Paper ini membahas tentang kendali kecepatan motor induksi 3 fasa denganmetode Field Oriented Control (FOC) dengan beban berupa drum mesin cuci. Penelitianlebih difokuskan pada model dinamis dan performa sistem. Metode validasi yang digunakanadalah metode simulasi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode FOC dapat bermanuverdengan perubahan torsi dan kecepatan motor induksi dengan respon yang relatif cepat

Aripriharta, Aripriharta

Indonesian

TEKNO

TEKNO, Vol : 14 September 2010, ISSN : 1693-8739Aripriharta adalah Dosen Jurusan Teknik Elektro Universitas Negeri Malang72FIELD ORIENTED CONTROL SEBAGAI PENGGERAK MOTOR INDUKSIPADA MESIN CUCIAriprihartaAbstrak: Paper ini membahas tentang kendali kecepatan motor induksi 3 fasa denganmetode Field Oriented Control (FOC) dengan beban berupa drum mesin cuci. Penelitianlebih difokuskan pada model dinamis dan performa sistem. Metode validasi yang digunakanadalah metode simulasi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa metode FOC dapat bermanuverdengan perubahan torsi dan kecepatan motor induksi dengan respon yang relatif cepat.Kata kunci: ac drives, DFOC, mesin cuci, motor induksiMetoda vector control atau field orientedcontrol (FOC) dapat mengoperasikan mo-tor induksi seolah-olah sebagai motoryang linier (dengan batasan aproksimasi).Pada metode ini, pengaturan kecepatanputar motor melalui kontrol torsi atau me-dan dengan mempertahankan daya motor[9] dan banyak digunakan dalam prosesindustri.FOC membuat ac-drives menjadi se-makin populer, sehingga motor induksisemakin menggeser pemakaiannya motordc dalam industri. FOC telah banyakdigunakan di beberapa produk industri de-ngan teknik penyelesaian yang berbeda[7],[8], salah satunya adalah mesin cuci[3].Pada mesin cuci, FOC diperlukan un-tuk mengatur putaran drum yang dikopeldengan shaft motor induksi 3 fasa [1], [2],[3], [4], [5], [6]. FOC diperlukan untukmemperbaiki respon sistem, utamanya sa-at perubahan putaran (manuver) yang ti-ba-tiba, terutama pada mesin cuci modern[1]. Algorithma proses pencucian, mulaidari memutar untuk membuat cucianbasah dengan kecepatan tertentu, diper-cepat saat memberi diterjen dan pewangi.Kemudian diayunkan dan diputar lagi,setelah beberapa menit diputar dengankecepatan tinggi, setelah itu tiba-tiba ber-henti. Selanjutnya, diputar dengan arahberlawanan dengan cepat. Proses peru-bahan kecepatan atau pengereman yangtiba-tiba, maupun putaran yang halus,memerlukan kontrol yang baik, agar tidakterjadi osilasi pada torsi mapun kecepatanputarnya. Inilah yang menjadi alasan uta-ma para produsen mesin cuci memilihvector control sebagai solusinya [5].Selanjutnya, berdasarkan fak-ta-faktayang telah disebutkan, ma-salah yangdibahas pada paper ini adalah performamotor induksi yang dikendalikan denganmetode FOC. Penelitian lebih difokuskanpada model dinamis dan performa sistem.Metode validasi yang digu-nakan adalahmetode simulasi.Field Oriented Control (FOC)Rangkaian ekivalen motor induksi da-lam koordinat d-q pada Gambar 1. Modeld-q motor induksi merupakan dasarpengaturan kecepatan motor induksidengan metode vector control.[10],[11],[14]. Sistem koordinat tiga fasastatis ditransformasikan ke koordinatdinamis d-q, koordinat ini berputarmengikuti kecepatan sinkron motor ataumedan putar stator. [12],[13]. Dengantransformasi ini didapatkan model motorinduksi yang lebih sederhana, model te-gangan dan arus pada persamaan inimerupakan variabel dengan referensikoordinat d-q, transformasi tegangan tigafase ke koordinat d-q meng-gunakantransformasi Park seperti ditunjukkan pa-da persamaan berikut:Aripriharta, Field Oriented Control Sebagai Penggerak Motor Induksi Pada Mesin Cuci 73[1]dengan persamaan torsi elektromagnetikmotor (Te) berikut ini:Persamaan tegangan stator dalamsumbu d dan q adalah vsd dim vsq, pe-ngendali yang digunakan adalah pengen-dali PI, namun pengendali ini hanya dapatmengendalikan sistem yang linier, se-hingga vsd dan vs harus dilinierisasi de-ngan menggunakan dekopling.Persamaan fluks model [10] adalahMETODESimulasiSistem yang didiskusikan dalam paperini adalah kendali kecepatan drum mesincuci yang digerakkan oleh motor induksitiga fasa rotor sangkar dengan inverterSVPWM yang berbasis metode FOC se-bagai kendalinya [7]. Mesin cucidimodelkan dengan pendekatan bahwastruktur mekanik sistem gearbox padadrum mesin cuci diabaikan. Drum di-asumsikan diko-pel