generator arus searah dalam hal kemampuan membangkitkan tenaga listrik dan ketahanannya. Karena mobil membutuhkan arus searah, maka arus bolak-balik yang diproduksi oleh alternator diserarahkan sebelum keluar menuju sistem kelistrikan mobil. Sistem pengisian berfungsi untuk mengisi kembali baterai setelah digunakan untuk starting dan menyuplai kebutuhan listrik ke sistem kelistrikan saat mesin hidup. Arus baterai yang digunakan untuk menghidupkan starter sangat banyak sehingga memerlukan sistem pengisian untuk mengisinya kembali. Baterai berfungsi sebagai sumber tenaga listrik terhadap seluruh sistem kelistrikan pada kendaraan. Kunci kontak berfungsi sebagai penyambung dan pemutus arus listrik yang mengalir ke regulator. Lampu indikator berfungsi sebagai tanda peringatan jika adanya kerusakan pada sistem pengisian. Alternator berfungsi sebagai penyuplai arus listrik ke komponen kelistrikan saat mesin hidup dan untuk mengisi baterai. 6
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
generator arus searah dalam hal kemampuan membangkitkan tenaga listrik
dan ketahanannya. Karena mobil membutuhkan arus searah, maka arus bolak-
balik yang diproduksi oleh alternator diserarahkan sebelum keluar menuju sistem
kelistrikan mobil.
Sistem pengisian berfungsi untuk mengisi kembali baterai setelah
digunakan untuk starting dan menyuplai kebutuhan listrik ke sistem kelistrikan
saat mesin hidup. Arus baterai yang digunakan untuk menghidupkan starter sangat
banyak sehingga memerlukan sistem pengisian untuk mengisinya kembali. Baterai
berfungsi sebagai sumber tenaga listrik terhadap seluruh sistem kelistrikan pada
kendaraan. Kunci kontak berfungsi sebagai penyambung dan pemutus arus listrik
yang mengalir ke regulator. Lampu indikator berfungsi sebagai tanda peringatan
jika adanya kerusakan pada sistem pengisian. Alternator berfungsi sebagai
penyuplai arus listrik ke komponen kelistrikan saat mesin hidup dan untuk
mengisi baterai.
Ketika mesin berputar dengan kecepatan putaran semakin tinggi, pada
generator atau pembangkit tegangan terbentuk arus listrik bolak balik atau
alternating current yang terus meningkat tegangannya seiring putaran mesin,
diperlukan regulator untuk membatasi tegangan sesuai yang di perlukan, dengan
mengurangi suplay arus listrik ke rotor koil untuk mengurangi gaya medan
magnet yang terbentuk. Dengan beban besar, maka alternator akan menghasilkan
arus yang besar pula, begitu juga sebaliknya,seperti contoh saat mesin habis di
starter, maka pengisian alternator akan besar, dan mengecil secara otomatis
setelah arus aki tercukupi. Bisa juga saat kita menyalakan lampu besar, maka
kinerja alternator akan otomatis naik. Pada dasarnya alternator memiliki beberapa
6
terminal utama diantara nya terminal F, terminal N, terminal E ada juga yang
tidak pakai terminal E karena terminal E sama dengan ground, serta terminal B+
dan Ground. Seiring dengan kebutuhan beban dan fitur kendaraan terminal
alternator juga di sesuaikan dengan kebutuhan tersebut.
Gambar 2.1. Bagan Sistem Pengisian
B. Komponen-komponen Sistem Pengisian
1. Baterai
Baterai atau akumulator adalah sebuah sel listrik dimana di dalamnya
berlangsung proses elektrokimia yang reversibel (dapat berbalikan) dengan
efisiensinya yang tinggi. Yang dimaksud dengan proses elektrokimia
reversibel, adalah di dalam baterai dapat berlangsung proses pengubahan
kimia menjadi tenaga listrik (proses pengosongan), dan sebaliknya dari tenaga
listrik menjadi enaga kimia, pengisian kembali dengan cara regenerasi dari
elektroda-elektroda yang dipakai, yaitu dengan melewatkan arus listrik dalam
arah (polaritas) yang berlawanan di dalam sel. Pada mobil banyak terdapat
komponen-komponen kelistrikan yang digerakkan oleh tenaga listrik.
