MODIFIKASI MOTOR INDUKSI MENJADI MOTOR SWITCHED RELUCTANCE 4 FASA

Transkripsi

1 MODIFIKASI MOTOR INDUKSI MENJADI MOTOR SWITCHED RELUCTANCE 4 FASA LAPORAN TUGAS AKHIR Oleh : TAUFAN NEO RESTIAWAN PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA SEMARANG 2016 i

2 PENGESAHAN Laporan Tugas Akhir dengan judul MODIFIKASI MOTOR INDUKSI MENJADI MOTOR SWITCHED RELUCTANCE 4 FASA diajukan untuk memenuhi sebagian dari persyaratan dalam memperoleh gelar Sarjana Teknik Elektro pada Program Studi Teknik Elektro di Fakultas Teknik Universitas Katolik Soegijaprranta Semarang. Laporan Tugas Akhir ini desetujui pada tanggal... Desember Semarang,... Desember 2016 Menyetujui, Pembimbing Koordinator Tugas Akhir Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT Mengetahui, Dekan Fakultas Teknik Ketua Progdi Teknik Elektro Dr. Ir. Djoko Suwarno, M. Si Dr.Florentius Budi Setiawan,MT ii

3 PERNYATAAN KEASLIAN LAPORAN TUGAS AKHIR (SKRIPSI) Dengan ini saya menyatakan bahwa dalam tugas akhir yang berjudul MODIFIKASI MOTOR INDUKSI MENJADI MOTOR SWITCHED RELUCTANCE 4 FASA 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,... September 2016 (Taufan Neo Restiawan) NIM : iii

4 ABSTRAK Motor listrik pada era industri saat ini sudah berkembang pesat dan sudah bermacam-macam jenis. Yang pengklasifikasianya dibagi berdasarkan tegangan, konstruksi, prinsip kerja, dasar operasi dan karakteristiknya. Secara umum motor listrik dibagi menjadi dua jenis yaitu motor AC (arus bolak balik) dan motor DC (arus searah). Motor induksi merupakan salah satu jenis motor AC.Walaupun sering digunakan motor induksi masih mempunyai banyak kekurangan yaitu torka yang dihasilkan sangat kecil, kecepatanya sulit diatur, dan biaya perawatanya sangat mahal. Motor switched reluctance merupakan motor yang mengadopsi prinsip kerja motor brushless tetapi pada rotornya terbuat dari bahan feromagnetic yang berbentuk kutub tonjol (sailent pole). Motor switched reluctance memiliki banyak keunggulan yaitu memiliki rotor yang lebih kokoh dan kuat dibandingkan rotor pada motor lainya, bentuk rotor yang bisa dibuat lebih besar maupun kecil ukuranya, rotor dapat berputar pada kecepatan tinggi, kecepatanya lebih mudah diatur, dan biaya perawatanya lebih murah. Pada laporan tugas akhir ini penulis akan membuat switched reluctance motor dengan memodifikasi motor induksi konvensional menjadi switched reluctance motor 4 fasa. Kata kunci: Motor listrik, motor Induksi, switched relucetance motor. iv

5 KATA PENGANTAR Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa, karena dengan segala rahmat dan anugerahnya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas Akhir beserta laporan Tugas Akhir yang berjudul MODIFIKASI MOTOR INDUKSI MENJADI MOTOR SWITCHED RELUCTANCE 4 FASA yang menjadi tugas studi penulis sebagai mahasiswa Program Sarjana Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Univeritas Katolik Soegijapranata Semarang. Pembuatan Tugas Akhir dan penyusunan laporan Tugas Akhir ini tak lepas dari bantuan dan bimbingan dari berbagai pihak. Untuk itu penulis ingin menyampaikan ucapan terimakasih kepada : 1. Bapak Dr. Florentinus Budi Setiawan, MT. Selaku Kepala Progdi Teknik Elektro Universitas Katolik Sogijapranata Semarang, yang telah memfasilitasi Laboratorium dan perlengkapanya. 2. Bapak Dr.Ir. Slamet Riyadi, MT. Selaku dosen pembimbing Tugas Akhir, yang telah membimbing saya dalam penyelesaian Tugas Akhir ini dan juga memberikan saran,kritik, dan semangat pada saya. 3. Bapak Enggar P.H.,ST yang telah memberikan banyak bantuan, dukungan, dalam penyelesaian Tugas Akhir ini. 4. Seluruh Dosen dan Karyawan Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranata Semarang, yang telah banyak membantu memberikan, fasilitas sehingga pengerjjaan Tugas Akhir ini dapat berjalan lancar. 5. Keluarga yang telah memberikan dukungan baik moril maupun materiil v

6 6. Teman-teman seperjuangan angkatan 2011 atas masukan dan semangatnya. 7. Pihak-pihak lain yang telah banyak membantu dalam penulisan laporan Tugas Akhir ini, yang pada kesempatan ini tidak dapat disebutkan satu persatu. Penulis menyadari bahwa laporan ini masih banyak kekurangan, maka penulis sangat mengharapkan saran maupun kritik dari berbagai pihak untuk perbaikan dimasa yang akan datang. Pada kesempatan ini penulis menyampaikan permohonan maaf apabila terdapat hal hal yang kurang b erkenan dalam penulisan laporan ini. Akhirnya besar harapan penulis bahwa laporan ini dapat memberikan sumbangan yang berarti bagi kemajuan ilmu dan teknologi di lingkungan kampus Fakultas Teknik Program Studi Teknik Elektro Universitas Katolik Soegijapranta Semarang. Semarang,... September 2016 (Taufan Neo Restiawan) NIM : vi