langsung dengan shaftmotor induksi 3 fasa rotor sangkar. Drumdianggap sebagai beban dengan karakter-istik constant power sebesar 1,5 kW. Mo-tor induksi 3 fasa rotor sangkar yangdigunakan di-lengkapi dengan optical en-coder sebagai tachogenerator, denganshaft yang dikopel dengan beban [6].Pemodelan matematis disederhana-kan dengan menggunakan toolbox Matlab(gambar 1 dan 2).Motor induksi yang digunakan untuksimulasi meiliki data sebagai berikut, 1.5Kw, 1420 rpm, 220/ 380 V, 6.4 / 3.7 A 3phase, 50 Hz , 4 poles, Rs = 4.85 Ω, Rr =3.805 Ω, Ls = 27.4 mH, Lr = 27.4 mH,Lm = 25.8 mH, J = 0.031 kg.m2 , B =0.00114 kg.m2/sSedangkan model FOC yangdigunakan diperlihatkan pada Gambar 2dan Speed controller pada Gambar 3.[5][6][7][8][9][10][11][3][4][5][2]74 TEKNO, Vol : 14 September 2010, ISSN : 1693-8739Gambar 1. Toolbox Model FOC Motor InduksiGambar 2. Toolbox Algorithma FOCGambar 3. Speed ControllerAripriharta, Field Oriented Control Sebagai Penggerak Motor Induksi Pada Mesin Cuci 75Gambar 4. Performa FOCDengan manuver simulasi sebagai beri-kut:t 0 1 2Speed 1400 0 1400HASIL DAN PEMBAHASANSetelah dirun, diperoleh hasil simulasiperforma sistem. Dengan waktu 0s, 1s dan1,5 s dilakukan manuver setpoint speedsebesar 1400 rpm 0 dan -1400 rpm (ramp)dan torsi 0 Nm; 64,2857 Nm; -64,2857Nm.Dari grafik performa, dalam Gambar 4dapat diamati bahwa Metode FOC dapatbermanuver dengan perubahan torsi dankecepatan motor induksi dengan responyang cepat dan torsi 0 Nm; 64,2857 Nm; -64,2857NmKESIMPULANMetode FOC dapat bermanuver de-ngan perubahan torsi dan kecepatan motorinduksi dengan respon yang cepat. De-ngan waktu 0s, 1s dan 1,5 s dilakukanmanuver setpoint speed sebesar 1400 rpm0 dan -1400 rpm (ramp)DAFTAR REFERENSIAripriharta. 2010. “Desain Sistem Ken-dali Berbasis Mikrokontroller UntukPengaturan Kecepatan Motor InduksiDengan Metode Indirect Field Orient-ed Control (Ifoc). Penelitian DIPA-UM.Arman Jaya, Soebagio , Mauridhi HeriPurnomo, 2009. Pengaturan Ke-cepatan Motor Induksi Tanpa SensorKecepatan Menggunakan MetodeSelf-Tuning Fuzzy Sliding Mode Con-trol Berbasis Direct Torque Control.Procedings Seminar Nasional AplikasiTeknologi Informasi 2009 (SNATI2009)Bimal K. Bose (2002),” Modern PowerElectronics and AC drives”, PrenticeHall PTR 2002Chikhi A., Djarallah M., Chikhi K.(2010). “A Comparative Study OfField-Oriented Control And Direct-Torque Control Of Induction MotorsUsing An Adaptive Flux Observer.”Serbian Journal Of Electrical Engi-neering. Vol. 7, No. 1, Pp. 41-5576 TEKNO, Vol : 14 September 2010, ISSN : 1693-8739D. Casadei, Giovanni Serra (2002),” FOCand DTC: two variable scheme for in-duction motorstorque control”, IEEETrans. On Power Electronics, Vol. 17,No. 5Era Purwanto, M. Ashary, Subagio, danMauridhi Herry P. (2008). “Pengem-bangan Inverter Fuzzy Logic ControlUntuk Pe-ngendalian Motor InduksiSeba-gai Penggerak Mobil ListrikDengan Metoda Vector Kontrol.”Makara, Teknologi, Volume 12, No.1, pp. 1-6Hasti Afianti, Soebagio, Mauridhi HeryPurnomo.(2005). Peran-cangan Modi-fied Anfis Observer Untuk IdentifikasiKecepatan Motor Induksi.” Proced-ings Se-minar Nasional Aplikasi Tek-nologi Informasi 2005 (SNATI 2005)ISBN: 979-756-061-6Jaroslav Lepka, Petr Stekl. (2004). “3-Phase AC Induction Motor VectorControl Using a 56F80x, 56F8100 or56F8300 Device.” Design of MotorControl Application Note- AN1930Rev. 2, 2/2005, Freescale Semicon-ductor, IncPetr Stekl. (2006). “Washing MachineThree Phase AC Induction MotorDrive Based on MC56F8013.” Designof Motor Control Application Note-AN 3234 Rev. 0, 02/2006, FreescaleSemiconductor, IncO. Barambones, A. J. Garrido, F.J.Maseda (2003). “A Robust Field Ori-ented Control of induction Motor withFlux Obser-ver and Speed Adapta-tion”. Proc. IEEE-ATFA, 2003.R. Krishnan. (2001). “Electric Motordrives: Modeling, Ana-lysis, and Con-trol”. New jersey:  Prentice Hall, Inc.Ridwan Gunawan, Feri Yusi-var, WahidinWahab, Zuhal A. Kadir. (2006).”Perancangan Putaran Motor InduksiTiga Phasa Tanpa Sensor Kecepat-anDengan Pengendali Vektor Arus danFull Dan Reduced Observer BeradaPada Sumbu dq.” Makara, Teknologi,Vol. 10, No. I, pp. 34-39

FIELD ORIENTED CONTROL SEBAGAI PENGGERAK MOTOR INDUKSI PADA MESIN CUCI

http://journal.um.ac.id/index.php/tekno/article/download/3353/4379

FIELD ORIENTED CONTROL SEBAGAI PENGGERAK MOTOR INDUKSI PADA MESIN CUCI

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

TEKNO