2.2 Pengereman Regeneratif
Pengereman regeneratif regenerative braking menjadi salah satu model pengereman yang dapat meminimalisir energi terbuang dari sebuah sistem
pengereman. Artinya pengereman ini disandingkan dengan sistem pengereman lainnya. Secara etimologi regenerative berasal dari kata re-generate yang berarti
dibangkitkan kembali. Sehingga secara garis besar pengereman regeneratifdapat digambarkan sebagai sebuah pengereman dengan jalan mengkonversikan energi
mekanis menjadi bentuk energi lain yang dapat disimpan untuk digunakan kembali pada saat dibutuhkan.
Dalam penelitian ini sistem pengereman regeneratif dirancang untuk mengefesiensikan penggunaan dan pemanfaatan energi pada motor induksi tiga
fasa. Metode pengereman regeneratif terjadi ketika rotor berputar lebih cepat daripada kecepatan medan putar stator sehingga terjadi slip negatif dan mesin
menyuplai daya. Dengan kata lain motor berubah fungsi menjadi generator. Proses yang terjadi ketika bekerja sebagai generator induksi ialah kebalikan
dari proses kerja motor induksi. Kopel pada rotor digerakkan oleh energi mekanik sisa, adanya magnetisasi sisa pada rotor cukup untuk membangkitkan tegangan
awal. Untuk menguatkan magnetisasi pada rotor maka arus DC dialirkan ke rotor melalui rangkaian DC chopper. Adanya medan magnet yang berputar di rotor
akan menginduksikan tegangan ke belitan stator sehingga pada terminal stator akan timbul tegangan bolak – balik. Tegangan bolak – balik ini timbul karena
medan magnet yang berputar memotong kumparan stator yang terpisah secara elektrik sebesar 120° dimana kumparan stator dirangkai secara Y.
16
Universitas Sumatera Utara
2.3 Motor Induksi Sebagai Generator Induksi
Secara umum konstruksi motor induksi sama dengan generator induksi, hanya saja generator induksi memerlukan adanya prime mover sebagai penggerak.
Oleh karena itu motor induksi tiga fasa dapat dioperasikan sebagai generator dengan cara memutar rotor pada kecepatan di atas kecepatan medan putar stator,
sehingga menghasilkan slip S negatif. Untuk menjadikan motor induksi sebagai generator maka mesin ini membutuhkan daya reaktif untuk membangkitkan arus
eksitasi. Oleh karena itu mesin induksi dapat beroperasi sebagai generator induksi satu fasa maupun tiga fasa.
Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen mesin induksi
2.3.1 Slip
Slip adalah nilai suatu dari perbedaan antara frekuensi listrik rotasi dari medan magnet internal dengan frekuensi gerak rotasi dari rotor pada mesin
listrik. Selisih antara kecepatan rotor dengan kecepatan sinkron disebut slip S. Slip dapat dinyatakan dalam putaran setiap menit, tetapi lebih umum dinyatakan
sebagai persen dari kecepatan sinkron. ���� � =
�
�
−�
�
�
�
× 100.........................................................2.3 17
Universitas Sumatera Utara
n
r
= kecepatan rotor n
s
= kecepatan sinkron Apabila n
r
n
s
, 0 s 1, kecepatan dibawah sinkron akan menghasilkan kopel, rotor dijalankan dengan mempercepat rotasi medan magnet, tenaga listrik
diubah ke tenaga gerak putaran. Bilan
r
= n
s
, s = 0, tegangan tidak akan terinduksi dan arus tidak akan mengalir pada kumparan rotor, sehingga tidak akan dihasilkan kopel.
Bila n
r
n
s
, s 0, kecepatan di atas sinkron, rotor dipaksa berputar lebih cepat daripada medan magnet. Tenaga gerak diubah ke tenaga listrik daerah generator.
Dan bila s = 1, rotor ditahan, tidak ada transfer tenaga. Sedangkan s 1, kecepatan terbalik, rotor dipaksa bekerja melawan medan magnet daerah pengereman.
