Pengendali kecepatan putar pake PIiiiiii
advertisement
Perancangan Pengendali Kecepatan Motor Menggunakan Konverter DC-DC 4-Kuadran dengan Pengendali Arus PI dan Pengendali Kecepatan I-P SATRIADY SIRAJ D41106116 Pendahuluan Konverter dc-dc 4-kuadran merupakan konverter dc-dc yang dapat bekerja secara bidirectional baik arus maupun tegangan kerjanya, sehingga sangat cocok untuk aplikasi kendali motor yang membutuhkan kecepatan dan torque dalam dua arah. Skema konverter dc-dc 4 kuadran untuk pengendali motor Pengendalian motor berdasarkan arus Pengendalian kecepatan motor dapat dilakukan dengan mengendalikan arus jangkar. Hal ini memiliki beberapa keuntungan dibandingkan dengan pengendalian kecepatan secara langsung. Salah satunya adalah dapat membatasi arus ketika terjadi hubung singkat sehingga konverter masih dapat bekerja dengan baik Pengendalian kecepatan motor berdasarkan pengendalian arus Diagram blok motor dc terkendali arus Dengan memasukkan parameter-parameter motor dan beban serta parameter kendali arus dan kecepatan, maka dapat kita gambarkan diagram blok sistem seperti terlihat pada gambar di bawah ini: Penyederhanaan Sistem Untuk memudahkan dalam menganalisis pengendali arus dan pengendali kecepatan maka dapat dilakukan penyederhanaan sistem diatas menjadi dua buah sistem seperti terlihat pada Gambar a dimana dengan mengasumsikan pengendali arus telah bekerja dengan baik dan juga pada Gambar b dengan mengasumsikan pengendali kecepatan telah bekerja dengan baik. Diagram blok pengendali kecepatan dan pengendali arus • Gambar a (pengendali kecepatan) • Gambar b (pengendali arus) Persamaan fungsi transfer Terlihat bahwa sistem menjadi lebih sederhana untuk dianalisis. Dengan memasukkan parameter pengendali Gc(s) dan Gω(s) yang sesuai akan kita dapatkan respon sistem pengendali kecepatan dan pengendali arus yang diinginkan. Pengendali PID dan variannya telah lama digunakan di industri-industri karena kehandalan dan kesederhanaannya dalam penggunaannya. Pengendali ini dapat kita terapkan pada sistem pengendali motor dengan konverter dc-dc 4-kuadran. Pengendali IP dan pengendali PI Diagram blok pengendali tegangan dengan I-P Diagram blok pengendali arus dengan IP Fungsi transfer pengendali IP dan PI Dari persamaan terlihat bahwa sistem sekarang menjadi orde dua sehingga penentuan parameter sistem dapat dilakukan dengan menentukan maksimum overshoot serta settling time dari sistem. Maksimum overshoot yang diusulkan dalam tulisan ini adalah sebesar 1% untuk kedua pengendali sementara settling time untuk pengendali kecepatan sebesar 0.1 s dan pengendali arus sebesar 1 ms. Pengendali arus disini harus bekerja lebih cepat dari pengendali tegangan sehingga settling time-nya lebih kecil. Persamaan masukan Maksimum overshoot dan settling time Pengendali kecepatan Pengendali arus Persamaan Ki dan Kp Parameter motor Respon sistem terhadap masukan Respon sistem terhadap masukan undak satuan serta diagram bode pada pengendali arus (kiri) dan pada pengendali kecepatan (kanan) Respon sistem terhadap gangguan Respon sistem terhadap gangguan undak satuan serta diagram bode pada pengendali arus (kiri) dan pada pengendali kecepatan (kanan) Rangkaian Simulasi Hasil simulasi dengan referensi kecepatan positif Respon kecepatan (atas) dan respon arus (bawah) terhadap perubahan referensi 600 rpm s.d. 800 rpm Hasil simulasi dengan referensi kecepatan bolak-balik Respon kecepatan (atas) dan respon arus (bawah) terhadap perubahan referensi 100 rpm s.d. -100 rpm Hasil simulasi dengan referensi kecepatan yang melebihi rating kecepatan motor Respon kecepatan (atas) dan respon arus (bawah) terhadap perubahan referensi 1500 rpm s.d. 1700 rpm Kesimpulan Berdasarkan gambar hasil simulasi seperti yang terlihat sebelumnya terlihat bahwa kecepatan motor dapat mengikuti referensi kecepatan yang diberikan dengan cukup baik. Respon kecepatan yang terjadi telah sesuai dengan kriteria yang diusulkan yaitu dengan settling time sebesar 0.1 s. Respon arus terhadap arus referensi yang diberikan dari pengendali kecepatan dapat bekerja dengan baik seperti terlihat pada gambar diatas.
