LAPORAN PRAKTIKUM 4

SIMULASI MATLAB SYNCHRONOUS MACHINE AND

REGULATOR

KELOMPOK 19 :

1. Nuriadi (110534431044)

2. Reni Puspita N. (110534431025)

3. Zeny Handayani (110534406813)

Tanggal praktikum : 22 Oktober 2013

Prodi : S1 PTE A 2011

UNIVERSITAS NEGERI MALANG

FAKULTAS TEKNIK

PRODI S1 PENDIDIKAN TEKNIK ELEKTRO

LAPORAN PRAKTIKUM 4

SIMULASI MATLAB SYNCHRONOUS MACHINE AND REGULATOR

A. Tujuan

Mahasiswa mampu menggunakan komponen standar pada MATLAB

Mahasiswa mampu membuat aplikasi menggunakan komponen standar

pada MATLAB

B. Dasar Teori

Definisi Matlab

MATLAB adalah sebuah bahasa dengan kemampuan tinggi untuk

komputasi numerik teknis. Matlab menggabungkan komputasi, visualisasi,

dan pemrograman dalam satu kesatuan yang mudah digunakan dimana

masalah dan penyelesaiannya diekspresikan dalam notasi matematik yang

sudah dikenal. Pemakaian matlab meliputi :

- Matematika dan komputasi

- Pengembangan algoritma

- Akusisi data

- Grafik, saintifik, dan engineering

- Perluasan pemakaian, seperti graphical user interface (GUI)

Matlab adalah sistem interaktif yang mempunyai basis data array yang

tidak membutuhkan dimensi. Sehingga mempermudah dalam

menyelesaikan permasalahan komputasi teknis, khususnya yang berkaitan

dengan formulasi matrik dan vektor.

Nama matlab merupakan singkatan dari matrix laboratory. Matlab

pada awalnya dibuat untuk memudahkan dalam mengakses software

matriks yang telah dikembangkan oleh LINPACK dan EISPACK. Dalam

perkembangannya, matlab mampu mengintegrasikan beberapa software

untuk komputasi matriks. Selain itu matlab juga mampu melakukan

komputasi simbolik yang biasa dilakukan oleh MAPLE.

Bagian-bagian Matlab

1. Development Environment.

Merupakan kumpulan dari peralatan dan fasilitas untuk membantu

dalam menggunakan fungsi dan file MATLAB. Bagian ini memuat

dekstop, command window, command history, editor and debugger,

dan browser yang berguna untuk melihat fungsi help, workspace, dan

files.

2. The MATLAB Mathematical Function Library.

Merupakan algoritma-algoritma komputasi yang memuat fungsi

sederhana seperti sum, sine, cosine, sampai fungsi yang lebih rumit

seperti invers, matriks, nilai eigen, fungsi Bessel dan fast Fourrier

transform.

3. Tha MATLAB Language.

Merupakan bahasa matriks/array level tinggi dengan control flow,

fungsi, struktur data, input/output, dan fitur objek programming

lainnya.

4. Graphics.

Matlab mempunyai fasilitas untuk menampilkan vektor dan matriks

sebagai grafik. Fasilitas ini mencakup visualisasi data dua atau tiga

dimensi, pemrosesan gambar (image), animasi, dan grafik animasi.

5. The MATLAB Application Program Interface (API).

Pada bagian ini memungkinkan kita menulis bahasa C dan fortran yang

berinteraksi dengan matlab. Pada bagian ini terdapat fasilitas untuk

pemanggilan kode-kode dari matlab (dynamic linking), yang disebut

matlab sebagai mesin penghitung dan untuk membaca serta menulis

MAT-files.

Di dalam matlab terdapat beberapa window yang merupakan lingkungan

kerja yang terpadu dimana setiap window mempunyai kegunaan masing-

masing. Ada beberapa window penting dalam matlab yaitu:

1. Window utama matlab, merupakan window induka yang melingkupi

seluruh lingkungan kerja matlab, pada versi-versi rendah window ini

secara khusus belum ada namun terintegrasi dengan command

window.

2. Launc pad window, merupakan window yang berfungsi bagi pemakai

matlab untuk memilih opsi dari fungsi dan toolbox yang ditawarkan

matlab.

3. Workspace window yang berfungsi sebagai navigator bagi pemakai

dalam penyediaan informasi mengenai variabel yang sedang aktif

dalam workspace pada saat pemakaian.

4. Current directory window merupakan fasilitas yang berfungsi sebagai

browser direktori aktif yang hampir sama dengan window explorer.

5. Command window history yang berfungsi sebagai penyimpan

perintah-perintah yang pernah dikerjakan pada workspace.

