TUGAS AKHIR – TM 090340

DESAIN CONTROLLER MOTOR BLDC UNTUKMENINGKATKAN PERFORMA ( DAYA OUTPUT )SEPEDA MOTOR LISTRIK

Nanang Masudi2111 030 069

Dosen Pembimbing 1Liza rusdiyana ST, MTNIP. 19601025 198701 1 001

Dosen Pembimbing 2;Hendro Nurhadi, Dipl.-Ing, Ph.DNIP. 19751120 200212 1 002

PROGRAM STUDI D3 TEKNIK MESINFakultas Teknologi IndustriInstitut Teknologi Sepuluh NopemberSurabaya 2014

Final Project – TM 090340

DESIGN OF BLDC MOTOR CONTROLLER FORINCREASING THE OUTPUT PERFORMANCE(OUTPUT POWER) FROM ELECTRIC BIKE

Nanang Masudi2111 030 069

Advisor Lecturer1Liza rusdiyana ST, MTNIP. 19601025 198701 1 001

Advisor Lecturer2;Hendro Nurhadi, Dipl.-Ing, Ph.DNIP. 19751120 200212 1 002

STUDY PROGRAM DIPLOMA IIIMECHANICAL ENGINEERING DEPARTMENTFaculty of Industrial TechnologySepuluh November Institute of TechnologySurabaya 2014

v

vi

vii

DESAIN CONTROLLER MOTOR BLDC UNTUKMENINGKATKAN PERFORMA OUTPUT (DAYA) PADA

SEPEDA MOTOR LISTRIK

Nama Mahasiswa : Nanang MasudiNRP : 2111 030 069Program study : D-3 Teknik Mesin FTI -ITSDosen Pembimbing : 1. Liza Rusdiyana ST, MT

: 2. Dr.Hendro Nurhadi,Diplm.Ing., PhD.

Abstrak

Motor brushless dc atau biasa di sebut dengan BLDCmotor merupakan salah satu jenis motor yang sering digunakandalam dunia industri, baik itu dibidang atmosphere, konsumen,otomasi medis, industri dan peralatan instrumentasi, serta dibidangotomotif. Motor Jenis Ini Berbeda Dengan Motor DC Biasa,Karena Motor Ini Memiliki Tiga Fasa Sehingga MemerlukanSystem Otomasi Guna Arus Listrik Dan Voltage TerdistribusiDengan Sempurna Pada Masing-Masing Fasa. Pada Laporan AkhirIni Akan Dibahas Tentang Metode Six-Step Switch Mode DenganMenggunakan Software Matlab Simulink r2009a

Hasil yang diperoleh yaitu data berupa grafik diantaranyaadalah phase current_abc, EMF waveform, electrical torque, danrotor speed. Berdasarkan simulasi virtual ysng telah dilakukandidalam penelitian dengan menggunakan software matlabSimulink r2009a. Output dari penelitan yang dijadikan sebagaibahan untuk pengamatan adalah berupa data mechanical outputmotor, misalnya saja rotor speed yang semula rotor speed inputsebesar 500 rpm namun setelah dilakukan simulasi ternyata hanyamampu mencapai 493 rpm atau mengalami error sebesar 1.4 %.

Kata kunci ; BLDC motor phase current_abc, EMF waveform,electrical torque, rotor speed.

viii

ix

DESIGN OF BLDC MOTOR CONTROLLER FORINCREASING THE OUTPUT PERFORMANCE (POWER)

FROM ELECTRIC BIKE

Name : NanangMasudiNRP : 2111 030 069study program : D-3 TeknikMesin FTI-ITSCounselor lecturer : 1. Liza Rusdiyana ST, MT

: 2. Dr.HendroNurhadi,Diplm.Ing., PhD.

Abstract

Brushless dc motors or usually named bldc motors is oneof the type of motor that commonly used in industries, either inthe field atmosphere, customers, a medical automation, industrialand instrumentation appliances, as well as the automotive field.Motor type Motor Dc It Different With the Usual Motor, BecauseIt Has Three-Phase Motor So To Flow Automation SystemRequires Lidtrik And Perfect At The Distributed Voltage of EachPhase. In the Final Report will be discussed on the Six-StepMethod Switch Mode By Using Software Simulink Matlabr2009a

The Results obtained in the form of a graph such that thedata is phase current_abc, EMF waveform, electrical torque, androtor speed. Based on the virtual simulations has done in researchusing matlab software Simulink R2009a. the output of this finalproject is used as material for observation is a mechanical motoroutput of data, such as the original rotor speed rotor speed of 500rpm input but after the simulation was only able to reach 493 rpmor an error of 1.4%.

Keywords; Current_abc phase BLDC motors, EMF waveform,electrical torque, rotor speed.

x

xi

KATA PENGANTAR

Segala puji dan syukur dipanjatkan kehadirat Tuhan YangMaha Esa yang telah melimpahkan rahmat-NYA, sehinggapenyusunan tugas Akhir yang berjudul :

“DESAIN CONTROLLER MOTOR BLDC UNTUKMENINGKATKAN PERFORMA (DAYA OUTPUT)SEPEDA MOTOR LISTRIK” dapat diselesaikan dengan baik.

Laporan ini disusun sebagai salah satu persyaratan yang harusdipenuhi oleh setiap mahasiswa Program Studi D3 Teknik MesinFTI-ITS untuk bisa dinyatakan lulus.

Dalam penyusunan Tugas Akhir ini, penulis berusahamenerapkan ilmu yang didapat selama menjalani perkuliahan diD3 Teknik Mesin. Kiranya penulis tidak akan mampumenyelesaikan Tugas Akhir ini tanpa bantuan, saran, dukungandan motivasi dari berbagai pihak. Oleh karena itu penulismenyampaikan ucapan terima kasih yang sebesar-besarnyakepada :

1. Ibu Liza Rusdiyana, ST, MT selaku dosen pembimbing,yang telah meluangkan waktu, tenaga dan pikiran untukmemberikan ide, arahan, bimbingan dan motivasi selamapengerjaan Tugas Akhir ini serta tak lupa jugakesabarannya yang sangat besar.

2. Orang tua tercinta Bapak dan Ibu serta adik yang selalumemberikan doa kesuksesan serta dukungan dalambentuk apapun.

3. Bapak Hendro Nurhadi, Dipl.-Ing., Ph.D selaku dosenpembimbing di Laboratorium Mekatronika dan dosenpenguji serta dosen wali yang telah banyak memberikansaran dan masukan dalam pengerjaan Tugas Akhir ini.

xii

4. Bapak Ir. Suhariyanto,MT selaku Ketua Program StudiD3 Teknik Mesin FTI-ITS Surabaya.

5. Ibu Liza Rusdiyana, ST, MT selaku koordinator TugasAkhir.

6. Segenap Bapak/Ibu Dosen Pengajar dan Karyawan diJurusan D3 Teknik Mesin FTI-ITS, yang telahmemberikan banyak ilmu dan pengetahuan selamapenulis menuntut ilmu di kampus ITS.

7. Sahabat-sahabat seperjuangan D3 Teknik Mesin 2k11 dansemua pihak yang telah memberikan bantuan, dukungan,motivasi dan doa kepada penulis selama pengerjaanTugas Akhir ini.

8. Teman – teman yang tidak dapat saya sebutkan disiniterima kasih atas kerjasama dan bantuan yang telahdiberikan sehingga tugas akhir ini bisa terselesaikandengan baik.

Penulis menyadari sepenuhnya, bahwa Tugas Akhir ini masihjauh dari sempurna, sehingga penulis mengharapkan adanya kritikdan saran dari berbagai pihak, yang dapat mengembangkan TugasAkhir ini menjadi lebih baik. Akhir kata, semoga Tugas Akhir inibermanfaat bagi pembaca dan mahasiswa, khususnya mahasiswaProgram studi Sarjana Teknik Mesin FTI-ITS dan D3 TeknikMesin FTI-ITS.

Surabaya, 11 Juli 2014

Penulis

xiii

DAFTAR ISI

Halaman JudulLembar pengesahan ................................................................ vAbstrak indonesia.................................................................... ixAbstract english....................................................................... xiKata pengantar......................................................................... xiiiDaftar isi.................................................................................. xvDaftar gambar.......................................................................... xviiDaftar tabel .............................................................................. xixDaftar simbol........................................................................... xxi

BAB I Pendahuluan1.1 Latar Belakang ................................................................ 11.2 Perumusan Masalah ........................................................ 21.3 Tujuan ............................................................................. 21.4 Batasan Masalah ............................................................. 31.5 Manfaat ........................................................................... 31.6 Sistematika Penulisan ..................................................... 4

BAB II, Tinjauan Pustaka2.1 Brushless DC Motor (BLDC) ........................................ 52.2 Keunggulan motor BLDC............................................... 52.3 Prinsip dasar motor BLDC.............................................. 62.4 Konstruksi ....................................................................... 8

2.4.1 Rotor ..................................................................... 82.4.2 Stator..................................................................... 92.4.3 Sensor hall ............................................................ 112.4.4 Controller .............................................................. 11

2.5 Bagian-bagian yang terdapat di dalam controller ........... 122.5.1 Speed control ........................................................ 122.5.2 Inverter.................................................................. 132.5.3 PWM Module ....................................................... 13

2.6 Prinsip arah putaran motor .............................................. 16

xiv

2.7 Baterai ............................................................................. 162.7.1 Sel primer.............................................................. 172.7.2 Sel sekunder.......................................................... 19

2.8 Matlab Simulink.............................................................. 222.8.1 Matlab ................................................................... 222.8.2 Simulink................................................................ 232.8.3 Implementasi komputer ........................................ 23

2.9 Penelitian yang dilakukan ............................................... 24

BAB III, Metodologi Penelitian3.1 Spesifikasi motor listrik yang digunakan........................ 293.2 Software yang digunakan................................................ 293.3 Diagram alir penelitian secara umum ............................. 293.4 Memahami mekanisme kerja dari motor BLDC............. 353.5 Permodelan dengan menggunakan software matlab ....... 36

