02 Generator

11
PUSAT LATIHAN TEKNOLOGI TINGGI (ADTEC) BATU 6, JALAN BUKIT KEMUNING, SEKSYEN 34 40470 SHAH ALAM, SELANGOR Penjaga lentera Elektrik Pin :042010 1 ASAS JANAKUASA lanakuasa ialah sebuah mesin yang boleh menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrikal. Sebaliknya mesin yang boleh menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal dipanggil motor. Binaan asas janakuasa terdiri dari Stator dan Rotor. Asas janakuasa ialah apabila medan magnet kekal digerakkan atau memotong ke arah gelung / pengalir yang boleh membawa arus arus akan wujud arus di gelung/pengalir tersebut (Rajah 1). Rajah 1 Gelung I pengalir boleh juga digerak ke arah medan magnet kekal kabel tadi yang dalam kedudukan tidak bergerak , arus juga akan wujud di gelung I pengalir tersebut. Proses ini dikenali sebagai arohan electromagnet. (electromagnet induction). Kita menggunakan satu magnet kekal untuk mangeluarkan urat daya magnet, satu cara lain boleh juga diperolehi iaitu dengan melilit pengalir disekeliling sekeping besi lembut ( soft iron). dan mengalirkan arus terus ke pengalir (jersebut. (Rajah 2). Kekuatan urat daya magnet dapat dikawal oleh arus. Rajah 2 1

description

Kursus Penyegerakan Janakuasa

Transcript of 02 Generator

Page 1: 02 Generator

PUSAT LATIHAN TEKNOLOGI TINGGI (ADTEC) BATU 6 JALAN BUKIT KEMUNING SEKSYEN 34

40470 SHAH ALAM SELANGOR

Penjaga lentera Elektrik Pin 042010

1 ASAS JANAKUASA

lanakuasa ialah sebuah mesin yang boleh menukarkan tenaga mekanikal kepada tenaga elektrikal Sebaliknya mesin yang boleh menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal dipanggil motor Binaan asas janakuasa terdiri dari Stator dan Rotor Asas janakuasa ialah apabila medan magnet kekal digerakkan atau memotong ke arah gelung pengalir yang boleh membawa arus arus akan wujud arus di gelungpengalir tersebut (Rajah 1)

Rajah 1

Gelung I pengalir boleh juga digerak ke arah medan magnet kekal kabel tadi yang dalam kedudukan tidak bergerak arus juga akan wujud di gelung I pengalir tersebut Proses ini dikenali sebagai arohan electromagnet (electromagnet induction) Kita menggunakan satu magnet kekal untuk mangeluarkan urat daya magnet satu cara lain boleh juga diperolehi iaitu dengan melilit pengalir disekeliling sekeping besi lembut ( soft iron) dan mengalirkan arus terus ke pengalir

(jersebut (Rajah 2) Kekuatan urat daya magnet dapat dikawal oleh arus

Rajah 2

1

2 PRINSIP ASAS JANAKUASA

Sarna ada suatu pengalir bergerak melalui medan magnet atau medan magnet digerakkan melalui pengalir asalkan wujud gerakkan di antara pengalir dan magnet maka akan teraruh daya gerak elektrik (dge) (Rajah 1) dapat ditunjukkan kesan apabila magnet dfgerakkan melalui pengalir berbentuk gegelung yang dapat dijelaskan bahawa nilai pesongan jangka Galvani berkadar terus dengan halaju gerakan ( V ) gegelung dan magnet Apabila magnet dikeluarkan dari dalam gegelung jarum jangka Galvani terpesong ke arah yang bertentangan dengan arah semasa magnet dimasukkan Penggunaan bahan magnet yang lebih kuat ( urat daya B ) akan memberi pesongan yang lebih Penambahan bilangan lititan ( I ) geglung akan menyebabkan pesongan yang lebih Dari ujikaji di atas magnitud pesongan jangka Galvani boleh dianggapkan sebagai ukuran dge yang terjana Di sini dapat dilihat bahawa magnitud pesongan jangka Galvani ini bergantung kepada kekuatan urat daya magnet ( B ) halaju gerakan ( V ) dan bilangan lilitan atau pun panjangnya pengalir ( I )Juga arah pesongan jangka bergantung kepada arah medan magnet dan gerakan (

induced current J

shy~~

Rajah 3 1-

Hukum Fleming Tangan Kanan ( Janakuasa ) (Rajah 3) dapat difahami bahawa satu medan magnet tetap shydengan ketumpatan fluks B dengan panjanq pengalir I bergerak melalui halaju V memotong garisan flaks pada sudut 9 dge terjana akan bertambah sepadan dengan keamatan flaks dan halaju gerakan iajuga akan bertambahjika panjang pengalir (lilitan) bertambah

Jika dge adalah E = BL V Sine 9 dimana E = Daya gerak eleklrik B = Urat daya magnet L = Panjang Pengalirlbflangan lilitan V = Halaju gerakan 9 = Sudut di antara arah gerakan pengalir dan garisan flaks

