsi menjadi penghasil medan magnet.
Exciter Field Rotor atau gulungan Exciter yg masih ada di bagian Rotor (Shaft / poros yang berputar) pada generator tersebut. Exciter Rotor berfungsi buat mengganti medan magnet dari Exciter Stator menjadi Listrik pada bentuk AC (Alternating Current).
Lalu disearahkan dengan bantuan dioda dalam rotating rectifier, listrik DC (Searah) kemudian dialirkan ke Gulungan Rotor Utama, sebagai akibatnya Rotor membuat Medan Magnet Utama yang kuat.
Exciter berfungsi buat menyupplai atau mengirimkan tegangan Prinsip kerja Exciter bisa menghasilkan listrik pembangkit sama halnya dengan prinsip GGL (Gaya Gerak Listrik) yaitu gerakan suatu penghantar memotong medan magnet.

Exciter pada suatu alternator terdiri dari dua jenis gulungan, yaitu:
1. Exciter field Stator (Medan magnet)
Gulungan Exciter dalam stator (bagian yang tidak beranjak atau berputar), umumnya terpasang pada bagian belakang dalam alternator, dengan ukuran gulungan yg lebih mini . Exciter stator merupakan gulungan yang berperan menjadi produsen medan magnet dalam prinsip GGL dan berfungsi sebagai penghasil medan magnet yg akan ditangkap sang bagian Exciter rotor.
2. Exciter Rotor (Penghantar)
Gulungan Exciter dalam Rotor (bagian yg berkiprah atau berputar), umumnya terpasang dalam bagian belakang rotor. Dengan ukuran yg lebih mini . Exciter Rotor adalah gulungan yang berperan sebagai penghantar dalam prinsip GGL, dan akan menangkap atau memotong medan magnet yang didapatkan menurut Exciter Stator.
E. Proses penghantar memotong medan magnet
Saat asal tenaga mobilitas memutar rotor, Gulungan Exciter Rotor juga akan berputar serta akan terjadi proses Penghantar (dalam hal ini Exciter Field Rotor) memotong medan magnet (pada hal ini Exciter Field Stator), dan akan menghasilkan listrik dalam ujung gulungan Exciter Field Rotor tersebut.
Exciter Field rotor akan membuat listrik Arus bolak balik (AC) 3 phase. Yang akan digunakan buat membarui gulungan utama pada rotor (Main Field Rotor) menjadi medan magnet Utama.
F. Rotating Rectifier
Rotating Rectifier merupakan galat satu bagian krusial yg masih ada dalam suatu Alternator atau pembangkit listrik arus bolak kembali (AC).
Untuk membentuk medan magnet yang relatif besar pada Main Field Rotor, diharapkan sumber listrik, serta asal listrik yg baik buat menghasilkan medan magnet yang stabil serta bertenaga adalah listrik DC (Arus searah).
Oleh karenanya dalam Alternator dilengkapi dengan Rotating rectifier yg berfungsi buat mengganti listrik Arus bolak – balik (AC) yg dihasilkan Exciter Rotor sebagai Listrik DC (Arus searah). Dengan memakai dioda – dioda penyearah.
Rotating Rectifier (Penyearah / penyesuai arus listrik yang ikut berputar beserta menggunakan rotor).
terpasang pada bagian Rotor serta ikut berputar, oleh lantaran itulah dianggap menggunakan nama Rotating (berputar).
Lalu bagaimana exciter Stator dapat menjadi magnet?
Seperti yg sebelumnya kita ketahui, diperlukan asal listrik buat menghasilkan medan magnet, dalam Exciter Field Stator juga dibutuhkan asal listrik, sumber listrik yg diterima Exciter Field stator merupakan dari dari AVR (Automatic Voltage Regulator).
