Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ANALISA TEGANGAN KAPASITOR PADA
KONVETER C-DUMP UNTUK PENGGERAK
SWITCHED RELUCTANCE MOTOR
LAPORAN TUGAS AKHIR
Oleh :
KHO LUKAS BUDI SETIAWAN
14.F1.0003
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
2019
ii
LEMBAR PENGESAHAN
Laporan Tugas Akhir dengan judul ANALISA TEGANGAN KAPASITOR
PADA KONVETER C-DUMP UNTUK PENGGERAK SWITCHED
RELUCTANCE MOTOR diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan
dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik
Elektro di Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.
Laporan Tugas Akhir ini disetujui pada tanggal .... Januari 2019.
Semarang, .... Januari 2019
Menyetujui,
Pembimbing Koordinator Tugas Akhir
Prof. Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT.
058.1.1992.110
Prof. Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT.
058.1.1992.110
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik Ketua Progdi Teknik Elektro
Dr. Ir. Djoko Suwarno, MSi
058.1.1988.032
Leonardus Heru Pratomo, ST.,MT
058.1.1994.050
iii
PERNYATAAN
KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR (SKRIPSI)
Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir yang berjudul
ANALISA TEGANGAN KAPASITOR PADA KONVETER C-DUMP
UNTUK PENGGERAK SWITCHED RELUCTANCE MOTOR ini tidak
terdapat karya yang pernah diajukan untuk memperoleh gelar kesarjanaan di suatu
Perguruan Tinggi, dan sepanjang sepengetahuan saya juga tidak terdapat karya
atau pendapat yang pernah ditulis atau diterbitkan oleh orang lain, kecuali yang
secara tertulis diacu dalam naskah ini dan disebutkan dalam daftar pustaka.
Apabila di kemudian hari ternyata terbukti bahwa tugas akhir ini sebagian
atau seluruhnya merupakan hasil plagiasi, maka saya rela untuk dibatalkan,
dengan segala akibat hukumannya sesuai peraturan yang berlaku pada Universitas
Katolik Soegijapranata dan / atau perundang-undangan yang berlaku.
Semarang, .... Januari 2019
Kho Lukas Budi Setiawan
iv
ABSTRAK
Sekarang ini tingginya penggunaan bahan bakar fosil menyebabkan
tingginya tingkat polusi pada lingkungan. Untuk mengurangi tingkat polusi
tersebut, diperlukan terobosan baru dalam bidang kendaraan listrik. Suatu
kendaraan listrik memerlukan penggerak yang berasal dari motor listrik. Salah
satu jenisnya adalah jenis switched reluctance motor (SRM). Motor jenis ini
merupakan pesaing terbaik untuk motor induksi karena rasio torka yang tinggi.
Meningkatnya perkembangan dari sebuah motor didukung dengan
kemajuan dari teknologi elektronika daya itu sendiri, dengan sebuah alat yaitu
konverter. Konverter merupakan saklar-saklar statis berkecepatan tinggi yang
berkonfigurasi tertentu yang berguna untuk mengatur arus pada belitan belitan
motor.
Pada tugas akhir ini konverter C-dump konvensional untuk mengendalikan
motor SRM akan dibahas. Kemudahan kontrol, konstruksi sederhana, dan biaya
rendah adalah dasar untuk memilih jenis konverter. Kelebihan konverter ini dapat
memberikan magnetisasi dan demagnetisasi yang cepat pada lilitan fasa, yang
berfungsi untuk menghindari terbentuknya torka negatif dengan menggunakan
energi yang tersimpan dalam kapasitor bisa menjadi energi tambahan.
Kata Kunci: C-dump, Energy recovery, Kapasitor, Kontrol tegangan,
Kecepatan.
v
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis haturkan kepada Tuhan Yang Maha Esa karena
atas berkat, rahmat dan mukjizat-Nya yang senantiasa menyertai penulis, sehingga
penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta Laporan Tugas Akhir yang
berjudul ANALISA TEGANGAN KAPASITOR PADA KONVETER C-
DUMP UNTUK PENGGERAK SWITCHED RELUCTANCE MOTOR. Tugas
akhir beserta laporan ini sebagai tugas penulis untuk menyelesaikan perkuliahan
di Program Studi S1 Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata.
