MAKALAH
KELISTRIKAN OTOMOTIF 1
JUDUL
SISTEM PENGISIAN
DISUSUN OLEH:
NAMA NIM
Ø
ARI PURWADI 5113122003
Ø
M. MAULANA
SYAHPUTRA 5113122031
Ø
RAHMAD NUR RISKY 5113122038
Ø
WIKE SUSWITA 5113122046
PENDIDIKAN
TEKNIK OTOMOTIF
JURUSAN
TEKNIK
FAKULTAS
TEKNIK UNIMED
TA:
2012-2013
Segala
puji bagi Allah SWT atas berkah dan rahmatnya sehingga tugas makalah kelompok
ini dapat selesai kami kerjakan. Terima kasih kami ucapkan kepada bapak dosen
yang memeberikan tugas ini sehingga bertambah wawasan kami tentang bidang
otomotif yang menjadi program studi kami.
Makalah
ini diperuntukan bagi pembaca terutama mahasiswa teknik mesin dengan tujuan
agar dapat mengetahui dan memahami tentang materi SISTEM PENGISIAN. Sebagaimana
kita tahu bahwa sistem pengisian digunakan pada kendaraan untuk menghasilkan
arus listrik guna mensuplay ke komponen-komponen yang membutuhkan dan juga
untuk mencharge batrai agar tidak cepat rusak dan tegangan baterai yang keluar
tetap optimal. Makalah ini dibuat sebagai tugas kelompok yang diberikan dosen
mata kuliah Kelistrikan Otomotif kepada kelompok kami.
Demikianlah
kata pengantar dari kami. Semoga makalah yang kami buat dapat bermanfaat bagi
pembaca dan dapat dijadikan acuan dalam belajar. Saran-saran yang bersifat
membangun selalu kami terima dengan senang hati.
Medan, 17 November 2012
Penyusun
Tim Penyusun
Baterai
pada mobil berfungsi untuk memberikan tenaga listrik dalam jumlah yang cukup
pada bagian-bagian kelistrikan mobil seperti motor starter, lampu-lampu besar
dan wiper. Akan tetapi, kapasitas baterai terbatas dan tak mampu memberikan
semua tenaga yang diperlukan secara terus-menerus oleh mobil. Oleh karena itu,
baterai harus terisi penuh agar mampu memberikan tenaga listrik yang diperlukan
oleh bagian-bagian kelistrikan. Untuk memproduksi tenaga listrik dan
mempertahankan baterai tetap terisi. Sistem pengisian memproduksi tenaga
listrik untuk mengisi baterai serta untuk memberikan arus yang dibutuhkan oleh
bagian-bagian kelistrikan yang cukup selama mesin bekerja.
Gambar 1 Rangkaian sistem pengisian
Kebanyakan
mobil dilengkapi dengan alternator arus bolak-balik karena ini lebih baik dari
dynamo arus searah dalam hal kemampuan membangkitkan tenaga listrik dan
ketahanannya. Karena mobil membutuhkan arus searah, maka arus bolak-balik yang
diproduksi oleh alternator disearahan (diubah menjadi arus searah) sebelum
dikeluarkan.
Komponen-komponen sistem pengisian:
a.
Battery
b.
Kunci kontak
c.
Fuse
d.
Ampere meter
e.
Lampu indikator
f.
Voltage regulator
g.
Alternator
·
Rotor coil
·
Stator coil
·
Rectifier
·
Slip ring
·
Brush
·
Fulley
·
Fan
·
Bearing
Rangkaian sistem pengisian:
Gambar 2 Diagram rangkaian sistem pengisian
a.
Magnet Berputar Di
Dalam Kumparan
Gambar 3 Magnet berputar di dalam kumparan
Arus
listrik dibangkitkan dalam kumparan pada saat kumparan diputarkan dalam medan magnet.
Jenis arus listrik yang dibangkitkan adalah arus bolak-balik yang arah
alirannya secara konstan berubah-ubah dan untuk merubahnya menjadi arus searah
diperlukan sebuah komutator dan brush (sikat-sikat). Ini adalah untuk menarik
arus searah yang dibangkitkan pada setiap stator coil. Armature dengan
komutator dapat diputarkan di dalam kumparan. Akan tetapi, konstruksi armature
akan menjadi rumit dan tidak dapat diputarkan pada kecepatan tinggi. Kerugian
yang lainnya adalah bahwa arus mengalir melalui komutator dan brush, maka
keausan akan cepat terjadi karena adanya lompatan api.