6. Command window yang berfungsi sebagai penerima perintah dari

pemakai untuk menjalankan fungsi-fungsi yang disediakan oleh

matlab. Window ini merupakan inti dari matlab yang menjadi satu-

satunya bagi pemakai untuk berinteraksi dengan matlab.

7. Matlab editor window yang berfungsi untuk membuat skip program

matlab, window ini mempunyai kemampuan untuk mendeteksi

kesalahan pengetikan sintaks poleh programmer.

Tampilan MATLAB

Untuk dapat memulai bekerja dengan matlab, diperlukan pengetahuan

tentang beberapa hal yang terkait dengan tampilan dan fungsi dalam

matlab. Ketika awal memulai program matlab, akan muncul dekstop

matlab yang berisi tools (Graphical User Interface) untuk mengatur file,

variabel, dan aplikasi yang berhubungan dengan matlab. Sebagai ilustrasi

dibawah ini digambarkan dekstop yang pertama muncul di matlab.

a. Sim Power System

Sim Power System memberikan komponen perpustakaan dan alat analisis

untuk pemodelan dan simulasi sistem tenaga listrik. Perpustakaan yang

menawarkan modifikasi komponen listrik, termasuk mesin tiga fasa, drive

listrik, dan komponen untuk aplikasi seperti sistem transmisi AC fleksibel

(FAKTA) dan sistem energi terbarukan. Analisis harmonik, perhitungan

total distorsi harmonis (THD), arus beban, dan analisis lainnya tombol

daya listrik dan sistem yang otomatis.

Model SimPowerSystem dapat digunakan untuk mengembangkan sistem

kontrol dan uji kinerja sistem. Untuk mendapat model untuk sistem tenaga

listrik, mekanik, hidrolik, pneumatik, pada simulink dapat menggunakan

Simscape.

Simulasi :

Dalam ilmu elektro, matlab juga sering digunakan dalam simulasi sebuah

rangkaian. Misalnya saja pada toolbox Sim Power System yang terdapat

dalam menu Demo pada dekstop matlab. Di dalamnya banyak terdapat

beberapa menu yang dapat membantu dalam sistem tenaga listrik.

Contohnya pada menu “Synchronous Machine and Regulator” ketika

memilih menu tersebut akan muncul tampilan seperti berikut:

Studi kasus ini mengkaji penerapan controller multi-input, multi output

nonlinier untuk sistem yang terdiri dari turbin hidrolik dan generator

sinkron terhubung ke bus tak terbatas. Sistem lengkap dimodelkan

menggunakan Sim Power Systems dan blok Simulink. Kontroler ini

didesarkan pada kemampuan linearisasi. Tujuan utamanya adalah untuk

mengontrol sudut rotor tegangan terminal, untuk meningkatkan sifat

stabilitas, dan untuk mendapatkan respon dinamik yang baik.

Kinerja pengendalian motor non linier diuji pada sistem turbin-generator

nonlinear. Controller dan turbin disimulasikan menggunakan Simulink

blok, sementara generator diwakili oleh Synchronous Mesin blok dari

perpustakaan powerlib. Sebuah tiga fase sirkuit pendek adalah simulasi

pada bus berbeban dan kesalahan dihapus setelah 100 ms.

a) Memulai Simulasi

1. Amati bidang tegangan Ef, listrik sudut delta, dan terminal tegangan

Vt

a. Tegangan Ef

b. Tegangan Vt

2. Stabilitas Vf dapat diamati dan diperoleh dalam waktu kurang dari

0,25 detik dengan kontroler ini. Sudut beban membutuhkan waktu

lebih lama untuk menstabilkan karena waktu konstan bagian mekanik

sistem ini jauh lebih besar daripada konstanta waktu listrik.

3. Jika ingin membandingkan hasil dengan regulator klasik, dapat

dilakukan dengan mengganti pengendalian non linear dengan sistem

eksitasi yang sama dengan turbin hidrolik dan governor blok yang

digunakan dalam demo turbin. Namun perlu dipahami bahwa sistem

membutuhkan waktu yang lebih lama untuk menstabilkan

dibandingkan dengan dalam studi kasus ini.

C. Analisis dan Kesimpulan :

Regulator tegangan diperlukan untuk menstabilkan tegangan hasil dari

penyearahan. Regulator tegangan digunakan untuk rangkaian yang peka

terhadap perubahan catu daya. Regulator tegangan mampu mengatasi masalah

perubahan tegangan catu daya secara tiba-tiba akibat dari perubahan jaringan

AC dari PLN maupun akibat adanya perubahan beban. Dengan regulator

tegangan, dapat dihasilkan tegangan yang dapat diatur dengan range tertentu.

Pada mesin sinkron (generator sinkron) pengatur tegangan berfungsi untuk

mengatur suplai tegangan pada sistem eksitasi atau penguatan dari mesin itu

sendiri.