KOMPARASI KINERJA MOTOR SWITCHED RELUCTANCE YANG DIOPERASIKAN DENGAN KONVERTER ASYMMETRIC DAN KONVERTER N+1 LAPORAN TUGAS AKHIR - KOMPARASI KINERJA MOTOR SWITCHED RELUCTANCE YANG DIOPERASIKAN DENGAN KONVERTER ASYMMETRIC DAN KONVERTER N+1 - Unika Repositor

  

KOMPARASI KINERJA MOTOR SWITCHED

RELUCTANCE YANG DIOPERASIKAN DENGAN

KONVERTER ASYMMETRIC DAN

KONVERTER N+1

  

Oleh :

AGUSTINUS DIAN PURNADI

13.50.0020

  

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA

SEMARANG

2017

  

LEMBAR PENGESAHAN

  Laporan Tugas Akhir dengan judul “KOMPARASI KINERJA MOTOR

  

SWITCHED RELUCTANCE YANG DIOPERASIKAN DENGAN

KONVERTER ASYMMETRIC DAN KONVERTER N+1

  ” diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Katolik Soegijapranata Semarang. Laporan Tugas Akhir ini disetujui pada tanggal 20 Desember 2017.

  Semarang, 20 Desember 2017 Menyetujui,

  Pembimbing Koordinator Tugas Akhir Prof. Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT. Prof. Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT.

  058.1.1992.110 058.1.1992.110

  Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik Ketua Progdi Teknik Elektro

Dr. Ir. Djoko Suwarno, MT, IPM. Dr. Ir. Florentius Budi Setiawan, MT., IPM.

  058.1.1988.032 058.1.1994.050

PERNYATAAN

KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR (SKRIPSI)

  Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir yang berjudul “

  

KOMPARASI KINERJA MOTOR SWITCHED RELUCTANCE YANG

DIOPERASIKAN DENGAN KONVERTER ASYMMETRIC DAN

KONVERTER N+1 ” 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, 20 Desember 2017

   (Agustinus Dian Purnadi) NIM : 13.50.0020

  

ABSTRAK

  Motor Switched Reluctance telah banyak dikembangkan pada transportasi listrik. Penggunaan Motor Switched Reluctance ini dalam upaya untuk menciptakan transportasi yang efisien dan ramah lingkungan karena tidak menggunakan bahan bakar fosil. Berbagai jenis konverter telah banyak ditemukan untuk mengoperasikan Motor Switched Reluctance dengan tujuan mencapai kinerja terbaik. Pada tugas akhir ini dikaji mengenai komparasi kinerja Motor

  

Switched Reluctance yang dioperasikan menggunakan konverter asymmetric dan

  konverter N+1. Untuk melengkapi kajian tersebut, dilakukan simulasi dan pengujian laboratorium menggunakan prototip. Dari hasil pengujian laboratorium didapatkan hasil gelombang tegangan dan arus fasa motor serta kecepatan motor.

  

Kata kunci: Motor Switched Reluctance, konverter asymmetric, konverter

N+1.

KATA PENGANTAR

  Puji Syukur penulis haturkan kepada Tuhan Allah pencipta segala hal karena atas kasih, rahmat dan mukjizat-Nya yang senantiasa mengalir setiap waktu dalam kehidupan, sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta Laporan Tugas Akhir yang berjudul

  “KOMPARASI KINERJA

  

MOTOR SWITCHED RELUCTANCE YANG DIOPERASIKAN DENGAN

KONVERTER ASYMMETRIC DAN KONVERTER N+1 ”. Tugas akhir

  beserta laporan ini sebagai tugas penulis untuk menyelesaikan studi di Program Studi S1 Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata.

  Dalam proses pembuatan tugas akhir dan penyusunan laporan, penulis mendapat bimbingan dan dukungan dari berbagai pihak baik secara langsung maupun secara tidak langsung. Pada kesempatan kali ini, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang kepada:

  1. Tuhan Allah yang senantiasa memberi kasih, berkat, kemudahan, kelancaran dan jalan keluar dari segala kesulitan dalam pelaksanaan Tugas Akhir dan penyusunan laporan.

  2. Ibu Elisabeth Rumiyati dan Bapak F.X. Sumarsono selaku orangtua penulis yang selalu memberi semangat dan dukungan baik secara moril maupun materiil kepada penulis.