Dalam proses pembuatan tugas akhir dan penyusunan laporan, penulis
mendapat bimbingan dan support dari berbagai pihak baik secara langsung
maupun secara tidak langsung. Untuk itu penulis ingin mengucapkan terima kasih
kepada :
1. Tuhan Yang Maha Esa yang senantiasa memberi rahmat, berkat, kemudahan
dan kelancaran pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan.
2. Orang tua dan adik dari penulis yang selalu memberi semangat dan dukungan
baik secara moril maupun materiil kepada penulis.
3. Bapak Prof. Dr. Ign. Slamet Riyadi, MT. selaku dosen pembimbing Tugas
Akhir, yang telah membimbing dalam pelaksanaan Tugas Akhir ini dan yang
memberikan saran, kritik, dan semangat serta subsidi komponen kepada
penulis.
4. Bapak Dr. Ir. Djoko Suwarno, MSi selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas
Katolik Soegijapranata Semarang.
vi
5. Bapak Dr. Leonardus Heru Pratomo, ST.,MT selaku Ketua Program Studi
Teknik Elektro, yang telah memfasilitasi laboratoruim dan perlengkapannya.
6. Seluruh Dosen dan Karyawan Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknik
Universitas Katolik Soegijapranata Semarang, terutama Bapak Juang.
7. Teman-teman seperjuangan yaitu teman-teman elektro angkatan 2014 terima
kasih sudah menemani dan saling berdinamika bersama selama kuliah.
8. Teman-teman Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas
Katolik Soegijapranata.
9. Teman-teman fakultas yang lain yang turut mendukung saya.
10. Semua pihak yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan tugas akhir
beserta laporannya yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan, maka
penulis dengan rendah hati mengharapkan saran maupun kritik dari berbagai
pihak untuk perbaikan dan perkembangan kedepannya. Besar harapan penulis
semoga laporan ini dapat memberikan sumbangan yang berarti bagi kemajuan
Iptek di lingkungan kampus, masyarakat dan negara.
Semarang, .... Januari 2018
Kho Lukas Budi Setiawan
vii
DAFTAR ISI
HALAMAN JUDUL……………………………………………............................ i
LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................... ii
PERNYATAAN ..................................................................................................... iii
KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR (SKRIPSI) ......................................... iii
ABSTRAK ............................................................................................................. iv
KATA PENGANTAR ............................................................................................ v
DAFTAR ISI ......................................................................................................... vii
DAFTAR GAMBAR .............................................................................................. x
DAFTAR TABEL ................................................................................................ xiii
BAB I ...................................................................................................................... 1
PENDAHULUAN .................................................................................................. 1
1.1. Latar Belakang ......................................................................................... 1
1.2. Perumusan Masalah .................................................................................. 2
1.3. Pembatasan Masalah ................................................................................ 3
1.4. Tujuan dan Manfaat .................................................................................. 3
1.5. Metodologi Penelitian .............................................................................. 4
1.6. Sistematika Penulisan ............................................................................... 5
BAB II ..................................................................................................................... 7
viii
LANDASAN TEORI .............................................................................................. 7
2.1. Pendahuluan ............................................................................................. 7
2.2. Dasar Motor Switched Reluctance............................................................ 7
2.2.1. Penjelasan Konstruksi Motor SRM ................................................... 8
2.2.2. Pengendalian Arah Putar Motor ...................................................... 10
2.2.3. Dasar Operasi Motor Switched Reluctance ..................................... 11
2.3. Pulse Width Modulation (PWM) ............................................................ 12
2.4. Sensor tegangan LEM LV25-P .............................................................. 13
2.5. Topologi Konverter C-Dump pada Motor Switched Reluctance ............ 14
2.6. MOSFET Model IRFP250 ..................................................................... 18
2.7. Digital Signal Controller (DSC) dsPIC30f4012 .................................... 19