3.5.1 Speed Controller ................................................... 363.5.2 PWM Module ....................................................... 363.5.3 Inverter.................................................................. 37

3.6 Rangkaian Simulink diagram motor BLDC.................... 383.7 Simulasi percobaan ......................................................... 38

BAB IV, Hasil Dan Pembahasan4.1 Konsep penelitian............................................................ 394.2 Penentuan nilai input....................................................... 394.3 Input data......................................................................... 424.4 Hasil percobaan............................................................... 434.5 Optimasi .......................................................................... 52

BAB V, Penutup4.6 Kesimpulan ..................................................................... 594.7 Saran ............................................................................... 60

Daftar Pustaka ........................................................................... 61Lampiran .................................................................................. 63

xvii

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Perubahan pada Permanent Magnet Synchronous ... 25Machine (Hasil Analisis)

Tabel 2.2 Perubahan Pada Converter dan DC Bus.................... 25(Hasil Analisa )

Table 3.1 spesifikasi motor sebagai nilai awal.......................... 38input pada model block diagram

Tabel 4.1 data spesifikasi motor................................................ 39Tabel 4.2 tabel hambatan jenis dari .......................................... 41

beberapa material pada suhu 200 CTabel 4.3 nilai input yang diperoleh ......................................... 42

dari karakterisasi melalui perhitungan manual

xviii

Halaman ini sengaja dikosongkan

xiii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 blok diagram motor BLDC.................................... 6Gambar 2.2 diagram timing ideal emf dan arus motor BLDC .. 8Gambar 2.3 rotor BLDC motor ................................................. 9Gambar 2.4 stator motor BLDC................................................ 10Gambar 2.5 sensor hall.............................................................. 11Gambar 2.6 BLDC motor controller ......................................... 12Gambar 2.7 sinyal pwm dan rumus perhitungannya ................ 14Gambar 2.8 pwm dengan 5 macam duty cycle

(0%,25%,50%75%, dan 100%)............................... 15Gambar 2.9 baterai sel primer ................................................... 18Gambar 2.10 prinsip operasi baterai ion lithium c/licoo2 ......... 21Gambar 2.11 pemodelan motor dc ............................................ 24Gambar 2.12 waveform arus ..................................................... 26Gambar 2.13 waveform output putaran motor .......................... 26

a. Putaran motor actualb. Putaran motor setpoint

Gambar 2.14 perbandingan waveforma.torsi motor actual,b.torsi motor setpoint.............................................. 27

Gambar 2.15 waveform tegangan ............................................. 27Gambar 3.1 diagram alir penelitian secara umum..................... 29Gambar 3.2 diagram alir detail penelitian ................................. 31Gambar 3.3 diagram alir proses kerja motor BLDC ................. 34

Motor controllerGambar 3.4 simulink model block speed controller.................. 35Gambar 3.5 simulink model block hall decoder........................ 35Gambar 3.6 simulink model block emf decoder ....................... 36Gambar 3.7 simulink model block inverter............................... 36Gambar 3.8 simulink model block BLDC motor ...................... 37Gambar 4.1 pwm signal dari hasil olah data ............................ 43

pada modul hall decoderGambar 4.2 aliran arus listrik yang masuk ............................... 44

dari sumber arus ke motorGambar 4.3 grafik rotor speed................................................... 45

xiv

Gambar 4.4 grafik rotor speed yang diperbesar ....................... 46Dalam range waktu 7 x10-4-7.5x10-4 detik

Gambar 4.5 grafik torsi output .................................................. 47Gambar 4.6 torsi output yang diperbesar ................................. 48

dalam range waktu 2.45 x10-5-2.5x10-5 detikGambar 4.7 grafik stator current ............................................... 49Gambar 4.8 stator current yang diperbesar................................ 50

dalam range waktu 1.75 x 10-4 - 2 x 10-4 detikGambar 4.9 grafik bemf ............................................................ 51Gambar 4.10 grafik bemf diperbesar dengan ............................ 52

range waktu 5.55-5.65 10-4 detikGambar 4.11 grafik output torque ............................................. 53Gambar 4.12 grafik rotor speed hasil optimasi ......................... 54Gambar 4.13 grafik rotor speed yang diperbesar pada.............. 55

Range waktu 0.5x10-4 detik-1.5 x 10-4 detikGambar 4.14 stator current........................................................ 56Gambar 4.14 grafik rotor speed yang diperbesar ..................... 56

Pada range waktu 1.7x10-5- 2 x 10-5 detik

xix

DAFTAR SIMBOL

ɵr = sudut rotor

L= inductansi rotor (henry)

ω= putaran rotor (rad/sec)

R= resistance (ohm)

u= voltage (volt)

i= arus listrik (Ampere)

v= vector

Tm=torsi mekanik (Nm)

Te= torsi elektrik (Nm)

ϕ= flux (V.s)

e= BEMF (Volt)

1

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangSeiring dengan perkembangan teknologi yang semakin

canggih, inovasi baru mulai bermunculan, tak terkecuali padabidang alat transportasi. Kendaraan yang ramah lingkunganmenjadi salah satu trend di mata kostruktor alat transportasididunia untuk berlomba-lomba dalam pengembangan teknologialat transportasi, baik itu kendaraan roda empat maupunkendaraan roda dua, yang berbasis teknologi hybrid ataupunelektrik.

Hal ini dipicu oleh isu global warming yang dihasilkan olehalat transportasi konvensional yang mendominasi sebagian besardari penyebab terjadinya efek dari global warming. Selain tidakramah lingkungan, pemakaian bahan bakar fosil yang tidakterkontrol dapat mengakibatkan sebagian besar cadangan minyakbumi lama kelamaan akan habis.

Dalam tugas akhir ini akan dilakukan Desain dan analisisnumeric untuk controller sepeda motor listrik dengan motorBLDC (brushless DC Motor). Motor BLDC dipilih karenamemiliki beberapa keunggulan dari pada motor DC biasa,keunggulan-kenguulan tersebut antara lain adalah; tidakmenggunakan sikat (brush), efisiensi lebih tinggi, hampir tidakmenimbulkan suara, tahan lama, dan masih banyak lagikeunggulan yang lainya.

Selain keunggulan-keunggulan diatas, motor BLDC jugamemiliki satu ciri khas lain dimana terdapat controller yangbertugas untuk mendistribusi arus dan voltage, sesuai dengankebutuhan untuk satu kali putaran-nya. Untuk memperolehperforma motor listrik dan pengendalian yang optimal. Parameterinput pada unit control merupakan salah satu cara untukmeningkatkan performance dari motor BLDC. Simulasipercobaan dilakukan secara virtual untuk memperoleh data aktualberdasarkan perhitungan yang menggunakan referensi yangterpercaya, sehingga output yang diinginkan sesuai dengankondisi riil dari kemampuan motor itu sendiri.

2

1.2 Perumusan MasalahDari uraian singkat dan latar belakang, maka diperoleh

perumusan masalah sebagai berikut :1 Apa saja pengaruh yang terjadi ketika parameter input yang

digunakan diubah dengan variable yang berbeda2 Apa saja output yang dapat diperoleh untuk implementasi

optimasi pada motor bldc untuk keperluan peningkatanperforma (output daya) dari sepeda motor listrik yang sudahada

1.3 TujuanDari persamaanan masalah diatas, tujuan dari penelitian adalah

sebagai berikut:1. Mengetahui pengaruh yang terjadi pada motor BLDC ketika

terjadi perubahan parameter yang digunakan terhadap outputdaya motor, yang dapat dihitung dari output motor berupa phasecurrent_abc, EMF, electrical torque, dan rotor speed, melaluisimulasi percobaan secara virtual didalam software.

2. Memperoleh hasil output berupa data numeric controller MotorBLDC yang sesuai dengan kebutuhan optimasi.

3

1.4 Batasan Masalah1. Pada penelitian ini dilakukan dengan menggunakan motor

dengan jenis permanent magnet brushless dc motor(PMBLDCM) 700 w

2. Sumber energy listrik yang digunakan adalah berupa batrey(accumulator) 12V yang dirangkai seri menjadi 48V.

3. Penelitian dilakukan untuk memperoleh numerical design daricontroller permanent magnet brushless dc motor

4. Penelitan dilakukan dengan menggunakan parameter darikarakterisasi yang diperoleh dari hasil pengujian LCR padapenelitan sebelumnya.

5. Penelitan dilakukan dengan menggunakan software MATLABSIMULINK R2009a

6. Hasil yang diperoleh berupa data grafik yang diperoleh darisimulasi model block yang dibuat didalam software matlabSimulink R2009a

7. Untuk model block motor digunakan Model Block PermanentMagnet Synchronous Brushless Dc Motor yang terdapat padaSimulink library

8. Penelitian dilakukan untuk memeproleh hasil berupa data peakperformance (rotor speed, back EMF, torque motor)

9. Tidak dilakukan uji jalan10. Asumsi efisiensi yang digunakan adalah 90%

1.5 ManfaatManfaat dari penulisan laporan tugas akhir ini adalah:

1. Mengetahui pengaruh yang terjadi pada motor BLDC ketikaterjadi perubahan parameter yang digunakan terhadap outputdaya motor melalui simulasi didalam software.

2. Memperoleh hasil output berupa data numeric controller MotorBLDC yang sesuai dengan kebutuhan.

3. Menjadi referensi bagi penulis lainya sebagai acuan percobaan diwaktu yang akan datang

4

1.6 Sistematika penulisan BAB I PENDAHULUAN

Pada bagian ini diuraikan latar belakang, pepersamaananmasalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaatpenelitian dan sistematika penulisan

BAB II KAJIAN PUSTAKA DAN DASAR TEORIPada bagian ini diuraikan beberapa landasan teori dan hasilpenelitian sebelumnya.