~ -~-

2

Rajah 4

3 PEMBINAAN ASAS JANAKUASA

( $ebuah janakuasa mengandungi dua bahagian asas ( Rajah 4) iaitu pemutar ( Rotor) dan pemegun ( Stator ) Pemegun atau bahagian yang tidak bergerak sesebuah penjana biasanya menempatkan lilitan utama tiga fasa kuasa ulangalik Pemutar yang digerakan oleh kuasa penggerak utama ( Prime mover) mengandungi kutub medan magnet yang di hasilkan oleh bekalan arus terus merentasi ruang udara ke lilitan pemegun ( stator Coil ) daya gerak elektrik ( dge ) tiga fasa terhasil di punca keluaran penjana (generator output terminals ) dge yang terjana ditunjukkan sebagai satu gelombang sine Proses ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet Berus-berus karban ( carbon brush) yang di pasang di atas gelang arus ( slip ring) adalah berfungsi untuk mengalirkan arus elektrik yang dijana di dalam angker dan membawanya ke Iitar luaran untuk dibekalkan ke beban elektrik Gelang arus dan berus karban terpaksa digunakan disebabkan satu bahagian berputar dan satu lagi bahagian tidak berputar Namun bagitu janakuasa jenis gelung berputar ini sudah tidak ban yak digunakan sebab memerlukan senggaraan yang lebih Jenis yang banyak di gunakan sekarang ialah jenis tanpa berus karban

(

Rajah 5

3

4 ASAS KELUARAN JANAKUASA

Berpandu pada Rajah 5 voltan yang dijana oleh janakuasa ialah voltan ulang-alik oleh kerana ianya berubah nengikut masa dan kedudukan dari positif ke negatif Oleh kerana voltannya berubah-ubah atau berulang-alik maka arus sentiasa dikaitkan dengan voltan ulangalik Voltan ulangalik akan menghasilkan arus ulangalik

5 JENIS-JENIS JANAKUASA

Ada duajenisjanakuasa iaitu

1 Janakuasa jenis gelung bergerak berputar

lenis gelung yang bergerak berputar melalui ( medan yang tetap Manakala arus ulangalik yang dijana disalurkan ke beban melalui gelang arus ( Rajah 6 )Walau bagaimana pun biasanya jenis janakuasa gelung yang bergerak hanya yang berkadaran keeil sahaja Disamping itu ia tidak digunakan dengan meluas

Rajah 6

2 Janakuasa jenis medan bergerak I berputar

Rajah 7

lanakuasa jenis medan bergerak mengandungi lilitan stator yang tetap dan medan yang ( bergerak ( Rajah 7 ) Kebaikan jenis stator yang tetap ialah voltan yang dijana boleh disambung terus ke beban tanpa gelang arus dan berus karban Disamping itu sambungan yang kukuh dapat dibuat berserta dengan tebatan yang berkesan di punea sambungan jenis stator yang tetap Oleh itu janakuasa jenis voltan tinggi biasanya dari jenis stator yang tetap dan medan magnet yang bergerak

4

6 PELARAS VOLTAN AUTOMATIK JANAKUASA (GENERATOR AUTOMATIK VOLTAGE REGULATOR)

Voltan keluaran sebuah janakuasa tiga fasa yang biasa digunakan di Malaysia ialah 240v415v Mengikut peraturan lEE perubahan voltan ialah + 5 dan 10 Ia disambung secara bintang ( Star ) Titik bintang dibumikan OJeh itu sistem ini adalah sistem 3 fasa empat dawai Penentuan voltan yang dijana oleh sebuah janakuasa ialah dengan menyelaras perubahan medan Sila lihat ( Rajah 8 ) satu contoh pelaras voltan

(

Battery

Rajah 8

EXCITER ARMAnJRE

Rajah 9

Dalam sebuah janakuasa voltan keluaran berubah-ubah dengan bebanan dan dengan tambahan susutan IR (Stator dan talian) dan satu lagi kesusutan voltan dalam belitan yang dikenali sebagai susutan IXL Keduashydua susutan IR dan IXL boleh menurunkan keluaran Voltan sebaik saja bebenan meningkat Perubahan voltan dari tiada bebanan ke kedudukan bebanan penuh adalah dipanggil pengaturan voltan (voltage regulation)

Untuk kegunaan satu reo stat dengan operasi insani ( manual operation ) di dalam kitar medan boleh digunakan bagi menyelaras kekuatan medan Tetapi oleh kerana banyak janakuasa mengalami bebanan yang tidak seimbang secara berterusan adalah perlu dibuat banyak perubahsuaian Oleh itu alat yang beroperasi secara otomotik adalah lebih sesuai ( sila lihat gambarajah 9 ) Pe]aras voltan otomatik untuk sistem mengecas bated kereta ada1ah contoh sebuah pelaras voltan otomatik

5

7 PENGUJA (EXCITER)

Telah dijelaskan bahawa arus terus perlu dibekalkan kepada lilitan medan bagi tujuan mengujudkan medan magnet supaya voltan keluaran janakuasa dapat distabilkan Proses ini dipanggil pengujaan janakuasa Padajanakuasa tunggu sedia tigajenis penguja yang sering digunakan adalah seperti berikut

i) PENGUJA UJAAN LUAR (Sila Rujuk gambarajah 8)

ii) PENGUJA UJAAN DIRI (Sila Rujuk gambarajah 9 dan 10)