Gambar 4 Brush atau sikat
Untuk mendapatkan arus searah dapat dilakukan
dengan menyearahkan arus bolak-balik yang dihasilkan stator coil tepat sebelum
dijadikan output dengan menggunakan rectifier, atau dengan cara mengganti
putaran stator coil dengan memutarkan magnet di dalam kumparan, maka kumparan
semakin panas dikarenakan aliran arus. Oleh karena itu, pendinginan akan
menjadi lebih baik kalau stator coil ditempatkan di luar dengan rotor coil
berputar di dalamnya. Untuk tujuan itulah maka alternator mobil menggunakan
kumparan pembangkit (stator coil) dengan magnet berputar (rotor coil) di
dalamnya.
Gambar 5 arus bolak balik menjadi arus
searah
b.
Kumparan Menghasilkan
Elektromagnet
Listrik
dibangkitkan pada saat magnet diputarkan di dalam kumparan dan besarnya
tergantung pada kecepatan putaran magnet. Jadi, melalui proses induksi elektro
magnet, semakin cepat kumparan memotong garis-garis gaya magnet semakin besar
kumparan membangkitkan gaya gerak listrik. Untuk memperoleh tegangan yang
tetap, maka diperlukan putaran magnet yang tetap, ini tidak mungkin
dipertahankan karena mesin akan berputar dengan kecepatan yang tidak tetap
sesuai dengan kondisi pengemudi. Elektromagnet digunakan untuk mempertahankan
tegangan supaya tetap.
Gambar 6 kumparan menghasilkan
elektromagnet
Elektromagnet
mempunyai inti besi dengan kumparan dililitkan di sekelilingnya. Pada saat arus
mengalir melalui kumparan, inti besi akan menjadi magnet. Besarnya magnet yang
dibangkitkan tergantung pada besarnya arus yang mengalir melalui kumparan.
Jadi, pada saat alternator berputar dengan kecepatan rendah, arusnya naik,
sebaliknya jika alternator berputar pada kecepatan tinggi maka arusnya menurun.
Arus yang mengalir melalui electromagnet diberikan oleh baterai dan besarnya
diatur oleh voltage regulator. Maka alternator akan mengalirkan tegangan yang
tetap meskipun putaran mesin berubah-ubah.
c.
Arus Bolak-Balik Tiga
Phase
Pada
saat magnet berputar di dalam kumparan akan timbul tegangan di antara kedua
ujung kumparan. Ini akan memberikan kenaikan pada arus bolak-balik.
Gambar 7 proses arus bolak-balik 3 phasa
Arus
tertinggi akan bangkit pada saat kutub N dan S mencapai jarak yang terdekat
dengan kumparan. Setiap setengah putaran arus akan mengalir dengan arah yang
berlawanan. Arus yang membentuk gelombang sinus dengan cara ini disebut “Arus
bolak-balik satu phase”. Perubahan 360o pada grafik berlaku untuk
satu siklus dan banyaknya perubahan yang terjadi pada setiap detik disebut
“frequency”.
Gambar 8 grafik arus bolak-balik 3 phasa
Untuk
membangkitkan listrik dengan lebih efisien alternator mobil menggunakan tiga
kumparan yang dirangkai. Masing-masing kumparan A, B dan C berjarak 120o.
pada saat magnet berputar di antara mereka, akan bangkit arus bolak-balik pada
masing-masing kumparan. Alternator mobil membangkitkan arus bolak-balik tiga
phase.
Gambar 9 hubungan arus bolak-balik dengan
magnet
d.
Penyearahan
Bagian-bagian
kelistrikan mobil membutuhkan arus searah untuk kerjanya dan baterai memerlukan
arus searah untuk pengisian. Alternator menghasilkan arus bolak-balik tiga
phase tetapi sistem pengisian tidak dapat menggunakannya kecuali jika dirubah
menjadi arus searah. Merubah arus bolak-balik menjadi arus searah disebut
penyearahan. Penyearahan dapat dilakukan dengan beberapa cara tetapi alternator
mobil menggunakan dioda yang sederhana dan efektif. Dioda memungkinkan arus
hanya mengalir pada satu arah, jika digunakan 6 dioda, arus bolak-balik tiga
phase dirubah menjadi arus searah dengan jalan penyearahan gelombang penuh.
Gambar 10 penyearahan arus
Arus
dari masing-masing kumparan sampai ke dioda terus-menerus berubah arah pada ketiga
lead wire sehingga arah arus dari dioda tidak berubah tetapi membentuk sirkuit
dengan polaritas yang tidak berubah-ubah. Sebagai alternator dengan kemampuan
tinggi menggunakan lebih dari 6 dioda. Bila penyambungan baterai terbalik,
dioda akan rusak dikarenakan aliran arus yang besar.
a.
