i
MODIFIKASI MOTOR INDUKSI MENJADI MOTOR
SWITCHED RELUCTANCE 4 FASA
LAPORAN TUGAS AKHIR
Oleh :
TAUFAN NEO RESTIAWAN
11.50.0013
PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRO
FAKULTAS TEKNIK
UNIVERSITAS KATOLIK SOEGIJAPRANATA
SEMARANG
ii
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 2016.
Semarang,... Desember 2016
Menyetujui,
Pembimbing Koordinator Tugas Akhir
Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT.
058.1.1992.110
Dr. Ir. Ign. Slamet Riyadi, MT. 058.1.1992.110
Mengetahui,
Dekan Fakultas Teknik Ketua Progdi Teknik Elektro
Dr. Ir. Djoko Suwarno, M. Si.
058.1.1988.032
Dr.Florentius Budi Setiawan,MT.
iii
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
iv
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.
v
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.
vi
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
vii
1.2 Perumusan Masalah ...2
1.3 Pembatasan Masalah ...2
1.4 Tujuan dan Manfaat ...3
1.5 Metodologi Penelitian ...4
1.6 Sistematika Penulisan ...5
BAB II LANDASAN TEORI ...7
2.1 Pendahuluan ...7
2.2 Motor Induksi ...9
2.3 Switched Reluctance Motor ...10
2.3.1 Konstruksi Switched Reluctance Motor ...10
2.3.2 Karakteristik Switched Reluctance Motor ...12
viii
2.5 Dasar Opersai Switched Reluctance Motor ...15
2.6 Medan Elektromagnet ...16
2.7 Fluks Magnetik ...17
2.8 Permeabilitas Magnetik ...18
2.9 Mosfet IGBT IRG4PH50U ...19
2.10 Mikrokontroller dsPIC30F401230 ...20
2.11 Modul Line Tracking Sensor TCRT 5000L...23
BAB III PERANCANGAN DESAIN DAN IMPLEMENTASI SWITCHED RELUCTANCE MOTOR 4 FASA ...25
3.1 Pendahuluan ...25
3.2 Perancangan desain switched reluctance motor 4 fasa ...25
3.1.1 Rotor switched reluctance motor 4 fasa ...26
3.1.2 Stator switched reluctance motor 4 fasa ...27
3.2 Rangkaian Catu Daya ...28
3.3 Rangkaian Kontrol ...28
3.4 Perancangan Block Sistem Kontrol Digital (SISIMIN)...33
3.5 Pemrograman pada DsPIC 30F4012 ...34
BAB IV HASIL PENGUJIAN DAN ANALISA...37
4.1 Pendahuluan ...37
4.2 Simulasi pada Software PSIM ...37
4.3 Putaran Switched Reluctance Motor 4 fasa ...40
4.4 Pengujian Tegangan dan Arus dengan Osiloskop ...49
ix
4.6 Pembahasan...54
BAB V PENUTUP ...55
5.1 Kesimpulan ...55
5.2 Saran ...55
x
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1Rotor motor Induksi dan motor switched reluctance ...9
Gambar 2.2 SRM 4 fasa yang dibedakan jumlah kutub rotor dan kutub stator ..11
Gambar 2.3Prinsip 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 (µf), (µp), (µ0) dan (µd) ...18
Gambar 2.8 Mosfet IRG4PH50U ...19
Gambar 2.9 dsPIC30F4012 40 pin ...21
Gambar 2.10 Peta data memori penyimpanan dsPIC30F4012 ...23
Gambar 2.11 Modul Line Tracking Sensor TCRT 5000L ...24
Gambar 3.1 Visio Motor Switched Reluctance 4 fasa (6 rotor dan 8 stator). ...25
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 74HC541 ...30
Gambar 3.7 Gambar Konfigurasi TLP 250 ...32
Gambar 3.8 Gambar Kongfigurasi PIN TLP 250 ...32
Gambar 3.9 Gambar Flow Chart ...36
Gambar 4.1 Skema rangkaian Switched Reluctance Motor...37
xi
Gambar 4.3 Gambar keluaran sinyal sensor hitam putih. ...38
Gambar 4.4 Arus Motor switched Reluctance. ...39
Gambar 4.5 Tegangan Motor switched reluctance ...39
Gambar 4.6 Motor pada kondisi 1101 ...41
Gambar 4.7 Motor pada kondisi 0101 ...42
Gambar 4.8 Motor pada kondisi 0100 ...43
Gambar 4.9 Motor pada kondisi 0110 ...44
Gambar 4.10 Motor pada kondisi 0010 ...45
Gambar 4.11 Motor pada kondisi 1010 ...46
Gambar 4.12 Motor pada kondisi 1011 ...47
Gambar 4.13 Motor pada kondisi 1001 ...48
Gambar 4.14 Gambar Perbandingan antara RE1234 1x. ...49
Gambar 4.15 Gambar perbandingan antara Va,Vb,Vc,Vd 10x. ...50
Gambar 4.16 Gambar Perbandingan antara Va,Ia 10x 1x. ...50
Gambar 4.17 Gambar perbandingan antara Vb, Ib 10x 1x. ...51
Gambar 4.18 Gambar perbandingan antara Vc, Ic 10x 1x. ...51
Gambar 4.19 Gambar perbandingan antara Vd, Id 10x 1x. ...52
Gambar 4.20 Gambar Desain Kontrol Motor Reluctance 4 fasa ...53
xii
DAFTAR TABEL
