PENJANA AUPrinsip, Binaan, Asas Kendalian dan Contoh-contoh pengiraan untuk Penjana AU

Pengenalan Voltan dengan Arus Ulangalik (AU) boleh ditinggikan atau direndahkan nilainya dengan mudah, dijana dan diagihkan secara efisyen dengan nilai yang tinggi Penjana AU dan Pengulangalik (alternator) berkendali atas prinsip aruhan elektromagnet seperti Penjana Arus Terus (Penjana AT)

Menurut Hukum Faraday berkenaan penjanaan.. Apabila pengalir memotong fluks magnet, daya gerak elektrik (dge) akan teraruh di dalam pengalir tersebut Magnitud dge yang teraruh adalah bersamaan dengan kadar pemotongan fluks

e

d (volt) = N dt

Menurut Hukum Faraday berkenaan penjanaan..

e e N t

d (volt) = N dt

= Voltan Janaan (volt) = Jumlah lilitan pengalir = Jumlah fluks perkutub (weber) = Masa (saat)

Binaan Penjana ATImbas kembali

Menggunakan Magnet Kekal sebagai Pemegun (Stator) Terdiri daripada beberapa bentuk belitan pengalir (winding) yang dipasangkan pada Pemutar (Rotor) Menghubungkan Rotor dengan terminal keluaran melalui Penukar Tertib

Binaan Penjana AU Menggunakan Magnet Kekal sebagai Pemegun (Stator) Terdiri daripada beberapa bentuk belitan pengalir (winding) yang dipasangkan pada Pemutar (Rotor) Menghubungkan Rotor dengan terminal keluaran melalui Gelang Gelincir Terdiri dari jenis 1 Fasa dan 3 Fasa

Binaan Penjana AU (tanpa berus karbon) Menggunakan Magnet Kekal sebagai Pemutar (Rotor) Terdiri daripada beberapa bentuk belitan pengalir (winding) yang dipasangkan pada Pemegun (Stator) Tiada hubungan terus antara Rotor dengan terminal keluaran (tiada gelang gelincir / brushless untuk 1 fasa sahaja)

Binaan Penjana ATKuk Berus Karbon Belitan Pemegun (Stator)

Penukar Tertib

Pemutar (Rotor)

Binaan Penjana AU 1 FasaKuk Berus Karbon Belitan Pemegun (Stator)

Gelang Gelincir

Pemutar (Rotor)

Binaan Penjana AU 3 FasaKuk Berus Karbon Belitan Pemegun (Stator)

Gelang Gelincir

Pemutar (Rotor)

Prinsip Binaan Penjana ATKutub Stator

SPenukar Tertib

UBelitan Pengalir Rotor

Berus Karbon

Terminal Keluaran (untuk penjana) atau Terminal Masukan (untuk motor)

Prinsip Binaan Penjana AUKutub Stator

SGelang Gelincir

UBelitan Pengalir Rotor

Terminal Keluaran (untuk penjana) atau Terminal Masukan (untuk motor) Berus Karbon

Prinsip Kendalian Penjana AUS U

Arah Pengalir digerakkan

Arah Medan Magnet

Arah Aliran Arus yang terhasil

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU

S

U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)U S

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)U S

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)U

S

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)SNTerminal Keluaran Gelombang Keluaran

U

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)S

UNTerminal Keluaran Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)S UNTerminal Keluaran Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)S UNTerminal Keluaran Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)S U

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)U S

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Prinsip Kendalian Penjana AU (Tanpa Berus Karbon)U S

N

Terminal Keluaran

Gelombang Keluaran

L

Konsep Segerak dalam Penjana AUPersamaan Pertama

N=Di mana; N f P

120 f P

= kelajuan putaran rotor (rpm / psm) = frekuensi (Hz) = bilangan kutub medan

N, juga boleh dikenali sebagai laju segerak kerana ia merupakan Kelajuan yang perlu bagi sesebuah penjana AU / alternator dipacu / diputar Untuk menjanakan dge pada frekuensi yang diperlukan

Voltan Janaan untuk Penjana AUPersamaan Kedua

E fasa = 2 kf kd kp f ZDi mana; Z f P kd kp (kc) kf = bilangan pengalir / bilangan sisi gelung dalam siri sefasa, T (satu gelung bagi sebuah mesin mempunyai 2 sisi = 2T) = frekuensi dge terjana (kitar/saat dalam Hz) = bilangan kutub medan = fluks perkutub (Wb) = faktor agihan, ( kd = [ sin m(/2) ] / [ m sin(/2) ] ) = faktor jangkauan / faktor jarak, (kp = cos /2) = faktor bentuk (jika dge dianggap sinusoidal, kf = 1.11)

