Sistem pengisian AC paling banyak digunakan, baik sistem pengisian dengan regulator mekanik (konvensional) maupun dengan IC Regulator.
Komponen sistem pengisian regulator mekanik terdiri dari :
- Alternator yang berfungsi merubah energi gerak menjadi energi listrik. Listrik yang dihasilkan merupakan arus bolak-balik (AC), untuk merubah arus AC menjadi arus DC digunakan diode yang dipasang menjadi satu bagian dengan alternator.
- Regulator berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus yang dihasilkan alternator dengan cara mengatur kemagnetan pada rotor altenator. Regulator juga berfungsi untuk mengatur hidup dan matinya lampu indikator pengisian.
- Sekering untuk memutus aliran listrik bila rangkaian dialiri arus berlebihan akibat hubungan singkat.
- Kunci kontak untuk menghubungkan atau memutus aliran ke lampu indicator dank e regulator. Aliran listrik ke regulator diteruskan ke altenator berfungsi untuk menghasilkan magnet pada altenator.
- Baterai menyimpan arus listrik dan stabilizer tegangan yang dihasilkan sistem pengisian.
ALTERNATOR
Alternator yang berfungsi merubah energi gerak menjadi energi
listrik. Listrik yang dihasilkan merupakan arus bolak-balik (AC), untuk
merubah arus AC menjadi arus DC digunakan diode yang dipasang menjadi
satu bagian dengan Alternator.
PRINSIP KERJA ALTERNATOR
Bila pada generator DC sebuah penghantar dibentuk “U”, di ujung
penghantar dipasang komutator, pada komutator menempel sikat. Sikat “A”
merupakan sikat positip dan sikat “B” adalah sikat negatip, maka pada
generator AC (altenator) kedua ujung penghantar dihubungkan ke slip ring
dan jenis sikat sudah tidak jelas karena berubah ubah sesuai posisi
penghantar. Saat penghantar diputar maka penghantar tersebut akan
memotong medan magnet sehingga menghasilkan induksi elektromagnetik.
Arah arus yang dihasilkan akan berubah-ubah, pada posisi (1) arah arus
menuju sikat “A”, namun pada posisi (2) arah arus berubah menuju sikat
“B”. Perubahan tersebut dapat digambarkan dalam fungsi gelombang sinus.
KONSTRUKSI ALTERNATOR
Pada altenator terdapat 4 terminal yaitu terminal B,E,F dan N.
Terminal B merupakan terminal output altenator yang dihubungkan ke
baterai, beban dan regulator terminal B. Terminal E berhubungan dengan
sikat negatip, bodi alternator dan terminal E regulator. Terminal F
berhubungan dengan sikat positip dan dihubungkan ke terminal F
regulator, Terminal N berhubungan dengan neutral stator coil, saat
altenator menghasilkan listrik maka terminal N juga menghasilkan
listrik, listrik yang dihasilkan terminal N dialirkan ke regulator
terminal N, untuk mematikan lampu indicator pengisian.
Pada regulator terdapat 6 terminal mempunyai terminal B,E,F,N, IG dan
L. Empat dari 6 terminal tersebut berhubungan dengan terminal
altenator yaitu B, E,F, N. Dua terminal regulator yang lain yaitu
terminal IG dan L, berhubungan dengan terminal IG kontak dan lampu.
KOMPONEN UTAMA ALTERNATOR
Pulley
Berfungsi untuk tempat V belt penggerak alternator yang memindahkan gerak putar mesin untuk memutar alternator.
Kipas (fan)
Berfungsi untuk mendinginkan komponen altenator yaitu diode maupun kumparan pada alternator.
Rotor
Fungsi rotor untuk menghasilkan medan magnet, kuat medan magnet yang
dihasilkan tergantung besar arus listrik yang mengalir ke rotor coil.
Listrik ke rotor coil disalurkan melalui sikat yang selalu menempel pada
slip ring. Terdapat dua sikat yaitu sikat positip berhubungan dengan
terminal F, sikat negatip berhubungan dengan massa atau terminal E.
Semakin tinggi putaran mesin, putaran rotor altenator semakin tinggi
pula, agar listrik yang dihasilkan tetap stabil maka kuat magnet yang
dihasilkan semakin berkurang sebanding dengan putaran mesin.