2.8. Driver ..................................................................................................... 21
2.8.1. IC Buffer 74HC541 ......................................................................... 22
2.8.2. IC Optocoupler TLP250 ................................................................. 22
BAB III ................................................................................................................. 24
PERANCANGAN KONVERTER C-DUMP KONVENSIONAL ...................... 24
3.1 Pendahuluan ........................................................................................... 24
3.2 Rancangan Motor Switched Reluctance ................................................. 26
3.2.1. Stator ................................................................................................... 26
3.2.2. Rotor .................................................................................................... 27
3.2.3. Hall effect ............................................................................................ 27
ix
3.3 Rangkaian Daya C-Dump Konvensional ............................................... 28
3.4 Rangkaian Driver TLP 250 .................................................................... 29
3.5 Rangkaian Blok Kontrol ......................................................................... 31
BAB IV ................................................................................................................. 34
HASIL DAN PEMBAHASAN ............................................................................. 34
4.1 Pendahuluan ........................................................................................... 34
4.2 Hasil Simulasi ......................................................................................... 34
4.3 Hasil Pengujian ....................................................................................... 36
4.4 Hasil pengujian kecepatan, tegangan dan arus ....................................... 37
4.4.1 Hasil pengujian pada posisi parameter 400 .......................................... 37
4.4.2 Hasil pengujian pada posisi parameter 900 .......................................... 39
4.4.3 Hasil pengujian pada posisi S4 On ....................................................... 41
4.5 Hasil Pembahasan ................................................................................... 43
BAB V ................................................................................................................... 44
PENUTUP ............................................................................................................. 44
5.1 Kesimpulan ............................................................................................. 44
5.2 Saran ....................................................................................................... 44
DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 45
LAMPIRAN……………………………………………………………………...47
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Motor switched reluctance 7
Gambar 2.2 Stator motor switched reluctance 9
Gambar 2.3 Rotor motor switched reluctance 9
Gambar 2.4 (a) Posisi segaris (b) posisi tidak segaris 10
Gambar 2.5 Sinyal Pulse With Modulation 13
Gambar 2.6 Sensor tegangan LEM LV25-P 13
Gambar 2.7 Konverter C-Dump konvensional 14
Gambar 2.8 Mode Operasi 1 15
Gambar 2.9 Mode Operasi 2 16
Gambar 2.10 Mode Operasi 3 16
Gambar 2.11 Mode Operasi 4 17
Gambar 2.12 Mode Operasi 5 17
Gambar 2.13 Tipe MOSFET 18
Gambar 2.14 Konfigurasi pin dsPIC30F4012 20
Gambar 2.15 Konfigurasi pin 74HC541 22
Gambar 2.16 Konfigurasi pin TLP250 23
Gambar 3.1 Diagram blok sistem 25
Gambar 3.2 Sensor Hall Effect 28
Gambar 3.3 Konverter topologi C-Dump 29
Gambar 3.4 Blok driver 30
Gambar 3.5 Skema sistem minimum dsPIC30F4012 31
xi
Gambar 3.6 Flowchart Pemrograman 33
Gambar 4.1 Skema simulasi rangkaian motor switched reluctance 34
Gambar 4.2 Hasil Simulasi Gelombang tegangan 35
Gambar 4.3 Hasil Simulasi Gelombang tegangan pada kapasitor 35
Gambar 4.4 Hasil Simulasi Gelombang arus yang mengalir pada fasa 36
Gambar 4.5 Konverter C-Dump 36
Gambar 4.5 Prototipe yang dibuat 37
Gambar 4.6 Hasil pengujian gelombang arus fasa 38
Gambar 4.7 Hasil pengujian gelombang tegangan fasa 38
Gambar 4.8 Hasil pengujian gelombang (a) tegangan kapasitor (b) tegangan
input 38
Gambar 4.9 Hasil pengujian gelombang tegangan kapsitor 38
Gambar 4.10 Hasil pengujian kecepatan 39
Gambar 4.11 Hasil pengujian gelombang arus fasa 39
Gambar 4.12 Hasil pengujian gelombang tegangan fasa 40
Gambar 4.13 Hasil pengujian gelombang (a) tegangan kapasitor (b) tegangan
input 40
Gambar 4.14 Hasil pengujian gelombang tegangan kapsitor 40
Gambar 4.15 Hasil pengujian kecepatan 41
Gambar 4.16 Hasil pengujian gelombang arus fasa 41
Gambar 4.17 Hasil pengujian gelombang tegangan fasa 41
Gambar 4.18 Hasil pengujian gelombang (a) tegangan kapasitor (b) tegangan
input 42
xii
Gambar 4.19 Hasil pengujian gelombang tegangan kapsitor 42
Gambar 4.20 Hasil pengujian kecepatan 42
xiii
DAFTAR TABEL
Tabel 4.1 Hasil pengujian 43