BAB III METODE PENELITIANPada bagian ini akan diuraikan metode penelitian, spesifikasiperalatan yang akan dipakai dalam pengujian, cara pengujian,dan data yang diambil.

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASANDalam bab ini dibahas tentang perhitungan dan analisis daridata yang didapat dari hasil penelitian.

BAB V PENUTUPPada bagian ini berisi kesimpulan hasil penelitian serta saran-saran konstruktif untuk penelitian selanjutnya.

DAFTAR PUSTAKAPada bagian ini berisi sumber sumber yang didapatkan dalampenulisan buku tugas akhir ini.

LAMPIRANPada bagian ini terdapat gambar-gambar ataupun data-datapenting yang tidak dilampirkan didalam kelima bab diatas

5

BAB IITINJAUAN PUSTAKA

2.1 Brushless DC Motor (BLDC)Motor DC tanpa sikat atau disebut juga dengan motor

Brushless DC motor (BLDC Motor) merupakan salah satu jenismotor-sinkron. Dimana medan magnet yang dihasilkan oleh rotordan stator pada frekwensi yang sama. Motor BLDC tidakmengalami Slip, seperti yang terjadi pada motor induksi biasa.Motor jenis ini mempunyai magnet permanent pada "rotor"sedangkan pada bagian stator-nya. Setelah itu, denganmenggunakan sebuah rangkaian sederhana (simple computersystem), maka kita dapat merubah arus eletro-magnet yangdihasilkan oleh motor ketika bagian rotor-nya berputar.

Motor BLDC sering digunakan dalam berbagai bidangseperti; industry otomotif, kesehatan maupun bidang otomasirobotic. Motor BLDC mempunyai banyak keuntungandibandingkan dengan DC motor dan Motor induksi biasa. MotorBrushless DC (BLDC) adalah pilihan ideal untuk aplikasi yangmemerlukan keandalan yang tinggi, efisiensi tinggi, dan rasiopower-volume yang tinggi.

2.2 Keunggulan motor BLDC High Speed Operation, Sebuah motor BLDC dapat beroperasi

pada kecepatan di atas 10.000 rpm dalam kondisi loading danunloading.

Responsif & acceleration, rotor Brushless DC motor memilikiinersia rotor rendah, yang memungkinkan motor ini untukmempercepat, mengurangi kecepatan, dan membalik arahdengan cepat.

High Power Density, motor BLDC memiliki torsi berjalantertinggi per inci kubik dari pada motor DC lainya.

Keandalan tinggi, motor BLDC tidak memiliki sikat,sehingga motor jenis ini memiliki ketahanan dan lifetime yangcukup tinggi hingga mencapai 10.000 jam pemakaian. Hal inimenjadikan motor jenis ini sangat jarang sekali dilakukanpenggantian atau perbaikan secara menyeluruh.

6

Selain itu terdapat keunggulan-keunggulan lain yaitu:o Kecepatan yang lebih baik untuk melawan karakteristik

tenaga putarano Efisiensi tinggio Tahan lama atau usia pakainya lebih lamao Nyaris tanpa suara bila dioperasikan

2.2 Prinsip dasar motor BLDCprinsip kerja dari motor BLDC memiliki konstruksi yang

berbeda dengan motor dc pada umumnya, dimana motor inimemiliki tiga fasa yang bebeda sehingga masing-masing fasamemiliki sudut sebesar 1200, sehingga motor BLDCmenggunakan hall effect yang digunakan untuk mendeteksiposisi dimana rotor berada dengan menggunakan signal darikomutasi motor

Gambar 2.1 blok diagram motor BLDC(sumber: International Journal of Computer Applications-ANovel Current Controlled Space Vector Modulation based

Control Scheme for Reducing Torque Ripple in Brushless DCDrives)

vavbvc

=R 0 00 R 00 0 R

iaibic

+L-M 0 0

0 L-M 00 0 L-M

d

dt

iaibic

eaebec

(2.1)

7

output motor berupa electric torque diperoleh dari persamaansebagai berikut:

Te = (eaia+eib+ ecic) (2.2)

Dimana ω diperoleh dari perhitungan:n = ( − − ) (2.3)

Untuk menghitung electrical frequency jika dihubungkan denganP (jumlah pole) maka diperoleh fungsi:n = Pn (2.4)

EMF (electromotive force) adalah tegangan balik yang dihasilkanoleh lilitan motor BLDC ketika motor BLDC tersebut berputaryang memiliki polaritas tegangan berlawanan arahnya dengantegangan sumber yang dibangkitkan., dimana diagram timingEMF ideal dapat ditunjukkan pada gambar 3.4. Untukmengetahui berapa besar EMF pada masing–masing fasa, dapatmenggunakan persamaan sebagai berikut;e = f θ λ ne = f θ λ n (2.5)e = f θ λ nDimana ;

fa=

1 0<θr<π/3π2

-θr π 3⁄ <θr<2π/3-1 2π 3⁄ <θr<π-1 π 3⁄ <θr<4π/3θr-

3π2

6

π4π 3⁄ <θr<5π/3

1 5π 3⁄ <θr<2π

(2.6)

8

Shingga untuk memperoleh f θ dan f θ dapatmenggunakan persamaan sebagai berikut;θ = + (2.7)= − (2.8)

Gambar 2.7 Diagram timing idealEMF dan arus motor BLDC

(sumber; Journal of Basic and Applied Scientific ResearchImproving the Performance of Brushless DC Motor Using the

Six Digits form of SVPWM Switching Mode)

2.3 KonstruksiSetiap motor BLDC memiliki dua bagian utama, rotor (bagianberputar) dan stator (bagian stasioner). Bagian penting lainnyadari motor adalah gulungan stator dan magnet rotor.

2.3.1 RotorRotor adalah bagian pada motor yang berputar karena

adanya gaya elektromagnetik dari stator, dimana pada motorDC brushless bagian rotornya berbeda dengan rotor pada motorDC konvensional yang hanya tersusun dari satu buahelektromagnet yang berada diantara brushes (sikat) yangterhubung pada dua buah motor hingga delapan pasang kutub

9

magnet permanen berbentuk persegi pajang yang salingdirekatkan menggunakan semacam “epoxy” dan tidak adabrushes-nya.

Gambar 2.3 rotor BLDC motor

Rotor dibuat dari magnet tetap dan dapat desain dari duasampai delapan kutub Magnet Utara(N) atau Selatan(S).Material magnetis yang bagus sangat diperlukan untukmendapatkan kerapatan medan magnet yang bagus pula.Biasanya magnet ferrit yang dipakai untuk membuat magnettetap. Tetapi dewasa ini dengan kemajuan teknologi, campuranlogam sudah kurang populer untuk digunakan.Benar sekalimagnet Ferrit lebih murah, tetapi material ini mempunyaikekurangan yaitu flux density yang rendah untuk ukuranvolume material yang diperlukan untuk membentuk rotor.

2.3.2 StatorStator adalah bagian pada motor yang diam/statis dimana

fungsinya adalah sebagai medan putar motor untuk memberikangaya elektromagnetik pada rotor sehingga motor dapat berputar.Pada motor DC brushless statornya terdiri dari 12 lilitan(elektromagnet) yang bekerja secara elektromagnetik dimanastator pada motor DC brushless terhubung dengan tiga buahkabel untuk disambungkan pada rangkaian kontrol sedangkan

10

pada motor DC konvensional statornya terdiri dari dua buahkutub magnet permanen.

Gambar 2.4 stator motor BLDC

Lilitan stator pada motor DC brushless terdiri dari dua jenis,yaitu lilitan stator jenis trapezoidal dan jenis sinusoidal.Yangmenjadi dasar perbedaan kedua jenis lilitan stator tersebutterletak pada hubungan antara koil dan lilitan stator yangbertujuan untuk memberikan EMF (Electro Motive Force) balikyang berbeda.

EMF balik sendiri adalah tegangan balik yang dihasilkanoleh lilitan motor BLDC ketika motor BLDC tersebut berputaryang memiliki polaritas tegangan berlawanan arahnya dengantegangan sumber yang dibangkitkan.

Ketika motor BLDC sudah dibuat, jumlah lilitan pada statordan besarnya medan magnet yang dihasilkan nilainya sudahdibuat konstan sehingga yang mempengaruhi besarnya EMFbalik adalah besarnya kecepatan sudut yang dihasilkan motor,semakin besar kecepatan sudut yang dihasilkan. Perubahanbesarnya EMF balik ini mempengaruhi torsi motor BLDC,apabila kecepatan motor yang dihasilkan lebih besar daritegangan potensial pada lilitan stator sehingga arus yangmengalir pada stator akan turun dan torsi pun akan ikut turun.

Karena berbanding lurus dengan faktor-faktor lain yangmempengaruhi torsi maka kenaikan dan penurunan arus sangatberpengaruh pada besarnya torsi yang dihasilkan motor BLDC.

11

2.3.3 Sensor HallTidak seperti motor DC brushed komutasi dari motor DC

brushless diatur secara elektronik agar motor dapat berputar,stator harus di-energize secara berurutan dan teratur. Sensor hallinilah yang berperan dalam mendeteksi pada bagian rotor manayang ter-energize oleh fluks magnet sehingga proses komutasiyang berbeda (enam step komutasi) dapat dilakukan oleh statordengan tepat karena sensor hall ini dipasang menempel padastator.

Gambar 2.5 sensor hall

2.3.4 ControllerController dan Inverter (perubah tegangan DC menjadi

AC) Controller pada motor DC brushless berperan sangatpenting dan dapat dikatakan sebagai penunjang utama operasimotor DC brushless karena motor DC brushless membutuhkansuatu trigger pulsa yang masuk ke bagian elektromagnetik(stator) motor DC brushless untuk memberikan pengaturanbesarnya arus yang mengalir sehingga putaran motor dapatdiatur secara akurat.

