Proposal TPPA Fix Revisi Final

download Proposal TPPA Fix Revisi Final

of 18

  • date post

    26-Dec-2015
  • Category

    Documents

  • view

    55
  • download

    0

Embed Size (px)

Transcript of Proposal TPPA Fix Revisi Final

Proyek Akhir Tahun Ajaran 2014 / 2015 I. JudulPERANCANGAN DAN IMPLEMENTASI SISTEM ELECTRONIC DIFFERENTIAL PADA MOBIL LISTRIK DENGAN 2 PENGGERAK YANG TERPISAH

II. Ruang Lingkup1. Mesin Listrik2. Kualitas Daya3. Elektronika Daya4. Rangkaian Listrik5. Mikrokontroller

III. TujuanTujuan dari proyek akhir ini yaitu merancang dan mengimplementasikan sistem electronic differential pada mobil listrik untuk mendapatkan akselerasi percepatan yang tinggi serta kestabilan pada mobil listrik ketika berbelok di jalan yang menikung.

IV. Latar BelakangPada kendaraan transportasi sehari-hari, khususnya pada kendaraan roda 4, yaitu pada mobil, kenyamanan dalam berkendara adalah hal yang paling diutamakan oleh para pengendara mobil. Dalam hal ini, kenyamanan yang dimaksud adalah kenyamanan pengendara mobil ketika berbelok di jalan yang menikung, yang dibutuhkan accelerasi percepatan yang tinggi dan stabilitas pada mobil. Sehingga mobil mampu berbelok dengan kecepatan tertentu tanpa menimbulkan selip pada roda. Pada kebanyakan mobil, dan terutama mobil berbahahan bakar minyak, masih menggunakan sistem differential secara mekanik yaitu dengan pemasangan gardan pada roda belakang dengan menggunakan prinsip rasio gear yang masih menggunakan 1 motor sebagai penggerak. Sistem tersebut masih memiliki banyak kekurangan, yaitu dalam hal perawatan yang perlu memberikan oli gear secara rutin dengan harga yang relatif mahal, memberikan tambahan beban yang cukup berat pada mobil, dan juga memiliki efisiensi yang kurang optimal dikarenakan masih terdapat banyak losses mekanik pada gear, ditambah lagi mobil masih menggunakan bahan bakar minyak sebagai sumber energi utama, yang jika dilihat dari kesediaan bbm di Indonesia sudah semakin menipis dan harga bbm juga semakin naik. Sedangkan pada mobil listrik, sistem differential secara elektronik atau biasa disebut electronic differential adalah salah satu solusi yang diharapkan mampu mengatasi permasalahan diatas. Electronic differential ini, menggunakan 2 motor sebagai penggerak, sehingga dapat berguna untuk memberi masukan kecepatan yang sesuai pada masing-masing penggerak agar mobil listrik dapat berjalan sesuai dengan keinginan. Sistem electronic differential memungkinkan roda penggerak pada mobil listrik mampu bergerak dengan kecepatan yang berbeda. Hal ini sangat diperlukan ketika mobil berbelok, maka roda penggerak yang berada pada sisi dalam akan berputar dengan kecepatan yang lebih rendah daripada roda penggerak pada sisi luar karena roda penggerak sisi luar akan bergerak dengan radius yang lebih besar. Ketika mobil berjalan pada lintasan lurus maka roda penggerak akan bergerak dengan kecepatan yang sama. Perbedaan kecepatan tersebut dipengaruhi oleh sudut kemudi pada mobil. Oleh karena itu, dengan mempertimbangkan hal di atas, maka pada Tugas Akhir ini akan dibuat mobil listrik, dengan 2 buah Brushless DC Motor (BLDCM) sebagai penggerak utama mobil listrik, dan mengimplementasikan sistem electronic differential dalam mobil tersebut, diharapkan mampu mengatasi permasalahan di atas.

