Alternator menggunakan prinsip induksi elektromagnetik untuk mengubah energi mekanik yang dihasilkan oleh mesin untuk memutar poros generator menjadi energi listrik untuk output.
Menurut hukum induksi elektromagnetik Faraday, ketika fluks magnet (jumlah garis medan magnet) yang melewati area yang dikelilingi oleh loop tertutup berubah (terjadi gerakan relatif antara konduktor dan medan magnet), gaya gerak listrik terinduksi akan dihasilkan dalam loop tersebut. Jika loop tersebut adalah loop konduktor tertutup, maka arus terinduksi akan dihasilkan.
Alternator dirancang dan diproduksi berdasarkan prinsip di atas, tetapi medan magnet alternator adalah medan elektromagnetik. Ketika arus dengan arah tetap dialirkan melalui dua sikat karbon (misalnya, arus mengalir ke sikat karbon A dan keluar dari sikat karbon B), medan magnet akan dihasilkan di dekat kumparan. Arah medan magnet ditentukan oleh aturan tangan kanan. Untuk meningkatkan kekuatan medan magnet, besi lunak dimasukkan di tengah kumparan. Ketika arus dialirkan melaluinya, sebuah magnet terbentuk. Arah garis medan magnet di sekitar magnet keluar dari kutub N dan kembali ke magnet dari kutub S untuk membentuk sebuah lingkaran. Sebuah poros terhubung secara tetap ke besi lunak. Ketika mesin menggerakkan poros ini untuk berputar, medan magnet berputar terbentuk, menyebabkan gerakan relatif antara kawat dan medan magnet.
Karakteristik sebuah alternator
Karakteristik generator AC (dibandingkan dengan generator DC):
Produk ini memiliki volume kecil, bobot ringan, dan hemat material tembaga.
2. Struktur sederhana, pengoperasian yang andal, perawatan yang mudah, dan masa pakai yang lama;
3. Mesin ini memiliki performa pengisian daya kecepatan rendah yang baik (gaya gerak listrik dihasilkan melalui eksitasi eksternal).
4. Keunggulan seperti interferensi radio yang rendah;
5. Struktur regulator yang digunakan sederhana (hanya regulator tegangan, yang memiliki fungsi pembatasan arus dan pemutusan arus).
Klasifikasi alternator
(1) Menurut struktur keseluruhan yang berbeda
① Alternator biasa
② Alternator terintegrasi
③ Generator AC dengan pompa
④ Alternator tanpa sikat
⑤ Alternator magnet permanen
(2) Menurut struktur penyearah yang berbeda
① Generator enam tabung
② Generator delapan tabung
③ Generator sembilan tabung
④ Generator sebelas tabung
(3) Menurut jenis pentanahan yang berbeda dari kumparan medan magnet
① Tipe setrika tanam
② Tipe besi eksternal
Struktur sebuah alternator
1. Rotor: Merupakan bagian medan magnet dari generator (menghasilkan medan magnet berputar), terutama terdiri dari dua kutub cakar, gulungan medan magnet, poros, dan cincin selip, dll.
Dua kutub cakar dipasang dengan cara ditekan ke poros rotor. Rongga kutub cakar dilengkapi dengan kuk magnetik dan dililit dengan kumparan medan magnet. Kedua ujung kumparan medan magnet masing-masing dilas ke dua cincin selip tembaga yang diisolasi dari poros. Dua sikat bersentuhan dengan cincin selip, memasukkan catu daya DC ke dalam kumparan medan magnet. Ketika arus eksitasi dialirkan melalui kumparan medan magnet, medan magnet akan dihasilkan. Di antara kutub cakar yang termagnetisasi, satu adalah kutub N dan yang lainnya adalah kutub S, sehingga membentuk 4 hingga 8 pasang kutub magnet (alternator seri JF domestik memiliki 6 pasang kutub magnet).
Tujuan mendesain kutub cakar rotor berbentuk paruh burung adalah untuk membuat medan magnet menghadirkan distribusi sinusoidal, sehingga gaya gerak listrik terinduksi yang dihasilkan oleh kumparan jangkar memiliki bentuk gelombang sinusoidal yang lebih baik.
2. Stator: Ini adalah bagian armatur dari generator (stator juga dikenal sebagai armatur, yang menghasilkan arus bolak-balik tiga fasa), terdiri dari inti stator dan gulungan armatur tiga fasa simetris, yang terpasang di antara kedua penutup ujung. Inti stator terdiri dari lembaran baja silikon berbentuk cincin yang saling terisolasi dengan alur pada lingkaran dalam yang ditumpuk bersama. Gulungan armatur tiga fasa sebagian besar dihubungkan dalam konfigurasi bintang, tetapi ada juga beberapa alternator yang dihubungkan dalam konfigurasi delta.
