Pulse Width Modulation (PWM)

Disusun Oleh : Ilda Nurida(125874255)Dita Kevinamarta(125874235)I Made Baratadanajaya (125874248)Syahmi Nanzain(125874247)PENGATURAN KECEPATAN MOTOR INDUKSIMENGGUNAKAN SIMULINK MATLAB

PENDAHULUAN Motor Induksi merupakan jenis motor yang paling banyak digunakan di Industri, dibandingkan dengan motor listrik yang lain. Karena motor ini memiliki keunggulan dan kelemahan, sebagai berikut : Keunggulan : - Konstruksi yang sederhana dan kokoh Harga relatif murah Tidak memerlukan pemeliharaan yang rumitKelemahan : Sulitnya mengatur kecepatan

PENDAHULUAN Pada prinsipnya motor induksi dioperasikan pada kecepatan yang konstan, bila beban berubah maka kecepatan motor akan berubah. Karena itu mempertahankan agar kecepatan tetap konstan maka tegangan dan frekuensi harus diatur. Untuk mendapatkan hasil kerja motor induksi yang baik, diperlukannya suatu kontroler yang berupa sistem fuzzy.

Dalam penggunaan Fuzzy Logic Control (FLC) dalam kinerjanya sangatlah baik dengan tingkat respon yang cepat dalam mengatasi kerja sistem kontrol yang mengalami perubahan beban. Penggunaan FLC ini untuk mengantisipasi atau memperbaiki kesalahan (error) yang terjadi pada sistem yang diakibatkan oleh perubahan beban. Untuk melengkapi proses kontrol motor kecepatan motor induksi, digunakan sebuah Inverter Pulse Width Modulation (PWM). Berfungsi memberikan frekuensi variabel dengan konstanta tegangan dan frekuensi dalam pengaturan kecepatan yang diberikan pada input motor.

MOTOR INDUKSI Motor Induksi merupakan motor yang paling umum digunakan pada berbagai peralatan industri. Popularitasnya karena rancangannya yang sederhana, murah dan mudah didapat, dan dapat langsung disambungkan ke sumber daya AC.Klasifikasi Motor Induksi :Motor induksi satu faseMotor ini hanya memiliki satu gelungan stator, beroperasi dengan pasokan daya satu fase, memiliki sebuah rotor kandang tupai, dan memerlukan sebuah alat untuk menghidupkan motornya.Contoh : peralatan rumah tangga seperti kipas angin, mesin cuci dan pengering pakaian, dan untuk penggunaannya 3 -4 HPMotor induksi tiga faseMedan magnet yang berputar dihasilkan oleh pasokan tiga fase yang seimbangMotor tersebut memiliki kemampuan daya yang tinggi, dapat memilikikandang tupai atau gulungan rotor (walaupun 90% memiliki rotor kandangtupai) dan penyalaan sendiri.Contoh: pompa kompresor, belt conveyor, jaringan listrik, dan gerinder. Tersedia dalam ukuran 1/3 hingga ratusan HP.

Pulse Width Modulation (PWM)Kebutuhan untuk mengatur kecepatan motor AC dengan menggunakan pengaturan frekuensi dapat diterapkan untuk tegangan dan arus. Untuk mengatur kecepatan motor induksi dapat digunakan inverter PWM sebagai suplai daya dengan mengubah teganan searah menjadi tegangan variable dan frekuensi variable dalam rangka memperoleh kecepatan yang sesuai dengan perubahan beban. Gambar dibawah berikut menunjukkan sebuah sistem pengaturan kecepatan motor induksi menggunakan inverter PWM.

Gambar 1 Sistem Pengaturan Kecepatan Motor menggunakan PWM

IGBT InverterIGBT Inverter atau insulated gate bipolar transistor adalah teknologi inverter yang dapat meminimalisasikan power loss dan meningkatkan switching PWM sehingga menghasilkan torsi start yang tinggi namun noise rendah. IGBT merupakan implementasi semikonduktor yang diatur oleh sinyal gate.

Pemodelan sistem pada simulasi, sebagai berikut : Software : Matlab 2009Spesifikasi Motor :

Motor induksi disuplai : Dikendalikan oleh PWM inverter yang menggunakan universal bridge block yaitu IGBT inverter. Pemodelan SistemRated ValuePower 50HPFrequency60HzVoltage460VMotor Speed 1780RpmPole Pair (p)2

PEMODELAN SISTEM dengan MATLAB SIMULINK Catatan : Proses ini menggunakan teknik sampling dengan waktu sampling 2e-6s

PEMODELAN SISTEM dengan MATLAB SIMULINK Pada gambar Pemodelan Sistem Menggunakan Simulink Matlab : Speed Reference yang digunakan adalah konstan 120 rad/s yang merupakan kecepatan input. Tourque Reference yang memberikan referensi nilai beban torsi kepada sistem kontrol fuzzy . Model rangkaian PWM inverter adalah IGBT dan ABC sebagai terminal output dan DC link sebagai sumber tegangan ke IGBT memberikan tegangan 780 Vdc. Blok pengukur arus dan tegangan digunakan untuk menampilkan visualisasi sinyal yang akan diukur. Arus motor, kecepatan, dan torsi merupakan output dari motor induksi yang akan ditampilkan dengan gambar grafik. Sistem kendali menggunakan teknik sampling selama 2ms.

SIMULASI

Simulasi dan analisa uji respon input dengan Torsi beban 0 N.mSimulasi dan analisa uji respon input dengan Torsi beban 100 N.m

Simulasi dan Analisa Uji Respon Input dengan Torsi Beban 0 N.m

Gambar Grafik disamping memperlihatkan pengendali motor menggunakan PI. Motor mulai berputar dengan torsi beban 0 dan kecepatan masukan 120 rad/s. Terjadi overshoot sekitar 0.4% waktu nak Tr 0.7 detik, waktu tetap Ts 2.5 detik dan steadystate error 0.005. Pada arus dan torsi terjadi kondisi maksimum saat start dan menurun setelah 0.7 detik.

Simulasi dan Analisa Uji Respon Input dengan Torsi Beban 100 N.m

Gambar Grafik disamping memperlihatkan pengendali motor menggunakan PI. Motor mulai berputar dengan torsi beban 100 N.m dan kecepatan masukan 120 rad/s. Terjadi overshoot sekitar0.3% waktu nak Tr 1.1 detik, waktu tetap Ts 2.7 detik dan steadystate error 0.005. Pada arus dan torsi terjadi kondisi maksimum saat start dan menurun setelah 1.1 detik.