Bila rotor dirangkai seperti gambar diatas, maka arus listrik akan
mengalir dari positip baterai, variable resistor, amper meter, slip
ring, rotor coil, slip ring dan ke negatip baterai. Adanya aliran
listrik pada rotor menyebabkan rotor menjadi magnet, saat tahanan pada
variable resistor kecil maka arus yang mengalir sangat besar, magnet
pada rotor sangat kuat, namun bila tahanan variable resistor besar maka
arus yang mengalir ke rotor coil menjadi kecil sehingga kemagnetan juga
menjadi kecil. Pada saat tahanan variable resistor kecil maka voltmeter
yang dipasang pada slip ring menunjukan tegangan yang besar, sebaliknya
saat tahanan variable resistor besar maka tegangan pada slip ring
menjadi kecil.
Stator
Stator berfungsi sebagai kumparan yang menghasilkan listrik saat
terpotong medan magnet dari rotor. Stator terdiri dari stator core (inti
stator) dan stator coil. Disain stator coil ada 2 macam yaitu model
“delta” dan model “Y”. Pada model “Y”, ketiga ujung kumparan tersebut
disambung menjadi satu. Titik sambungan ini disebut titik “N” (neutral
point). Pada model delta ketiga ujung lilitan dijadikan satu sehingga
membentuk segi tiga (delta). Model ini tidak memiliki terminal neutral
(N). Stator coil menghasilkan arus listrik AC tiga phase. Tiap ujung
stator dihubungkan ke diode positip dan diode negatip.
Konstruksi Stator
Output Stator
Tipe rangkaian Stator
Dioda (rectifier)
Dioda berfungsi untuk menyearahkan arus AC yang dihasilkan oleh
stator coil menjadi arus DC, disamping itu juga berfungsi untuk menahan
agar arus dari baterai tidak mengalir ke stator coil. Sifat diode
adalah meneruskan arus listrik satu arah. Gambar 4.12 a. merupakan diode
positip yang dirangkai seri dengan lampu pada sebuah baterai 12 V.
rangkaian tersebut merupakan rangkaian bias maju (forward direction voltage)
sehingga diode dapat mengalirkan arus listrik, lampu menyala. Bila
hubungan kabel ditukar yang kabel yang berhubungan dengan positip
dipindah ke negatip dan sebaliknya maka diode mendapat bias mundur (reverse direction voltage) sehingga diode tidak dapat mengalirkan arus listrik, maka lampu padam.
Konsruksiti Doda pada Alternator
Pada altenator jumlah diode terdiri dari 6 atau 9 buah diode yang
digabungkan. Menurut pemasangannya diode ini dapat dibagi menjadai 2
bagian yaitu diode positip dan diode negatip. Membeda diode posistip
dan negatip saat terpasang pada dudukannya dengan cara dioda negatip
plat pemegang bodi diode dibautkan langsung ke bodi alternator tanpa
isolator, sedangkan pada diode positip plat pemegang bodi diode dipasang
ke rumah alternator dengan menggunakan isolator. Membedahkan diode
lebih akurat menggunakan Ohm meter.
Prinsip kerja penyearah arus listrik pada stator coil
Prinsip kerja penyearahan arus listrik yang dihasilkan stator coil pada altenator adalah sebagai berikut:
Saat rotor altenator berputar maka terjadi induksi elektromagnetik
pada stator coil, gambar di atas: a, menunjukkan bahwa ujung stator coil
“A” negatip dan ujung stator coil “C” menghasilkan arus positip, arus
yang dihasilkan stator coil “C” disearahkan oleh diode positip “C” ,
kemudian dialirkan ke baterai (battery). Rotor terus berputar
sehingga stator coil “C” yang tadinya menghasilkan arus positip menjadi
menghasilkan arus negatip, arus positip dihasilkan oleh stator coil
“B”, arus yang dihasilkan stator coil “B” disearahkan oleh diode
positip “B” , kemudian dialirkan ke baterai. Demikian seterusnya
sehingga secara bergantian stator coil mengasilkan gelombang listrik dan
disearakan oleh diode, selisih gelombang satu dengan yang lain 120º.