Inverter pada motor DC brushless berperan untukmengubah tegangan DC yang masuk controller menjaditegangan AC karena jenis motor DC brushless biasanyammiliki multipole tiga phase maka dibutuhkan inverter tigaphasa tegangan DC menjadi AC agar dapat berputar.

Berdasarkan kemampuan control power supply, kita dapatmemilih dengan tepat rating tegangan untuk motor yang

12

dibutuhkan. Untuk tegangan 48 volt atau kurang dari itu,biasanya digunakan untuk bidang otomotif, robotic ataupenggerak lengan mekanik kecil. Untuk rating tegangan 100volt atau lebih digunakan dalam bidang otomasi industri danpenggerak alat-alat industri.

Gambar 2.5 BLDC motor controller

2.4 BAGIAN-BAGIAN YANG TERDAPAT DIDALAMCONTROLLER

Controller merupakan salah satu bagian dari motor BLDCyang paling vital, dimana semua parameter input diolah padabagian ini, terdapat beberapa modul penting yang terdapatdidalam controller sebagai berikut;

2.4.1 SPEED CONTROLSpeed control merupakan salah satu unit dari controller

Motor BLDC. Pada penelitian kali ini speed control yangdiunakan adalah menggunakan basic algoritma dari algoritmaPID control. Seperti namanya, algoritma PID terdiri dari tigamode dasar, mode Proporsional, Integral dan Derivatif mode.Ketika menggunakan algoritma ini perlu untuk memutuskanmana mode yang akan digunakan (P, I atau D), kemudiantentukan parameter (atau pengaturan) untuk setiap mode yang

13

digunakan. Umumnya, tiga algoritma dasar yang digunakan P,PI atau PID.

2.4.2 INVERTERInverter merupakan salah satu modul yang terdapat

didalam controller motor BLDC yang mana berfungsi untukmengubah arus listrik dari baterai yang berupa arus DCmenjadi arus AC, dikarenakan motor BLDC memilikikarakteristik multipole.

Didalam inverter terdapat komponen kelistrikan utamayaitu berupa diode. Terdapat beberapa jenis diode yang seringdigunakan yaitu IGBT Diode, GTO Diode dan MOSFETDiode. Distribusi voltage diatur oleh diode yang terhubungdengan PWM, dimana signal yang telah di distribusi di dalammodul PWM dialirkan kedalam diode melalui gate yangdimilki oleh komponen ini, yang kemudian dialirkanditeruskan ke masing-masing fasa motor baik va,vb, maupunvc sesuai dengan kebutuhan

vno = (2.9)

kemudian kita hitung va vb dan vc dengan menggunakanpersamaan berikut:= −= − (2.10)= −

2.4.3 PWM MODULEPulse Width Modulation (PWM) secara umum adalah

sebuah cara memanipulasi lebar sinyal yang dinyatakan denganpulsa dalam suatu perioda, untuk mendapatkan tegangan rata-ratayang berbeda. Beberapa contoh aplikasi PWM adalahpemodulasian data untuk telekomunikasi, pengontrolan daya atautegangan yang masuk ke beban, regulator tegangan, audio

14

effect dan penguatan, serta aplikasi-aplikasi lainnya. AplikasiPWM berbasis mikrokontroler biasanya berupa pengendaliankecepatan motor DC, pengendalian motor servo, pengaturannyala terang LED dan lain sebagainya.

Sinyal PWM pada umumnya memiliki amplitudo danfrekuensi dasar yang tetap, namun memiliki lebar pulsa yangbervariasi. Lebar Pulsa PWM berbanding lurus dengan amplitudosinyal asli yang belum termodulasi. Artinya, Sinyal PWMmemiliki frekuensi gelombang yang tetap namun dutycycle bervariasi (antara 0% hingga 100%).

Gambar 2.7 Sinyal PWM dan rumus perhitungannyaSumber;http://andri_mz.staff.ipb.ac.id/pulse-width-

modulation-pwm/

Pulse Width Modulation (PWM) merupakan salah satuteknik untuk mendapatkan signal analog dari sebuah pirantidigital. Sebenarnya Sinyal PWM dapat dibangkitkan denganbanyak cara, dapat menggunakan metode analog denganmenggunakan rankaian op-amp atau dengan menggunakanmetode digital. Dengan metode analog setiap perubahan PWM-nya sangat halus, sedangkan menggunakan metode digital setiapperubahan PWM dipengaruhi oleh resolusi dari PWM itu sendiri.Resolusi adalah jumlah variasi perubahan nilai dalam PWM

15

tersebut. Misalkan suatu PWM memiliki resolusi 8 bit berartiPWM ini memiliki variasi perubahan nilai sebanyak 28 = 256variasi mulai dari 0 – 255 perubahan nilai yang mewakili dutycycle 0 – 100% dari keluaran PWM tersebut.

Gambar 2.8 PWM dengan 5 macam Duty Cycle(0%,25%,50%75%, dan 100%)

Sumber;http://kecoakacau.blogspot.com/2011/02/membangkitkan-pwm-

dengan-mikrokontroler.html

Pwm dengan duty cycle 25% dengan periode katakanlah100ms maka berarti sinyal logika 1 pada pwm tersebut adalah25% dari keseluruhan periode sinyal atau 25% dari 100ms =25ms, sedangkan untuk sinyal logika 0 pada pwm tersebut adalahsisanya atau 75 ms.

2.5 BATERAIBaterai adalah salah satu alat penting untuk penyimpan dan

konversi energi yang bekerja berdasarkan prinsip elektrokimia.Jadi, baterai sebenarnya merupakan sebuah sel elektrokimia.

16

Berdasarkan cara kerjanya, sel elektrokimia dapat dibagi menjadidua, yaitu: sel galvanis dan sel elektrolisa. Sel galvanis, yang jugadisebut sel volta, merubah energi kimia menjadi kerja listriksedangkan sel elektrolisa merubah kerja listrik untukmenggerakkan reaksi kimia tak spontan. Dalam baterai biasa,komponen kimia terkandung dalam alat itu sendiri. Jika reaktandipasok dari sumber luar ketika dikonsumsi, alat ini disebut selbahan bakar (fuel cell).

Komponen utama sebuah baterai terdiri dari dua bahankonduktor tak sejenis (elektroda) yang dicelupkan dalam larutanyang mampu menghantarkan listrik (elektrolit). Salah satuelektroda akan bermuatan listrik positif dan yang lain negatif.Ujung elektroda yang menonjol diatas elektrolit dikenal sebagaiterminal positif dan terminal negatif. Ketika kedua terminaldihubungkan dengan kawat konduktor (mis.: tembaga), aruslistrik akan mengalir melalui kawat dari terminal negatif kepositif. Beda potensial atau tekanan listrik antar terminaltergantung pada bahan elektroda dan elektrolit dan diukur dalamvolt.

Dalam pemakaiannya, baterai ada yang tidak bisa diisi ulangdan ada yang bisa diisi ulang. Jenis baterai yang tidak bisa diisiulang disebut baterai primer dan yang bisa diisi ulang disebutbaterai sekunder.

2.5.1 Sel primerPada baterai kering yang biasa kita gunakan, elektroda

terdiri dari dari batang karbon positif pada pusat sel dan bejanaseng negatif dengan elektrolit jeli ammonium khlorida.Potensial sel kira-kira 1,5 volt. Selama pemakaian, seng secaraperlahan-lahan larut ketika arus listrik dihasilkan. Ketikaammonium khlorida jenuh, aliran arus listrik berhenti dan selharus dibuang. Sel seperti itu dikatakan primer atau tak dapatdiisi ulang.

Contoh baterai yang diuraikan diatas adalah baterai tipekarbon-seng. Tipe baterai yang lebih maju adalah bateraialkaline-mangan dioksida. Baterai ini pertama kalidiperkenalkan dipasar tahun 1959. Sejak itu, jenis baterai ini

17

telah mendominasi pasar baterai portabel. Hal ini karena sistemalkaline dikenal memiliki beberapa keunggulan dibandingkanbaterai tipe karbon-seng. Beberapa keunggulan kimia alkalinedibandingkan kimia karbon-seng dasar adalah:

Densitas energi lebih tinggi Kinerja pelayanan lebih unggul pada semua laju

pemakaian Kinerja suhu dingin lebih unggul Hambatan internal lebih rendah Umur lebih lama Hambatan lebih besar terhadap kebocoranBaterai alkaline silinder dibuat dengan anoda seng dengan

luas permukaan besar, katoda mangan dioksida dengan densitastinggi dan elektrolit potasium hidroksida. Potongan melintangbaterai silinder alkaline diilustrasikan pada diagram dibawah:

Gambar 2.9 baterai sel primer

Baterai alkaline menghasilkan listrik ketika katodamangan dioksida direduksi dan anoda seng dioksidasi.Persamaan untuk reaksi sel alkaline sederhana adalah:

Zn + 2MnO2 + H2O → ZnO + 2MnOOHSelama reaksi ini, air (H2O) dikonsumsi dan ion hidroksil

(OH-) dihasilkan oleh katoda MnO2 menurut reaksi:

2MnO2 +2H2O+2e→2MnOOH+2OH-Pada saat yang sama, anoda mengonsumsi ion hidroksil dan

menghasilkan air:

18

Zn + 2 OH- →ZnO +H2O + 2 eElektron (e) yang dihasilkan selama reaksi digunakan untuk

memberi daya alat. Laju reaksi tergantung pada kualitas bahanbaku dan ketersediaan air dan ion hidroksil selama reaksi.Sebuah baterai dirancang untuk menjaga katoda dan anodaterpisah untuk mencegah terjadinya reaksi. Elektron yangdisimpan hanya akan mengalir ketika sirkuit tertutup. Ini terjadiketika baterai dipasang pada alat dan alat dinyalakan. Prinsip inisama seperti menyalakan dan mematikan saklar lampu dirumah.

