< Previous 44 6. Regulator Fungsi utama dari regulator tegangan adalah utuk menjaga agar tegangan tetap konstan tanpa mempertimbangkan penambahan beban pada alternator. Hal ini juga untuk berjaga-jaga terhadap variasi dari kecepatan engine, dimana mrupakan tugas yang sulit menjaga kestabilan tegangan tanpa terpengaruh oleh penambahan beba dan perubahan kecepatan dari engine. Charging sistem harus dapat mensuplai cukup arus untuk menjalankan unit, mensuplai semua beban elektrik, juga mengisi baterai. Charging sistem saat ini lebih penting sejak beberapa jenis unit alat berat memiliki komputer onboard serta sistem elektronik lainnya yang mana mudah sekali rusak jika tegangan sistem semakin lama semakin tinggi. Beberapa regulator diatur pada sistem tegangan 13,5 sampai 14,4 Volt. Alternator jika berfungsi dibawah level kebutuhan maka tidak akan dapat mengisi baterai sampai penuh. Gambar 2.21 Regulator tegangan 45 Regulator (Gambar 2.21) mengendalikan output alternator. Output arus dibatasi oleh konstruksi alternator dan diindikasikan sebagai maksimum pada housing. Sebagai contoh, sebuah housing mungkin didaftarkan sebagai 12V 85A. Hal ini mengindikasikan bahwa output maksimum adalah 85 Ampere dan alternator itu dirancang untuk sistem 12 Volt.Regulation circuit mengendalikan output tegangan/voltage dari alternator dengan mengubah kekuatan dari medan magnetik yang diproduksi oleh rotor. Hal ini dilakukan dengan mengendalikan jumlah aliran arus melalui brush ke rotor coil. Regulator peka terhadap tegangan/voltage battery dan sebagai akibatnya, terhadap beban listrik yang diberikan pada sistem. Regulator kemudian dapat menyesuaikan jumlah arus ke rotor untuk memenuhi kebutuhannya. Jika tegangan/voltage battery rendah dan kebutuhan dari asesori listrik adalah tinggi, maka regulator tegangan/voltage akan meningkatkan output dari alternator untuk mengubah battery dan menyediakan arus yang cukup untuk mengoperasikan asesori. Jika tegangan/voltage baterei tinggi dan kebutuhan listrik rendah, maka regulator tegangan/voltage akan mengurangi output dari alternator. Regulator alternator dapat merupakan salah satu dari tiga rancangan yang berbeda: Elektro-mekanika (mesin yang lebih lama) Regulator eksternal electronic Regulator integral electronic. 46 Gambar 2.22 Regulator elektro-mekanik Regulator elektro-mekanik (Gambar 2.22) dapat ditemukan pada beberapa sistem yang lebih lama. Regulator seperti ini menggunakan relay untuk mengoperasikan titik kontak. Regulator tegangan/voltage kontak ganda mengendalikan output alternator dengan mengatur jumlah aliran arus ke rotor. Mengurangi aliran arus akan mengurangi kekuatan medan magnetik dan menghasilkan output yang lebih rendah dari stator. Regulator elektro mekanik bekerja pada level tegangan 0-13,8 Volts, 13,8-14,5 Volts dan lebih dari 14,5 Volts gambar 2.23 menunjukkan regulator dengan 2 jenis relay kumparan. Satu kumparan merupakan kumparan relay dan yang lainnya merupakan dobel set dari kontak pembatas tegangan. Pelajaran ini akan berfokus pada regulator electronic yang ditemukan dalam sebagian besar mesin pada masa ini. Gmbar 2.23 sirkuit regulator elektro-mekanik 7. Regulator Tegangan/voltage electronic 47 Gambar 2.24 Regulator tegangan Regulator tegangan/voltage electronic melakukan fungsi yang sama seperti regulator elektro-mekanik. Pada regulator electronic rangkaian medan dinyalakan dan dimatikan oleh rangkaian electronic, dengan mengendalikan switching transistor. Peralatan electronic ini dapat dihubungkan