Sikat (brush)
Sikat berfungsi untuk mengalir arus listrik dari regulator ke rotor coil. Pada altenator terdapat dua sikat, yaitu :
- Sikat positip yang berhubungan dengan terminal F alternator
- Sikat negatip berhubungan dengan bodi altenator dan terminal E
Sikat selalu menempel dengan slip ring, saat rotor berputar maka akan
terjadi gesekan antara slip ring dengan sikat, sehingga sikat menjadi
cepat aus. Kontak sikat dengan slip ring harus baik agar listrik dapat
mengalir dengan baik, agar kontak sikat dengan slip ring baik maka
sikat ditekan oleh pegas.
Sikat merupakan bagian yang sering menjadi penyebab gangguan pada
altenator, karena cepat aus. Sikat yang sudah pendek dapat menyebabkan
aliran listrik ke rotor coil berkurang, akibat tekanan pegas yang
melemah. Berkurangnya aliran listrik ke rotor coil menyebabkan
kemagnetan rotor berkurang dan listrik yang dihasilkan altenator
menurun. Bila sikat suda pendek harus segera diganti, sebab kalau
sampai sikat habis maka slip ring akan bergesekan dengan pegas sikat
sehingga menjadi aus. Sikat yang sudah habis dapat menyebabkan liran
listrik ke rotor coil terputus, kemgnetan rotor hilang, altenator tidak
dapat menghasilkan listrik, tidak terjadi proses pengisian.
Sikat patah dan pecahnya rumah sikat sering dijumpai akibat
kesalahan saat merakit altenator. Saat rotor dilepas sikat akan keluar
akibat tekanan pegas, pada kondisi tersebut bila seseorang merakit
rotor, maka bearing rotor akan menekan sikat sehingga sikat patah dan
hal ini dapat pula menyebabkan rumah sikat pecah, untuk menghindari hal
tersebut maka sikat harus dimasukkan ke rumahnya dan ditahan menggunakan
kawat yang dimasukan melaui lubang kecil yang sedah tersedia, bila
sikat sudah tertahan oleh kawat maka rotor dapat dimasukkan dengan aman.
Regulator
Regulator berfungsi untuk mengatur arus dan tegangan yang dihasilkan
oleh altenator. Arus yang dihasilkan altenator sampai putaran 2000 rpm
sebesar 10 A atau kurang, namun saat beban lampu dihidupkan maka arus
yang dihasilkan pada putaran 2000 rpm sebesar 30 A atau lebih sesuai
kapasitas dari altenator dan beban listriknya. Tegangan yang dihasilkan
altenator dijaga tetap stabil pada 13,8-14,8 Volt.
Regulator mekanik 6 terminal mempunyai terminal E, F, N, B, IG dan L.
Pada regulator ini terdiri dari dua bagian yaitu voltage regulator yang
berfungsi untuk mengatur arus dan tegangan pengisian dan voltage relay
yang berfungsi untuk mengatur hidup dan matinya lampu indicator
pengisian sebagai indikasi sistem pengisian berfungsi.
Pola susunan terminal pada regulator tipe A adalah IG,N,F dan E,L,B,
sedangkan pola susunan terminal pada regulator tipe B adalah B,L,E dan
F,N,IG. Meskipun terminal regulator mempunyai pola tertentu, namun kita
sering mengalami kesulitan dalam menentukan terminal regulator, sehingga
kita kesulitan menentukan apakah regulator tertentu tipa A atau tipe B.
Cara menentukan terminal regulator mekanik 6 terminal adalah:
1. Tentukan mana bagian voltage regulator, mana bagian voltage
relay. Voltage regulator mudah dikenali karena mempunyai ciri mempunyai
resistor.
2. Identifikasi terminal pada voltage regulator, dimana voltage regulator mempunyai 3 terminal yaitu IG, F dan E.
Identifikasi terminal IG, F, dan E pada Voltage Regulator
Identifikasi terminal IG, F, dan E pada Voltage Regulator
3. Identifikasi terminal pada voltage relay, dimana voltage relay mempunyai 3 terminal yaitu B, L dan N.