Tegangan Neutral Point
Alternator
konvensional menggunakan 6 dioda untuk menyearahkan arus AC tiga phase menjadi
DC. Tegangan output yang dibangkitkan pada titik neutral dpergunakan sebagai
sumber listrik untuk relay lampu charge. Tegangan netral point adalah 1/2
tegangan output DC. Selama arus output mengalir melalui alternator tegangan
pada netral point sebagian besar DC tetapi juga mempunyai bagian AC. Bagian AC
terinduksi pada masing-masing phase oleh aliran arus output. Pada saat
kecepatan putaran alternator melampaui 2000 rpm – 3000 rpm, peak value dari
bagian AC melebihi tegangan output DC. Dibandingkan dengan karakteristik dari
alternator tanpa netral point diode, outputnya naik secara bertahap 10% sampai
15% pada putaran tertentu sekitar 5000 rpm.
Gambar 11 tegangan netral point
b.
Sirkuit Dan Konstruksi
Untuk
menambah variasi potensial pada titik netral ini ke output DC yang dikeluarkan
oleh alternator dengan neutral point diode, dua diode penyearah dipasang pada
terminal output (B) dan massa (E) dan dihubungkan ke neutral point. Dioda-dioda
ini dipasang pada rectifier holder.
Gambar 12 sirkuit alternator dengan netral
point diode
Gambar 13 dioda pasitif dan negatif
c.
Cara Kerja
Pada
saat tegangan neutral point menjadi lebih tinggi dari pada tegangan DC output
atau lebih rendah dari 0 volt, arus mengalir malalui neutral point dioda dan ini
ditambahkan ke arus output.
Gambar 14 neutral point voltage above 14 V
Gambar 15 neutral point voltage below 0 V
Alternator ini dilengkapi dengan 3 field
dioda merangsang field coil sebagai tambahan bagi dioda output biasa untuk
penyearahan. Bila kunci kontak ON akan mengalirkan field melalui dioda pencegah
arus balik dan exciting resistor dari terminal IG. Karena initial exciting
resistor berada di dalamnya maka arus fieldnya 0,5 A pada saat alternator
berhenti dengan kunci kontak ON. Oleh karena itu, pengeluaran dari baterai
kecil. Pada saat alternator mulai bekerja, sebagian arus yang dibangkitkan
dialirkan langsung dari 3 dioda selama pambangkitan tenaga.
Gambar 16 diagram 3 dioda exciting dan
rectifier holder assembly
a.
Pengatur Tegangan
Tegangan
arus yang dihasilkan oleh alternator bervariasi tergantung pada kecepatan
putaran alternator dan banyaknya beban (arus output) alternator. Regulator
mengalirkan arus ke electromagnet (rotor coil) yang menghasilkan garis gaya
magnet yang diperlukan untuk ketiga kumparan (stator coil) alternator untuk
membangkitkan arus bolak-balik tiga phase. Alternator dapat menghasilkan
tegangan yang tetap dengan jalan mengalirkan arus yang besar ke rotor coil
(field coil) pada saat alternator berputar lambat atau beban berat dan
mengurangi arus pada saat alternator berputar cepat atau berbeban ringan.
Gambar 17 rangkaian alternator dengan 3
dioda exciting
Regulator
mengatur pengaliran arus ke rotor coil dengan menarik dan membebaskan titik
kontak sesuai dengan tegangan yang diberikan ke regulator coil. Pada saat
alternator berputar dengan rpm rendah dan tegangan stator coil lebih rendah
dari tegangan baterai, titik kontak yang bergerak akan berhubungan dengan P1,
sehingga arus dari baterai akan mengalir ke rotor coil melalui P. dalam hal
ini, jika alternator berputar dengan rpm tinggi, tegangan pada stator coil naik
melebihi tegangan baterai, tegangan ini dialirkan ke regulator coil sehingga
oleh kekuatan tarikan yang lebih besar maka P1 akan terputus.
Gambar 18 P1 dan P2
menjauhi titik kontak
Pada
saat titik kontak menjauhi P1 arus yang ke rotor coil melalui
resistor R dan intensitasnya menurun. Jika arus mengalir ke rotor coil
berkurang, maka tegangan yang dibangkitkan pada stator coil berkurang dan
mengakibatkan gaya tarik pada kumparan menurun sehingga lengan titik kontak akan
kembali berhubungan dengan P1.
Bila
alternator berputar dengan kecepatan yang lebih tinggi, tegangan yang
dibangkitkan oleh stator coil akan naik memperkuat gaya tarik pada regulator
coil sehingga menghubungkan titik kontak berhubungan dengan P2.
