Generator Sinkron

Intermezzo

    

(duniapembangkitlistrik.com)

Tanpa kita sadari, sumber listrik yang kita dapatkan untuk kegiatan sehari hari dirumah berasal dari generator sinkron fase tiga. Mesin ini sangatlah luar biasa karena mampu mengubah energi mekanik menjadi energi listrik dalam rentang daya hingga 1500 MW. Pada kesempatan kali ini, izinkan saya untuk menyampaikan informasi mengenai generator sinkron.

Generator Sinkron

Umumnya, generator sinkron memiliki konstruksi berupa strator ataupun rotor. Generator sinkron ini memiliki tampilan luar yang smaa dengan dengan generator DC. 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 jangkar 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 sikat arang (carbon brush), tetapi ada juga yang tidak mempergunakan sikat arang yaitu sistem brushless excitation.

Jumlah Kutub

Jumlah kutub pada generator sinkron bergantung pada kecepatan putaran dan frekuensinya. Maka frekuensi alternator dapat diketahui dengan rumus berikut :

Stator

Memiliki fungsi sebagai penghasil tegangan dan arus. Dari sudut pandang elektrikal, stator pada generator sinkron identik dengan motor induksi 3 fasa. Stator sendiri tersusun dari ini inti laminasi, dimana inti ini bersisi satu set slot belitan 3 fasa. Belitan ini selalu terhubung dalam wye, koneksi dengan wye ini lebih disukai daripada dengan koneksi delta karena :

    1. Tegangan perfasa hanya 58% , yang artinya tegangan tertinggi antara konduktor stator dengan inti          stator hanyalah 58% dari tegangan saluran.

    2. Dengan koneksi wyve, distorsi yang terjadi akan minim muncul karena efek dari koneksi tersebut          adalah membatalkan adanya distorsi.

Berikut merupakan struktur dari stator :

    1. Kerangka untuk menyangga inti jangkar

    2. Inti jangkar dair besi lunak

    3. Alur dan gigi tempat kumparan

    4. Belitan jangkar dari tembaga

Rotor

Ada beberapa jenis kutub pada rotor, kutub tersebut antara lain rotor kutub silindris dan rotor kutub menonjol. Berikut penjelasan untuk jenis kutub tersebut : 

    1. Rotor Kutub Menonjol

        Umumnya jenis ini digunakan pada jenis generator dengan kecepatan rendah dan medium. Terdiri          dari inti kutub, badan kutub, serta sepatu kutub.

    2. Rotor Kutub Silinder

           Umumnya jenis ini digunakan pada jenis generator dengan kecepatan tinggi. Terdiri dari alur                   alur yang dipasang kumparan medan beserta gigi gigi.

Faktor yang Mempengaruhi Ukuran Generator

Jumlah energi yang luar biasa besar yang dihasilkan oleh perusahaan pembangkit listrik, membuat mereka sadar bahwa efisiensi generator amatlah penting, adanya peningkatan atau penurunan sebesar 1% saja bisa mempengaruhi pendapatan mereka sebesar ribuan dolar dalam 1 hari. Dalah hal ini, ukuran generator sangat penting karena efisiensinya sangat penting. Efisiensi akan meningkat ketika adanya peningkatan daya. Adanya peningkatan ukuran pada generator ini akan mempengaruhi efisiensi serta munculnya masalah baru berupa pendinginan. Mesin besar secara inheren menghasilkan rugi daya yang tinggi, akibatnya mesin tersebut cenderung mengalami kepanasan. Untuk mencegah kenaikan suhu yang tidak dapat ditolerir, perusahaan harus mampu merancang sistem pendingin yang efisien. Selain karena ukuran, kecepatan generator juga mempengaruhi dari suhu kerja generator tersebut. Umumnya generator berkecepatan rendah memiliki sistem pendinginan yang lebih sederhana dari yang berkecepatan dingin karena suhu kerjanya yang lebih rendah serta dapat ditolerir. 

sumber :  Electrical Machines, Drives and Power Systems, Edisi 6 Author(s): Théodore Wildi, Publisher: Pearson, Year: 2013.