iii) PENGUJA UJAAN PMG (Sila Rujuk gambarajah 11 ) AfMN Ol

r-~--+-- MAIN

~== STATOR

---___J

lneylr~ P~~

AUTQMATIC VOLTAGE REGULA TOR c OUTPUT+

Rajah 10 SHAFT

MAINROTOR

~~~~~ENT AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR STATOR OUTPUT

11- I I I MAIN ~ l JEXCITER l ISTATOR

lJN~m trAsecttJ -j~MAGNET ROTOR DIODES ROTOR ~

reg 0) amp

Rajah 11

6

c

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 2: 02 Generator

2 PRINSIP ASAS JANAKUASA

Sarna ada suatu pengalir bergerak melalui medan magnet atau medan magnet digerakkan melalui pengalir asalkan wujud gerakkan di antara pengalir dan magnet maka akan teraruh daya gerak elektrik (dge) (Rajah 1) dapat ditunjukkan kesan apabila magnet dfgerakkan melalui pengalir berbentuk gegelung yang dapat dijelaskan bahawa nilai pesongan jangka Galvani berkadar terus dengan halaju gerakan ( V ) gegelung dan magnet Apabila magnet dikeluarkan dari dalam gegelung jarum jangka Galvani terpesong ke arah yang bertentangan dengan arah semasa magnet dimasukkan Penggunaan bahan magnet yang lebih kuat ( urat daya B ) akan memberi pesongan yang lebih Penambahan bilangan lititan ( I ) geglung akan menyebabkan pesongan yang lebih Dari ujikaji di atas magnitud pesongan jangka Galvani boleh dianggapkan sebagai ukuran dge yang terjana Di sini dapat dilihat bahawa magnitud pesongan jangka Galvani ini bergantung kepada kekuatan urat daya magnet ( B ) halaju gerakan ( V ) dan bilangan lilitan atau pun panjangnya pengalir ( I )Juga arah pesongan jangka bergantung kepada arah medan magnet dan gerakan (

induced current J

shy~~

Rajah 3 1-

Hukum Fleming Tangan Kanan ( Janakuasa ) (Rajah 3) dapat difahami bahawa satu medan magnet tetap shydengan ketumpatan fluks B dengan panjanq pengalir I bergerak melalui halaju V memotong garisan flaks pada sudut 9 dge terjana akan bertambah sepadan dengan keamatan flaks dan halaju gerakan iajuga akan bertambahjika panjang pengalir (lilitan) bertambah

Jika dge adalah E = BL V Sine 9 dimana E = Daya gerak eleklrik B = Urat daya magnet L = Panjang Pengalirlbflangan lilitan V = Halaju gerakan 9 = Sudut di antara arah gerakan pengalir dan garisan flaks

~ -~-

2

Rajah 4

3 PEMBINAAN ASAS JANAKUASA

( $ebuah janakuasa mengandungi dua bahagian asas ( Rajah 4) iaitu pemutar ( Rotor) dan pemegun ( Stator ) Pemegun atau bahagian yang tidak bergerak sesebuah penjana biasanya menempatkan lilitan utama tiga fasa kuasa ulangalik Pemutar yang digerakan oleh kuasa penggerak utama ( Prime mover) mengandungi kutub medan magnet yang di hasilkan oleh bekalan arus terus merentasi ruang udara ke lilitan pemegun ( stator Coil ) daya gerak elektrik ( dge ) tiga fasa terhasil di punca keluaran penjana (generator output terminals ) dge yang terjana ditunjukkan sebagai satu gelombang sine Proses ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet Berus-berus karban ( carbon brush) yang di pasang di atas gelang arus ( slip ring) adalah berfungsi untuk mengalirkan arus elektrik yang dijana di dalam angker dan membawanya ke Iitar luaran untuk dibekalkan ke beban elektrik Gelang arus dan berus karban terpaksa digunakan disebabkan satu bahagian berputar dan satu lagi bahagian tidak berputar Namun bagitu janakuasa jenis gelung berputar ini sudah tidak ban yak digunakan sebab memerlukan senggaraan yang lebih Jenis yang banyak di gunakan sekarang ialah jenis tanpa berus karban

(

Rajah 5

3

4 ASAS KELUARAN JANAKUASA

Berpandu pada Rajah 5 voltan yang dijana oleh janakuasa ialah voltan ulang-alik oleh kerana ianya berubah nengikut masa dan kedudukan dari positif ke negatif Oleh kerana voltannya berubah-ubah atau berulang-alik maka arus sentiasa dikaitkan dengan voltan ulangalik Voltan ulangalik akan menghasilkan arus ulangalik

5 JENIS-JENIS JANAKUASA

Ada duajenisjanakuasa iaitu

1 Janakuasa jenis gelung bergerak berputar

lenis gelung yang bergerak berputar melalui ( medan yang tetap Manakala arus ulangalik yang dijana disalurkan ke beban melalui gelang arus ( Rajah 6 )Walau bagaimana pun biasanya jenis janakuasa gelung yang bergerak hanya yang berkadaran keeil sahaja Disamping itu ia tidak digunakan dengan meluas

Rajah 6

2 Janakuasa jenis medan bergerak I berputar

Rajah 7

lanakuasa jenis medan bergerak mengandungi lilitan stator yang tetap dan medan yang ( bergerak ( Rajah 7 ) Kebaikan jenis stator yang tetap ialah voltan yang dijana boleh disambung terus ke beban tanpa gelang arus dan berus karban Disamping itu sambungan yang kukuh dapat dibuat berserta dengan tebatan yang berkesan di punea sambungan jenis stator yang tetap Oleh itu janakuasa jenis voltan tinggi biasanya dari jenis stator yang tetap dan medan magnet yang bergerak

4

6 PELARAS VOLTAN AUTOMATIK JANAKUASA (GENERATOR AUTOMATIK VOLTAGE REGULATOR)

Voltan keluaran sebuah janakuasa tiga fasa yang biasa digunakan di Malaysia ialah 240v415v Mengikut peraturan lEE perubahan voltan ialah + 5 dan 10 Ia disambung secara bintang ( Star ) Titik bintang dibumikan OJeh itu sistem ini adalah sistem 3 fasa empat dawai Penentuan voltan yang dijana oleh sebuah janakuasa ialah dengan menyelaras perubahan medan Sila lihat ( Rajah 8 ) satu contoh pelaras voltan

(

Battery

Rajah 8

EXCITER ARMAnJRE

Rajah 9

Dalam sebuah janakuasa voltan keluaran berubah-ubah dengan bebanan dan dengan tambahan susutan IR (Stator dan talian) dan satu lagi kesusutan voltan dalam belitan yang dikenali sebagai susutan IXL Keduashydua susutan IR dan IXL boleh menurunkan keluaran Voltan sebaik saja bebenan meningkat Perubahan voltan dari tiada bebanan ke kedudukan bebanan penuh adalah dipanggil pengaturan voltan (voltage regulation)

Untuk kegunaan satu reo stat dengan operasi insani ( manual operation ) di dalam kitar medan boleh digunakan bagi menyelaras kekuatan medan Tetapi oleh kerana banyak janakuasa mengalami bebanan yang tidak seimbang secara berterusan adalah perlu dibuat banyak perubahsuaian Oleh itu alat yang beroperasi secara otomotik adalah lebih sesuai ( sila lihat gambarajah 9 ) Pe]aras voltan otomatik untuk sistem mengecas bated kereta ada1ah contoh sebuah pelaras voltan otomatik

5

7 PENGUJA (EXCITER)

Telah dijelaskan bahawa arus terus perlu dibekalkan kepada lilitan medan bagi tujuan mengujudkan medan magnet supaya voltan keluaran janakuasa dapat distabilkan Proses ini dipanggil pengujaan janakuasa Padajanakuasa tunggu sedia tigajenis penguja yang sering digunakan adalah seperti berikut

i) PENGUJA UJAAN LUAR (Sila Rujuk gambarajah 8)

ii) PENGUJA UJAAN DIRI (Sila Rujuk gambarajah 9 dan 10)

iii) PENGUJA UJAAN PMG (Sila Rujuk gambarajah 11 ) AfMN Ol

r-~--+-- MAIN

~== STATOR

---___J

lneylr~ P~~

AUTQMATIC VOLTAGE REGULA TOR c OUTPUT+

Rajah 10 SHAFT

MAINROTOR