Akibatnya arus yang melalui resistor akan mengalir ke P2 dan tidak
ke rotor coil. Pada saat tidak ada arus yang mengalir ke rotor coil, stator
tidak ada arus yang mengalir ke rotor coil . stator tidak dapat membangkitkan
gaya gerak listrik sehingga tegangan alternator turun dan hubungan titik kontak
P2 terputus. Sekali lagi tegangan alternator akan naik dan lengan
kontak akan tertarik.
Gambar 19 P1 menjauhi titik kontak dan P2
berhubungan dengan titik kontak
b.
Konstruksi Alternator
Alternator
berfungsi untuk merubah energi mekanik menjadi energi listrik. Energi mekanik
dari mesin diterima melalui sebuah pulley yang memutarkan rotor dan
membangkitkan arus bolak-balik pada stator. Arus bolak-balik ini diubah menjadi
arus searah oleh dioda. Bagian-bagian utama dari alternator adalah rotor yang
membangkitkan elektromagnetik, stator yang membangkitkan arus listrik dan dioda
yang menyearahkan arus. Brush yang mengalirkan arus ke rotor coil untuk
menembus garis gaya magnet, bearing untuk memperhalus putaran rotor dan fan
untuk mendinginkan rotor, stator dan dioda. Semua bagian tersebut dipegang oleh
front dan rear frame.
Gambar 20 komponen alternator
1. ROTOR
Rotor
disusun dari inti kutub (kutub magnet), field coil (rotor coil), slip ring dan
rotor shaft. Field coil digulung dengan arah yang sama seperti putarannya dan
kedua inti kutub dipasang pada kedua ujung kumparan sebagai penutup field coil.
Garis gaya magnet akan timbul pada saat arus mengalir melalui kumparan, salah
satu kutub menjadi kutub N dan yang lain menjadi kutub S. Slip ring tersebut
dari logam seperti stainless steel dengan permukaan yang berhubungan dengan
brush. Slip ring diisolasi terhadap rotor shaft.
Gambar 21 rotor
2. STATOR
Stator
terdiri dari stator core dan field coil dan diikat oleh frame depan serta
belakang. Stator core terdiri dari lapisan steel plating yang tipis (inti besi
berlapis). Bagian dalamnya terdapat slot tempat masuknya tiga buah stator coil
yang masing-masing berdiri sendiri. Stator core bekerja sebagai saluran yang
memungkinkan garis gaya magnet menyeberang dari pole core ke stator coil.
Gambar 22 stator
3. DIODA
Pada
diode holder terdapat tiga buah diode positif dan tiga buah diode negative.
Arus yang dibangkitkan oleh alternator dialirkan dari diode holder pada sisi
positif sehingga terisolasi dari end frame. Selama proses penyearahan, diode
akan menjadi panas sehingga diode holder bekerja meradiasikan panas ini dan
mencegah diode menjadi terlalu panas.
Gambar 23 Dioda
Compact
alternator dengan built in IC Regulator 17 % lebih kecil dan 26 % lebih ringan
dari alternator ukuran standard. Compact alternator dengan built in IC
Regulator dibuat dengan konstruksi yang sama seperti alternator ukuran standar
(tetapi kerja IC Regulatornya tentu saja berbeda dengan tipe regulator biasa).
a.
Keistimewaan
1)
Lebih kecil dan lebih
ringan
Penyempurnaan dalam
sirkuit magnetnya seperti pengurangan air gap antara rotor dengan stator dan
modifikasi bentuk rotor pole core dibuat untuk memperkecil ukuran dan
memperingan.
Gambar 24 compact alternator
2)
Penguatan fan dan rotor
Kecepatan putar compact
alternator jauh lebih tinggi dari pada alternator ukuran standar. Untuk
mengatasi hal tersebut, fan yang diletakkan secara konvensional diluar telah
dijadikan satu dengan rotor di dalam alternator dan ini meningkatkan kemampuan
pendinginan dan keamanan.
3)
Lebih mudah diperbaiki
Rectifier, brush holder
dan IC Regulator diikat pada end frame dengan baut dan memudahkan pembongkaran
serta pemasangannya.
4)
Sistem pengisian
menjadi sederhana
Penggunaan multiple
function IC Regulator menyederhanakan sistem pengisian.
b.
Konstruksi
1)
Rotor
Rotor berfungsi sebagai
field magnet dan berputar bersama-sama porosnya (rotary field magnet
alternator). Rotor assembly tersusun atas magnetic core, field coil, slip ring
shaft dan fan. Berbeda dengan alternator konvensional, rotornya mempunyai fan
yang disatukan dengan kedua sisi poros.
