Open loop motor dc

TUGAS 4

PEMODELAN DAN PENGENDALIAN

MOTOR LISTRIK

Dr. Ir. H. Rhiza S. Sadjad, MSEE

Oleh :

IMAM SUKARDI

P2700214020

TEKNIK ELEKTRO – TEKNIK KENDALI KOMPUTER ELEKTRONIKA

PROGRAM PASCASARJANA UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2014

IMAM SUKARDI – P2700214020 - TKKE 2

TUGAS 4 - PEMODELAN DAN PENGENDALIAN MOTOR LISTRIK

BAB 1

PENDAHULUAN

Sebagaimana tugas 3 mata kuliah Pemodelan dan Pengendalian Motor DC,

diketahui bahwasanya suatu motor dalam keadaan diam menuju ke keadaan berputar

(bergerak) atau yang umumnya disebut Starting hingga mencapai keadaan steady

membutuhkan arus yang besar, kebutuhan arus ini dapat menyebabkan lonjakan arus

(transient) yang tinggi. Selain itu meng-off-kan motor pun akan terjadi arus transient yang

tidak diharapkan.

Gambar 1. Grafik Arus dan Putaran Motor DC (sumber tugas 3 PPML Imam Sukardi)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

x 10-3

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1ARUS JANGKAR (Simulink)

time (sec)

Aru

s (

A)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5 5

x 10-3

0

20

40

60

80

100

120KECEPATAN MOTOR (Simulink)

time (sec)

om

ega (

rpm

)



Salah satu teknik pengontrolan ON dan OFF motor DC terkendali jangkar untuk

pengontrolan arus lonjakan ini adalah dengan memasangkan resistor (hambatan), yang

ditempatkan antara sumber tegangan dengan motor DC terkendali jangkar tersebut.

Sehingga didapatkanlah rangkaian resistor yang dihubungkan secara seri (Rs) dan secara

pararel (Rp)

Data Motor yang digunakan dalam percobaan ini:

Daya (P) : 0,0043 HP

: 3,2 Watt

Tegangan Jangkar (Ea) : 12 Volt

Arus Jangkar (Ia) : 0,33 Ampere

Putaran nominal (ωnom) : 71 RPM

: 7,4 rad/sec

Momen Inersia (J) : 0,0000071 N.m.sec2/rad

Tahanan jangkar (Ra) : 0,71 Ohm

Induktansi Jangkar (La) : 0,00066 Henry

Efisiensi (η) : 80,8 %

Konstanta motor (Km) : 1,31040131 N.m/A

Konstantan GGL lawan (Kb) : 1,589959459 V.sec/rad

Koefisien gesekan /beban (B)

: 0,058436815

Kg.m2/rad.sec (N.m.sec/rad)

*(Sumber: Tugas 1 PPML Imam Sukardi – P2700214020)



BAB 2

PEMBAHASAN

A. Pemodelan Motor DC Secara Simulink dengan pengontrolan open loop motor

DC dengan Hambatan Rs di pasang seri terhadap beban

Model rangkaian yang telah di kerjakan pada tugas 2 akan dimodivikasi sehingga

tampak seperti gambar di bawah ini:

ω (t)

Eaea (t)

Medan tetap

BModel elektrik Model mekanik

M

J

Ra LaRs

+

-

Gambar 2. Model rangkaian sederhana pengontrolan motor DC dengan Hambatan di

pasang seri terhadap beban

Di mana terdapat 2 hambatan yakni Ra yang di serikan dengan Rs bagian komponen

yakni bagian elektrik dan bagian mekanik yang masing-masing keluaran berupa Ia(t)

untuk rangkaian elektrik dan ω(t) untuk rangkaian mekanik.

1. Model Sistem Motor DC

Gambar 3. Model Sistem Motor DC secara keseluruhan dengan Simulink



Model ini menggambarkan model umum inputan pada suatu motor dan keluaran

dari motor tersebut dengan suatu sistem Time Generator untuk melihat keluaran

dari Time yang di gunakan oleh sistem yang ada pada motor DC. Tetapi dengan

pengendalian arus beban secara seri untuk mengurangi arus yang mengalir.

Output berupa kecepatan putar ω(t) dan Ia(t) yang masing-masing untuk t tertentu

akan di tampilkan di scope.

2. Model Simulink motor DC

Gambar 4. Model Simulasi Motor DC dengan Simulink Matlab

Pada model ini terdapat 3 masukkan berupa beban yang terhubung ke rangkaian

mekanik beban Rs dan Ea(t) (sumber tegangan) yang terhubung ke rangkaian

elektrik. Keluaran dari rangkaian elektrik berupa Arus jangkar (Ia) dan keluaran

dari rangkaian mekanik adalah Kecepatan Putar yaitu (RPM) setelah di kalikan

dengan fungsi rad/sec do RPM.



B. Pemodelan Motor DC Secara Simulink dengan pengontrolan open loop motor

DC dengan Hambatan Rp di pasang paralel terhadap beban

Pada design ini hambatan paralel akan mempengaruhi nilai tegangan input pada motor

DC. Dengan hukum kirchoff sebagai landasan maka di ambil sebuah kesimpulan jika

sebuah rangkaian di pasang paralel terhadap yang lainnya maka nilai tegangan pada

hambatan tersebut akan sama dengan Model rangkaian yang akan dikerjakan akan tampak

seperti gambar di bawah ini:

Medan tetap

BModel elektrik Model mekanik

ω (t)M

J

Ra La

Rp+

-

Ea

ea (t)

Gambar 5. Model rangkaian sederhana pengontrolan motor DC dengan Hambatan di

pasang Paralel terhadap beban

Di mana terdapat 2 hambatan yakni Ra yang di serikan dengan Rp bagian komponen

yakni bagian elektrik dan bagian mekanik yang masing-masing keluaran berupa Ia(t)

untuk rangkaian elektrik dan ω(t) untuk rangkaian mekanik.