~~~~~ENT AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR STATOR OUTPUT

11- I I I MAIN ~ l JEXCITER l ISTATOR

lJN~m trAsecttJ -j~MAGNET ROTOR DIODES ROTOR ~

reg 0) amp

Rajah 11

6

c

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 3: 02 Generator

Rajah 4

3 PEMBINAAN ASAS JANAKUASA

( $ebuah janakuasa mengandungi dua bahagian asas ( Rajah 4) iaitu pemutar ( Rotor) dan pemegun ( Stator ) Pemegun atau bahagian yang tidak bergerak sesebuah penjana biasanya menempatkan lilitan utama tiga fasa kuasa ulangalik Pemutar yang digerakan oleh kuasa penggerak utama ( Prime mover) mengandungi kutub medan magnet yang di hasilkan oleh bekalan arus terus merentasi ruang udara ke lilitan pemegun ( stator Coil ) daya gerak elektrik ( dge ) tiga fasa terhasil di punca keluaran penjana (generator output terminals ) dge yang terjana ditunjukkan sebagai satu gelombang sine Proses ini dikenali sebagai aruhan elektromagnet Berus-berus karban ( carbon brush) yang di pasang di atas gelang arus ( slip ring) adalah berfungsi untuk mengalirkan arus elektrik yang dijana di dalam angker dan membawanya ke Iitar luaran untuk dibekalkan ke beban elektrik Gelang arus dan berus karban terpaksa digunakan disebabkan satu bahagian berputar dan satu lagi bahagian tidak berputar Namun bagitu janakuasa jenis gelung berputar ini sudah tidak ban yak digunakan sebab memerlukan senggaraan yang lebih Jenis yang banyak di gunakan sekarang ialah jenis tanpa berus karban

(

Rajah 5

3

4 ASAS KELUARAN JANAKUASA

Berpandu pada Rajah 5 voltan yang dijana oleh janakuasa ialah voltan ulang-alik oleh kerana ianya berubah nengikut masa dan kedudukan dari positif ke negatif Oleh kerana voltannya berubah-ubah atau berulang-alik maka arus sentiasa dikaitkan dengan voltan ulangalik Voltan ulangalik akan menghasilkan arus ulangalik

5 JENIS-JENIS JANAKUASA

Ada duajenisjanakuasa iaitu

1 Janakuasa jenis gelung bergerak berputar

lenis gelung yang bergerak berputar melalui ( medan yang tetap Manakala arus ulangalik yang dijana disalurkan ke beban melalui gelang arus ( Rajah 6 )Walau bagaimana pun biasanya jenis janakuasa gelung yang bergerak hanya yang berkadaran keeil sahaja Disamping itu ia tidak digunakan dengan meluas