2)
End frame
Frame mempunyai dua
fungsi yaitu sebagai pendukung rotor dan sebagai pemegang dengan mesin. Kedua
end frame mempunyai beberapa saluran udara untuk meningkatkan efisiensi
pendinginan. Rectifier, brush holder, IC Regulator dll dilihat dengan baut
terhadap bagian belakang rear end frame.
3)
Stator
Stator assembly terdiri
dari stator core dan stator coil. Ini dipasang dengan mengepress drive end
frame (disatukan). Panas yang timbul pada stator dipindahkan ke drive end frame
untuk meningkatkan efisiensi pendinginan.
Gambar 25 stator compact alternator
4)
Rectifier
Rectifier dirancang
dengan tonjolan pada permukaannya untuk membantu meradiasikan panas yang
disebabkan arus output.
5)
V-Ribbed pulley
Pulley rasio meningkat
sekitar 2,5 % dengan penggunaan V-ribbed pulley
dengan efisiensi kecepatan tinggi yang lebih baik.
6)
IC Regulator
Alternator mempunyai
built-in IC Regulator kompak. Sirkuit internal IC Regulator mempunyai kualitas
yang tinggi, monolithic integrated circuit (IC) untuk meningkatkan kemampuan
pengisian.
Gambar 26 IC Regulator compact alternator
Regulator
menaikkan dan menurunkan besarnya arus yang mengalir ke rotor untuk mengatur
tegangan yang dibangkitkan oleh alternator. Regulator ini terdiri dari titik
kontak, magnetic coil dan resistor.
Gambar 27 Regulator
a.
Regulator Tipe Satu
Point
Regulator
dengan tipe satu titik kontak mempunyai sebuah resistor (R) yang dihubungkan
seri dengan field coil (F) dari rotor. Resistor ini bypass oleh titik kontak pada saat mesin
berputar lambat. Pada saat tegangan alternator rendah, maka gaya magnet dari
magnetic coil (M) lemah sehingga titik kontak tertutup dan arus field coil
mengalir melalui titik kontak.
Gambar 28 aliran arus regulator satu point
Pada
saat tegangan alternator tinggi, gaya magnetnya kuat dan titik kontak akan
terbuka. Pada saat titik kontak terbuka, arus akan mengalir melalui resistor
(R) dan oleh karena itu arus yang mengalir ke field coil berkurang. Karena
penurunan tegangan pada field coil, maka tegangan alternator akan menurun dan
titik kontak akan tertutup lagi. Dengan menutupnya titik kontak, maka arus dan
tegangan akan naik sehingga titik kontak akan terbuka lagi. Pembukaan dan
penutupan titik kontak terjadi terus menerus. Pada saat titik kontak terbuka,
arus field coil mengalir melalui resistor (R). Supaya regulator dapat mengatur
tegangan output alternator pada kecepatan tinggi, diperlukan tahanan (R) yang
lebih besar. Akan tetapi kalau tahanannya diperbesar, pada kecepatan rendah
akan terjadi fluktuasi tegangan yang lebih besar pada saat titik kontak terbuka
dan menutup.
Gambar 29 grafik tegangan dengan waktu
Juga tahanan yang lebih
besar akan menyebabkan lebih banyak percikan api pada saat titik kontak terbuka
dan ini akan memperpendek masa penggunaan titik kontak. Karena kerugian
tersebut, maka regulator satu titik kontak jarang digunakan pada mobil-mobil
sekarang.
b.
Regulator Tipe Dua
Point
Untuk
mengatasi kerugian pada tipe satu titik kontak, titik kontak terpisah telah
dirancang untuk pemakaian pada kecepatan rendah (P1) dan untuk
kecepatan tinggi (P2). Pada kecepatan rendah, lengan titik kontak
membuka dan menutup titik kontak kecepatan rendah (P1) dengan cara
yang sama pada tipe satu titik kontak. Pada kecepatan tinggi, tegangan tidak
dapat diatur oleh titik kontak kecepatan rendah. Lengan titik kontak akan
membuat hubungan dengan titik kontak kecepatan tinggi dan pada saat titik
kontak kecepatan tinggi ini berhubungan, arus field coil akan terputus
alirannya.
Gambar 30 aliran arus regulator tipe dua
point
Salah
satu karakteristik dari tipe titik kontak adalah adanya tingkat kerja kecepatan
rendah dan kecepatan tinggi. Salah satu kerugiannya adalah karena hysteresis,
tegangan turun sedikit pada saat perubahan dari sisi kecepatan tinggi ke sisi
kecepatan rendah. Jika dibandingkan dengan tipe satu titik kontak , tahanan (R)
dapat dibuat lebih kecil sehingga hanya terjadi sedikit percikan pada saat
titik kontak terbuka dan tertutup dan memperpanjang umur penggunaan titik
kontak. Tipe dua titik kontak banyak digunakan pada mobil-mobil sekarang.
c.