2.3.2 Frekuensi Rotor
Ketika rotor masih dalam keadaan diam, dimana frekuensi arus pada rotor sama seperti frekuensi masukan sumber. Tetapi ketika rotor akan berputar, maka
frekuensi rotor akan bergantung kepada kecepatan relatif atau bergantung tergantung besarnya slip. Untuk besar slip tertentu, maka frekuensi rotor sebesar f’
yaitu : �
�
− �
�
=
120 �′
�
, diketahui bahwa �
�
=
120 �
�
Dengan membagikan dengan salah satu, maka didapatkan :
�′ �
=
�
�
−�
�
�
�
= �
Maka f’ = sf Hz.................................................................................2.5 18
Universitas Sumatera Utara
Telah diketahui bahwa arus rotor bergantung terhadap frekuensi rotor f’ = sf dan ketika arus ini mengalir pada masing -masing fasa di belitan rotor, akan
memberikan reaksi medan magnet. Biasanya medan magnet pada rotor akan menghasilkan medan magnet yang berputar yang besarnya bergantung atau relatif
terhadap putaran rotor sebesar sn
s
. Pada keadaan tertentu, arus rotor dan arus stator menghasilkan distribusi
medan magnet yang sinusoidal dimana magnet ini memilik magnitud yang konstan dan kecepatan medan putar n
s
yang konstan. Kedua hal ini merupakan medan magnetik yang berputar secara sinkron. Kenyataannya tidak seperti ini
karena pada stator akan ada arus magnetisasi pada kumparannya.
2.3.3 Syarat – Syarat Motor Induksi Sebagai Generator
Motor induksi tiga fasa dapat dioperasikan sebagai generator dengan cara memutar rotor pada kecepatan di atas kecepatan medan putar n
r
n
s
dan atau mesin bekerja pada slip negatif s 0.
�
�
=
120 �
�
....................................................................................2.2
Dengan n
s
: Kecepatan medan putar rpm f : Frekuensi sumber daya Hz
P : Jumlah kutub motor induksi Sehingga ;
� =
�
�
−�
�
�
�
× 100, �
�
�
�
...............................................................2.6 19
Universitas Sumatera Utara
Dengan s : slip n
s
: kecepatan medan putar stator rpm n
r
: kecepatan putar rotor rpm
2.4 Rangkaian Penyearah Gelombang Penuh
Fungsi penyearah atau rectifier didalam rangkaian catu daya adalah untuk mengubah tegangan listrik bolak balik menjadi tegangan listrik arus searah [5].
Pada masalah ini akan dibahas penyearah gelombang penuh tiga fasa untuk mengkonversi tegangan bolak balik yang diperoleh saat pengereman regeneratif
menjadi tegangan searah. Penyearah gelombang penuh tiga fasa merupakan kombinasi dari tiga penyearah gelombang penuh yang bekerja secara bergantian
untuk setiap setengah gelombang dari gelombang masukan.
Penelitian ini menggunakan penyearah gelombang penuh dengan 6 dioda untuk mengkonversi tegangan bolak - balik yang diperoleh dari energi kinetik sisa
saat pengereman menjadi tegangan searah. Skema rangkaian penyearah tiga fasa gelombang penuh dapat dilihat pada gambar 2.8 berikut.
D
1
D
2
D
4
D
3
D
5
D
6
20
Universitas Sumatera Utara
Gambar 2.8 Rangkaian penyearah gelombang penuh dengan 6 dioda Prinsip kerja dari penyearah gelombang penuh dengan 6 dioda diatas sama
dengan prinsip kerja penyearah dengan 2 atau 4 dioda.Keluaran yang berdenyut yang dihasilkan oleh penyearah, hanya sesuai untuk beberapa pemakaian. Tetapi
dalam banyak hal, denyut tersebut harus dikurangi dengan menggunakan rangkaian penapis filter. Rangkaian penapis ialah gabungan dari kumparan
induktansi dan kapasitor yang dirangkai sedemikian rupa sehingga energi yang berdenyut disimpan secara bergantian didalam kumparan dan kapasitor, sehingga
arus yang mengalir dari penyearah lebih rata.
Gambar 2.9 Rangkaian filter yang digunakan untuk mengurangi denyut keluaran penyearah
2.5 Mikrokontroler ATMega8
Kategori