-->
-->
-->
-->
-->
-->
-->
-->4. Sifat Generator
-->
-->
-->
-->
-->
-->
1. Bagan Kotak (Block Diagram)
-->
G(s) dan H(s) adalah persamaan nisbah alih motor dc terkendali jangkar, dengan model nisbah alih dapat dicari persamaan arus jangkar dan kecepatan motor dengan transformasi laplace, pada trulisan ini tidak dicari analitiknya (hanya dengan simulink)
-->
-->
a. Contoh kasus data motor berikut :
-->
Dengan transformasi laplace dan memasukkan nilai nominal motor DC pada gambar 3 maka bagan kotak motor DC dimodelkan sebagai berikut :
-->
V. SIMPULAN
Dengan pemodelan simulink Matlab, memudahkan dalam membuat perancangan aplikasi motor seperti pengaturan kecepatan putar motor, pengaturan beban, dan saat starting motor, yang bisa diatur sedemkikian rupa sesuai dengan tujuan penggunaan motor.
I. PENDAHULUAN
Pada aplikasi industri umum, penggunaan motor searah (DC) sudah jarang digunakan karena hampir semua sistem utiliti listrik diperlengkapi dengan perkakas arus bolak-balik (AC). Meskipun demikian, untuk aplikasi khusus adalah menguntungkan jika mengubah arus bolak-balik menjadi arus searah dengan menggunakan motor dc. Motor arus searah digunakan dimana kontrol torsi dan kecepatan dengan rentang yang lebar diperlukan untuk memenuhi kebutuhan aplikasi.
Motor listrik merupakan sebuah perangkat elektromagnetis yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Energi mekanik ini digunakan untuk, misalnya, memutar impeller pompa, fan atau blower, menggerakan kompresor, mengangkat bahan dan tujuan lainnya.
II. KARAKTERISTIK DAN PENGATURAN KECEPATAN MOTOR DC
Secara sederhana motor listrik bekerja dengan prinsip bahwa dua buah medan magnet dapat dibuat berinteraksi untuk menghasilkan gerakan. Tujuan motor adalah untuk menghasilkan gaya yang menggerakan yaitu torsi. Biasanya motor dipasang untuk mengerjakan pekerjaan tertentu yang memerlukan kecepatan dan arah putaran yang tepat, sehingga kecepatan putar dan arahnya bisa diatur sedemkikian rupa sesuai dengan tujuan penggunaan motor.
Arah putaran motor dc tergantung pada arah medan dan arah aliran arus pada jangkar. Jika arah medan atau arah aliran arus pada jangkar dibalik , putaran motor akan terbalik. Jika kedua faktor tersebut dibalik pada saat yang sama, motor akan berputar pada arah putaran yang sama. Sedangkan Kecepatan motor dc tergantung pada : 1) Kekuatan medan magnet, 2) Tegangan yang diberikan pada jangkar dan 3) Besarnya beban.
Oleh karena itu kecepatan motor dapat diatur baik dengan mengatur arus medan atau dengan mengatur tegangan jangkar. Apabila beban bertambah, maka kecepatan dan GGL lawan menurun dan arus bertambah. Demikian juga apabila beban menurun, kecepatan dan GGL lawan bertambah dan arus menurun. Sehingga Kecepatan motor dc sebanding dengan GGL lawan, pelemahan fluks medan utama mengurangi GGL lawan, semakin rendah GGL lawan semakin besar arus yang mengalir pada jangkar. Penambahan arus jangkar ini menyebabkan medan magnet lebih kuat pada jangkar, sehinnga kecepatan pada jangkar bertambah.
Motor dirancang untuk menghasilkan horse power (HP) kerja pada kecepatan beban penuh. Kecepatan normalnya (beban-penuh) disebut kecepatan basis/nominal dari motor. Kecepatan basis ini diperoleh ketika tegangan kerja jangkar dan arus beban penuh diberikan.( lihat gambar 1).Karakteristik dari motor dc yaitu torsi tinggi pada kecepatan rendah, pengaturan kecepatan bagus pada seluruh rentang, kemampuan mengatasi beban lebih lebih baik, lebih mahal dibanding dengan motor ac, secara fisik lebih besar dari motor ac untuk HP yang sama dan perbaikan dan pemeliharaan yang diperlukan lebih rutin.