Voltage Relay (Relay
Lampu Pengisian)
Selain
menggunakan sebuah regulator untuk mengatur tegangan yang dibangkitkan oleh
alternator, sistem pengisian sering menggunakan kombinasi dua elemen yaitu
voltage regulator dan voltage relay.
Gambar 31 Voltage relay
Voltage
relay menjamin pengaturan tegangan yang akurat, karena magnetic coil dari
voltage regulator bekerja tergantung pada tegangan yang dibangkitkan oleh
alternator, maka harus dipastikan bahwa pada alternator tidak ada penurunan
tegangan. Bila tidak ada voltage relay, akan terjadi penurunan tegangan pada
magnetic coil karena tegangan diberikan pada rangkaian yang panjang melalui
kunci kontak. Penurunan tegangan akan mengakibatkan penurunan gaya magnet pada
magnetic coil sehingga lengan kontak tidak akan tertarik dengan cukup kuat.
Sehingga tegangan alternator akan naik terlalu tinggi. Karena lampu indikator
charge akan menyala berdasarkan kerja voltage relay (relay lampu charge).
Magnetic coil dari voltage relay dioperasikan
oleh tegangan netral dari stator coil dan dibandingkan dengan magnetic
coil pada voltage regulator, ini akan mampu menarik titik kontak dengan
tegangan yang lebih kecil.
Gambar 32 voltage regulator dan voltage
relay
d.
Karakteristik Regulator
Regulator
berfungsi untuk mempertahankan tegangan yang dibangkitkan oleh alternator agar
berada pada tingkat yang konstan. Sebenarnya disebabkan oleh karakteristik
generator, tegangan tidak akan konstan tetapi naik turun. Untuk regulator tipe
titik kontak (tirril) ada berbagai alasan mengapa tegangan naik turun, tetapi
penyebab utamanya adalah karakteristik hysteresis dan temperatur.
Ø KARAKTERISTIK
HYSTERESIS
Bila moving part
berpindah dari titik (sisi) kecepatan tinggi ke titik kecepatan rendah akan terjadi
penurunan tegangan disebut hysteresis effect.
Gambar 33 karakteristik hysteresis
Bila moving point
bekerja baik pada sisi kecepatan tinggi atau kecepatan rendah, terjadi
perubahan pada armature gap dan angle gap dan perubahan ini
mengakibatkankenaikan dan penurunan tahanan magnet. Dan juga pada saat moving
point berpindah dari sisi kecepatan tinggi ke kecepatan rendah, kemagnetan dari
operasi kecepatan tinggi maka terdapat pada titik kumparan selama waktu yang
singkat. Peristiwa ini menyebabkan tegangan output alternator menurun.
Gambar 34 magnetic flux
Ø KARAKTERISTIK
TEMPERATUR
Magnetic
coil dari voltage regulator menggunakan kawat tembaga dan bila suhu kawat ini
naik maka tahanannya akan naik sehingga akan terjadi penurunan gaya tarik (gaya
electromagnet) dari magnetic coil, ini menyebabkan output alternator menjadi
tinggi. Untuk mencegah kenaikan tegangan seperti itu, regulator menggunakan
resistor atau elemen bimetal untuk kompensasi temperature dan bahkan ada
regulator yang menggunakan keduanya. Resistor mempunyai kawat michrome atau
carbon element dengan koefisien tahanan temperatur rendah dan dihubungkan seri
dengan kumparan. Ini menurunkan perbandingan dari tahanan keseluruhan sesuai dengan
naik turunnya temperature.
Gambar 35 compensating resistor
Bimetal
element digunakan bersama dengan pegas yang menopang moving point. Bimetal
menurunkan tegangan pegas pada saat temperatur naik. Setelah regulator mulai bekerja,
tegangan akan naik turun sampai temperaturnya stabil. Pada saat regulator mulai
bekerja, aliran arus mengakibatkan temperatur naik seketika. Tetapi kenaikan
pada bimetal element sedikit lambat sehingga tegangan pegas kuat dan tegangan
naik.
Gambar 36 Bimetal compensating
e.