7
Diwaktu mesin mobil hidup komponen kelistrikan tersebut dapat
digerakkan oleh tenaga listrik yang berasal dari alternator dan baterai, tetapi
saat mesin mobil mati tenaga listrik yang digunakan hanya berasal dari baterai
saja. Contoh untuk pemakaian energi listrik saat mesin mobil mati adalah pada
lampu parkir, lampu ruangan, indikator pada ruangan kemudi, peralatan audio
(tape recorder), peralatan pengaman dan lain-lain. Jumlah tenaga listrik yang
disimpan dalam baterai dapat digunakan sebagai sumber tenaga listrik
tergantung pada kapasitas baterai dalam satuan amper jam (AH). Jika pada
kotak baterai tertulis 12 volt 50 AH, berarti baterai baterai tersebut
mempunyai tegangan 12 volt dimana jika baterai tersebut digunakan selama 1
jam dengan arus pemakaian 50 amper maka kapasitas baterai tersebut setelah
1 jam akan kosong. Kapasitas baterai tersebut juga dapat menjadi kosong
setelah 2 jam jika arus pemakaian 25 amper.
Disini terlihat bahwa lamanya pengosongan baterai sangat ditentukan
oleh besarnya pemakaian arus listrik dari baterai. Semakin besar arus yang
digunakan semakin cepat terjadi pengosongan baterai, dan sebaliknya.
Besarnya kapasitas baterai sangat ditentukan oleh luas permukaan plat atau
banyaknya plat baterai. Jadi dengan bertambahnya luas plat atau dengan
bertambahnya jumlah plat baterai maka kapasitas baterai juga akan bertambah.
Sedangkan tegangan baterai ditentukan oleh jumlah sel baterai, dimana satu
sel baterai dapat menghasilkan tegangan 2,1 volt. Tegangan listrik yang
terbentuk sama dengan jumlah tegangan listrik tiap-tiap sel. Jika baterai
mempunyai enam sel, maka tegangan baterai tersebut adalah 12,6 volt.
8
Biasanya setiap sel baterai ditandai dengan adanya satu lobang pada kotak
baterai bagian atas untuk mengisi elektrolit baterai.
Gambar 2.2. Proses pengosongan/Discharge (kiri), proses pengisian/Charge
(kanan)1
2. Alternator
Alternator berfungsi menghasilkan arus listrik ketika mesin
dihidupkan. Tegangan yang dihasilkan oleh alternator adalah tegangan bolak
balik (Alternative Current/AC) yang kemudian dikonversikan/ diubah menjadi
tegangan searah (Direct Current/DC).
Gambar 2.3. Alternator
1 Ibid. hal, 34
9
Terminal-terminal yang terdapat pada alternator (Gambar 2.3) adalah:
“S” Terminal indikator voltase baterai.
“IG” Terminal indikator strum kontak.
“L” Terminal lampu indikator.
“B” Terminal output alternator.
“F” Terminal tegangan langsung (bypass).
Gambar 2.4. Terminal Alternator
Jika bagian atas alternator dibuka (Gambar 9.28), maka akan terlihat
regulator yang mengontrol tegangan output alternator, carbon brush yang
menempel dengan bagian atas rotor (slip ring), rangkaian dioda (rectifier)
yang mengkonversi (mengubah) tegangan AC menjadi tegangan DC dan slip
ring (bagian dari rotor) dihubungkan dengan setiap field winding.
10
Dua slip ring ditempatkan di setiap bagian atas rotor. Slip ring
dihubungkan dengan field winding dimana carbon brush dapat bergerak, dan
ketika arus mengalir melalui field winding lewat slip ring, maka akan ada
arus magnet di sekitar rotor. Dua buah arang yang diposisikan sejajar yang
akan menempel dengan slip ring. Carbon brush disolder atau diikat dengan
baut Alternator dalam menghasilkan arus listrik prinsipnya sama dengan
sistem elektromagnet.
Alternator berfungsi untuk mengubah energi mekanik menjadi energi
listrik. Arus bolak balik yang dihasilkan alternator akan diubah menjadi arus
searah. Untuk mengubah arus tersebut pada rangkaian alternator dilengkapi
dengan 6 buah dioda, masing-masing dua buah dioda dihubungkan dengan
kumparan stator. Energi mekanik mesin dihubungkan dengan puli sehingga
dapat memutarkan rotor dan membangkitkan arus listrik bolak-balik di dalam
stator.
Arus bolak-balik inilah yang akan disearahkan oleh rangkaian rectifier
dioda. Arus ini digunakan untuk mengisi baterai. Sementara medan magnet
yang dihasilkan rotor diteruskan voltage regulator, dan tegangan keluaran
voltage regulator digunakan untuk menyuplai kunci kontak (terminal IG) dan
baterai (terminal S). Pada saat alternator melakukan proses pengisian, arus
pengisian ini akan dialirkan ke kawat konektor yang lebih besar yang terletak
antara terminal B dan baterai. Pada saat yang bersamaan, tegangan dari baterai
akan dimonitor oleh MIC regulator yang terhubung dengan terminal S.
