Rabu, 05 Desember 2012

Sistem Pengisian


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.
3.1.    CARA KERJA PADA SAAT KUNCI KONTAK ON DAN MESIN MATI

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.

3.2.    CARA KERJA MESIN DARI KECEPATAN RENDAH KE KECEPATAN SEDANG.
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.
3.3     CARA KERJA MESIN DARI KECEPATAN SEDANG KE KECEPATAN TINGGI

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