Untuk memahami perbedaan AC dan DC, dapat
kita lihat dari prinsip rangkaian AC dan DC.DC adalah arus searah dan
mengangkut dalam satu tujuan sepanjang penghantar. Sedangkan AC adalah
arusa bolak-balik dimana berjalan bergantian arah sepanjang penghantar.
Hal ini berjalan secara cepat saekali. Banyaknya perantian getaran tiap
detik dinamakan frekuensi. Dari analisa titik transmisi diketahui bahwa
AC lebih baik dari DC karena dapat mendistribusikan tegangan tinggi
diatas kawat penghantar kecil, dimana DC membutuhkan kabel penghantar
besar.
Sampai saat ini mesin DC lebih disukai
karena pengontrolannya mudah. Oleh karena itu saat ini beberapa kereta
api motor AC juga dilengkapi motor DC.
MOTOR AC
Ada dua tipe mesin AC, yaitu yang pertama
Mesin sinkron, dan mesin Asinkron. Motor sinkron mempunyai koil yang
ada di penggeraknya. Motor sinkron telah banyak digunakan dalam berbagai
pengangkutan elektronik, sebagai contoh dapat kita lihat pada apliikasi
di kereta api yang terkenal di perancis, yaitu TGV Atlantique Train.
Kereta tersebut menggunakan supply tegangan AC 25KV. Tegangan 25 KV
tersebut disearahkan menjadi tegangan DC, dan dikembalikan lagi menjadi
AC untuk supply motor. Hal ini telah didesain sebelum Thyristor GTO
dikembangkan, ddan mereka menggunakan thyristor yang sederhana.
Keuntungan menggunakan motor sinkron
dalam aplikasinya adalah motor tersebut menghasilkan tegangan balik yang
dibutuhkan untuk mematikan thyristor.
PRINSIP KERJA MOTOR SINKRON
Mesin sinkron memiliki
kumparan jangkar stator dan kumparan medan pada rotor.Kumparan jangkar
berbentuk sama dengan mesin induksi , sedangkan kumparan medan dapat
berbentuk kutub sepatu(salient)atau kutub dengan celah udara
sama rata (rortor silinder).Aru searah (DC) untuk menghasilkan fluks
pada kumparan medan dialirkan kerotor melalui cincin .Apa bila jangkar
dihubungkan dengan sumber tegangan tiga fase akan menimbulkan medan
putar pada stator . Kutub medan rotor yang diberi penguat arus searah
mendapat tarikan dari kutub medan putar stator hingga turut berbputar
dengan kecepatan yang sama (sinkron). Dilihat dari dari adanya segi
interaksi dua medan magnet , maka kopel yang dihasilkan motor sinkron
meripakan funsi sudut kopelnya (δ) .
T= B B sin δ
Pada beben nol , sumbu kutub medan
berputar berimpit dengan sumbu kumparan medan (δ = 0 ). Setiap
penambahan eban medan motor “tertinggal” sebentar dari medan stator
,berbentuk sudut kopel (δ),untuk kemudian berputar dengan kecepatan yang
samam lagi. Beban maksimum tercapai ketika δ =90°. Penambahan beban
lebih lanjut mengakibatkan hilangnya kekuatan kopel dan motor di sebut
kehilangan sinkronasi.
Telah diketahui bahwa pada motor induksi
tidak terdapat kumparan medan, sehingga sumber pembangkit fluks hanya
diperoleh dari daya masuk, stator. Daya masuk untuk pembangkit fluks
merupakan daya induktif, oleh karenanya motor induksi bekerja pada
faktor kerja terbelakang. Sedangkan pada motor sinkron terdapat dua
sumber pembangkit fluks, yaitu arus bolak-balik pada stator dan arus
searah pada rotor.
Bila arus medan pada rotor cukup untuk
membangkitkan fluks ( ggm ) yang diperlukan motor, maka stator tidak
perlu memberikan arus pemagnetan atau daya reaktif dan motor bekerja
pada faktor kerja sama dengan satu. Kalau arus medan pada rotor
berkurang, stator akan menarik arus pemagnetan dari jala-jala, sehingga
motor bekerja pada faktor kerja terbelakang. Sebaliknya apabila arus
medan pada rotor berlebih, kelebihan fluks ini harus diimbangi dan
stator akan menarik arus yang bersifat kapasitif dari jala-jala, dan
karenanya motor bekerja pada faktor kerja terdahulu. Dengan demikian
jelas faktor kerja motor sinkron dapat diatur dengan mengubah-ubah arus
medan.
Dalam mempelajari mesin sinkron, ada
beberapa hal yang perlu kita ketahui. Diantaranya yaitu adanya Reaksi
Jangkar, Altenator tanpa beban, Altenator berbeban, Reaktans Sinkron,
dan Metoda Potier.
Apabila generator sinkron ( altenator )
melayani beban, maka pada kumparan jangkar stator mengalir arus dan arus
inilah yang menimbulkan fluks jangkar. Fluks jangkar yang ditimbulkan
arus akan berinteraksi dengan yang dihasilkan kumparan medan rotor,
sehingga akan menghasilkan Resultante. Adanya interaksi inilah yang
dikenal dengan Reaksi Jangkar.
Dengan memutar altenator pada kecepatan
sinkron dan rotor diberi arus medan, tegangan akan terinduksi pada
kumparan jangkar stator. Dalam keadaan tanpa beban arus jangkar tidak
mengalir pada stator, karenanya tidak terdapat pengaruh reaksi jangkar.
Fluks hanya dihasilkan oleh arus medan. Sedangkan dalam keadaan berbeban
arus jangkar akan mengalir dan mengakibatkan terjadinya reaksi Jangkar.
Reaksi Jangkar bersifat reaktif karena itu dinyatakan sebagai reaktans
dan disebut sebagai reaktans Permagnet.
Untuk melayani beban berkembang, ada
kalanya kita harus memparalelkan dua atau lebih altenator dengan maksud
memperbesar kapasitas daya yang dibangkitkan. Selain untuk tujuan
diatas, kerja paralel juga dibutuhkan untuk menjaga kontinuitas
pelayanan apabila ada mesin ( altenator ) yang harus dihentikan,
misalnya untuk istirahat atau reparasi. Untuk maksud memparalel ini, ada
beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, yaitu :
1. Harga sesaat ggl kedua altenator harus sama besar, dan bertentangan arah, atau harga tegangan efektif terminal altenator harus sama besar dan bertentangan arah dengan harga efektif tegangan jala-jala.
1. Harga sesaat ggl kedua altenator harus sama besar, dan bertentangan arah, atau harga tegangan efektif terminal altenator harus sama besar dan bertentangan arah dengan harga efektif tegangan jala-jala.
2. Frekuensi kedua altenator atau frekuensi altenator dengan jala-jala harus sama.
3. Fasa kedua altenator harus sama dan bertentangan setiap saat.
4. Urutan fasa kedua altenator harus sama.
Sumber Dari : http://diharrahman.wordpress.com/2010/10/09/perbedaan-mesin-ac-dan-dc/