dengan lebih cepat dan membawa lebih banyak arus daripada titik kontak pada regulator elektro-mekanik. Output yang lebih tinggi dari alternator dapat diperoleh karena aliran arus yang lebih besar melalui field circuit. Regulator electronic menggunakan dioda Zener sebagai bagian dari rangkaian pendeteksi tegangan/voltage. Dioda yang khusus ini memungkinkan arus mengalir terbalik dari aliran normal pada saat suatu tegangan/voltage khusus melalui dioda tercapai. Ketika arus mengalir balik melalui dioda Zener, maka field transistor mati dan aliran arus dihentikan di dalam field rotor. Komponen electronic dapat dinyalakan atau dimatikan beberapa ribu kali dalam satu detik, hal ini memungkinkan pengendalian yang sangat lancar dan tepat dari output alternator. Sebagian besar dari regulator electronic tidak dapat disesuaikan. Jika regulator ini tidak mengendalikan output dari alternator dengan tepat, maka regulator itu harus diganti. 48 8. Operasi Regulator Electronic pada Penyalaan Engine Gambar 2.25 Operasi regulator electronic pada penyalaan engine Ketika starter switch dihidupkan, maka rangkaian telah lengkap (Gambar 2.25). Arus battery mengalir ke starter solenoid dan start key switch. Key start switch mengarahkan aliran arus ke lampu indikator alternator dan regulator. Pada saat arus mengalir ke dalam regulator, nilai tegangan/voltage yang berbeda mengatur arah dari arus ini. Tegangan/voltage yang melewati resistor R5 berada di bawah tegangan/voltage kritis atau terputus dari dioda Zener. Oleh karena itu, tegangan/voltage yang terasa pada dasar TR2 adalah sama dengan tegangan/voltage pada emitter. Dengan demikian arus tidak dapat mengalir melalui TR2. Dengan demikian, perbedaan tegangan/voltage di emitter-base circuit dari TR1 memungkinkan arus mengalir dari emitter melalui base dan collector. Arus collector kemudian melanjutkan untuk membangkitkan medan alternator (garis merah vertikal). Pada saat yang bersamaan sejumlah kecil aliran arus mengalir ke alternator ground. 49 9. Operasi Regulator Selama Operasi Engine Gambar 2.26 Operasi regulator selama operasi engine Operasi regulator di awal pengoperasian engine (Gambar 2.26) adalah sama dengan periode start-up engine, kecuali bahwa ketika engine mempercepat medan alternator disekitar, rotor mengeluarkan tegangan/voltage untuk memasok beban listrik. Akan tetapi, nilai-nilai tegangan/voltage masih tetap sama dan transistor TR1 masih menghantarkan arus ke medan alternator. 50 Gambar 2.27 Ketika engine mulai beroperasi dan keperluan beban mulai menurun Ketika engine mulai beroperasi dan keperluan beban mulai menurun, tegangan/voltage alternator terbentuk (Gambar 2.27). Hal ini menyebabkan tegangan/voltage yang melalui resistor juga meningkat. Kemudian tegangan/voltage yang melalui R5 menjadi lebih besar daripada tegangan/voltage kritis dioda Zener. Dioda Zener segera “terputus” yang memungkinkan arus mengalir ke arah terbalik. Hal ini “menghidupkan” transistor TR2 dan dengan demikian arus juga dapat mengalir melalui emitter, base dan collector TR2. Ketika arus mengalir melalui TR2, tegangan/voltage pada dasar TR1 adalah sama atau lebih besar daripada emitternya. Hal ini mencegah agar arus tidak mengalir melalui TR1 ke medan alternator, yang meruntuhkan medan dan mengurangi output alternator serta melindungi rangkaian. Tegangan/voltage sistem kemudian jatuh di bawah tegangan/voltage kritis dari dioda Zener dan berhenti menghantarkan listrik, yang akan mematikan TR2 dan menghidupkan TR1. Arus kembali