IC Regulator
IC
Regulator mempunyai fungsi yaitu membatasi tegangan yang dikeluarkan alternator
dengan mengatur arus field yang mengalir pada rotor coil. IC Regulator adalah
sirkuit yang dikecilkan yang terdiri dari bagian-bagian listrik dan elektronik
kecil (transistor, diode, resistor, capacitor dll) yang dipasang pada substrate
(bahan dasar semacam sircuit board atau silicon chip).
Keuntungan IC Regulator
yaitu:
·
Rentang tegangan
outputnya lebih sempit dan variasi tegangan outputnya dalam waktu singkat
·
Tahan terhadap getaran
dan dapat digunakan dalam waktu lama
·
Pengisian baterai dapat
dilakukan dengan baik.
Kerugian IC Regulator yaitu:
·
Mudah terpengaruh oleh
tegangan dan suhu yang tidak wajar.
Bila KK diputar pada posisi ON, arus
dari baterai akan mengalir ke rotor dan merangsang rotor coil. Pada waktu yaang
sama, arus baterai juga mengalir ke lampu pengisian (CHG) dan akibatnya lampu jadi
menyala (ON).
Secara keseluruhan mengalirnya arus
listrik sebagai berikut:
a.
Arus yang ke field coil
Terminal (+) battery - fusible link - kunci kontak (IG switch) –
sekring - terminal IG regulator - poin PL1 - poin PL0 -
terminal F regulator - terminal F altenator - brush - slip ring - rotor coil -
brush - terminal E alternator - massa body. Akibatnya rotor terangsang dan
timbul kemagneten yang seharusnya arus ini disebut arus medan (field current).
b.
Arus ke lampu charge
Terminal (+) bateray - fusibel link
- kunci kontak IG (IG sekring) - lampu CHG - terminal L regulator - titik
kontak P0 - titik kontak P1 - terminal E regulator - massa
bodi.
Akibatnya lampu change akan menyala.
Sudah mesin hidup dan rotor
berputar, tegangan/ voltage dibangkitkan dalam stator coil, dan tegangan
neutral dipergunakan untuk voltage relay, karena itu lampu change jadi mati.
Pada waktu yang sama tegangan yang dikeluarkan beraksi pada voltage regulator.
Arus medan (field current) yang ke rotor dikontrol dan disesuaikan dengan
tegangan yang dikeluarkan terminal B yang beraksi pada voltage regulator. Demikian
salah satu arus medan akan lewat menembus arus tidak menembus R, tergantung pada
keadaan tititk control PL0.
Catatan:
Bila gerakan P0 dari
voltage relay, membuat hubungan dengan titik kontak P2. Maka pada
sirkuit sesudah dan sebelum lampu pengisian teganganya sama. Sehingga arus
tidak mengalir ke lampu dan akhirnya lampu mati. Untuk jelasnya aliran arus
pada masing-masing pristiwa sebagai berikut:
a)
Tegangan neutral
Terminal N alternator - terminal N
regulator - magnet coil dari voltage relay - terminla E regulator - massa body.
Akibatnya pada magnet coil dari
voltage relayakan terjadi kemagnetan dan dapat menarik titik P0 dari
P1 dan selanjutnya P0 akan bersatu dengan P2 dengan
demikian lampu pengisian jadi mati.
b)
Tegangan yang keluar (output voltage)
Terminal B alternator - terminal B
regulator - titik kontak P2 - titik kontak P0 - maagnet coil
dari voltage regulator - terminal E regulator - massa body.
Akibatnya pada coil voltage
regulator timbul kemagnetan yang dapat mempengaruhi posisi dari titik kontak
(point) PL0.
Dalam hal ini PL0 akan
tertarik dari PL! sehingga pada kecepatan serdang PL0 akan
mengambang (seperti terlihat dalam gambar di atas).
c) Arus yang ke field (field current)
Terminal B altenator - IG switch -
fuse - teminal IG regulator - poin PL1 - poin PL0 -
resistor R - teminal F regulator - terminal F alternator - rotor coil -
terminal E alternator - massa body.
Dalam hal ini jumlah arus / tegangan
yang masuk rotor coil bisa melalui 2 saluran.
·
Bila kemagnetan di voltage regulator besar dan mampu menarik
PL0 dari PL1, maka arus yang ke rotor coil akan melalui
resistor. Akibatnya arus akan kecil dan kemagnetan yang ditimbulkan rotor
coilpun kecil (berkurang).
·
Sedangkan kalau kemagnetan pada voltage regulator lemah dan
PL0 tidak tertarik dari PL1 maka arus yang ke rotor
coil akan tetap melalui point PL1 poin PL0.
Akibatnya arus tidak melalui resistor dan arus yang masuk ke rotor coil akan
normal kembali.
d) Output current
Terminal B alternator - batray dan beban -
massa body.