  3. Maria Pertiwi dan Pascalis Herastama selaku kakak penulis yang selalu memberi semangat, dukungan dan tidak pernah bosan untuk memberikan

  reminder kepada penulis.

  4. 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.

  5. Bapak Dr. Ir. Djoko Suwarno, M.Si., IPM. selaku Dekan Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.

  6. Bapak Ir. Dr. Florentinus Budi Setiawan, MT., IPM. selaku Ketua Program Studi Teknik Elektro, yang telah memfasilitasi laboratoruim dan perlengkapannya.

  7. Seluruh Dosen dan Karyawan Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijapranata Semarang.

  8. Teman-teman seperjuangan Teknik Elektro angkatan 2013 terimakasih atas dukungan dan dinamika bersamanya selama kuliah.

  9. Teman-teman Teknik Elektro angkatan 2010, 2011 dan 2012, 2014 terima kasih atas doa, bantuan dan dukungannya.

  10. Keluarga besar Gratia Choir dan Mas Alfonso Andika Wiratma yang senantiasa memberi dukungan, dan menghibur penulis dalam proses pelaksanaan maupun penyusunan Tugas Akhir serta terima kasih atas pengalaman hebat dan kesempatan luar biasa untuk mengembangkan diri di Gratia Choir.

  11. Andreas Lestanto Wibowo yang senantiasa memberikan dukungan serta menjadi teman diskusi dalam segala hal. Salam flat earth!

  12. 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. Penulis juga ingin menyampaikan permohonan maaf apabila terdapat hal-hal yang kurang berkenan dalam penulisan Laporan Tugas Akhir ini.

  Besar harapan penulis semoga laporan ini dapat memberikan sumbangan yang berarti bagi kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi di lingkungan kampus, masyarakat dan negara.