V. Rumusan MasalahMulti drive sistem pada mobil listrik terdiri dari 2 buah penggerak BLDCM yang terletak dibelakang yang akan menentukan kemudi dari mobil listrik. Dua buah motor penggerak nantinya akan dikontrol secara independent, sehingga masing-masing motor mampu menentukan kecepatan acuan yang berbeda. Pada mobil listrik dengan multy drive sistem, slip menjadi salah satu masalah yang serius, oleh sebab itu perlu adanya keterkaitan pada masing-masing kontroler motor untuk mengatur kinerja dari dua roda penggerak agar kendaraan dapat berjalan sesuai keinginan. Selain itu pada multy drive sistem, kontroler motor harus dikonfigurasi untuk memberikan efek electronic differential. Jadi, electronic differential akan memperhatikan kecepatan roda, baik saat keadaan lurus atau berbelok.VI. Batasan MasalahPada proyek akhir ini batasan masalah dari pembahasan ini yaitu sebagai berikut :1. Motor yang digunakan yaitu 2 buah motor BLDC 1 KW2. Beban pada tugas akhir ini yaitu mobil listrik3. Masukan pada kontrol ini ada 2 yaitu pedal gas dan sudut kemudi4. Mobil mampu berbelok dengan kecepatan tertentu pada radius tertentu sesuai sudut kemudi dengan menggunakan metode Electronic Differential

VII. Sistematika Pembahasana. Judulb. Pengesahanc. Abstrakd. Bab I Pendahuluane. Bab II Teori Penunjangf. Bab III Perancangan dan Pembuatan Sistemg. Bab IV Pengujian dan Analisah. Bab V Penutup

VIII. Tinjauan PustakaBerikut ini adalah beberapa penilitian yang pernah dilakukan terkait dengan proyek akhir yang akan dibuat, yang mana akan digunakan sebagai acuan1. Electronic Differential with Direct Torque Fuzzy Control for Vehicle Propulsion Sistem merupakan paper yang disusun oleh Kada HARTANI2. Pemodelan dan Simulasi Brushless DC Motor Kecil untuk Aplikasi Aktuator Sirip Roket merupakan laporan seminar yang disusun oleh Muhammad Azzumar3. Perancangan dan Simulasi Direct Torque Control Space Vector Modulation (DTC-SVM) dengan Kontrol PI untuk Motor Induksi 3 Fasa Sebagai Penggerak Roda Kendaraan Listrik paper yang disusun oleh Ikhwan Widya Pratama

IX. Teori Penunjang1. Electronic DifferentialElectronic Differential yang diajukan dalam sistem traksi untuk kendaraan listrik digerakkan langsung oleh dua motor. Electronic differential harus memperhatikan perbedaan kecepatan antara dua roda penggerak saat kendaraan berjalan baik pada trayek lurus maupun berbelok. Sistem electronic differential menggunakan sudut kemudi () dan pedal gas () sebagai parameter input. Gambar 9.1 menunjukkan bahwa kecepatan linier dari setiap roda penggerak dinyatakan sebagai fungsi dari kecepatan kendaraan dan jari-jari kurva yang dinyatakan dalam persamaan berikut ini:

Jari-jari belokan tergantung pada jarak roda dan sudut kemudi seperti ditunjukkan dalam persamaan berikut :

Dengan mensubtitusikan persamaan (2.22) ke persamaan (2.20) dan (2.21) diperoleh kecepatan angular dari setiap roda penggerak seperti pada perasamaan berikut :

Gambar 9.1. Struktur dari Electronic Differential

Perbedaan kecepatan angular dari roda penggerak dinyatakan dalam persamaan di bawah ini.