Rajah 6

2 Janakuasa jenis medan bergerak I berputar

Rajah 7

lanakuasa jenis medan bergerak mengandungi lilitan stator yang tetap dan medan yang ( bergerak ( Rajah 7 ) Kebaikan jenis stator yang tetap ialah voltan yang dijana boleh disambung terus ke beban tanpa gelang arus dan berus karban Disamping itu sambungan yang kukuh dapat dibuat berserta dengan tebatan yang berkesan di punea sambungan jenis stator yang tetap Oleh itu janakuasa jenis voltan tinggi biasanya dari jenis stator yang tetap dan medan magnet yang bergerak

4

6 PELARAS VOLTAN AUTOMATIK JANAKUASA (GENERATOR AUTOMATIK VOLTAGE REGULATOR)

Voltan keluaran sebuah janakuasa tiga fasa yang biasa digunakan di Malaysia ialah 240v415v Mengikut peraturan lEE perubahan voltan ialah + 5 dan 10 Ia disambung secara bintang ( Star ) Titik bintang dibumikan OJeh itu sistem ini adalah sistem 3 fasa empat dawai Penentuan voltan yang dijana oleh sebuah janakuasa ialah dengan menyelaras perubahan medan Sila lihat ( Rajah 8 ) satu contoh pelaras voltan

(

Battery

Rajah 8

EXCITER ARMAnJRE

Rajah 9

Dalam sebuah janakuasa voltan keluaran berubah-ubah dengan bebanan dan dengan tambahan susutan IR (Stator dan talian) dan satu lagi kesusutan voltan dalam belitan yang dikenali sebagai susutan IXL Keduashydua susutan IR dan IXL boleh menurunkan keluaran Voltan sebaik saja bebenan meningkat Perubahan voltan dari tiada bebanan ke kedudukan bebanan penuh adalah dipanggil pengaturan voltan (voltage regulation)

Untuk kegunaan satu reo stat dengan operasi insani ( manual operation ) di dalam kitar medan boleh digunakan bagi menyelaras kekuatan medan Tetapi oleh kerana banyak janakuasa mengalami bebanan yang tidak seimbang secara berterusan adalah perlu dibuat banyak perubahsuaian Oleh itu alat yang beroperasi secara otomotik adalah lebih sesuai ( sila lihat gambarajah 9 ) Pe]aras voltan otomatik untuk sistem mengecas bated kereta ada1ah contoh sebuah pelaras voltan otomatik

5

7 PENGUJA (EXCITER)

Telah dijelaskan bahawa arus terus perlu dibekalkan kepada lilitan medan bagi tujuan mengujudkan medan magnet supaya voltan keluaran janakuasa dapat distabilkan Proses ini dipanggil pengujaan janakuasa Padajanakuasa tunggu sedia tigajenis penguja yang sering digunakan adalah seperti berikut

i) PENGUJA UJAAN LUAR (Sila Rujuk gambarajah 8)

ii) PENGUJA UJAAN DIRI (Sila Rujuk gambarajah 9 dan 10)

iii) PENGUJA UJAAN PMG (Sila Rujuk gambarajah 11 ) AfMN Ol

r-~--+-- MAIN

~== STATOR

---___J

lneylr~ P~~

AUTQMATIC VOLTAGE REGULA TOR c OUTPUT+

Rajah 10 SHAFT

MAINROTOR

~~~~~ENT AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR STATOR OUTPUT

11- I I I MAIN ~ l JEXCITER l ISTATOR

lJN~m trAsecttJ -j~MAGNET ROTOR DIODES ROTOR ~

reg 0) amp

Rajah 11

6

c

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 4: 02 Generator

4 ASAS KELUARAN JANAKUASA

Berpandu pada Rajah 5 voltan yang dijana oleh janakuasa ialah voltan ulang-alik oleh kerana ianya berubah nengikut masa dan kedudukan dari positif ke negatif Oleh kerana voltannya berubah-ubah atau berulang-alik maka arus sentiasa dikaitkan dengan voltan ulangalik Voltan ulangalik akan menghasilkan arus ulangalik

5 JENIS-JENIS JANAKUASA

Ada duajenisjanakuasa iaitu

1 Janakuasa jenis gelung bergerak berputar

lenis gelung yang bergerak berputar melalui ( medan yang tetap Manakala arus ulangalik yang dijana disalurkan ke beban melalui gelang arus ( Rajah 6 )Walau bagaimana pun biasanya jenis janakuasa gelung yang bergerak hanya yang berkadaran keeil sahaja Disamping itu ia tidak digunakan dengan meluas

Rajah 6

2 Janakuasa jenis medan bergerak I berputar

Rajah 7

lanakuasa jenis medan bergerak mengandungi lilitan stator yang tetap dan medan yang ( bergerak ( Rajah 7 ) Kebaikan jenis stator yang tetap ialah voltan yang dijana boleh disambung terus ke beban tanpa gelang arus dan berus karban Disamping itu sambungan yang kukuh dapat dibuat berserta dengan tebatan yang berkesan di punea sambungan jenis stator yang tetap Oleh itu janakuasa jenis voltan tinggi biasanya dari jenis stator yang tetap dan medan magnet yang bergerak

4

6 PELARAS VOLTAN AUTOMATIK JANAKUASA (GENERATOR AUTOMATIK VOLTAGE REGULATOR)

Voltan keluaran sebuah janakuasa tiga fasa yang biasa digunakan di Malaysia ialah 240v415v Mengikut peraturan lEE perubahan voltan ialah + 5 dan 10 Ia disambung secara bintang ( Star ) Titik bintang dibumikan OJeh itu sistem ini adalah sistem 3 fasa empat dawai Penentuan voltan yang dijana oleh sebuah janakuasa ialah dengan menyelaras perubahan medan Sila lihat ( Rajah 8 ) satu contoh pelaras voltan

(

Battery

Rajah 8

EXCITER ARMAnJRE

Rajah 9

Dalam sebuah janakuasa voltan keluaran berubah-ubah dengan bebanan dan dengan tambahan susutan IR (Stator dan talian) dan satu lagi kesusutan voltan dalam belitan yang dikenali sebagai susutan IXL Keduashydua susutan IR dan IXL boleh menurunkan keluaran Voltan sebaik saja bebenan meningkat Perubahan voltan dari tiada bebanan ke kedudukan bebanan penuh adalah dipanggil pengaturan voltan (voltage regulation)

Untuk kegunaan satu reo stat dengan operasi insani ( manual operation ) di dalam kitar medan boleh digunakan bagi menyelaras kekuatan medan Tetapi oleh kerana banyak janakuasa mengalami bebanan yang tidak seimbang secara berterusan adalah perlu dibuat banyak perubahsuaian Oleh itu alat yang beroperasi secara otomotik adalah lebih sesuai ( sila lihat gambarajah 9 ) Pe]aras voltan otomatik untuk sistem mengecas bated kereta ada1ah contoh sebuah pelaras voltan otomatik

5

7 PENGUJA (EXCITER)

Telah dijelaskan bahawa arus terus perlu dibekalkan kepada lilitan medan bagi tujuan mengujudkan medan magnet supaya voltan keluaran janakuasa dapat distabilkan Proses ini dipanggil pengujaan janakuasa Padajanakuasa tunggu sedia tigajenis penguja yang sering digunakan adalah seperti berikut

i) PENGUJA UJAAN LUAR (Sila Rujuk gambarajah 8)

ii) PENGUJA UJAAN DIRI (Sila Rujuk gambarajah 9 dan 10)

iii) PENGUJA UJAAN PMG (Sila Rujuk gambarajah 11 ) AfMN Ol

r-~--+-- MAIN

~== STATOR

---___J

lneylr~ P~~

AUTQMATIC VOLTAGE REGULA TOR c OUTPUT+

Rajah 10 SHAFT

MAINROTOR

