Teknik Tenaga Listrik

BAB I

PENDAHULUAN

1-1. U m u m

Teknik Tenaga Listrik (TTL) ialah ilmu yang mempelajari sifat-sifat dan pemakaian piranti (alat) yang azas kerjanya berdasarkan aliran elek­tron dalam benda padat atau aliran elektron dalam konduktor.

Dewasa ini tenaga listrik memegang peranan utama dalam kehi­dupan sehari-hari, khususnya dalam bidang industri dan pabrik yakni sebagai tenaga penggerak mesin-mesin produksi, penerangan dan seba­gainya.

Disamping itu dalam kehidupan rumah tangga yang sudah ter­jangkau oleh jaringan listrik, energi atau tenaga listrik ini sudah mulai dirasakan sebagai salah satu kebutuhan pokok disamping kebutuhan san­dang, pangan dan papan.

Dalam teknik tenaga listrik ataupun dalam elektro teknik dikenal dua macam arus :

1. Arus searah (Direct Current = DC)
2. Arus bolak balik atau Arus Rangga (Alternating Current = AC).

1-2. Pengadaan Energi Listrik

Dalam tcknik tenaga listrik, baik itu arus searah maupun arus bolak-balik, dikenal sistem pengadaan energi listrik sebagai berikut :

1.    Pembangkit         :   Sebagai sumber tenaga listrik yang antara lain berupa: PLTA, PLTU, PLTD, PLTN dsb.

2.    Transmisi             :    Sebagai jaringan untuk menyalurkan tenaga listrik dari pembangkit ke beban atau kejaringan distribusi.

3.    Distribusi              : Sebagai jaringan yang menyalurkan tenaga listrik ke konsumen atau pemakai.

Sistem pengadaan energi listrik ini dapat digambarkan sebagai berikut:

Gambar 1-1. Sistem Pengadaan Energi Listrik

1-3. Perubahan Energi

Dalam sistem tenaga listrik dikenal peralatan yang mengubah ener­gi listrik, baik dari energi listrik ke energi mekanis, maupun sebaliknya, serta mengubah energi listrik dari rangkaian atau jaringan yang satu men­jadi energi listrik yang lain pada rangkaian atau jaringan berikutnya, yang dapat digambarkan sebagai berikut :

Gambar 1-2. Perubahan Energi.

1-4. Peralatan atau Piranti Pengubah Energi

Dalam gambar perubahan energi di atas, peralatan atau piranti yang dipergunakan secara singkat dapat diterangkan sebagai berikut:

1. Generator yakni piranti atau peralatan listrik yang dapat dipergunakan untuk mengubah energi mekanis menjadi energi listrik, dapat berupa generator arus searah maupun generator arus bolak-balik.
2. Motor yakni piranti atau peralatan listrik yang dapat dipergunakan untuk mengubah energi listrik menjadi energi mekanis, juga dapat berupa motor arus searah maupun motor arus bolak balik.
3. Transformator (Trafo) yakni peralatan atau piranti listrik yang dapat dipergunakan untuk mengubah energi listrik yang satu ke energi listrik yang lain dimana tegangan keluaran (output) dapat dinaikkan atau diturunkan oleh piranti ini sesuai dengan kebutuhan.

Trafo ini terbagi atas :

1. Trafo penaik tegangan (step up) atau dapat di sebut trafo daya.
2. Trafo penurun tegangan (step down) atau dapat juga di sebut trafo distribusi.
3. Trafo alat ukur (instrument).
4. Trafo yang dipergunakan pada peralatan atau rangkaian elektronik, yakni untuk memblokir rangkaian yang satu dengan rangkaian yang lain.

Generator maupun motor dapat disebut mesin listrik, karena generator dapat berupa generator arus searah dan generator arus bolak balik, demikian pula motor, sehingga mesin listrik juga dapat dibagi :

a.   Mesin Arus Searah

b.   Mesin Arus Bolak-balik, termasuk Trafo.

Mesin Arus Searah dapat di bagi atas :

a.   Berpenguatan bebas.

b.   Berpenguatan sendiri terdiri atas :

1.   Mesin Shunt

2.   Mesin Seri

3.   Mesin Kompon.

Mesin Arus Bolak-balik dapat dibagi atas :

a.   Mesin Asinkron atau Mesin Tak Serempak atau Mesin Induksi.

b.   Mesin Sinkron atau Mesin Serempak.

Dalam memahami Mesin Listrik tersebut terlebih dahulu harus diketahui karakter medan magnit dan medan listrik, karena medan ini yang menjadi media dimana terjadi perubahan energi baik dari listrik ke mekanis maupun sebaliknya atau dari listrik ke listrik itu sendiri.