III. PEMODELAN SISTEM MOTOR DC
Sebuah motor listrik dianggap sebagai sistem dengan masukan energi listrik dan luaran energi mekanik. Sehingga dalam memudahkan analisis bisa digambarkan kedalam model statis, model fisis dan dinamik sebagai berikut :
-->
a. Model Statis
b. Model Fisis ( Rangkaian Listrik)
Motor DC diilustrasikan dalam bentuk rangkaian listrik seperti Gambar 2 dimana input motor berupa tegangan suplai jangkar (ea(t)) dan output adalah posisi rotasi (θ) atau kecepatan putar (ω).
Gambar 2. Rangkain Listrik Motor
Pada tulisan ini motor DC akan dianalisis secara numerik dengan simulink matlab adalah motor dc terkendali jangkar. Motor dc yang dianalisis diasumsikan adalah motor linear, medan magnetnya konstan dan kondisi beban nominal.
Dari model fisik rangkaian listrik diatas dapat diturunkan beberapa persamaan model matematika dinamik dari motor DC yang dituliskan sebagai berikut :
1. Untuk bagian rangkaian listrik ( hukum ohm ) :
2. Untuk bagian Mekanik ( hukum Newton) :
3. Sifat Motor (hubungan linear antara arus jangkar dan torsi)
Dengan mensubsitusi pers. (5) kedalam pers.(2) diperoleh persamaan arus jangkar (bagian elektrik motor)
Demikian pula dengan mensubsitusi persamaan (3) ke pers. (4) diperoleh persamaan kecepatan sudut ( bagian mekanik) :
Keterangan symbol :
ea(t) = tegangan jangkar (volt)
ia(t) = Arus jangkar (Ampere)
eb(t) = Tegangan GGL lawan (Volt)
ω(t) = Kecepatan Putar (rpm,rps,rad/sec)
Ra = Tahanan Jangkar (ohm)
T = Torsi (N.m/A)
La = Induktansi jangkar (Henry)
J = Inersia (N.m.sec2/rad)
Km = Konstanta motor(N.m/A)
Kb = Konstanta GGL lawan(Volt.sec/rad)
B = Beban motor (N.m sec/rad)-->
c. Model Dinamik
Berdasarkan perasmaan matematika dinamik (6) dan (7), Representasi model dinamik dari motor dc dapat dipresentasikan dalam bagan kotak (Blok Diagram) dan model nisbah alih (Transfer-Function) sebagai berikut :
Gambar 3. Reperesentasi bagan kotak motor DC
2. Model Nisbah Alih (Transfer Function)
Pada model nisbah alih ini motor dc secara sederhana dapat dituliskan sebagai berikut :
Sehingga persamaan matematis dari bagan kotak diatas :
IV. SIMULASI DENGAN SIMULINK ( MATLAB VER 7.8 )
b. Bagan Kotak Motor Dc Dengan Transformasi Laplace
c. Model Simulasi Motor DC dengan SIMULINK MATLAB
Gambar 4. Model simulink sistem motor dc
d. Hasil simulink matlab Motor Dc (grafik)
--> 
V. SIMPULAN
Dengan pemodelan simulink Matlab, memudahkan dalam membuat perancangan aplikasi motor seperti pengaturan kecepatan putar motor, pengaturan beban, dan saat starting motor, yang bisa diatur sedemkikian rupa sesuai dengan tujuan penggunaan motor.
by : Muhammad Syahwil
Referensi
- Catatan Kuliah, Dr. Ir. Rizha S.Sadjad, MSEE
- Teknik Kontrol Automatik, Katsuhiko Ogata
- Elektronika Industri, Frank D Petruzella
Postingan
pada gambar rangkaian gunakan juga gambar dari OGATA karena sesuai dengan formula yg anda gunakan.
Mas, mau nanya, kalo motor kipas itu beda yah sama motor dc? ada gak diagram bagan control system buat kipas dc? terima kasih
mas itu persamaan 4 dikali bukan kok di tambah
Itu melihat grafiknya dimana ya gan? Apakah menggunakan scope? Grafik saya berbeda dengan penya agan. Kemudian 60/2*Pi itu menggunakan blok simulink yang mana? Apakah Transfer Function? Bi-droid.blogspot.com