~~~~~ENT AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR STATOR OUTPUT

11- I I I MAIN ~ l JEXCITER l ISTATOR

lJN~m trAsecttJ -j~MAGNET ROTOR DIODES ROTOR ~

reg 0) amp

Rajah 11

6

c

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 5: 02 Generator

6 PELARAS VOLTAN AUTOMATIK JANAKUASA (GENERATOR AUTOMATIK VOLTAGE REGULATOR)

Voltan keluaran sebuah janakuasa tiga fasa yang biasa digunakan di Malaysia ialah 240v415v Mengikut peraturan lEE perubahan voltan ialah + 5 dan 10 Ia disambung secara bintang ( Star ) Titik bintang dibumikan OJeh itu sistem ini adalah sistem 3 fasa empat dawai Penentuan voltan yang dijana oleh sebuah janakuasa ialah dengan menyelaras perubahan medan Sila lihat ( Rajah 8 ) satu contoh pelaras voltan

(

Battery

Rajah 8

EXCITER ARMAnJRE

Rajah 9

Dalam sebuah janakuasa voltan keluaran berubah-ubah dengan bebanan dan dengan tambahan susutan IR (Stator dan talian) dan satu lagi kesusutan voltan dalam belitan yang dikenali sebagai susutan IXL Keduashydua susutan IR dan IXL boleh menurunkan keluaran Voltan sebaik saja bebenan meningkat Perubahan voltan dari tiada bebanan ke kedudukan bebanan penuh adalah dipanggil pengaturan voltan (voltage regulation)

Untuk kegunaan satu reo stat dengan operasi insani ( manual operation ) di dalam kitar medan boleh digunakan bagi menyelaras kekuatan medan Tetapi oleh kerana banyak janakuasa mengalami bebanan yang tidak seimbang secara berterusan adalah perlu dibuat banyak perubahsuaian Oleh itu alat yang beroperasi secara otomotik adalah lebih sesuai ( sila lihat gambarajah 9 ) Pe]aras voltan otomatik untuk sistem mengecas bated kereta ada1ah contoh sebuah pelaras voltan otomatik

5

7 PENGUJA (EXCITER)

Telah dijelaskan bahawa arus terus perlu dibekalkan kepada lilitan medan bagi tujuan mengujudkan medan magnet supaya voltan keluaran janakuasa dapat distabilkan Proses ini dipanggil pengujaan janakuasa Padajanakuasa tunggu sedia tigajenis penguja yang sering digunakan adalah seperti berikut

i) PENGUJA UJAAN LUAR (Sila Rujuk gambarajah 8)

ii) PENGUJA UJAAN DIRI (Sila Rujuk gambarajah 9 dan 10)