Dan penetapan sudut kemudi ditunjukkan pada persamaan berikut : > 0 belok kanan = 0 lurus < 0 belok kiriPengendalian kecepatan angular roda penggerak mengikuti persamaan di bawah ini :

Kecepatan referensi dari kedua motor mengikuti persamaan sebagai berikut:

2. Motor DC Tanpa Sikat (Brushless DC Motor)Motor DC tanpa sikat (brush) menggunakan bahan semikonduktor untuk merubah maupun membalik arah putarannya untuk menggerakkan motor, serta tingkat kebisingan motor jenis ini rendah karena putarannya halus.BLDC motor atau dapat disebut juga dengan BLAC motor merupakan motor listrik synchronous AC 3 fasa. Perbedaan pemberian nama ini terjadi karena BLDC memiliki BEMF berbentuk trapezoid sedangkan BLAC memiliki BEMF berbentuk sinusoidal. Walaupun demikian keduanya memiliki struktur yang sama dan dapat dikendalikan dengan metode six-step maupun metode PWM. Dibandingkan dengan motor DC jenis lainnya, BLDC memiliki biaya perawatan yang lebih rendah dan kecepatan yang lebih tinggi akibat tidak digunakannya brush. Dibandingkan dengan motor induksi, BLDC memiliki efisiensi yang lebih tinggi karena rotor dan torsi awal yang, karena rotor terbuat dari magnet permanen. Walaupun memiliki kelebihan dibandingkan dengan motor jenis lain, metode pengendalian BLDCM jauh lebih rumit untuk kecepatan dan torsi yang konsta, karena tidak adanya brush yang menunjang proses komutasi dan harga untuk BLDCM jauh lebih mahal.Secara umum BLDCM terdiri dari dua bagian, yakni, rotor, bagian yang bergerak, yang terbuat dari permanen magnet dan stator, bagian yang tidak bergerak, yang terbuat dari kumparan 3 fasa. Walaupun merupakan motor listrik synchronous AC 3 fasa, motor ini tetap disebut dengan BLDC karena pada implementasinya BLDC menggunakan sumber DC sebagai sumber energi utama yang kemudian diubah menjadi tegangan AC dengan menggunakan inverter 3 fasa. Tujuan dari pemberian tegangan AC 3 fasa pada stator BLDC adalah menciptakan medan magnet putar stator untuk menarik magnet rotor.Oleh karena tidak adanya brush pada BLDCM, untuk menentukan timing komutasi yang tepat pada motor ini sehingga didapatkan torsi dan kecepatan yang konstan, diperlukan 3 buah sensor Hall dan atau encoder. Pada sensor Hall, timing komutasi ditentukan dengan cara mendeteksi medan magnet rotor dengan menggunakan 3 buah sensor hall untuk mendapatkan 6 kombinasi timing yang berbeda, sedangkan pada encoder, timing ditentukan dengan cara menghitung jumlah pole(kutub) yang ada pada encoder.Pada umumnya encoder lebih banyak digunakan pada BLDCM komersial karena encoder cenderung mampu menentukan timing komutasi lebih presisi dibandingkan dengan menggunakan sensor hall. Hal ini terjadi karena pada encoder, kode komutasi telah ditetapkan secara fixed berdasarkan banyak pole dari motor dan kode inilah yang digunakan untuk menentukan timing komutasi. Namun karena kode komutasi encoder ditetapkan secara fixed berdasarkan banyak pole motor, suatu encoder untuk suatu motor tidak dapat digunakan untuk motor dengan jumlah pole yang berbeda. Hal ini berbeda dengan sensor hall. Apabila terjadi perubahan pole rotor pada motor, posisi sensor hall dapat diubah dengan mudah. Hanya saja kelemahan dari sensor hall adalah posisi sensor hall tidak tepat akan terjadi kesalahan dalam penentuan timing komutasi atau bahkan tidak didapatkan 6 kombinasi timing yang berbeda.Beberapa keuntungan brushless DC motor dengan motor DC dibandingkan dengan motor DC biasa, adalah:1. Lebih tahan lama, karena tidak memerlukan perawatan terhadap sikatnya.2. Memiliki tingkat efisiensi yang tinggi.3. Torsi awal yang tinggi.4. Kecepatan yang tinggi, tergantung pada kekuatan medan magnet yang dihasilkan oleh arus yang dibangkitkan dari kendali penggeraknya.Walaupun brushles