Generator AC dengan flywheel magnet
Generator AC dengan flywheel magnet atau yang sering disebut sebagai alternator sederhana banyak digunakan dalam sistem pengisian sepeda motor kecil. Flywheel magnet terdiri dari stator dan rotor yang memiliki magnet permanen. Stator diikat dan menempel pada salah satu sisi bak engkol. Dalam stator terdapat kumparan pembangkit listrik. Contoh dari konstruksi generator flywheel bisa sobat lihat pada gambar dibawah ini.
Ada beberapa tipe rangkaian dari sistem pengisian sepeda motor generator AC dengan flywheel magnet ini, diantaranya
Sepeda Motor yang menggunakan arus AC pada seluruh sistem kelistrikannya sehingga tidak membutuhkan rectifier untuk mengubah output pengisian menjadi arus DC.
Sepeda motor menggunakan arus AC pada sebagian sistem kelistrikannya (seperti lampu kepala, lampu belakang, dan lampu meter) dan sebagian kelistrikan lainnya yang menggunakan arus DC seperti klakson, lampu sen. Rangkaian sistem pengisian sudah dilengkapi denga regulator dan rectifier. Rectifier berfungsi untuk mengubah sebagian output pengisian menjadi arus DC yang akan disuplai ke baterai atau aki. Sedangkan regulator berfungsi untuk mengatur tegangan dan arus AC yang menuju ke sistem penerangan dan tegangan dan arus DC yang menuju baterai.
Perhatikan rangkaian sistem pengisian dengan generator AC berikut ini:
Penjelasan dari gambar diatas adalah sebagai berikut: regulator akan bekerja untuk mengatur besarnya arus dan tegangan pengisian yang masuk ke baterai atau aki dan juga bekerja untuk mengatur tegangan yang masuk ke lampu agar mendekati tegangan yang konstan, sehingga lampu tidak cenderung selalu berkedip. Pengaturan arus dan tegangan tersebut berdasarkan peran utama ZD atau zener dioda dan thyristor (SCR). Jika tegangan dalam sistem pengisian telah mencapai tegangan tembus atau breakdown voltage, maka tegangan yang berlebihan akan dialirkan menuju massa. Zener Dioda (ZD) yang dipasang pada umumnya mempunyai tegangan tembus sebesar 14 Volt.
Cara kerja sistem pengisian generator AC
Cara kerja sistem pengisian generator AC yaitu apabila arus AC yang dihasilkan alternator di searahkan oleh rectifier dioda. Maka arus DC mengalir untuk mengisi baterai. Arus DC juga mengalir menuju voltage regulator apabila saklar penerangan dihubungkan. Pada kondisi siang hari misalnya, arus listrik yang dihasilkan menjadi lebih sedikit karena tidak semua kumparan atau coil pada alternator digunakan.
Ketika tegangan dalam baterai atau aki masih belum mencapai tegangan maksimum yang ditentukan, ZD masih belum aktif atau dalam kondisi off sehingga SCR juga belum bekerja. Setelah tegangan yang dihasilkan oleh sistem pengisian menjadi naik seiring dengan naiknya putaran mesin, kemudian telah mencapai tegangan tembus Zener Dioda, maka Zener Dioda akan bekerja dari arah kebalikannya yaitu dari katoda ke anoda menuju gate pada SCR. Lalu SCR akan bekerja dalam mengalirkan arus ke ground atau massa. Pada saat ini proses pengisian ke baterai terhenti. Saat tegangan baterai kembali menurun akibat konsumsi arus listrik oleh sistem kelistrikan seperti misalnya untuk sistem penerangan motor dan telah berada di bawah tegangan tembus Zener Dioda, maka Zener Dioda kembali bersifat sebagai dioda biasa. SCR akan menjadi mati (off) kembali sehingga tidak ada arus yang terbuang ke ground atau massa. Pengisian arus listrik ke baterai atau aki menjadi normal seperti biasa. Proses tadi terjadi berulang-ulang sehingga pengisian baterai akan sesuai dengan yang dibutuhkan oleh kendaraan. Inilah yang sebut sebagai proses pengaturan tegangan pada sistem pengisian yang dilakukan oleh voltage regulator.
Alternator AC 3 phase
Perkembangan terakhir dari alternator yang digunakan pada sepeda motor adalah dengan merubah alternator dari satu phase menjadi 3 phase atau 3 gelombang. Alternator 3 phase pada umumnya dipakai oleh sepeda motor ukuran menengah ke atas yang kebanyakan telah menggunakan sistem starter listrik. Keluaran listrik dari alternator membentuk gelombang yang saling menyusul, sehingga keluarannya bisa lebih stabil. Dengan demikian keluaran listriknya menjadi lebih tinggi dibandingkan dengan alternator satu phase.
Salah satu tipe dari alternator 3 phase adalah alternator tipe magnet permanen, altrnator magnet permanen terdiri dari magnet permanen, stator yang membentuk cincin dengan kumparan pembangkit dan disusun secara radial pada ujung luarnya. Rotor dengan kutub magnetnya kaitkan di dalamnya. Tipe lainnya adalah yang menggunakan elektromagnet seperti alternator pada mobil.
Komponen alternator tipe elektromagnetik
Stator coil: kumparan yang dibentuk dalam hubungan delta (berbentuk bintang) yang berfungsi sebagai media terjadinya pembangkitan arus listrik di alternator. Stator coil statis atau diam erhadap housing / tidak berputar.
Rotor coil: adalah kumparan elektromagnet yang berfungsi untuk membangkitkan gaya magnet yang akan memotong stator coil selama berputar sampai menghasilkan arus listrik. Rotor coil membangkitkan kemagnetan pada claw pole selama mendapatkan suplai listrik dari baterai.
Claw pole : merupakan kutub-kutub inti kumparan rotor yang dibentuk sedemikian rupa sehingga menghasilkan gaya magnet yang lebih kuat karena setiap sisi dari claw pole menghasilkan kutub yang berbeda.
Brush dan slip ring: berfungsi sebagai jalur masuk keluarnya arus listrik pemicu menuju rotor coil. Dengan cara ini arus listrik dari baterai atau aki dapat disalurkan ke dalam kumparan koil selama rotor tersebut berputar.
Pengaturan besarnya tegangan dan penyearahan arus pada sistem pengisian alternator 3 phase prinsipnya hampir sama dengan sistem pengisian alternator satu phase seperti yang dijelaskan di atas. Hanya saja dalam alternator 3 phase disamping menggunakan voltage regulator secara elektronik juga menggunakan transistor dan zener diode (ZD), juga ada yang menggunakan voltage regulator (pengaturan tegangan) mekanik atau menggunakan contact poin yang biasa kita kenal dengan platina. Baca juga komponen sistem starter