  Semarang, 20 Desember 2017

  Agustinus Dian Purnadi

DAFTAR ISI

  HALAMAN JUDUL i

  LEMBAR PENGESAHAN ii

  PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR iii ABSTRAK iv

  KATA PENGANTAR v

  DAFTAR ISI viii

  DAFTAR GAMBAR xi

  DAFTAR TABEL xv

  BAB I PENDAHULUAN

  1.1. Latar Belakang

  1

  1.2. Perumusan Masalah

  2

  1.3. Pembatasan Masalah

  2

  1.4. Tujuan dan Manfaat

  3

  1.5. Metodologi Penelitian

  3

  1.6. Sistematika Penulisan

  5 BAB II KAJIAN PUSTAKA

  2.1. Motor Switched Reluctance

  6

  2.1.1 Prinsip Kerja Motor Switched Reluctance

  7

  2.2. Sensor Hall effect

  9

  2.3 Konverter

  10

  2.4. Digital Signal Controller (DSC) dsPIC30f4012

  3.4.1. Konverter Asymmetric

  4.3.1. Pengujian Motor Switched Reluctance dengan Konverter Asymmetric

  32

  4.3. Hasil Uji Labolatorium

  29

  4.2. Hasil Simulasi

  29

  4.1. Pendahuluan

  27 BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA

  3.6 Rangkaian Kontrol

  26

  3.5. Rangkaian Driver TLP250

  25

  3.4.2. Konverter N+1

  24

  23

  11

  3.2. Desain Motor Switched Reluctance

  2.5 Driver 14 2.5.1.

  IC Opotocoupler TLP250

  15

  2.6 Catu Daya Switcing Push Pull

  16 BAB III RANCANGAN DESAIN DAN IMPLEMENTASI MOTOR SWITCHED RELUCTANCE 3. 1. Pendahuluan

  18

  19

  3.4. Rangkaian Daya

  3.2.1. Rotor Motor Switched Reluctance

  19

  3.2.2. Stator Motor Switched Reluctance

  20

  3.3. Deteksi Sensor Hall effect

  21

  33

  4.3.2. Pengujian Motor Switched Reluctance dengan Konverter N+1

  37

  4.4. Pembahasan

  41 BAB V PENUTUP

  5.1. Kesimpulan

  43

  5.2. Saran

  43 DAFTAR PUSTAKA

  44 LAMPIRAN

  45

  DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Motor Switched Reluctance

  7 Gambar 2.2. Hubungan antara induktasi fasa dan torsi

  8 motor

Gambar 2.3. Sensor Hall effect

  9 Gambar 2.4. Konfigurasi pin dsPIC30f4012

  12 Gambar 2.5. Rangkaian push pull (a) half bridge, (b)

  16

  full bridge

Gambar 3.1. Diagram blok sistem

  18 Gambar 3.2. Konstruksi Switched Reluctance Motor

  19 Gambar 3.3. (a) Stator Switched Reluctance Motor, (b)

  21 Hubungan Bintang

Gambar 3.4. Posisi hall effect

  21 Gambar 3.5. Sinyal keluaran hall effect sensor terhadap

  22 kutub magnet

Gambar 3.6. Konfigurasi Hall effect terhadap posisi

  23 rotor

Gambar 3.7. Topologi Konverter Asymmetric

  24 Gambar 3.8. Topologi Konverter N+1

  25 Gambar 3.9. Konfigurasi PIN TLP250

  26 Gambar 3.10. Sistem minimum DSC ds PIC30f4012

  27 Gambar 4.1. Skema rangkaian Switched Reluctance

  30 Motor

Gambar 4.2. Hasil simulasi gelombang tegangan fasa A,

  31 B dan C motor Switched Reluctance menggunakan (a) konverter asymmetric (b) konverter N+1

Gambar 4.3. Hasil simulasi (a) Gelombang tegangan

  32 fasa A motor (b) gelombang arus fasa A motor dengan konverter asymmetric

Gambar 4.4. Hasil simulasi (a) Gelombang tegangan

  32 fasa A motor (b) gelombang arus fasa A motor dengan konverter N+1

Gambar 4.5. Hasil pengujian konverter asymmetric (a)

  33 gelombang arus dari catu daya (b)arus fasa (skala: 1 ms/div, 2A/div)

Gambar 4.6. Hasil pengujian konverter asymmetric

  34 Output DSC (a) RE0, (b) RE1, (c) RE2

Gambar 4.7. Hasil pengujian konverter asymmetric (a)

  34 gelombang tegangan Va, (b) gelombang arus Ia (skala: 5V/div, 2A/div

• – 1ms/div)

Gambar 4.8. Hasil pengujian konverter asymmetric (a)

  35 gelombang tegangan Vb, (b) gelombang arus Ib (skala: 5V/div, 2A/div

• – 1ms/div)

Gambar 4.9. Hasil pengujian konverter asymmetric (a)

  35 gelombang tegangan Vc, (b) gelombang arus Ic (skala: 5V/div, 2A/div

• – 1ms/div)

Gambar 4.10. Hasil pengujian konverter asymmetric

  35 gelombang tegangan tiap fasa dalam satu screen (a)Va, (b) Vb, (c) Vc (skala: 2V/div, 1ms/div probe 10x)

Gambar 4.11. Tegangan serta arus masukan pada

  36 konverter asymmetric

Gambar 4.12. Kecepatan Motor Switched Reluctance

  36 dengan konverter asymmetric

Gambar 4.13. Hasil pengujian konverter N+1 (a)

  37 gelombang arus dari catu daya (b)arus fasa (skala: 1 ms/div, 2A/div)

Gambar 4.14. Hasil Pengujian konverter N+1 Output

  38 DSC (a) RE0, (b) RE1, (c) RE2

Gambar 4.15. Hasil pengujian konverter N+1 (a)

  38 gelombang tegangan Va, (b) gelombang arus Ia (skala: 5V/div, 5A/div

• – 2.5ms/div)

Gambar 4.16. Hasil pengujian konverter N+1 (a)

  39 gelombang tegangan Vb, (b) gelombang arus Ib (skala: 5V/div, 5A/div

• – 2.5ms/div)

Gambar 4.17. Hasil pengujian konverter N+1 (a)

  39 gelombang tegangan Vc, (b) gelombang arus Ic (skala: 5V/div, 5A/div – 2.5ms/div)

Gambar 4.18. Hasil pengujian konverter N+1 gelombang

  39 tegangan tiap fasa dalam satu screen (a)Va,

  (b) Vb, (c) Vc (skala: 2V/div, 1ms/div probe 1x)

Gambar 4.19. Tegangan serta arus masukan pada

  40 konverter N+1

Gambar 4.20. Kecepatan Motor Switched Reluctance

  40 dengan konverter N+1

  DAFTAR TABEL

Tabel 2.1. Spesifikasi dsPIC30f4012

  14 Tabel 4.1. Hasil Pengamatan Pengoperasian Motor

  41 Switched Reluctance