PRINSIP KERJA GENERATOR ATAU PEMBANGKIT LISTRIK ARUS BOLAK BALIK

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

Bagaimana listrik arus bolak – balik (AC) terjadi?
Listrik Arus bolak – pulang (AC) dihasilkan menurut proses gerakan suatu penghantar yg memotong medan magnet, atau hal ini diklaim menggunakan GGL (Gaya Gerak listrik).
Apa itu Gaya Gerak Listrik (GGL)?
Syarat-syarat Gaya mobilitas listrik :
  1. Penghantar
  2. Medan magnet
  3. Gerakan penghantar memotong medan magnet

Proses terjadinya listrik :
Gerakan sebuah penghantar yg berkecimpung melintasi atau memotong medan magnet, akan membentuk suatu tegangan atau nilai potensial pada kedua ujung penghantar tadi.
Listrik akan ada di kedua ujung penghantar ketika 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 sinkron menggunakan arah gerakan penghantar tadi.
Oleh karenanya Listrik yg didapatkan ini diklaim listrik menggunakan arus Bolak pulang atau listrik AC (Alternating Current) /nir permanen.
Dari prinsip gaya gerak listrik (GGL) inilah, berkembang dan diciptakanlah Generator atau pembangkit listrik arus bolak balik (AC).

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

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


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

Tenaga gerak ini akan memutar bagian Rotor yang yang sebagai bagian medan magnet primer, akibat perputaran rotor ini, menyebabkan terjadinya proses medan magnet memotong penghantar atau sama menggunakan proses penghantar memotong medan magnet.
Dalam hal ini, medan magnet adalah Main field rotor, penghantar adalah Main field Stator, serta sumber tenaga mobilitas mengakibatkan terjadinya proses perpotongan medan magnet oleh penghantar.
Dan sinkron menggunakan prinsip GGL (Gaya Gerak Listrik) , proses ini akan menghasilkan energi listrik dalam main field stator.
Lalu bagaimana Main field Rotor dapat menjadi magnet ?
D. Proses Excitation (Excitor)
Untuk mengakibatkan Main field rotor menghasilkan medan magnet, diperlukan asal listrik pembangkit. Sebagai pembangkit atau sumber listrik bantu buat mengubah Main field Rotor menjadi medan magnet primer pada Alternator merupakan gulungan Exciter (pembangkit).
Exciter adalah penghasil Listrik yang dialirkan ke Main field Rotor (Gulungan Utama dalam Rotor).

Fungsi Exciter dalam generator AC 3 Phase
Exciter merupakan gulungan bantu dalam generator yg berfungsi untuk menyupplai atau membuat tegangan listrik buat dialirkan ke Gulungan Rotor primer pada generator supaya Gulungan Rotor bisa membarui listrik tadi sebagai medan Magnet utama.
Exciter membuat listrik arus bolak-pulang (AC) , Lalu disearahkan atau diubah menjadi listrik DC (Arus searah) sang Dioda penyearah yg disebut Rotating rectifier sebelum dialirkan ke gulungan rotor utama.
Fungsi Exciter dalam generator AC 3 Phase
Exciter pada Generator listrik AC tiga Phase terdiri menurut 2 bagian utama ,yaitu :
Exciter Field Stator atau gulungan Exciter yang terdapat dalam bagian stator (Bagian yg nir berkiprah) pada Alternator atau Generator tersebut. Exciter Stator berfungsi menjadi penghasil medan magnet.
Exciter Field Rotor atau gulungan Exciter yang masih ada pada bagian Rotor (Shaft / poros yg berputar) pada generator tadi. Exciter Rotor berfungsi buat mengubah medan magnet dari Exciter Stator sebagai Listrik dalam bentuk AC (Alternating Current).
Lalu disearahkan dengan donasi 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 dapat menghasilkan listrik pembangkit sama halnya menggunakan prinsip GGL (Gaya Gerak Listrik) yaitu gerakan suatu penghantar memotong medan magnet.

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

Maka umumnya wajib di supplai menurut asal listrik eksternal buat membentuk medan magnet pada Exciter Field stator.
Dan setelah itu, Exciter Field stator akan menyimpan sedikit medan magnet. Medan magnet yang masih tersisa tadi, akan dinaikkan sesudah generator dioperasikan menggunakan bantuan AVR, Sampai pembangkit listrik membentuk besaran nilai tegangan listrik yg diinginkan.

Selain Generator menggunakan prinsip excitation SELF EXCITED GENERATORS, beberapa generator jua memiliki sistem Excitation dengan donasi PMG (Permanent Magnet Generators) atau diklaim menggunakan PMG-EXCITED GENERATORS.
Demikianlah sedikit penerangan mengenai prinsip kerja Generator atau Pembangkit listrik AC, atau yang biasa dianggap menggunakan Alternator (Alternating Current Generator).
Semoga dapat memberikan tambahan pengetahuan yg bermanfaat bagi kita semua.
Mohon maaf bila terdapat kesalahan, mohon donasi koreksi dan masukannya.
CARA FLEXI
Dikutip berdasarkan berbagai asal

Comments