Modul X : Pengukuran Parameter Motor DC dan Estimasi Fungsi Alih

1. Tujuan Praktikum

Mengerti esensi dan konsep permodelan benda fisik

Memahami cara mengukur parameter motor DC

2.Konsep Dasar

Motor DC magnet permanen adalah sebuah motor listrik yang bekerja dengan tegangan arus

searah serta memiliki magnet yang bersifat magnet permanen pada statornya. Dalam

Permodelannya, sebuah motor DC dipisah ke bagian elektrik dan bagian mekanik.

Penurunan fungsi alih dari motor DC dengan input tegangan dan output kecepatan adalah sebagai

berikut:

Penurunan dapat dilihat pada referensi matakuliah dasar sistem kendali Norman S. Nise.

Parameter Motor Meliputi:

Resistansi Jangkar : Ra []

Induktansi Jangkar : La []

Konstanta Torsi : Kt [ /]

Konstanta Back-EMF : Kb [ /]

Koefisien Friksi Viskos : Dm / B [ /]

Inersia Rotor : J [ 2]

Bagan 1: a) Model Motor DC Magnet Permanen. b) Blok diagram input tegangan Ea(s) dan output kecepatan ()

.

.

Bagan 2: Fungsi alih motor DC magnet permanen dengan Input

tegangan jangkar Ea(s) dan output kecepatan rotor ()

Pengukuran Resistansi:

1. Dari persamaan:

Resistansi dapat diukur apabila komponen turunan dari arus terhadap waktu dan back emf

Eb(t) dapat dibuat nol. Hal ini dilakukan dengan mengunci rotor agar tidak bergerak.

2. Pengukuran dilakukan dengan memvariasikan Tegangan dan membaca nilai Arus yang

terukur.

3. Resistansi dihitung dengan cara regresi liner.

Pengukuran Konstanta Back-EMF dan Viscous Friction Constant:

1. Motor disiapkan untuk dapat berputar bebas. Lalu dicatu tegangan maksimum.

2. Dengan Tachometer, kecepatan putar rotor diukur dan dicatat.

3. Pembagian kecepatan rotor dengan tengangan memberikan Kb. Kt = Kb

4. Dari persamaan berikut:

Dan mensubstitusikan Tm (Torsi Rotor) dengan:

pada saat diberi catu daya maka rumus akan menjadi:

sehingga B dapat dihitung.

Pengukuran Inertia Motor:

1. Dengan membuat Tm = 0 pada rumus Torsi, maka dengan mengetahui Konstanta waktu (),

J dapat dihitung dengan:

=

2. Konstanta waktu dihitung dari grafik kecepatan terhadap waktu

Torsi Stall

1. Rotor ditahan kemudian diberikan tegangan maksimum

2. Arus yang terukur adalah Arus Stall atau arus maksimum

3. Torsi dihitung dari perkalian Kt dengan arus yang terukur

Kecepatan Tanpa Beban

1. Kecepetan tanpa beban adalah kecepatan putar rotor tanpa adanya pembebanan pada rotor

pada tegangan maksimum

2. Nilai kecepatan diukur langsung dengan Tachometer pada rotor

3. Peralatan yang Digunakan

Motor DC 12V

Power Supply 12V

Tachometer

Multimeter

Driver Motor dan Rangkaian elektronik pengendali

4. Percobaan

1. Pengukuran parameter R, Kb, B dan J

2. Penurunan fungsi alih sistem