1. Model Sistem Motor DC

Gambar 6. Model Sistem Motor DC secara keseluruhan dengan Simulink



Model ini menggambarkan model umum inputan pada suatu motor dan keluaran

dari motor tersebut dengan suatu sistem Time Generator untuk melihat keluaran

dari Time yang di gunakan oleh sistem yang ada pada motor DC. Tetapi dengan

pengendalian arus beban secara seri untuk mengurangi arus yang mengalir.

Output berupa kecepatan putar ω(t) dan Ia(t) yang masing-masing untuk t tertentu

akan di tampilkan di scope.

2. Model Sumber tegangan Jangkar (Ea)

Gambar 7. Model Sumber Tegangan Jangkar (Ea)

Pada model ini digunakan sumber tegangan sebesar 12V dengan fungsi step.

Fungsi step di sini untuk mengatur penyalaan sumber tegangan. Tegangan akan

aktif ketika 0 second dan akan mati ketika 0.004 second.



3. Model Simulink motor DC

Gambar 8. Model Simulasi Motor DC dengan Simulink Matlab

Pada model ini terdapat 3 masukkan berupa beban yang terhubung ke rangkaian

mekanik beban Rs dan Ea(t) (sumber tegangan) yang terhubung ke rangkaian

elektrik. Keluaran dari rangkaian elektrik berupa Arus jangkar (Ia) dan keluaran

dari rangkaian mekanik adalah Kecepatan Putar yaitu (RPM) setelah di kalikan

dengan fungsi rad/sec do RPM.



BAB 3

PENGUJIAN

A. Open Loop Dengan Hambatan Rs yang di pasang seri

Dari model simulink tersebut kemudian dilakukan simulasi hingga diperoleh grafik

Gambar 9.

Berdasarkan pengamatan hasil simulink bahwa besarnya nilai Rs akan mempengaruhi

riak dari arus starting dan stopping begitu pula lama pengaturan akibat dari jumlah

pengaturan tahanan yang diberikan, bahwa semakin besar waktu yang diberikan dalam

pengaturan tahanan maka semakin kecil resiko arus balik yang dihasilkan oleh motor

DC terkendali jangkar tersebut.

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

x 10-3

0

50

100(Simulink)

R seri (ohm

)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

x 10-3

0

50

100

om

ega (rpm

)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

x 10-3

0

0.5

1

Arus (A

)

time (sec)

B. Open Loop Dengan Hambatan Rp yang di pasang Paralel

Untuk model Paralel yang menjadi tolak ukur adalah perubahan tegangan pada input

Ea. Dimana tegangan input akan di variasikan dengan kontrol waktu yang berubah-

ubah.

Gambar 10.

Dari grafik di atas terdapat 3 plot yang mana :

Plot ke 1 menggambarkan nilai arus yang mengalir pada motor dengan sejalan

naiknya tegangan input maka arus juga akan naik dan mencapai arus maksimum

ketika detik mencapai 0,5x10-3 detik dan stabil setelah 1,5x10-3 detik

Plot ke 2. mengambarkan nilai kecepatan putar dari motor sama halnya dengan

arus kecepatan putar naik secara linier bersamaan dengan input tegangan jangkar

Plot ke 3. menggambarkan tegangan input di mana tegangan akan di mulai dari 0

dan naik hingga tegangan maksimum yaitu 12 volt pada detik ke 0,5x10-3 s dan

akan turun pada detik ke 2x10-3 s dan akan menjadi nilai 0 volt pada detik ke

2,5x10-3 s.

Dari hasil simulasi di atas di peroleh kecepatan putar maksimum berada pada

sekitar 71 RPM dan arus putarnya adalah 0,33 Ampere

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

x 10-3

-0.5

0

0.5(Simulink)

Arus (A

)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

x 10-3

-100

0

100

om

ega (rpm

)

0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4

x 10-3

0

10

20

time (sec)

tegangan (V

)



BAB IV

KESIMPULAN

Dari hasil analisa diatas dapat disimpulkan bahwa metode pengendalian open loop

pada motor DC yang terbaik adalah metode pengendalian motor DC dengan

pengaturan Rparalel / tegangan jangkar (Ea). Metode ini menghasilkan perubahan

kecepatan motor yang lebih linier dan arus lonjakan yang lebih kecil dibandingkan

dengan metode pengendalian motor DC dengan pengaturan Rseri.

DAFTAR PUSTAKA

http://www.unhas.ac.id/rhiza/arsip//kuliah/PPML/dokumentasi-2014/

http://elektro.unm.ac.id/jurnal/ME/ME%20Vol%203%20No.1%20edisi%20Juni%2020

08/Harifuddin.pdf

Makassar, 20 Oktober 2014

Imam Sukardi

P2700214020

http://www.unhas.ac.id/rhiza/arsip/kuliah/PPML/dokumentasi-2014/

http://elektro.unm.ac.id/jurnal/ME/ME%20Vol%203%20No.1%20edisi%20Juni%202008/Harifuddin.pdf

http://elektro.unm.ac.id/jurnal/ME/ME%20Vol%203%20No.1%20edisi%20Juni%202008/Harifuddin.pdf

Open loop motor dc

Engineering

Transcript of Open loop motor dc