Ketika sirkuit tertutup, tarikan yang lebih kuat padaelektron oleh mangan dioksida akan menarik elektron darielektroda anoda seng melalui kawat dalam sirkuit ke elektrodakatoda. Aliran elektron melalui kawat ini adalah listrik dandapat digunakan untuk aplikasi daya.

2.5.2 Sel sekunderSel asam timbal, yang biasanya disebut aki, termasuk dalam

kelompok yang disebut sel sekunder atau dapat diisi ulang.Disini, elektroda adalah timbal dioksida positif dan timbalspons negatif dengan elektrolit asam sulfat encer. Selamapemakaian, arus listrik mengalir dan elektroda positif dannegatif berubah menjadi timbal sulfat dan menyerap ion sulfatdari elektrolit dengan mereduksinya menjadi air. Tidak sepertisel kering, sel asam timbal adalah reversibel dan bisadikembalikan ke keadaan asalnya dengan mengalirkan listrikmelalui sel dalam arah yang berlawanan dari mana dilepaskan.Ini membalik reaksi dalam sel, merubah timbal sulfat dalampelat kembali ke bahan aktif asal dan mengembalikan ion sulfatke elektrolit.

Sel asam timbal memiliki potensial kira-kira 2 volt,berapapun ukurannya. Sel yang lebih besar akan memilikikapasitas yang lebih tingi dan mengirimkan arus listrik yangsama untuk waktu yang lebih lama atau arus listrik lebih tinggiuntuk periode yang sama daripada sel yang lebih kecil. Sel bisadihubungkan seri (negatif dari salah satu sel ke positif dari selberikutnya) agar memberikan tegangan yang lebih tinggi. Jaditiga sel yang dihubungkan seri akan memberikan baterai sel

19

yang memiliki tegangan nominal 6 volt. Enam sel sejenis yangdihubungkan seri akan menghasilkan baterai 12 volt.

Jenis baterai sekunder lain adalah baterai ion lithium, yangsaat ini dipandang memiliki densitas energi dan densitas dayapaling besar. Baterai ini diharapkan menjadi sumber energimasa depan untuk berbagai keperluan termasuk mobil listrik.

Baterai adalah sel elektrokimia (juga dikenal sebagai selGalvanis) yang merubah energi kimia menjadi energi listrik,yang terdiri atas anoda dan katoda yang dipisahkan olehelektrolit. Elektrolit adalah penghantar ion yang berfungsi jugasebagai media pengisolasi elektron. Elektron dihasilkan padaanoda dan mengalir kearah katoda melalui sirkuit luarsementara, pada saat yang sama, elektronetralitas dijamin olehperpindahan ion melewati elektrolit.

Banyak tipe baterai yang telah dikembangkan dandigunakan secara luas, salah satunya adalah baterai ion lithium.Baterai ion lithium, pertama kali dipasarkan oleh Sony padaawal 1990an, adalah tipe paling umum sel sekunder (dapat diisiulang) dan dijumpai dalam hampir semua alat elektronikportabel. Baterai jenis ini diharapkan mampu menyelesaikanpermasalahan global yang lebih besar terkait dengan kebutuhanenergi yang terus meningkat dan adanya tuntutan energi bersih.

Elektrokimia berbasis lithium menawarkan beberapa ciriyang menonjol. Salah satunya adalah lithium merupakan unsurlogam paling ringan dan memiliki potensial redoks sangatrendah [E(Li+/Li) = -3,04 V vs SHE), yang memungkinkan selmemiliki tegangan tinggi dan densitas energi besar. Selain itu,ion Li+ memiliki jari-jari ion kecil yang menguntungkan untukdifusi dalam padatan. Dipasangkan dengan umur siklusnyayang lama dan kemampuan kecepatan, sifat ini telahmemungkinkan teknologi ion lithium menangkap pasarelektronik portabel.

Dengan ciri diatas, baterai ion lithium merupakan bateraiyang ringan dan kompak, beroperasi dengan tegangan sel -4 Vdengan energi spesifik dalam kisaran 100-180 Wh/kg. Pada tipebaterai ini anoda dan katoda adalah bahan dimana, dan darimana, ion lithium bermigrasi melalui elektrolit, kemudian

20

disisipkan (proses interkalasi) dan diekstraksi (prosesdeinterkalasi) kedalam elektroda (Gambar 1). Anoda yangumum digunakan adalah grafit, mis.: mesocarbon microbeads,dengan katoda oksida logam lithium, mis.: LiCoO2. Elektrolityang umum digunakan adalah garam lithium, mis.: lithiumhexafluorophosphate, dalam pelarut organik, mis.: ethylenecarbonate-dimethyl carbonate yang dipisahkan oleh membran.

Gambar 2.10 Prinsip operasi baterai ion lithium C/LiCoO2.

Jadi, ketika baterai ion lithium dipakai, Li diekstraksi darianoda (kutub −) dan disisipkan kedalam katoda (kutub +).Proses sebaliknya terjadi ketika baterai diisi mengikuti reaksiberikut:

yC + LiMO2<>LixCy + Li(1-x)MO2

dimana x = 0,5, y = 6, Vsel = 3,7 VUntuk kasus LiCoO2:

LiCoO2 –> Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-xLi+ + xe- + 6C –> LixC6

Reaksi overall adalah:xLi+ + xe- + LiCoO2 –> Li2O + CoO

Selama pengisian ulang ion Li+ dipisahkan dan oksidasi Co3+menjadi Co4+ terjadi. Pasangan Co3+/Co4+ memasoktegangan sel kira-kira 4,0 V vs logam Li.

21

2.6 Matlab Simulink2.6.1 Matlab

MATLAB (Matrix Laboratory) adalah sebuah programuntuk analisis dankomputasi numerik dan merupakan suatubahasa pemrograman matematika lanjutan yang dibentukdengan dasar pemikiran menggunakan sifat dan bentuk matriks.Pada awalnya, program ini merupakan interface untuk koleksirutin-rutin numerik dari proyek LINPACK dan EISPACK, dandikembangkan menggunakan bahasa FORTRAN namunsekarang merupakan produk komersial dari perusahaanMathworks, Inc. yang dalam perkembangan selanjutnyadikembangkan menggunakan bahasa C++ dan assembler(utamanya untuk fungsi-fungsi dasar MATLAB).

MATLAB telah berkembang menjadi sebuah environmentpemrograman yang canggih yang berisi fungsi-fungsi built-inuntuk melakukan tugas pengolahan sinyal, aljabar linier dankalkulasi matematis lainnya. MATLAB juga berisi toolboxyang berisi fungsi-fungsi tambahan untuk aplikasi khusus.MATLAB bersifat extensible, dalam arti bahwa seorangpengguna dapat menulis fungsi baru untuk ditambahkan padalibrary ketika fungsi-fungsi built-in yang tersedia tidak dapatmelakukan tugas tertentu.

22

MATLAB (Matrix Laboratory) yang merupakan bahasapemrograman tingkat tinggi berbasis pada matriks seringdigunakan untuk teknik komputasi numerik, yang digunakanuntuk menyelesaikan masalah-masalah yang melibatkanoperasi matematika elemen, matrik, optimasi, aproksimasi dll.Sehingga Matlab banyak digunakan pada: Matematika dan Komputansi Pengembangan dan Algoritma Pemrograman Modeling, Simulasi, dan Pembuatan

Prototipe Analisa Data , Eksplorasi dan Visualisasi Analisis Numerik dan Statistik Pengembangan Aplikasi Teknik

23

2.6.2 SimulinkSimulink merupakan bagian tambahan dari software

MATLAB (Mathworks Inc.).Simulink dapat digunakan sebagaisarana pemodelan, simulasi dan analisa dari sistem dinamikdengan menggunakan ntarmuka grafis (GUI). Simulink terdiridari beberapa kumpulan toolbox yang dapat digunakan untukanalisa sistem linier dan non-linier. Beberapa library yangsering digunakan dalam sistem kontrol antara lain math, sinks,dan sources

2.6.3 IMPLEMENTASI KOMPUTERPemakaian komputer sebagai pengolah data, penyimpan

data dan komunikasi informasi tidak dapat diabaikan dalampendekatan system, model abstrak diwujudkan dalam berbagaibentuk persamaan, diagram alir dan diagram blok. Tahap iniseolaholah membentuk model dari suatu model, yaitu tingkatabstraksi lain yang ditarik dari dunia nyata. Hal yang pentingdi sini adalah memilih teknik dan bahasa computer yangdigunakan untuk implementasi model. Masalah ini akanmempengaruhi:

1. Ketelitian dari hasil komputasi2. Biaya operasi model3. Kesesuaian dengan komputer yang tersedia4. Efektifitas dari proses pengambilan keputusan yang

akan menggunakan hasilpemodelan tersebut.

Setelah program komputer dibuat dan format input /outputtelah dirancang secara memadai, maka sampailah pada tahappembuktian (verifikasi) bahwa model komputer tersebutmampu melakukan simulasi dari model abstrak yang dikaji.

Pengujian ini mungkin berbeda dengan uji validitas modelitu sendiri.

24

2.7 PENELITIAN YANG TELAH DILAKUKANPerencanaan desain motor DC dilakukan menggunakan

program symulink pada MATLAB 2009a. Namun melaluibeberapa penyesuaian yang harus dilakukan karena ada beberapapara meter yang harus dig anti untuk mendapata parameter yangsesuai dengan motor DC yang dimiliki.

Gambar 2.12 Pemodelan Motor DC

Hasil Karakteriksasi dan Pengisian parameter Dari semuaHasil eksperimen dan penghitungan secara numeric di dapat datasebagai berikut :

L = 0,51 x 10 HR = 0,156 ΩRPM = 500T = 15,28 NmP = 6 pasang

Maka parameter tesebut di masukkan parameter motor DCyang telah ada. Adapun perubahannya adalah sebagi berikut :

25

Tabel 2.1 Perubahan pada Permanent Magnet SynchronousMachine (Hasil Analisis)

NO Bagian padaMotor DC

Parameter NilaiAwal

NilaiPerubahan

Satuan

1. EquivalentCircuitParameters

Resistance

0,2 0,156 Ohm

2. EquivalentCircuitParameters

Inductance

8,5 x10 0,51 x 10 Henry

3. Rotor Values Pole pairs 4 6 pasang

Table 2.2 Perubahan Pada Converter dan DC Bus (Hasil Analisa )NoBagian Pada

Motor DCParameter Nilai

awalNilai yangtelahdiganti

Satuan

1.