iii) PENGUJA UJAAN PMG (Sila Rujuk gambarajah 11 ) AfMN Ol

r-~--+-- MAIN

~== STATOR

---___J

lneylr~ P~~

AUTQMATIC VOLTAGE REGULA TOR c OUTPUT+

Rajah 10 SHAFT

MAINROTOR

~~~~~ENT AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR STATOR OUTPUT

11- I I I MAIN ~ l JEXCITER l ISTATOR

lJN~m trAsecttJ -j~MAGNET ROTOR DIODES ROTOR ~

reg 0) amp

Rajah 11

6

c

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 6: 02 Generator

7 PENGUJA (EXCITER)

Telah dijelaskan bahawa arus terus perlu dibekalkan kepada lilitan medan bagi tujuan mengujudkan medan magnet supaya voltan keluaran janakuasa dapat distabilkan Proses ini dipanggil pengujaan janakuasa Padajanakuasa tunggu sedia tigajenis penguja yang sering digunakan adalah seperti berikut

i) PENGUJA UJAAN LUAR (Sila Rujuk gambarajah 8)

ii) PENGUJA UJAAN DIRI (Sila Rujuk gambarajah 9 dan 10)

iii) PENGUJA UJAAN PMG (Sila Rujuk gambarajah 11 ) AfMN Ol

r-~--+-- MAIN

~== STATOR

---___J

lneylr~ P~~

AUTQMATIC VOLTAGE REGULA TOR c OUTPUT+

Rajah 10 SHAFT

MAINROTOR

~~~~~ENT AUTOMATIC VOLTAGE REGULATOR STATOR OUTPUT

11- I I I MAIN ~ l JEXCITER l ISTATOR

lJN~m trAsecttJ -j~MAGNET ROTOR DIODES ROTOR ~

reg 0) amp

Rajah 11

6

c

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 7: 02 Generator

TYPICAL SYSTEM DIAGRAM WITH STANDARDRE~ULATOR SYSTEM

[htd lin Indlclb IDIUno porllon

r --- -- -- --------l

OllAGE REGULATOIl

I I

I I

I IL______AQlAT~O-_____ J

IIECllFIEII JSSfII8lY

I I Ac

MAIN ADiOR

I

TYPICAL SYSTEM DIAGRAMWITM OPTIONAL pMG INSTALLEO

- Ob$led nne Indlcatamp rOlUfO portion shy

PMG ROTOR

()

N

s

AN ROTOR

I J

12PMCEXCITER STATORSTATOII

13

P1 (+) F2(-)

OUTPUT

E1 SENSING pound2

PUT

VOLTAGE IIEGULTOA

7

11

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 8: 02 Generator

Rajah skematik A VR

SX440

-iil bullnJ ~ ltwilen tilted) 7 -en P ARIltIKG PLACE OMY

---------------------- 6

DETAILS Cpound tHE 1oI~ STAlOR ANI

MAlN lERMIHAI CONNECllaiS ARE SHOyentt OH SEPARATE bull

WIRING OlACRAM

~===============~ c

I

MAIN STATOR (12 ENDS) MAIN TERMINAL CONNECTIONS SERIES STAR JPH 4W SERIES DELTA JPH 4W ~lPVf _IU IVWJI ~IIU 1tIMfN$ UVllH~U(111

-------uz (H)

------ UlI (TI)I-------_____ Uf (flO)

fYYYl (YYY= ~ I 1------shy IS (Ia)L-__________ (IU)

D~l1-------=====------l1li (112)

00JBIt DELTA _ IPH J IREPARAUEl 210 ZAG lPH JW ~lIIJf _HS IitlTS UWPARALlEL STAR 3PH 4W

~lPIJr tIlMPIU _ IitlTS II (II) bull raquoA poundWlv_r ~1PU _IllS vY1III lOif IitlTS UII NtO WJI lOif Wlll UII ~ It

COMer III All Il2~NWI UZ~NItVl I I W

III UI 1S---- w I ) bull W 7 ) 7 1I$~1II~I ) bull 7 -----Y Y

~ ~~

~yQl~~~~11PIllpoundll)S (VA) _It IlEWIB

fW OfTAU AIlE _ (II lit( IllS 111_ ~ IIS--d---Ua~ -----L_-J o -CfIOllllQl(_n~

ltXIKC11OItS AIlE _ O tAlI 111M

CONNECTION DIAGRAM

8

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 9: 02 Generator

TYPICAL TWO DEARING GENERATOR

6----------------------~

44------------------- 42------------------~

~~~------------203O------------------~middot1

5------------~~~ 4----------~~~

--~~--~-----------228------ 1------i

~~----------~~----------16 3--------------~~ r-------40

2------------~~~~ 12-----~~ 9 -----__--li H-----t---- 21 3amp-------------~~~

~7-----38 31--------------~~~~~~~