Bila
putarn mesin bertambah, voltage yang dihasilkan oleh kumparan stator naik. Dan
gaya tarik dari kemagnetankumparan voltageregulator menjadi lebih kuat.
Dengan gaya tarik yang lebih kuat,
field current yang ke rotor akan mengalir terputus-putus (intermittenly).
Dengan kata lain, gerakan titik kontak PL0 dari voltage regulator
kadang-kadang membuat hubungan dengan kontak PL2.
Catatan:
Bika gerakan titik kontak PL0
pada pada regulator berhubungan dengan titik kontak PL2, field
current akan dibatasi. Bagaimanapun juga, point P0 dari voltange
relay tidak akan terpisah dari point P2, sebab tegangan neutral
terpelihara dalam sisa flux dari rotor. Aliran arusnya adalah sebagai berikut:
·
Voltage neutral (tegangan netral)
Terminal N alternator - terminal N
regulator - magnet coil dari voltage relay - terminal E - regulator - massa
body.
Arus ini juga sering disebut neutral
voltage.
·
Out put voltage
Terminal B alternator - terminal B
regulator - point P2 - point
P0 - magnet coil dari N
regulator - terminal E regulator.
·
Tidak ada arus ke field current
Terminal B alternator - IG switch –
fuse - terminal IG regulator - resistor - terminal F regulator - terminal F
alternator - rotor coil - atau - poin PL0 - poin P2 - ground - terminal
E alternator - massa.
Bila arus resistor mengalir terminal F
regulator rotor coil massa. Akibatnya arus yang ke rotor ada. Tapi kalau PL0
nempel PL2 maka arus mengalir ke massa, sehingga yang ke rotor coil
tidak ada.
·
Output current
Terminal
B alternator - baterai - massa.
Pemeriksaan defleksi tali kipas dengan alat tension BT-33-73 F dengan
cara menekan alat ukur di antara pulley pompa air dan alternator. Besar
penyimpangan standar V 11 mm dengan gaya tekan 10 kg. jika pengukuran lebih
besar setel kerenggangannya dengan cara mengendurkan baut pengikat alternator
kemudian menarik alternator sampai kerenggangan standar, setelah ini kencangkan
baut pengikat.
Dengan menggunakan ohm meter pada posisi
x1 ohm.
·
Hubungkan ohm
meter ke terminal IG dan F, tahanannya harus 0 ohm.
Jika ada
tahanan berarti kontak PL1 dan PL0 kurang baik. Tekan di
bawah armature voltage regulator ohm meter harus menunjukkan tahanan antara 10-11
ohm. Apabila tahanan terlalu tinggi berarti tahanan pengontrol (RF) putus.
·
Hubungkan ohm
meter ke terminal L dan E tahanannya adalah 0.
Bila ada
tahanan di atas 0 berarti hubungan P1 dan P0 tidak baik
atau kotor.
·
Tekan armature
ke bawah, tahanannya 100 ohm. Apabila kurang dari spesifikasi kemungkinan
hubungan singkat pada hubungan voltage regulator atau hubungan titik kontak P1
dan P0 tidak baik.
·
Hubungkan ohm
meter ke terminal N dan E besar tahanannya sekitar 23 ohm, bila tahanan besar
sekali, itu menunjukkan kumparan putus. Bila kurang dari 23 ohm, kemungkinan
kumparan terbakar yang mengakibatkan hubungan singkat.
·
Terminal L dan B
dihubungkan, tekan armature kebawah, tahanannya harus 0 ohm. Apabila ada
tahanan maka hubungan titik kontak voltage relay P0 dan P2
kurang baik.
·
Hubungkan
terminal B dan E, tahanan harus menunjukkan tak terhingga. Bila ada tahanan
maka kontak P0 dan P2 sudah meleleh karena terbakar.
Tekan armature ke bawah, ohm meter harus menunujukkan tahanan 100 ohm. Bila
tahanan tak terhingga berarti kumparan
voltage regulator putus atau hubungan titik kontak P0 dan P2
tidak baik, sebaliknya bila tahanan rendah kumparan voltage regulator mengalami
hubungan singkat.
·
Hubungkan
terminal F dan E, tahanannya harus tak terhingga. Apabila terdapat tahanan,
maka titik kontak voltage regulator PL0 dan PL2 meleleh
atau terbakar. Tekan armature ke bawah, tahanan harus 0 ohm, bila tahanan di
atas 0 ohm, maka hubungan PL0 dan PL2 tidak baik.
Anonim. 1995. Step 2
“Fundamental Electric”. Jakarta: PT. Toyota Astra Motor