Tegangan regulator yang dihasilkan bisa besar dan kecil tergantung dari koil
11
rotor. Koil rotor terhubung dengan terminal P. Sementara terminal U berfungsi
untuk menghidupkan lampu indikator sistem pengisian.
Gambar 2.5. Rangkaian Prinsip Kerja Alternator
Komponen utama dari alternator ada dua, yaitu stator yang berfungsi
menghasilkan kemagnetan listrik, dan rotor yang berfungsi menghasilkan arus
listrik. Selain dari rotor dan stator, alternator juga dilengkapi dengan dioda
(rectifier) untuk mengubah arus dari arus bolak balik menjadi arus searah.
Dioda penyearah dipasang sebanyak 6 buah pada alternator.
Dioda penyearah ini berbeda konstruksinya dengan dioda yang biasa
dipakai di rangkaian elektronik. Karena dalam satu konstruksi dioda ini hanya
memiliki satu terminal. Dioda terminal positif disebut dengan dioda penyearah
positif, dan dioda dengan terminal negatif disebut dengan dioda penyearah
negatif. Berdasarkan dari konstruksinya maka alternator dapat dibedakan
menjadi dua tipe yaitu, alternator konvensional dan alternator dengan
12
kecepatan tinggi. Alternator kecepatan tinggi (high speed) konstruksinya
menggunakan IC pada rangkaian regulatornya. 2
3. Regulator
Regulator biasa juga disebut dengan voltage regulator, berfungsi untuk
mengatur besar kecilnya jumlah arus yan diperlukan oleh rotor (Gambar 2.6).
Regulator tersusun dari titik–titik kontak, kumparan magnet dan resistor.
Gamabar 2.6. Terminal Regulator
Pada rangkaian regulator saat ini sudah dilengkapi dengan IC
regulator. Keuntungan menggunakan IC ini adalah ukurannya kecil, tidak
diperlukan penyetelan tegangan dan mempunyai sifat kompensasi temperatur
untuk mengontrol tegangan pengisian dan suplai arus ke lampu. Sebelum
menggunakan IC regulator, dulu digunakan regulator sistem satu titik kontak,
dua titik kontak dan regulator voltage relay.
Regulator tipe satu kontak mempunyai tahanan yang dihubungkan
langsung ke titik kontak pada waktu mesin berputar pada putaran rendah.
Tahanan ini dipasang seri dengan kumparan rotor. Bila tegangan alternator
2 Boentarto. Cara Pemeriksaan, Penyetelan, dan Perawatan Kelistrikan mobil. (Yogyakarta: Andi Offset, 1995
13
rendah, gaya magnet dari kumparan magnet juga lemah sehingga titik kontak
menutup dan arus yang mengalir ke kumparan rotor melewati titik titik kontak.
Bila tegangan alternator bertambah tinggi, gaya magnet bertambah
kuat, maka titik kontak akan membuka. Karena tegangan baterai yang
dibutuhkan maksimal 12 volt, sementara tegangan dari alternator cenderung
bertambah naik, maka akan mengakibatkan baterai over charge. Untuk
mencengah baterai over charge (kelebihan pengisian), maka alternator
dilengkapi dengan voltage regulator. voltage regulator akan mengatur output
rotor tetap stabil pada tegangan 13.8 volt s/d 14.8 volt. Untuk mengurangi dan
menambah arus ke baterai, maka pada voltage regulator kontak-kontaknya
akan menutup dan membuka. Apabila kecepatan alternator tinggi, maka akan
diperlukan resistansi yang tinggi pula. Akan tetapi pemakaian resistansi yang
tinggi akan menyebabkan loncatan bunga api pada saat kontak membuka dan
menutup.3
Untuk mengatasi kelemahan pada regulator satu titik kontak, maka
digunakan regulator dua titik kontak. Prinsipnya sama dengan regulator satu
titik kontak. Hanya saja pada putaran rendah putaran kontak yang bekerja
adalah kontak putaran rendah (P1) dan pada saat diperlukan tegangan tinggi
maka kontak yang menutup dan membuka adalah kontak putaran tinggi (P2).
Kelemahan dari regulator dua titik kontak ini adalah terjadinya penurunan
tegangan pada saat perubahan posisi alternator dari kecepatan tinggi ke