Contoh soal generator DC penguat seri dan paralel
1. Suatu generator arus searah seri, 50 KW, 250 Volt, resistans kumparan jangkar 0,1 ohm, rugi tegangan pada sikat tidak ada. Hitung a.
Arus jangkarnya bila bekerja pada beban penuh
b.
Resistans medan seri bila tegangan yang dibangkitkan =300 Volt
Penyelesaian:
Pakai gambar 2-14 dengan data berikut, Poutput = 50 kW; Vt = 250 Volt ; Ra = 0,1 ohm Dan Eg = 300 Volt a.
Arus jangkarnya:
b.
Resistans Medan Seri
Eg = Vt+IaRa+IRs+ si 300 = 250 + 200x0.1 + 200x Rs+0 300 = 270 + 200x Rs Rs = 0,15 ohm
2. Generator DC seri mempunyai besar hambatan armatur 25 Ω, hambatan kumparan seri 100 Ω, serta rugi inti dan rugi gesek 200 watt dengan tegangan beban 250 V. Hitunglah : a. GGL armatur b. PO (daya output) c. rugitotal d. PIN (daya input) e. ηekonomis
Diketahui:
Ra = 25 Ω Rs = 100 Ω Vt = 250 V Rugi-rugi = 200 watt Jawab :
Rtotal = Ra + Rs = 25 + 100 = 125 Ω I = Ia = Is = IL = Vt / Rtotal = 250 / 125 = 2 A a.) Ea = Ia . Ra + Is . Rs + Vt
= I . Ra + I . Rs + Vt = I (Ra + Rs) + Vt = 2 (125) + 250 = 500 V b.) Po = Vt . IL
= 250 . 2 = 500 watt c.) rugitotal = rugiarmatur + rugikumparan seri + rugi-rugi
= (Ia)2 . Ra + (Is)2 . Rs + rugi-rugi = 22 . 25 + 22 . 100 + 200 = 100 + 400 + 200 = 700 watt d.) PIN = Po + rugitotal
= 500 + 700 = 1200 watt e.) ηekonomis = Po / Pin x 100 %
= 500 / 1200 x 100 % = 41,67 % 3. Suatu generator arus searah 4 kutub mempunyai belitan jangkar yang terdiri dari 648 penghantar (konduktor) total yang dihubungkan dalam 2 garis edar
paralel (jalan paralel arus pada penghantar jangkar). Jika fluks per kutub = 0,321 6
x 10 maxwell dan kecepatan perputaran dari jangkar 1800 rpm, hitung tegangan rata-rata yang dibangkitkan. Penyelesaian :
Banyaknya penghantar seri per garis edar paralel sama dengan Banyaknya fluks yang dipotong per putaran 6
Ф = 4 x 0,321 x 106 = 1,284 x 10
maxwell
Putaran jangkar per detik = Waktu yang dipergunakan per putaran : t= Eav / penghantar = Eg (tegangan total yang dibangkitkan) = 0,386 x 324 = 1 25 volt Dari contoh soal diatas hitung takaran (rating) arus pada tiap penghantar pergaris edar jika daya yang dibangkitkan oleh jangkar adalah 5kW Penyelesaian :
Daya (P) dalam watt = Tegangan (V) dalam volt x A rus atau I dalam Amp Arus Jangkar Total Arus per-penghantar (pergaris edar)
Contoh soal generator kompon 1.
Suatu generator kompon panjang melayani beban 50 amper pada tegangan terminal 500 volt, mempunyai resistans jangkar, medan seri dan medan shunt masing-masing 0,05 ohm; 0,03 ohm dan 250 ohm. Rugi tegangan sikat 1 volt per sikat. Jika output prime mover atau penggerak mula 27,5 kW, hitung : a. Tegangan yang dibangkitkan oleh jangkar. b. Efisiensi dari generator. Penyelesaian :
Pakai gambar 2-16, dengan data berikut, I = 50 Amp
; Vt
Rs = 0,03 ohm ; R ah
= 500 volt; Ra = 0,05 ohm = 250 ohm
a) Eg = Vt + Ia Rs + Ia Ra + Δv si
= 500 + (52 x 0,03) + (52 x 0,05) + (2 x 1) = 506,16 volt
b)
Output penggerak mula menjadi daya input (P input) dari generator = 27,5
Kw ; sedangkan daya output generator (P output) = I x V =500 x 50 = 25 kW Efisiensi (η) =
2.