~~~~~~-----------------28 ~+-~------------------25

10---------------~~

~~~------------------24

11-------------------~~

PARUU TYPICAL TWO aEARNO OliNEIfAOR

PJateRef D_crfptlo Plate te( oesclpthwi

1 Sato( 25 Main RiIetiflr Ambly bull R 2 ROotor 26 Varistor i

3shy elicitCIt Rotor 27 Oiod - FClIWaro Polar~ty 4 ElcdtM Stator 28 Oiadbullbull RowOtS Pclarily 5 NOe Bradee 29 li1Ilng bug - 01bullbull 6 Cover NOpound 30 Lifting Lug ~ NOE Bearing 0 Ring NOE 31 Frame to 6ndbradltet Adaptor Ring 8 Bearing NOE 32 Maio Tenninal Panel 1 Bearing Naye WashI$r DE 33 Terminal Link to 0 E Bracket 34 edging SIIiP 11 OE $ltrltraen 35shy Fan t2 Bearing DE 36 Foot Mounting Spaeer 14 Foot 37 CapS~ 15 Frame Cover Bottom 38 AVR Access Cover 16 Frame COlter Top 39 AVA Antl-Vibtatlon Mooru 17 Air Inlel Cover 40 Auxiliary Tecminal Assembly 18 Terminal 80x Lid 42 PMG Exciter Rotor 9 EndpmeIOE 43 PMG Exciter- Stator 20 Endp8l1el NOE 44 PMGBoft 21 AVR 45 PMGPlllar 22 Side-Panel 46 PMGClarnp 23 AVR MOlJl1lttig B~3ekel 47 PMGOowei 24 Main Rectifier A$sembly shy Forwurd

-NOJ DE PMG AVR

Non Drive End Or~ve- end Permanent Magn~1 Generllllaquolr AlAltlm1lltle Voltage Regulator

9

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 10: 02 Generator

PRINCIPLE OF OPERATION AC GENERATOR

With reference to the AC Generator Block Diagram when first running up of a brushless alternator from standstill the residual magnetism in the DC exciter stator field will be sufficient to Induce a small AC voltage on the 3 phase exciter rotor mounted on the shaft of the alternator The output of this 3 phase exciter is fed directly into the 3 phase main rectifier unit which in turn convert this supply into DC voltage feeding directly into the main rotor mounted on the same rotating shaft The DC main rotor once energized will induce the stationary 3 phase main stator field to produce a small 3 phase AC output at terminals U V Wand N This small 3 phase output is fed into the Automatic Voltage Regulator (AVR) which compares this value to its pre-determined set value Sensing that its monitored source is insufficient the AVR acts to increase excitation voltage and current to the DC exciter stator which in turn cause a higher voltage being produced to the main rectifier which in turn produce a higher DC voltage to the main rotor and hence higher voltage being produced by the main stator This process is repeated continuously until the output voltage produced by the stator fed to the AVR is similar to the pre-set value of the latter When this happens the AVR will stop increasing output voltage to DC exciter field and final voltage output form AVR will be kept sufficient to maintain sufficient output AC voltage at terminals U V Wand N When asudden load is applied across main stator output adip in the output voltage cause the AVR to increase output voltage to the DC exciter stator and ultimately an increase in the generated output on terminals U V Wand N If the loads are suddenly disconnected output voltage at U V Wand Nwill rise This increase in voltage is sensed by AVR and it will automatically reduce output voltage to the exciter stator ultimately causing voltage at U V Wand Nto be reduced unit the pre-set value is reached

Self-excited rotating field brushless ac generator with electronic voltage control system (Stamford Series

Electrielll Power Output

Set Reference

) Mechanical Rotational Power nput

Sense

Main Sta IOr

Main Field (rotor)

Power

AVA

I _ _

I~

Rotating Diodes

~ut

Exciter Field (Stator)

EXciter Rotor

(rma ture)

D FIg 1 Block Schematic Diagram

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai

Page 11: 02 Generator

Self-excited rotating field brush less ac generator with electronic voltage control system

PRINSIP middotC)PERASI GENERATOR AC

Dengan merujuk pad a blok diagram Generator AC pada pertama kali Alternator Brushless berputar dari berhenti medan magnet sisabaki dalam DC exciter stator cukup untuk menghasilkan voltan AC yang keci pada 3 fasa exciter rotor yang dipasang pada aci Altemator

Keluaran AC dari 3 fasa exciter rotor akan dihantar terus ke 3 fasa diod utama berputar untuk menukarkan bekalan menjadi DC ke rotor utama yang dipasang pada aci berputar yang sarna

DC rotor utama mengeluarkan medan megnet berputar dan mengaruh 3 fasa stator utama yang pasang tetap untuk menghasilkan tenaga voltan keluaran AC 3 fasa yang kecil di terminal U V W dan N

Voltan keluaran 3 fasa yang kecil ini dimasukkan ke dalam Automatik Voltage Regulator (AVR) untuk membandingkan nilai ini kepada nilai voltan yang telah ditentukan

Pengesan memantau bahawa sumber voltan adalah tidak mencukupi AVR bertindak untuk menaikkan arus ujaan ke DC exciter stator menyebabkan arus keluaran lebih tinggi dihasilkan melalui diod utama berputar untuk menukarkan arus AC ke arus DC yang lebih tinggi kepada rotor utama menyebabkan voltan lebih tinggi dihasilkan oleh 3 fasa stator utama

Proses ini diulang terus menerus sampai voltan keluaran yang dihasilkan oleh 3 fasa stator utama dikesan oleh AVR serupa dengan set-nilai voltan yang telah ditentukan

Apabila ini berlaku AVR akan berhenti meningkatkan voltan keluaran ke DC exciter stator dan voltan keluaran akhir dari AVR akan disimpan hanya untuk mempertahankan voltan keluaran AC yang cukup di terminal U V W dan N

Ketika beban yang disambung pada stator utama tiba-tiba meningkat voltan keluaran akan mengalami kejatuhan menyebabkan AVR untuk meningkatkan arus ujaan ke stator exciter DC dan akhirnya peningkatan voltan keluaran yang dihasilkan pada terminal U V Wdan N

Jika beban tiba-tiba terputus voltan keluaran pada U V W dan N akan meningkat Dengan kenaikan voltan ini AVR akan menyelaraskan secara automatik dan mengurangkan voltan keluaran ke stator exciter akhimya voltan pada U V W dan N dikurangkan ke set-nilai voltan yang telah ditentukan akan tercapai