3. Penutup ujung dan kipas pendingin
Penutup ujung dibagi menjadi penutup ujung depan (penutup ujung penggerak) dan penutup ujung belakang (penutup ujung penyearah).
Fungsinya adalah untuk memasang bantalan dan komponen lainnya, menopang poros rotor, dan menyegel komponen internal.
Bahan ini dibuat dengan metode pengecoran paduan aluminium atau pengecoran cetakan pasir. Karena paduan aluminium merupakan bahan non-magnetik, maka dapat mengurangi kebocoran magnetik dan memiliki keunggulan berupa bobot yang ringan serta kinerja pembuangan panas yang baik.
Karakteristik kerja sebuah alternator
Karakteristik kerja alternator: Ini merujuk pada hubungan antara tegangan DC, arus, dan kecepatan putaran yang dihasilkan generator setelah penyearahan, termasuk karakteristik keluaran, karakteristik tanpa beban, dan karakteristik eksternal. Di antara semua itu, karakteristik keluaran sangatlah penting.
I. Karakteristik Keluaran
Karakteristik keluaran alternator, juga dikenal sebagai karakteristik beban atau karakteristik arus keluaran. Ini merujuk pada hubungan antara arus keluaran generator dan kecepatan putarannya ketika tegangan keluaran generator konstan (14V untuk sistem 12V dan 28V untuk sistem 24V), yaitu, kurva I=f(n) ketika tegangan keluaran U konstan. Karakteristik keluaran alternator (yang dapat diukur melalui percobaan) ditunjukkan pada gambar.
II. Karakteristik Tanpa Beban
Hubungan antara tegangan terminal generator dan kecepatan putarannya ketika generator tidak berbeban disebut karakteristik tanpa beban. Yaitu, hubungan fungsional U=f(n) ketika I=0.
III. Karakteristik Eksternal
Ketika kecepatan putaran konstan, hubungan antara tegangan terminal generator dan arus keluaran disebut karakteristik eksternal, yaitu hubungan fungsional U=f(I) ketika n adalah konstanta.
Kurva karakteristik keluaran I = f(n) menunjukkan bahwa:
1. Kecepatan putaran <” Pada n1, tegangan terminal generator lebih rendah dari tegangan nominal dan tidak dapat memasok daya ke luar. Ketika kecepatan putaran adalah n1, tegangan mencapai nilai nominal. Ketika kecepatan putaran lebih besar dari n1, generator memasok daya ke luar pada tegangan nominal.
n1 - kecepatan tanpa beban (ketika I=0 dan U= tegangan nominal), nilai kecepatan tanpa beban n1 adalah dasar utama untuk memilih rasio kecepatan generator terhadap mesin. Umumnya, n1 harus sama dengan atau sedikit lebih tinggi dari kecepatan idle mesin.
Ketika kecepatan putaran lebih besar dari n1, arus keluaran generator meningkat seiring dengan kenaikan kecepatan putaran dan meningkat seiring dengan penurunan kecepatan putaran. Ketika kecepatan putaran adalah n2, generator menghasilkan daya nominal (hasil perkalian tegangan nominal dan arus nominal) atau arus.
n2 - Kecepatan beban penuh (atau kecepatan nominal). Umumnya, n2 yang dipilih harus lebih rendah dari kecepatan maksimum mesin dan sama dengan atau sedikit lebih tinggi dari kecepatan mesin yang biasa digunakan.
Ketika kecepatan putaran generator mencapai nilai tertentu, arus keluaran tidak lagi meningkat seiring dengan kenaikan kecepatan putaran atau penurunan resistansi beban. Artinya, generator memiliki kemampuan perlindungan diri untuk secara otomatis membatasi arus. Nilai arus pada saat ini disebut arus keluaran nominal atau nilai arus pembatas generator (kira-kira 1,5 kali arus nominal).
Kecepatan tanpa beban dan kecepatan beban penuh adalah indikator kinerja utama alternator, yang keduanya tercantum dalam manual produk. Selama kedua data ini diukur selama penggunaan dan dibandingkan dengan nilai yang ditentukan, dapat ditentukan apakah kinerja generator tersebut baik.
Untuk pertanyaan lebih lanjut mengenai genset, silakan hubungi tim Beidou Power. Dengan pengalaman lebih dari sepuluh tahun dalam produksi dan penjualan peralatan pembangkit listrik, serta tim insinyur yang lebih profesional untuk melayani Anda, memilih Beidou Power berarti memilih ketenangan pikiran. Selamat datang untuk melakukan inspeksi pabrik di lokasi.
Waktu posting: 26 Desember 2025