Namun saat pertama kali suatu generator akan dioperasikan, belum memiliki sumber listrik pembangkit excitor, sang karena itu umumnya gulungan Exciter stator perlu disupplai asal listrik external, misalnya dari baterai 12 V. Setelah Generator beroperasi menggunakan normal dan berkelanjutan, Gulungan Exciter Stator akan tetap menyimpan sedikit medan magnet. Selanjutnya setiap pengoperasian generator, medan magnet yg masih tersisa / tersimpan pada gulungan Exciter Stator akan dipakai menjadi asal penguat pertama, serta nilai tegangannya akan meningkat seiring dengan proses penguatan Excitation yg diatur oleh AVR.
Prinsip Excitation ini biasa dianggap dengan SELF EXCITED GENERATORS.
G. AVR
AVRatau Automatic Voltage Regulator : Suatu alat yg terpasang pada Generator AC (Alternator) dan mempunyai fungsi secara terus menerus menjaga besaran output Voltage (tegangan listrik yg dihasilkan) supaya permanen stabil sesuai menggunakan besaran tegangan atau Voltage yg diinginkan.
Dengan prinsip kerja menerima tegangan listrik yg didapatkan berdasarkan gulungan utama (Main field Stator) serta dijadikan menjadi sensor keadaan tegangan sebenarnya, serta mengirimkan tegangan listrik ke Exciter.
Besar kecilnya tegangan yg dikirimkan ke Exciter tergantung berdasarkan besar kecilnya tegangan yang disensornya dari Output Voltage (tegangan keluar) berdasarkan gulungan primer (Main Field stator).
Dan asal listrik yang dikirimkan ke Exciter dari dari Output Voltage (Tegangan keluaran) gulungan utama. Ini jua alasan mengapa disebut dengan "SELF EXCITED GENERATORS"
Kesimpulan :
  • Pada generator AC (Alternator), listrik dihasilkan berdasarkan gulungan primer stator (Main Field Stator)
  • Main Field Stator (Gulungan utama) menghasilkan listrik dari perpotongan medan magnet, dan medan magnet utama didapatkan berdasarkan Main Field Rotor.
  • Main field Rotor dapat membentuk medan magnet lantaran diberi asal listrik dari Exciter Rotor. Dan listrik yang didapatkan sebelumnya dirubah sebagai arus searah melalu Rotating Rectifier.
  • Excitor field Rotor membentuk listrik sebagai pembangkit medan magnet primer, karena gerakan perpotongan medan magnet yg didapatkan berdasarkan Exciter Field Stator.
  • Exciter Field Stator bisa menghasilkan medan magnet lantaran menerima supplai listrik menurut AVR, dan AVR mendapatkan supplai listrik dari gulungan primer (Main Field Stator)
  • Saat pertama kali dioperasikan, Exciter Field Stator belum mempunyai medan magnet, karenanya AVR pula belum mendapatkan sumber listrik menurut Gulungan primer.

Maka umumnya wajib di supplai menurut asal listrik eksternal untuk membentuk medan magnet dalam Exciter Field stator.
Dan sehabis itu, Exciter Field stator akan menyimpan sedikit medan magnet. Medan magnet yang masih tersisa tersebut, akan dinaikkan setelah generator dioperasikan dengan donasi AVR, Sampai pembangkit listrik menghasilkan besaran nilai tegangan listrik yg diinginkan.

Selain Generator menggunakan prinsip excitation SELF EXCITED GENERATORS, beberapa generator pula memiliki sistem Excitation menggunakan donasi PMG (Permanent Magnet Generators) atau disebut dengan PMG-EXCITED GENERATORS.
Demikianlah sedikit penerangan mengenai prinsip kerja Generator atau Pembangkit listrik AC, atau yang biasa dianggap dengan Alternator (Alternating Current Generator).
Semoga bisa memberikan tambahan pengetahuan yang berguna bagi kita semua.
Mohon maaf apabila terdapat kesalahan, mohon bantuan koreksi dan masukannya.
CARA FLEXI
Dikutip menurut aneka macam asal

Comments