Contoh generator dibawah ini semuanya menggunakan magnet permanen (PMG = Permanent Magnet Generator). Tujuannya adalah dengan putaran rendah sudah dapat menghasilkan listrik (200 s/d 500 rpm). Bila menggunakan generator induksi, maka putarannya antara 700 s/d 3000 rpm. Dengan putaran sedemikian tinggi, maka konstruksinya harus menggunakan jasa tukang bubut, atau menggunakan bahan dari onderdil mobil bekas.
Dinamo amper/alternator motor dan alternator mobil dapat juga dipakai sebagai pembangkit listrik untuk mengisi accu, tapi putarannya minimal 700 rpm. Butuh angin yang cukup kencang, atau butuh aliran air yang cukup deras. Kalau tokh angin maupun air tidak memadai, maka mau tidak mau harus menggunakan gearbox atau multiplikasi putaran. Bisa gir dengan gir, atau gir rantai, atau pulley dengan v belt.
A:
Gambar diatas: statornya yang berputar, sedangkan rotor diam. Sama seperti motor kipas radiator. Lebih rumit pembuatannya, karena memakai spul (brush). Contoh lain yang memakai spul adalah bor tangan listrik atau mesin potong keramik. Stator: gabungan koil (statis/diam ditempat); Rotor: gabungan magnet (yang berputar).
B:
Dua gambar sebelah kiri: stator tersusun seperti yang ada di motor mesin cuci. Dua yang kanan adalah yang sederhana tapi 3 phasa.
C:
Gambar diatas: stator mengelilingi rumah rotor. Ini adalah generator yang paling sederhana. Hanya dengan 1 atau 2 magnet dan gulungan kawat email yang agak banyak (antara 1000 s/d 1500 gulung). Tentu saja hasilnya paling tinggi hanya 4 volt. Selengkapnya lihat dihalaman
GENERATOR LISTRIK PALING SEDERHANA.
D:
Gambar diatas: rotor berada ditengah stator. Yang harus diperhatikan adalah posisi stator harus sedekat mungkin dengan magnet, tanpa bersentuhan (ada jarak minimal 1-2 mm). Tujuannya agar supaya medan magnet menjadi lebih kuat sehingga outputnya menjadi maksimal. Selengkapnya lihat dibawah.
E:
Gambar diatas: komposisi 4 magnet-4 koil hanya bisa menjadi koneksi 1 phasa, sedangkan komposisi 4 magnet-6 koil bisa menjadi koneksi 1 phasa atau 3 phasa.
Gambar diatas: rotor berada dibelakang stator (atau bisa juga didepan stator, karena penempatannya tidak mutlak, tergantung selera). Selengkapnya dapat dilihat dihalaman GENERATOR LISTRIK SEDERHANA.
Formula menghitung keluaran koil ( hukum Faraday)
V = -N * change in (( tesla * area meters squared)/ seconds)
N = -1 * (-V/ change in (( tesla * area meters squared)/ seconds))
V: volt N: gulungan Tesla: kuat magnet
Generator mini dari pralon dan triplex:
4- magnet (P:3 L:0.9 T:1.1 cm)
4- koil (kawat email .3mm 400gr)
2- dop pralon ½ in
1- 20cm baut 6mm + 6 mur + 2 ring
2- triplex 10mm uk 6 x 6 cm (atau sesuaikan dengan tebal dan lebar koil yang akan digulung nantinya), bor titik tengahnya
4- triplex 4mm uk 6 x 10 cm (atau sesuaikan dengan panjang rotor bila telah jadi)
Rotor ditempatkan pada gabungan 2 dop pralon ½ in sedemikian rupa sehingga cukup untuk 4 buah magnet mini. Magnet2 tidak dilem, karena sudah cukup kuat saling tarik menarik. Formasi magnet N-S-N-S. Gulungan koil antara 450-470, karena diambil dari bekas koil2 yg dahulu dibuat dg hitungan ingatan, lalu digulung ulang dg menggunakan penggulung koil ber “counter” (lih halaman GENERATOR LISTRIK SEDERHANA).
Hubungan keempat koil adalah: 1B-3A, 2B-4A; 1A-2A; maka 3B dan 4B adalah outputnya. Ini hubungan 1 phasa. Dengan memakai daun kipas listrik bekas, pada waktu dites dengan kipas angin listrik, hasil maximumnya adalah 11 volt. Kalau menggunakan exhaust fan hasilnya 5.8 volt. Lumayan untuk sebuah minigen dari kayu.