Generator arus searah kompon rata 10 Kw, 250 volt, rangkaian ekivalennya berupa kompon panjang mempunyai resistans medan shunt sebesar 125 ohm, resistans rangakaian jangkar 0,4, resistans medan seri 0,05 ohm, rugi – rugi beban sasar 540 watt, rugi tegangan pada sikat waktu beban penuh sebesar 2 volt, hitung efisiensinya. Penyelesaian:
Arus beban penuh
() Arus pada medan shunt
Arus pada jangkar
Rugi – rugi daya : Daya sasar
() Medan seri Jangkar
Medan shunt 250 x 2 Kontak sikat 2 x 42
540 watt 705 watt 88 watt 500 watt 82 watt
Rugi – rugi daya total
1.917 watt
] [ 3.
Suatu generator arus searah kompon pendek 20kW bekerja dengan beban penuh pada tegangan terminal 250 Volt. Resistans kumparan jangkar, kumparan medan seri, dan kumparan medan shunt masing-masing sebesar 0,05 ohm, 0,025 ohm, dan 100 ohm. Hitung tegangan yang harus dibangkitkan oleh jangkar. Penyelesaian:
Pada gambar 2-15 dengan data berikut, Poutput = 20kW; Vt =250 Volt Rs= 0,05 ohm; R s = 0,025 ohm dan R sh = 100 ohm Ia = Ish + I=80+2,48=82,48 Amper Tegangan yang dibangkitkan oleh jangkar : Eg = Vt+IaRa+IRs+ si = 250 + (82,48x0,05)+(80x0,025)+0 = 250+4,12+2 = 256,12 Volt Contoh generator shunt 1.
Suatu generator arus searah berpenguatan bebas melayani beban 450 Amper pada tegangan terminal 230volt. Resistans jangkar 0.03 Ohm, rugi tegangan pada sikat seluruhnya 2 volt, hitung tegangan yang dibangkitkan. Jika arus medan
untuk
membangkitkan
fluks
dipertahankan
sebesar
4
Amper,
tegangan sumber arus searah untuk penguatan sebesar 220 volt serta resistans kumparan medan 50 ohm, berapa besarnya resistans pengatur arus masuk kumparan medan?. Penyelesaian :
Lihat rangkaian ekivalen generator arus searah berpenguatan bebas, gambar 212, datanya : Ia = I = 450 Amper Vt = 230 Volt
; Ra = 0.03 Ohm ; Vf =220Volt
Rf = 50 Ohm
; If = 4 Amper
Tegangan yang dibangkitkan oleh jangkar (E g) : Eg
= Vt + Ia Ra +Δ vsi
= 230 + (450 x 0.03) + 2 = 245.5 volt
Resistans yang dibutuhkan untuk mengatur arus medan : Vf
= If + (Rf + R)
230 R
2.
= 4(50 + R) = 75 Ohm
Suatu generator arus searah shunt, 4 kutub, mempunyai 55 alur jangkar, tiap alur berisi 8 penghantar. Bila kecepatan generator 900 rpm, fluks/kutub 5.6 x 6
10 maxwell dan garis edar paralel 4, hitung EMF/tegangan yang dibangkitkan oleh jangkar, jika arus jangkar 100 Amper, resistans kumparan jangkar 0.05 Ohm, rugi tegangan pada semua sikat 2 Volt, hitung tegangan terminal generator!. Penyelesaian :
EMF yang dibangkitkan oleh jangkar : Eg = 369,6 volt
ditanya : Eg
= 369.6 Volt; Ra = 0.05 ohm,
Ia
= 100 Amper
Tegangan terminalnya : Vt
= Eg-IaRa- si = 369,6-(100x0,05)-2 = 362,6 Volt
3.
Suatu generator arus searah berpenguatan bebas melayani beban 450 Amper pada tegangan terminal 230volt. Resistans jangkar 0.03 Ohm, rugi tegangan pada sikat seluruhnya 2 volt, hitung tegangan yang dibangkitkan. Jika arus
medan
untuk
membangkitkan
fluks
dipertahankan
sebesar
4
Amper,
tegangan sumber arus searah untuk penguatan sebesar 220 volt serta resistans kumparan medan 50 ohm, berapa besarnya resistans pengatur arus masuk kumparan medan?. Penyelesaian :
Lihat rangkaian ekivalen generator arus searah berpenguatan bebas, gambar 212, datanya : Ia = I = 450 Amper
; Ra = 0.03 Ohm
Vt = 230 Volt
; Vf =220Volt
Rf = 50 Ohm
; If = 4 Amper
Tegangan yang dibangkitkan oleh jangkar (E g) : Eg
= Vt + Ia Ra +Δ vsi
= 230 + (450 x 0.03) + 2 = 245.5 volt
Resistans yang dibutuhkan untuk mengatur arus medan : Vf 230 R
= If + (Rf + R) = 4(50 + R) = 75 Ohm