BAB II

GENERATOR ARUS SEARAH

2-1.Umum.

Telah dibahas pada bab pendahuluan bahwa mesin listrik dapat berupa generator dan motor, sehingga mesin arus searah juga terbagi atas:

1.    Generator arus searah.

2.    Motor arus searah.

Generator arus searah berfungsi mengubah energi mekanis dari penggerak mulanya menjadi energi listrik yang diberikan kebeban, se­dang motor arus searah berfungsi mengubah energi listrik yang diterima menjadi energi mekanis berupa kecepatan putar poros yang nantinva dipergunakan untuk memutar peralatan-peralatan produksi di pabrik maupun industri.

Satu perangkat mesin arus searah dapat berfungsi sebagai genera­tor, dan pada saat yang lain dapat berfungsi sebagai motor, sehingga konstruksinya sama, dalam hal ini maka konstruksi yang akan dibahas adalah konstruksi mesin arus searah.

2-2. Konstruksi Mesin Arus Searah

Konstruksi dari mesin arus searah terbagi atas :

1.    Stator adalah bagian mesin arus searah yang diam.

2.    Rotor atau angker atau jangkar atau armature adalah bagian dari mesin yang berputar.

3.    Celah udara adalah ruangan yang ada antara stator dan jangkar.

Gambar konstruksi dari mesin ini secara umum dapat dilihat pada gambar         2-1.

a.    Stator dan rotor mesin arus searah

b.    Penampang mesin arus searah

Gambar 2-1. Konstruksi mesin arus searah

Dari gambar tersebut maka stator terdiri dari :

i.   Gandar (rumah) lihat gambar 2-2, dibuat dari besi tuang.

ii.  Kutub (lihat gambar 2-3), terdiri dari :

a.    inti dari besi lunak atau baja silikon.

b.    sepatu kutub materialnya sama dengan inti.

c.    lilitan dari tembaga.

Gambar 2-2. Gandar (rumah) stator mesin arus searah

Rotor atau armature (jangkar = angker) terdiri atas :

i.         Inti (lihat gambar 2-4), materialnya sama dengan inti kutub.

ii.        Belitan (penghantar), dari tembaga

iii.       Komutator (lihat gambar 2-5), dari tembaga

iv.      Sikat (lihat gambar 2-6) dari karbon.

Belitan jangkar jenisnya ada dua macam :

a.   Belitan gelung (Lap)

Terdiri dari kumparan penghantar, dengan satu kumparan penghantar dapat terdiri dari satu atau lebih lilitan yang membentuk Trapesium. Dua ujung kumparannya dihubungkan ke segmen komutator yang berdekatan atau berjarak satu segmen, dua segmen dan seterusnya, sehingga memberikan hubungan multiplex yakni simplex, duplex, triplex dan seterusnya. Multiplex tersebut dapat menentukan garis edar paralel jalannya arus (a = ba­nyaknya kutub x plex ).

b.   Belitan gelombang ( Wave ).

Sama halnya dengan belitan gelung akan tetapi kedua ujung kumparan dihubungkan ke segmen komutator yang berjarak 360^° listrik. Hubungan ke komutator ini juga memberikan multi­plex dan menentukan garis edar paralel jalannya arus (a = dua kali plex )

Gambar 2-3. Kutub mesin arus searah

Gambar 2-4. Inti Jangkar Mesin Arus Searah

Gambar 2-5. Komutator mesin arus searah.

Gambar 2-6. Sikat mesin arus senrah.

Contoh untuk belitan gelung yang disambung dengan komutator serta garis edar paralel jalannya arus lihat gambar 2-7 demikian pula untuk belitan gelombang lihat gambar 2-8.

Jenis belitan jangkar ini, ada juga jenis yang lain yakni jenis kaki katak (frog leg) yakni gabungan antara jenis gelung dan jenis gelombang

Gambar 2-7a. Satu lilitan gelung (Lap) dengan ujungnya disambung ke segmen komutator.

Gambar 2-7b. Diagram lilitan gelung untuk mesin arus searah 4 kutub, 16 alur jangkar, 32 sisi penghantar.

Gambar 2-7c Empat garis edar paralel dari sisi penghantar yang diseri pada mesin arus searah gambar 2-7b .

Gambar 2-7. Belitan jangkar untuk jenis gelung (lap), hubungannya dengan segmen komutator serta garis edar pararel arus searah.

Gambar 2-8a. Satu lilitan gelombang (wave) dengan ujungnya disambung ke segmen komutator.

Fadlan Random Email Esok Adalah Misteri, Manusia Hanya Merencanakan Alloh Yang AKan Menakdirkan

Share :