mengalir ke medan alternator. Operasi ini berkali-kali diulang dalam satu detik. Hasilnya, kedua transistor bertindak sebagai penghubung yang mengendalikan tegangan/voltage dan output alternator. Ketika TR1 mati, medan arus alternator tidak dapat segera turun ke nol, karena lilitan rotor menyebabkan arus tetap mengalir. Sebelum arus mencapai nol, tegangan/voltage sistem dan regulator kembali memulai aliran arus. Akan 51 tetapi, aliran medan arus menurun menginduksi tegangan/voltage (Voltage Induction) tinggi yang dapat merusak transistor. Dioda mengosongkan medan yang diperlihatkan di atas, mencegah kerusakan pada transistor TR1 dengan mengalihkan tegangan/voltage tinggi dari transistor. 10. Internal Electronic Regulator Gambar 2.28 Regulator alternator internal dipasang baik di dalam atau di luar slip ring end housing dari alternator (Gambar 2.28). Regulator tipe ini meniadakan wiring harness antara alternator dan regulator, dan menyederhanakan sistem. Regulator tipe ini umumnya jauh lebih kecil daripada tipe yang lain dan menggunakan rangkaian electronic yang dikenal sebagai integrated circuit atau “IC”. IC adalah electronic dengan yang diperkecil dengan sebagian besar rangkaian pada satu chip yang kecil. Regulator integral melaksanakan fungsi yang sama seperti regulator electronic dan melakukannya dengan cara yang sama. Beberapa alternator dengan regulator integal hanya memiliki satu kawat/wire yang menuju padanya. Kawat/wire ini adalah kawat/wire output alternator, ground circuit dilaksanakan melalui housing ke engine block. Arus untuk regulator integal dipasok dari stator melalui suatu trio dioda. Alternator 52 mulai melakukan charge dengan menggunakan sedikit magnetisme permanen di dalam rotor, jumlah output yang kecil ini dipasok kembali ke dalam medan yang meningkatkan output. Hal ini berlanjut hingga output penuh, yang ditentukan oleh regulator tercapai. 11. Regulator Circuit Terdapat dua hubungan rangkaian medan dasar untuk sebuah alternator: IC Regulator tipe “A” IC Regulator tipe “B” 12. IC Regulator Tipe A Gambar 2.29 IC regulator tipe A Tipe alternator ini adalah sebuah alternator pembangkit dioda medan dengan titik dioda netral, dan IC regulator yang melengkapinya adalah regulator dasar tipe A. (Tipe IC regulator seperti ini kini tidak banyak dipergunakan).Charge light relay adalah tipe titik terbuka/tertutup (selalu terbuka). 53 IC regulator tipe A adalah sebuah alat dalam keadaan padat yang terdiri dari dua transistor, tiga resistor dan dua dioda. Fungsi dari regulator adalah untuk menjaga agar tegangan/voltage output dari alternator berada di dalam jangkauan nilai-nilai yang telah dispesifikasi. Hal ini dilakukan dengan mengendalikan aliran medan arus melalui field coil (rotor). 13. Pengendalian medan arus / Field Current Control Medan arus dikendalikan dengan menginterupsi sisi ground (terminal F) dari rotor coil dengan menggunakan Tr1. Jika Tr1 menyala dan ground circuit tertutup, arus yang bangkit mengalir melalui rotor coil. Jika ground circuit dibuka, arus yang bangkit berhenti mengalir melalui rotor coil 14. Mendeteksi Tegangan/voltage Output Tegangan/voltage output alternator diterapkan pada dioda Zener (M) melalui sebuah resistor R. Jika tegangan/voltage output lebih tinggi daripada suatu nilai yang telah ditentukan sebelumnya, maka dioda Zener memungkinkan sebuah sinyal lewat menuju ke Tr2. Sinyal ini menginterupsi rotor coil ground circuit melalui Tr2 dan Tr1. 15. IC Regulator Tipe B Gambar 2.30 IC regulator tipe B Next >