7 DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL...i HALAMAN PENGESAHAN...ii ABSTRAK...iii KATA PENGANTAR...iv DAFTAR ISI...vi DAFTAR GAMBAR...ix DAFTAR TABEL...xii BAB I PENDAHULUAN Latar Belakang Perumusan Masalah Pembatasan Masalah Tujuan dan Manfaat Metodologi Penelitian Sistematika Penulisan...5 BAB II LANDASAN TEORI Pendahuluan Motor Induksi Switched Reluctance Motor Konstruksi Switched Reluctance Motor Karakteristik Switched Reluctance Motor Cara Kerja Switched Reluctance Motor...13 vii

8 2.5 Dasar Opersai Switched Reluctance Motor Medan Elektromagnet Fluks Magnetik Permeabilitas Magnetik Mosfet IGBT IRG4PH50U Mikrokontroller dspic30f Modul Line Tracking Sensor TCRT 5000L...23 BAB III PERANCANGAN DESAIN DAN IMPLEMENTASI SWITCHED RELUCTANCE MOTOR 4 FASA Pendahuluan Perancangan desain switched reluctance motor 4 fasa Rotor switched reluctance motor 4 fasa Stator switched reluctance motor 4 fasa Rangkaian Catu Daya Rangkaian Kontrol Perancangan Block Sistem Kontrol Digital (SISIMIN) Pemrograman pada DsPIC 30F BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA Pendahuluan Simulasi pada Software PSIM Putaran Switched Reluctance Motor 4 fasa Pengujian Tegangan dan Arus dengan Osiloskop Implementasi Switched Reluctance Motor 4 fasa...52 viii

9 4.6 Pembahasan...54 BAB V PENUTUP Kesimpulan Saran...55 DAFTAR PUSTAKA...56 ix

10 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Rotor motor Induksi dan motor switched reluctance...9 Gambar 2.2 SRM 4 fasa yang dibedakan jumlah kutub rotor dan kutub stator..11 Gambar 2.3 Prinsip kerja Switced Reluctance Motor...13 Gambar 2.4 Diagram time posisi rotor terhadap posisi stator...14 Gambar 2.5 Induktor yang digunakan sebagai Elektromagnet...16 Gambar 2.6 Flux pada penampang elektromagnet...17 Gambar 2.7 Perbandingan permeabilitas (µ f ), (µ p ), (µ 0 ) dan (µ d )...18 Gambar 2.8 Mosfet IRG4PH50U...19 Gambar 2.9 dspic30f pin...21 Gambar 2.10 Peta data memori penyimpanan dspic30f Gambar 2.11 Modul Line Tracking Sensor TCRT 5000L...24 Gambar 3.1 Visio Motor Switched Reluctance 4 fasa (6 rotor dan 8 stator) Gambar 3.2 Gambar Visio Rotor SRM 6 kutub...26 Gambar 3.3 Gambar Visio Stator SRM 8 kutub...26 Gambar 3.4 Gambar Visio Catu daya 12 V dan 5 V...27 Gambar 3.5 Gambar Target Rangkaian Driver Inverter SRM...28 Gambar 3.6 Konfigurasi PIN 74HC Gambar 3.7 Gambar Konfigurasi TLP Gambar 3.8 Gambar Kongfigurasi PIN TLP Gambar 3.9 Gambar Flow Chart...36 Gambar 4.1 Skema rangkaian Switched Reluctance Motor...37 Gambar 4.2 Skema rangkaian kontrol Switched Reluctance x

11 Gambar 4.3 Gambar keluaran sinyal sensor hitam putih Gambar 4.4 Arus Motor switched Reluctance Gambar 4.5 Tegangan Motor switched reluctance...39 Gambar 4.6 Motor pada kondisi Gambar 4.7 Motor pada kondisi Gambar 4.8 Motor pada kondisi Gambar 4.9 Motor pada kondisi Gambar 4.10 Motor pada kondisi Gambar 4.11 Motor pada kondisi Gambar 4.12 Motor pada kondisi Gambar 4.13 Motor pada kondisi Gambar 4.14 Gambar Perbandingan antara RE1234 1x Gambar 4.15 Gambar perbandingan antara Va,Vb,Vc,Vd 10x Gambar 4.16 Gambar Perbandingan antara Va,Ia 10x 1x Gambar 4.17 Gambar perbandingan antara Vb, Ib 10x 1x Gambar 4.18 Gambar perbandingan antara Vc, Ic 10x 1x Gambar 4.19 Gambar perbandingan antara Vd, Id 10x 1x Gambar 4.20 Gambar Desain Kontrol Motor Reluctance 4 fasa...53 Gambar 4.21 Gambar Desain Motor Switched Reluctance 4 fasa...53 xi

12 DAFTAR TABEL Tabel 3.1 Tabel Fitur dan spesifikasi penting pada 74HC Tabel 3.2 Tabel Pensaklaran TLP xii