Switches Devicetype

IGBT/Diodes

MOSFET/Diodes

2.

Forward Voltage MainDevice

0,8 - Volt

3.

Forward Voltage Diode 0,8 - Volt

4.

Turn-offcharacteristic

Fall time 1 x10 - Detik

5.

Turn offCharacteristic

Tail Time 2 x10 - Detik

Tabel 2.3 Perubahan Pada Controller ( Hasil Analisa )No Bagian pada

Motor DCParameter Nilai

AwalNilaiyangdiganti

Satuan

1. Speed Ramps Acceleration 1000 500 Rpm2. Speed ramps Deceleration 1000 500 Rpm

26

3. Torqueoutputs limits

Negative 17,8 15,27 Nm

4. TorqueOutputLimits

Positive 17,8 15,27 Nm

Gambar 2.13 waveform arus

a b

Gabar 2.14 waveform putaran motor actual danputaran motor setpoint

27

a b

Gambar 2.15 perbandingan waveform, a.torsi motor actualb.torsi motor setpoint

Gambar 2.16 waveform tegangan

28

Halaman ini sengaja dikosongkan

29

BAB IIIMETODOLOGI PENELITIIAN

3.1 Spesifikasi Motor Listrik Yang DigunakanMotor listrik yang diguakan adalah motor listrik denganspesifikasi:

1. motor listrik DC brushless 48V / 800W diameter : 26 cm Voltage : 48 Volt Frekuensi : 60 Hz RPM : 500 Daya : 800 Watt

2. unit control An Jiu (48V/800W pole angle 1200 )3. baterai 12 V

3.2 Software Yang DigunakanSoftware yang digunakan untuk melakukan perhitungan padapenelitian kali ini adalah MATLAB SIMULINK R2009a

3.3 Diagram PenelitianDalam Penelitian sepeda motor listrik kali ini bertujuan untukmencari metode yang terbaik untuk optimasi performance darisepeda motor listrik yang telah ada, sistematika penelitian adalahsebagai berikut:

30Gambar 3.1 Diagram alir penelitian secara umum

31

Penjelasan diagram alir penelitian secara umum

a. Langkah pertama sebelum melakukan percobaan adalahmelakukan studi literature untuk memperoleh segalainformasi atau petunjuk untuk mengarahkan penelitian sesuaidengan konsep yang diinginkan

b. Membuat sebuah rumusan masalah agar konsep penelitianberjalan secara structural

c. Langkah selanjutnya adalah membuat design sesuai dengankonsep penelitian didalam software

d. Kemudian pengujian atau simulasi dengan memasukkanparameter dengan nilai awal (berdasarkan hasil karakterisasiyang telah dilakukan pada penelitian sebelumnya)

e. Langkah berikutnya adalah pecatatan hasil pengujian, apakahsesuai dengan hasil yang diingingkan

f. Setelah pengujian pertama selesai, dilakukan tahap optimasi,pada tahap ini dmaksudkan untuk mencari output yang lebihbaik dari pada pengujian pertama, dengan memasukkanparameter input dengan variable yang berbeda

g. Hasil pengujian kedua kemudian dicatat untuk kemudiandilihat perbandiingannya dengan percobaan pertama, apakahlebih baik atau lebih buruk

h. Jika hasil yang diperoleh tidak memuaskan kemudiandilakukan input parameter dengan variable yang berbedahingga diperoleh hasil yang optimum

i. Setelah semua selesai kemudian dilakukan pencatatan hasilkedalam laporan akhir

32Gambar 3.2 diagram alir detail penelitian

33

Penjelasan diagram alir

a. Pada awal penelitian dilakukan study literature untukmemperoleh segala informasi dari berbagai referensi yang adasebagai bahan acuan penelitian, mulai dari konsep dasar darikerja motor BLDC, hingga simulasi virtual didalam software(MATLAB SIMULINK R2009a)

b. Setelah memperoleh referensi yang sesuai dengan arahpenelitian, langkah selanjutnya adalah membuat design modelblock didalam software. Karena software (MATLABSIMULINK R2009a) yang digunakan memiliki fitur yangsesuai dengan keperluan penelitian

c. Model block yang dibuat meliputi; speed contoroller, halldecoder, pwm decoder, dan inverter

d. Setelah membuat model block didalam software MATLABSIMULINK R2009a, langkah selanjutnya adalah input dataparameter sesuai dengan hasil karakterisasi penelitiansebelumnya

e. Langkah selanjutnya adalah menjalankan simulasi diagramdengan menggunakan POWERGUI discrete 1e005

f. Hasil simulasi kemudian dicatat melalui fitur scope yangtedapat pada software MATLAB SIMULINK R2009a

g. Dari hasil yang telah ditampilkan didalam scope kemudiandipastikan kebenaran atau kesesuaianya, jika tidak sesuai atauhasilnya tidak memuaskan maka perlu diperbaiki dalam inputparameter. Jika hasilnya memuaskan dilanjutkan ke langkahselanjutnya

h. Langkah selanjutnya adalah optimasi, dengan memasukkanparameter dengan variable yang bebeda kedalam blokdiagram

i. Setelah memasukkan data kedalam block diagram ulangisimulasi seperti pada percobaan pertama

j. Simulasi yang dihasilkan kemudian dicatat untuk kemudiandibandingkan dengan percobaan pertama, apakah peruabahanyang terjadi cukup signifikan dari nilai output yang dihasilkan

34

k. Simulasi akan terus dilakukan jika nilai yang diperoleh kurangdari percobaan pertama, dengan mengubah parameter inputdengan variable yang berbeda

l. Jika ooutput yang dihasilkan dari simulasi cukup memuaskan,langkah selanjutya adalah memasukkan data hasil pengujiantersebut kedalam lapoan akhir

35

3.4 Memahami Mekanisme kerja dari motor BLDCSkema proses kerja dari motor BLDC dapat dilihat pada

flow chart dibawah ini;

Gambar 3.3 diagram alir proses kerja motor BLDC motorcontroller

Seperti yang dijlaskan pada gambar diatas suatu unitcontroller dari motor BLDC terdapat 4 point utama, yaitu:

1. Speed controller2. pwm module3. Inverter4. BLDC motor

36

3.5 Permodelan Dengan Menggunakan Software MatlabSeperti yang dijelaskan diatas, Untuk melakukan penelitian

pada controller motor BLDC diperlukan tahpan-tahapanpermodelan pada masing-masing point, karena masing-masingpoint saling terhubung antara satu dengan yang lain

3.5.1 Speed ControllerDengan merujuk pada persamaan 3, langkah selanjutnya

adalah menerjemahkan persamaan tersebut kedalam Simulinkdiagram. simulink diagram untuk speed controller adalahsebagai berikut:

Gambar 3.4 simulink model block speed controller

3.5.2 PWM ModulePwm modul yang digunakan untuk penelitian kali ini

mengadopsi teknik svpwm, dimana histerisis diambil dari halleffect dari motor. Untuk pembagian mode switch-nya dipilihdengan pendekatan logika matematika NOT dan AND.

Gambar 3.5 simulink model block hall decoder

37

Gambar 3.6 simulink model block emf decoder

3.5.3 InverterSetelah memperoleh output switching mode yang sesuai

langkah selanjutnya adalah memasukkan output dari pwmdecoder menuju ke inverter

Gambar 3.7 simulink model block inverter

38

3.6 Rangkaian Simulink diagram motor BLDCMotor block yang digunakan dalam simulasi percobaan

Gambar 3.8 simulink model block bldc motor

3.7 Simulasi PercobaanSimulasi percobaan dilakukan dengan memasukan dataspesifikasi motor listrik dengan rincian sebagai berikut;

Table 3.1 spesifikasi motor sebagai nilai awal input pada modelblock diagram

No input nilai1 Voltage 48 Volt2 Frekuensi 60 Hz3 Rotor speed 5004 Daya 800 Watt

39

BAB IVHASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Konsep PenelitianPada penelitian kali ini menggunakan konsep penelitian

desain dan analisa menggunakan software matlab R2009a,penelitian dilakukan dalam rangka penelitian lanjutan untukmencari desain matematis melalui simulasi yang dapat diamatimealui data grafik yang ditampilkan melalui fitur scope yangterdapat didalam software tersebut.

Metode yang digunakan adalah dengan menggunakanmetode six-step switch mode yang menambil hiterisis yangdiambil dari hall effect.

Pada simulasi yang dilakukan kali ini adalah simulasi kerjadari motor tanpa beban (unloading), sehingga beban dari sepedamotor (rangka dan aksesoris pendukung) serta pengendaradiabaikan, sehingga didapatkan output data hasil simulasi yangideal dari motor tersebut.

4.2 Penentuan Nilai InputDidalam simulasi percobaan kali ini menggunakan fitur

permanent brushless dc motor yang didapat dari Simulinklibrary, karena data yang diperoleh dari motor yang digunakanterbatas, maka diperlukan perhitungan manual untuk mencarinilai input yang akan digunakan pada simulasi percobaan kaliini. Adapun nilai yang diperoleh berdasarkan spesifikasi darimotor adalah sebagai berikut

Tabel 4.1 data spesifikasi motorNo input nilai1 Voltage 48 Volt2 Frekuensi 60 Hz3 Rotor speed 5004 Daya 800 Watt5 inductance 0.51 x 10 H6 Arus motor 15 Ampere

40

Karena nilai input yang diambil dari data spesifikasi belumcukup untuk digunakan untuk simulasi, maka selanjutnyadilakukan perhitungan dengan menggunakan rumus empirisuntuk mencari nilai input yang diperlukan dan disesuaikandengan data berdasarkan spesifikasi dari motor.