Kalau ingin lebih besar lagi outputnya, maka gulungan harus diperbanyak, atau putaran lebih kencang, atau kombinasi dari keduanya.
Generator mini 3 phasa (4 magnet 6 koil):
Bahan untuk 3 phasa:
4- magnet (P:3 L:0.9 T:1.1 cm)
6- koil (kawat email 0.3mm 600gr)
1- pipa besi 1 in untuk dudukan magnet
1- 20 cm baut batang 6mm + 6 mur + 2 ring
2- triplex 10mm uk 10.6 x 10.6 cm (atau sesuaikan dengan tebal dan lebar koil yang akan digulung nantinya).
6- triplex 4mm uk 10.4 x 9 cm (atau sesuaikan dengan panjang rotor bila telah jadi).
Membuat stator:
Bentuk kedua triplex 10mm menjadi 6 sudut (buat lingkaran, lalu bagi menjadi 6), lalu bor titik tengahnya. Sudut2 itu harus sesuai dengan panjang koil. Sedangkan keenam triplex 4mm adalah sebagai dudukan koil2, yang direkatkan dengan sekrup kayu. Saya menggunakan lakban sebagai lemnya koil2, agar sewaktu-waktu dibongkar menjadi mudah. Maklumlah, sedang resesi.
Koil2nya merupakan koil bekas yang pernah dipakai untuk generator sebelumnya, jadi tidak lagi repot menggulung baru. Jumlah gulungannya sekitar 450 (kira-kira, karena pada waktu itu menggulung koil2nya masih menggunakan hitungan seingatnya, alias hapalan. Begitu ada yang mengajak bicara, buyar! Terpaksalah gulung ulang).
Membuat rotor:
Masih dengan magnet yang sama, tapi kali ini terpaksa menggunakan sepotong pipa besi diameter 1in sebagai dudukan rotornya. Tujuannya agar supaya jarak magnet dengan koil dapat sedekat mungkin sehingga hasilnya lebih maksimal. Formasi magnet masih tetap N-S-N-S. Keempat magnet dibungkus dengan resin supaya tidak pating seliweran bila diputar kencang. Pipa besi juga diisi resin lalu dibor supaya baut batangan 6mm dapat ditempatkan ditengah rotor, dan dikencangkan dengan mur ujung2nya.
Rumus 3 phasa: Koil = M/2 X 3
Misal jumlah magnet 2 bh (ini minimal ,karena harus ada 2 kutub. Bisa saja hanya dg 1 magnet, asal kutub2nya ada disisi luar berhadapan dg koil), maka jumlah koil 3 bh. Magnet 6 bh koil 9 buah, dst. Tetapi adakalanya jumlah magnet lebih banyak dari koil. Misalnya 4 magnet dg 3 koil. 8 Magnet dg 6 koil, dst. Mana yang terbaik, silahkan berexperimen sendiri. Yang pasti adalah semakin cepat magnet yang melintas, semakin stabil/tinggi voltnya.
Menggabungkan koil untuk menjadikannya 3 phasa:
A=awal (start, kawat yang ditengah/didalam) B=buntut (end, kawat yang paling luar).
Pada contoh generator ini, terdapat 6 buah koil. Akan terdapat 2 buah koil yang berada tepat ditengah 2 buah magnet yang berada pada satu garis lurus (lih gambar), yaitu 1 dan 4, maka keduanya dihubungkan secara seri (buntut-awal). Ini adalah phasa pertama. Kalau diputar (arah jarum jam) rotornya maka koil 2 dan 5 akan berada juga tepat ditengah 2 buah magnet (phasa kedua). Diputar lagi maka koil 3 dan 6 juga akan berada tepat ditengah 2 buah magnet (phasa ketiga).
Intinya: Tiap satu garis lurus hubungkan kedua koilnya secara seri, sehingga terdapat 3 pasang koil (searah jarum jam): 1B-4A, 2B-5A, 3B-6A. Maka 1A-4B= phasa pertama, 2A-5B= phasa kedua, 3A-6B= phasa ketiga. Masing2 phasa bisa diukur berapa muatan listriknya. Kalau jumlah gulungan koil2nya sama maka voltnya pasti juga sama bila rotor berputar stabil. Hasil voltasenya masih AC (arus bolak balik) sesuai dengan magnet2 yang melewatinya selalu berbeda kutub.
Konfigurasi
StarPada koneksi Star, Awal dari tiap phasa dihubungkan menjadi satu. Buntut (akhir) dari tiap phasa dihubungkan ke masing2 bridge.
Star connection : 1A-2A-3A: gabungkan; 4B, 5B, 6B hubungkan ke masing2 bridge rectifier. Hasilnya s/d 16 VDC.