Voltan Janaan untuk Penjana AUPersamaan Kedua

E fasa = 2 kf kd kp f ZDi mana; Z f P kd kp (kc) kf = bilangan pengalir / bilangan sisi gelung dalam siri sefasa, T (satu gelung bagi sebuah mesin mempunyai 2 sisi = 2T) = frekuensi dge terjana (kitar/saat dalam Hz) = bilangan kutub medan = fluks perkutub (Wb) = faktor agihan, ( kd = [ sin m(/2) ] / [ m sin(/2) ] ) = faktor jangkauan / faktor jarak, (kp = cos /2) m = 1 bagi sambungan simpleks = faktor bentuk (jika dge dianggap ,sinusoidal, kf = 1.11) m = 2 , bagi sambungan dupleks m = 3 , bagi sambungan tripleks

Contoh-contoh soalan berkenaan Penjana AU Vt

Soalan 1 .Tentukan nilai frekuensi dge terjana bagi sebuah penjana AU yang mempunyai 10 kutub dan dipacu dengan kelajuan 3000 pusingan seminit. Tentukan kelajuan putaran bagi penjana tersebut, jika voltan yang dijanakan perlu mempunyai frekuensi 60 Hertz.

JAWAPAN.Data yang diberi; Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10 Rumus Berkaitan N = 120f / P

LANGKAH 1Tentukan f pada N = 3000

JAWAPAN.Data yang diberi; Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10 Rumus Berkaitan N = 120f / P N = 3000 P = 10 f = 50 N = 120f / P N P = 120f f = ( N )( P ) / 120 f = ( 3000 )( 10 ) / 120 f = 250Hz

JAWAPAN.Data yang diberi; Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10 Rumus Berkaitan N = 120f / P N = 3000 P = 10 f = 50 N = 120f / P N P = 120f f = ( N )( P ) / 120 f = ( 3000 )( 10 ) / 120 f = 250Hz

LANGKAH 2Tentukan N jika f = 60Hz

JAWAPAN.Data yang diberi; Kelajuan, N = 3000 Kutub,P = 10 Rumus Berkaitan N = 120f / P N = 3000 P = 10 f = 50 N = 120f / P N P = 120f f = ( N )( P ) / 120 f = ( 3000 )( 10 ) / 120 f = 250Hz Jika f = 60Hz, N = 120f / P N = 120 (60) / 10 N = 720 psm

Data yang diberi; Frekuensi, f = 60

Soalan 2 .Satu alternator 3 fasa, 2 kutub, 210 pengalir di dalam angker mempunyai nilai fluks per kutub 17.5mWb. Bentuk gelombang mesin ini adalah sinusoidal dan frekuensi voltan yang dijanakan 50 Hz. Anggap bahawa Faktor Agihan (Kd) dan Faktor Jarak (Kp) adalah uniti. Kirakan voltan Vppgd (Vrms) yang terjana

JAWAPAN.Data yang diberi; P=2 Z = 210 = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1 Rumus Berkaitan E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Z

LANGKAH 1Kenalpasti bentuk gelombang

JAWAPAN.Data yang diberi; P=2 Z = 210 = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1 Rumus Berkaitan E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Z Kf = 1.11, E fasa = 2.22 Kd Kp f Z E fasa = 2.22 (1)(1)(50)(17.5m)(210) E fasa = 408V

JAWAPAN.Data yang diberi; P=2 Z = 210 = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1 Rumus Berkaitan E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Z Kf = 1.11, E fasa = 2.22 Kd Kp f Z E fasa = 2.22 (1)(1)(50)(17.5m)(210) E fasa = 408V

LANGKAH 2Voltan Talian Terjana

JAWAPAN.Data yang diberi; P=2 Z = 210 = 17.5 mWb f = 50 Hz Kd = 1 Kp = 1 Rumus Berkaitan E Fasa = 2 Kf Kd Kp f Z Kf = 1.11, E fasa = 2.22 Kd Kp f Z E fasa = 2.22 (1)(1)(50)(17.5m)(210) E fasa = 408V E Talian = 3 E Fasa E Talian = 3 (408) E Talian = 707 V