Penentuan nilai torsiNilai torsi pada motor DC yang kita miliki ditentukan

melalui perhitungan secara numeric. Seperti kita ketahui motoryang kita miliki memiliki daya sebesar 800 watt dan putaransebesar 500 RPM, sehingga kita harus mengubah putaranmenjadi kecepatan sudut. Adapun penghitungannya adalahsebagai berikut:

ω = x x 500

= 52,36 rad/s

Maka penghitungan Torsi yang dilakukan adalah :P = T x ω800 = T x 52,36 rad/sT = 15, 28 Nm

Berdasarkan perhitungan diatas diperoleh nilai outputdari torsi motor sebesar 15.25 Nm

Penentuan nilai pole pairsSetelah memperoleh nilai dari torsi, kemudian mencari

nilai dari pole pairs. Pole pairs merupakan pasangan pole(kutub) yang terdapat pada motor DC. Sebenarnya parameterpole pairs terdapat pada bagian awal namun penentuannyaharus berdasarkan nilai RPM sehingga penentuannyadilakukan pada bagian akhir. Adapun perhitungannya adalahsebagai berikut :

ω =.

500 =.

p = 14.7

41

Dari hasil perhitungan diatas didapatkan nilai polesebesar 14.7. atau di bulatkan menjadi 14, karena pole terdiridari dua kutub yaitu kutup positif dan kutub negative,sehingga nilai pole yang akan dimasukkan kedalam parameterinput untuk pole pairs adalah sebesar 7 pasang.

Mencari nilai motor voltageUntuk mencari nilai Motor voltage dapat diperoleh dari

hubungan daya dan arus pada motor, maka nilai dari motorvoltage akan diperoleh sebaai berikut;

P=V x i800= V x 15 ampereV= 53.3 volt

mencari nilai hambatan pada kawatUntuk mencari nilai hambatan diperlukan data panjang

kawat (l), hambatan jenis (Qcu) , dan luas penampang kawat.Jika panjang diasumsikan sepanjang 5 m, dan hambatan jenisdari kawat tembaga diperoleh dari table 4.2

Tabel 4.2 tabel hambatan jenis dari beberapa material padasuhu 200 C, sumber; physics fifth edition 1998

42

Dari table 4.2 didapatkan nilai hambatan jenis dari kawattembaga adalah sebesar 1.68 x 10-8 ohm m, maka nilaihambatan pada kawat tembaga dapat dicari melaluiperhitungan dengan menggunakan rumus dibawah ini;

R = Qcu l / AR= 1.68 x 10-8 * 5 m / π (0.5 x10-3) 2m2

R= 8.06736 x 10-8 /7.85x 10-7

R= 0.103 ohm

4.3 Input DataSetelah melakukan karakterisasi dengan cara perhitungan

secara manual, diperoleh data sebagai bahan input kedalamblock diagram yang telah dibuat didalam software malab denganrincian sebagai berikut;

Tabel 4.3 nilai input yang diperoleh dari karakterisasimelalui perhitungan manual

input Symbol nilaiDc Voltage V 48 Volt

Motor voltage Vm 53.3 voltFrekuensi Fz 60 HzRotor speed ω 500Daya P 800 WattHambatan R 0.103 ohmTorsi mekanik Tm 15.28 Nmpole p 7 pasanginductance L 0.51 x 10 H

Untuk model motor yang digunakan adalah permanentmagnet synchronous motors yang terdapat pada Simulinklibrary, dengan BEMF waveform yang digunakan adalahtrapezoidal. Setelah memasukan data sesuai dengan perhitunganyang telah dilakukan, kemudian langkah selanjutnya adalahmenjalankan simulasi dengan menggunakan powergui discreteTs=1e-006, dengan waktu simulasi 0.5 detik.

43

4.4 Hasil PercobaanOutput yang dihassilkan dari simulasi percobaan kali ini

adalah data berupa grafik yang menjelaskan efek yang terjadiketika parameter diatas dimasukkan kedalam block diagram,yang kemudian akan dicatat oleh scope sebagai monitor darisimulasi yang telah dijalankan.

Maka hasil dari simulasi percobaan adalah sebagai berikut;1. Pwm signal

Gambar 4.1 pwm signal dari hasil olah data pada modul halldecoder

- untuk pwm signal q1

- untuk pwm signal q2

- untuk pwm signal q3

- untuk pwm signal q4

- untuk pwm signal q5

- untuk pwm signal q6

44

Pada gambar diatas menunjukkan pwm signal dari switch 1 –switch 2. Dari gambar diatass menunjukkan bahwa timing dariarus listrik yang mengalir dari controller menuju motor (stator)dengan urutan dari fasa A, ke fasa C, dan terakhir fasa C, jikadigambarkan akan menjadi sebagai berikut;

Gambar 4.2 aliran arus listrik yang masuk dari sumber arus kemotor

Dari ambar diatas menunjukan bahwa anak panah dengantanda merah menunjukan aliran listrik dari baterai, mengalirmenuju Q1, stator fasa A, stator fasa C, Q6, dan kembali kebaterai secara berurutan. Sedangkan anak panah dengan warnahijau menujukan aliran dari BEMF yang mengalir dari statorfasa A, menuju stator fasa B, D3, kemudian Q1 dan kembali lagike stator fasa A. hal tersebut mengakibatkan arah putaran yangdihasilkan oleh motor menjadi searah dengan jarum jam atauCW (clockwise) jika disesuaikan dengan ilustrasi diatas.

45

2. Rotor speed

Gambar 4.3 grafik rotor speed

Penjelasan;pada gambar diatas menunjukan grafik rotor speed

atau kecepatan putar yang dihasilkan oleh motorberdasarkan simulasi percobaan yang telah dilakukan,yang menghasilkan nilai output motor berupa kecepatanputar maksimum mencapai 493 rpm, yang ditempuhdalam waktu 7.5x10-4 detik dari titik nol. atau dengankata lain terjadi error sebesar 1.4 % dari nilai awal yangdiinginkan yaitu 500 rpm. Untuk mengetahui lebihdetail berapa nilai kecepatan rotor maksimum yangdihasilkan oleh motor dapat dilihat pada gambar 4.4.

46

Gambar 4.4 grafik rotor speed yang diperbesar dalam rangewaktu 7 x10-4-7.5x10-4 detik

Pada gambar diatas menunjukkan nilai output maksimumdari putaran motor yang diperbesar dalam range waktu 7x10-4 -7.5x10-4 detik. Dari gambar diatas menunjukkanbahwa putaran yang dihasilkan diperoleh sebesar 493 rpm.Pnurunan tersebut kemunkinan diakibatkan dari kerugianmekanis berupa rugi-rugi gesekan sehinga putaran motorterhambat

47

3. Torsi Output

Gambar 4.5 grafik torsi output

Penjelasan;Pada gambar 4.5 merupakan hasil pencatatan data

yang diperoleh dari simulasi yang menunjukkan nilaioutput dari motor untuk torsi, dari grafik tersebutmenunjukan bahwa diperoleh torsi output dari motoryang memperoleh nilai maksimal sebesar 13.8 Nm,dalam waktu 2.45 x 10-5 detik dari titik nol. Untukmelihat lebih detail lagi nilai maksimum dari torsioutput dapat dilihat pada gambar 4.6

Tor

que

(Nm

)

48

Gambar 4.6 torsi output yang diperbesar dalam rangewaktu 2.45 x10-5-2.5x10-5 detik

Pada gambar diatas menunjukan nilai torsi maksimumsebesar 13.8 Nm yang diperoleh pada titik 2.45 x10-5darinol. jika dilihat dari grafik yang ditunjukan pada gambardiatas menunjukan bahwa nilai torsi yang dihasilkan olehmotor mengalami penurunan dari nilai torsi yangdiinginkan (setpoint), hal ini dapat terjadi karena adanyarugi-rugi mekanis dari motor (kerugian akibat gesekan).Hal ini dapat terjadi karena sebuah motor terdapatmekanisme yangmana gesekan tidak dapat dihindari,sehingga output torsi yang dihasilkan tidak mencapai titikmaksimum yaitu 15,28 Nm jika dikalikan dengan nilaioutput rotor speed yaitu sebesar 493 rpm. Maka didapatnilai daya output sebesar 712.45 watt.

49

4. Stator current

Gambar 4.7 grafik stator current

Penjelasan; berdasarkan data berupa grafik yangditunjukkan pada gambar 4.7, nilai stator current yangdihasilkan adalah sebesar 32 ampere. Karena motormemiliki tiga fasa yang berbeda untuk pembacaan grafikdiatas terdapat tiga warna sebagai pembeda masing-masing fasa, garis dengan warna biru untuk fasa a, garisdengan warna hijau untuk fasa b, dan terakhir garisdengan warna merah untuk fasa c. untuk mengetahuidetail dari nilai maksimum stator current dapat dilihatpada gambar 4.8

50

Gambar 4.8 stator current yang diperbesar dalam rangewaktu 1.75 x 10-4 - 2 x 10-4 detik

Gambar datas menunjukkan nilai stator currentmaksimum yang dihasilkan oleh motor adalah sebesar 32ampere. Untuk grafik penurunan hingga bernilai minus,merupakan efek dari BEMF (gaya balik motor). Sepertiyang kita ketahui motor bldc merupakan motor jenisinduksi sehingga arus dari output motor juga digunakanuntuk menambah daya dari baterai ke motor yang diolahmelalui unit converter, yang semula adalah arus dc(searah) menjadi arus ac(bolak - balik).