Konfigurasi
DeltaPada koneksi Delta, Awal dan Buntut masing2 phasa saling berhubungan. Buntut phasa pertama dengan Awal phasa kedua, Buntut phasa kedua dengan Awal phasa ketiga, dan Buntut phasa ketiga dengan Awal phasa pertama.
Delta connection: 1A-6B; 2A-4B; 3A-5B; hubungkan masing2 ke bridge rectifier. Hasil maksimalnya hanya 5V3 DC.
Jelas sudah perbedaan antara Star dan Delta. Kalau pada Star voltnya menjadi 3x lipat tetapi amperenya menjadi lebih kecil. Sedangkan pada Delta ampere lebih besar tetapi voltnya rendah (putaran rotor juga agak lebih berat dibandingkan Star). Sayangnya saya tidak mempunyai amperemeter sehingga tidak terukur amperenya. Ketika menggunakan multimeter (hanya sampai 200mA) ternyata masih tidak terbaca karena ampere generator masih lebih tinggi. Tetapi walaupun ada perbedaan Volt dan Ampere dari keduanya, Wattnya (seharusnya) tetap sama (Power=Watt=Volt x Ampere).
Harus juga diperhatikan bahwa semakin berat bebannya semakin kecil voltasenya, sehingga mau tak mau putarannya harus lebih kencang lagi.
.
Cara sederhana melipatgandakan output generator:
.
1/02/103 phasa: magnet lebih banyak daripada koilnya:
Perhatikan contoh diatas. Baik magnet maupun koil tetap saja dibagi menurut posisinya masing-masing. Bahwa lingkaran selalu 360°.
Pada gambar pertama magnetnya ada 12 buah, maka tiap2 magnet pada posisi 360/12= 30°. Demikian pula posisi koil (6bh) pada 360/6= 60°.
Pada gambar kedua magnetnya ada 16 buah, maka tiap2 magnet pada posisi 360/16= 22.5°. Sedangkan koil pada 360/6= 60°.
Sesuai dengan rumusnya M/2X3, artinya magnet selalu berjumlah genap (ingat pada setiap magnet ada 2 kutub), sedangkan koil selalu kelipatan 3 (karena 3 phasa. Misal 3-6-9-12-15-18-21, dst). Intinya adalah bahwa diantara 2 magnet terdapat 3 koil.
Penggabungan rotor dan stator tetap saja pada asnya. Jadi jangan terlalu mempermasalahkan koil sekian harus tepat ditengah magnet, atau diantara magnet sekian. Selama pembagiannya sesuai maka tidak ada masalah berapapun magnet yang dipakai lebih banyak daripada koilnya. Tokh rotor selalu berputar. Yang harus diperhatikan adalah penggabungan koilnya. Itu saja. Bagaimana penggabungannya? Ya bacalah kembali dari awal atau lihat di
halaman ini.
.
13/02/10
Pada gambar diatas koil2 berada tepat dihadapan magnet2. Karena itu hanya bisa sebagai 1 phasa. Contoh diatas adalah 16 magnet dg 9 koil. Bisa saja koilnya ditambah atau dikurangi, atau magnetnya ditambah lebih banyak lagi, tidak menjadi soal. Yang penting adalah bahwa titik tengah koil2nya harus selalu berada tepat dihadapan magnet. Hasilnya (V dan A) juga tidak jauh berbeda dg yang lain; tentu saja kalau koilnya lebih banyak maka Vnya juga lebih besar. Semakin besar diameter kawatnya maka Ampernya juga semakin besar.
Penggabungannya: 1B-2A, 2B-3A, 3B-4A, 4B-5A, 6B-7A, 7B-8A, 8B-9A (searah jarum jam). Maka kawat 1A dan 9B adalah outputnya.
Ketiga gambar diatas adalah contoh generator yang rotornya berada ditengah koil2. Artinya rotor dikelilingi oleh koil2. Boleh saja rotor saling berhadapan dg statornya, tidak menjadi masalah. Yang penting adalah magnet2 senantiasa melintasi/memotong koil secara bergantian kutub2nya.
Mudah-mudahan tambahan keterangan diatas semakin dapat dipahami.
.
17/07/10 Alat penggulung koil.
Penghitungannya melalui jarum penunjuk. Ada juga dengan menggunakan counter. Harganya lumayan, Rp. 175.000,-. yang jarum, Rp. 280.000 yang counter (belum termasuk ongkir). Bila ada yang menginginkannya bisa saja saya bantu.