51

5. Back electromotive-force (BEMF)

Gambar 4.9 grafik bemf

Penjelasan; grafik diatas menunjukkan nilai bemf yangterjadi pada motor, seperti pada output dari stator current,bemf juga terdiri dari tiga fasa yang berbeda, dapat dilihatpada gambar garis warna biru untuk bemf pada fasa a, garisdengan warna hijau untuk fasa b, sedangkan garis denganwarna merah untuk fasa c. untuk melihat lebih detail karenagrafik yang dihasilkan dari simulasi terlalu rapat dapatdilihat pada gambar 4.10

52

Gambar 4.10 grafik bemf diperbesar dengan range waktu 5.55-5.65 10-4 detik

Gambar diatas menunjukan nilai maksimum dari bemf adalahsebesar 12 volt, hampir sama dengan stator current bemf jugamengalami zero crossing, hal inilah yang menyebabkan grafikstator current juga mengalami hal yang sama, seperti yang kitaketahui, motor BLDC terdiri dari tiga fasa yang berbeda,masing-masing memiliki sudut 1200, sehingga efek yang terjadiadalah pergantian input baik voltage dan current, secaraperiodic.

53

4.5 OptimasiPada percobaan yang kedua dilakukan dengan cara

meningkatkan performance berupa peningkatan daya output darimotor. Jika pada percobaan pertama diperoleh output berupakecepatan putar rotor sebesar 493 rpm, dan torsi sebesar 13.8Nm, sehingga aka salah satu cara untuk menungkatkan outputperformance adalah dengan meningkatkan nilai torsi. Jika torsioutput yang diinginkan sebesar 16 Nm maka hasilnya akanmenjadi sbb;

1. Output torque

Gambar 4.11 grafik output torque

Penjelasan ; gambar 4.11 merupakan hasil dari outputtorque yang diperoleh dari simulasi percobaan ke-dua.Hasil puncak yang diperoleh sebesar 14.8 Nm yangditempuh dalam waktu 0.7 x 10-5 detik dari titik nol

54

2. Rotor speed

Gambar 4.12 grafik rotor speed hasil optimasi

Penjelasan; pada grafik 4.11 merupakan grafik yang dihasilkandari smulasi pada percobaan dengan penambahan nilai torsioutput motor. dapat dilihat bahwa kecepataan putaran darirotor speed meningkat menjadi 558.27 rpm yang semula hanyamencapai 493 Rpm. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat padagambar 4.13

55

Gambar 4.13 grafik rotor speed yang diperbesar pada rangewaktu 0.5x10-4 detik-1.5 x 10-4 detik

Hal ini bisa terjadi Karena terdapat hubungan antara daya,torsi, dan kecepatan sudut, yang dinyatakan dalam rumusberikut;

P = T x ωSehingga dengan meningkatkan nilai torsi, secara tidaklangsung kecepatan juga meningkat.Untuk perhitunganya akan menjadi sebagai berikut;Langkah pertama adalah mengubah satuan rotor speed darirpm menjadi rad/secon

ω = x 558.27 x

= 58.5 rad/sSelanjutnya adalah mencari nilai dari daya motor

P = T x ωP =14.8 Nm x 58.5 rad/sP= 865.8 watt

56

3. Stator current

Gambar 4.14 stator current

Penjelasan; gambar 4.14 menunjukkan grafik stator currentyang dihasilkan motor dari percobaan ke dua, dapat dilihatpada gambar terjadi peningkatan arus sebesar 5 ampere, jikapada percobaan sebelumnya nilai maksimum stator currentadalah 25 ampere, maka pada percobaan kedua stator currentmaksimum adalah 35 ampere. Untuk lebih jelasnya dapatdilihat pada gambar 4.15.

57

Gambar 4.15 grafik stator current yang diperbesar padarange waktu 1.7x10-5- 2 x 10-5 detik

Gambar diatas menunjukan nilai maksimum dari statorcurrent pada percobaan 2 dengan angka 40 ampere yangdiperoleh dalam waktu 3x10-4 detik dari titik nol.

Dari analisa tersebut diperoleh cara optimasi yang palingtepat untuk meningkatkan performa dari sepeda motor listrikyaitu dengan menambah daya output. Dengan menambahkannilai output daya pada motor secara tidak langsung akanmeningkatkan output mekanis berupa putaran (rotor speed)dan output torque. Karena seperti yang kita ketahuipeningkatan pada output mekanis (mechanical output) darimotor tersebut, (rotor speed dan torsi output) merupakan factoryang mempengaruhi peningkatan daripada nilai daya. Sesuaidengan rumus daya P = T x ω, bahwa daya diperoleh dari torsiyag dikalikan dengan putaran, sehingga dapat ditarikkesimpulan jika torsi dan putaran (rotor speed) dinaikkanmaka daya akan meningkat.

58

Halaman ini sengaja dikosongkan

59

BAB VPENUTUP

5.1 KESIMPULANBerdasarkan penelitian yang telah dilakukan yaitu

membuat desain controller motor listrik dengan menggunakansimulasidari software matlab Simulink r2009a diperoleh databerupagrafik. Dapat ditarik kesimpulan bahwa;

1. Berdasarkan data numeric yang ditunjukkan dari nilaioutput dapat dijadikan sebagai acuan untuk mengetahuiseberapa besar nilai daya output dari motor tersebut,sesuai dengan rumus P= T*ω, misalnya pada percobaan1, rotor speed yang semulasebesar 500 rpm namunsetelah dilakukan simulasi ternyata hanya mampumencapai 493 rpm, sedangkan nilai output berupa torsioutput diperoleh sebesar 13.8 Nm, sama halnya dengannilai output dari rotor speed. Sehingadidapat nilai dayaoutput sebesar712.45watt.

2. Penambahan nilai torsi dapat meningkatkan nilai outputdaya dari motor listrik. Hal ini dapat dibuktikan Padapercoban 2 yang mana dilakukan optimasi denganmenambah nilai torsi yang semula 15.28 Nm, ditambahmenjadi 16 Nm. Sehinga diperoleh nilai outputsebesar13.8 Nm menjadi 14.8 Nm, dan rotor speed yangsebelumnya sebesar 493 rpm menjadi 558.47 rpm.Sehingga diperoleh output dayasebesar865.8 watt.

60

5.2 SARAN

Berdasarkan penelitian yang telah dilakukan, optimasiperformance yang efektif adalah dengan memberikan ubahanpada motor terutama pada lilitan stator, serta mengubahspesifikasi pada controllernya, hal ini ditujukan agar memperolehoutput yang optimal. Apabila ubahanhan tersebut dilakukanhanya pada salah satu sector saja dampak yang diakibatkan tidakakan terasa maksimal, bahkan dampak negative akan diperoleh,misalnya saja dengan mengubah spesifikasi controller denganspesifikasi yang lebih tinggi daripada motor hal yang akanterjadiadalah motor tidak dapat menerima output dari controller (voltageataupun arus listrik) dengan baik. Makadari itu optimasi untukmemperoleh output motor yang efektif adalah dengan mengubahkedua sector.

63

LAMPIRAN

Parameter Input Percobaan 1

64

Parameter input untuk pid controll

Waveform untuk hasil dari simulasi PID controll

65

Histerisis hall effect yang tersedia didalam permanent magnetsynchronous brushless dc motor

Scope data yang diambil dari emf decoder

66

Table hambatan jenis

61

DAFTAR PUSTAKA

1. Alshehabi, Improving the Performance of Brushless DC MotorUsing the Six Digits form of SVPWM Switching Mode, Malek-Ashtar University of Technology (MUT), Tehran, Iran, 2012

2. V.Viswanathan. A Novel Current Controlled Space VectorModulation based Control Scheme for Reducing Torque Ripple inBrushless DC Drives, Research Scholar, Department of EEE,JNTU, Hyderabad, India, 2011

3. Philip, Preetha. Modelling Of Brushless DC Motor Drive UsingSensored And Sensorless Control (back EMF zero crossingetection), Dept. of Electrical Engg. Govt. Engineering College,Thrissur, 2012

4. K. Giridharan, Implementation Of A Brushless Dc Motor As AVirtual Motor, Department of Electrical Engineering, VITUniversity, India. 2013

5. Steffy, S. Assly. Analysis And Simulation Of Speed Control OfPMBLDC MOTOR by PI Controller, Sri Shakthi Institute ofEngineering and Technology, Coimbatore, India, 2011

6. S. Baldursson, BLDC Motor Modelling and Control–AMATLAB/Simulink Implementation‖, Master Thesis, May, 2005.

62

Halaman ini sengaja dikosongkan

Biodata Penulis

Nanang masudi, tempat tanggal lahirLamongan 16 april 1993, anak pertamadari dua bersaudara, riwayat pendidikanformal yang telah ditempuh; sdn 1nogojatisari tahun masuk 1999,kemudian dilanjutkan ke jenjangsekolah menengah pertama, yaitu smpn1 sambeng pada tahun 2005, setelahdinyatakan lulus dari sekolah menengahpertama (smp), kemudian melanjutkanpendidikan disalah satu sekolahmenengah kejuruan diwilayah selatan

lamongan, yaitu smkn 1 sambeng pada tahun 2008, bidang study yangdipilih adalah teknik kendaraan ringan, pada tahun kedua penulissempat mengadakan kerja praktek disalah satu anak perusahaan PT.SEMEN GRESIK (yang sekarang namanya diubah menjadiPT.SEMEN INDONESIA) yaitu PT.VARIA USAHA selama 2 bulan,sesuai dengan bidang yang ditekuni yaitu bidang otomotif (teknikkendaraan ringan). Setelah tiga tahun menempuh pendidikan di SMK,pada tahun 2011 penulis melanjutkan tingkat pendidikan ke diploma3 its, program study yang dipilih adalah teknik mesin, dan fokus padabidang manufatur. Penulis sempat aktif dibeberapa kegiatan yangdiadakan oleh himpunan mahasiswa d3 teknik mesin, mulai daripelatihan baik peserta maupun panitia, menjadi salah satu staff di hima(ristek), serta menjadi asisten lab (lab teknologi mekanik/ teknikperautan) selama dua periode kepenurusan.