1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Penggunaan motor listrik dalam aplikasi sehari-hari semakin meningkat.
Motor listrik banyak digunakan dalam berbagai peralatan seperti: air conditioning,
vacuum cleaner, conveyor, lemari pendingin, dan lain sebagainya. Motor universal
dan motor direct current (DC) banyak digunakan dalam aplikasi tersebut. Akan tetapi
penggunaan motor DC konvensional menimbulkan masalah diakibatkan oleh
penggunaan sikat. Penggantian sikat secara periodik untuk menjaga kinerja serta
busur api adalah masalah yang umum disoroti pada motor DC.
Motor Brushless Direct Current (BLDC) adalah alternatif pengganti motor
DC. Motor ini adalah salah satu jenis motor yang popularitasnya mulai naik. Motor
BLDC banyak digunakan dalam automotive, aerospace, medical, industri, dan
instrumentasi.
Sesuai namanya
motor BLDC tidak memiliki sikat pada komutatornya.
Sebagai gantinya digunakan komutator elektrik. Motor BLDC memiliki beberapa
keuntungan jika dibandingkan dengan motor DC konvensional antara lain:
1. Karakteristik kecepatan dan torsi yang lebih baik
2. Respon dinamik yang tinggi
3. Efisiensi tinggi
1
2
4. Umur pakai yang panjang
5. Rendahnya tingkat noise
6. Jangka kecepatan yang lebar
Pengendalian motor BLDC dilakukan dengan mengetahui posisi rotor untuk
menentukan fase yang akan dialiri arus listrik. Pendeteksian posisi dapat dilakukan
dengan dua cara yaitu: dengan menggunakan sensor hall-effect dan sensorless. Sensor
hall-effect umumnya berjumlah tiga buah yang terpasang pada bagian stator dan
terpisah sejauh 600. Pada penelitian dilakukan perancangan inverter untuk
menggerakkan motor BLDC yang memiliki sensor hall-effect sebagai indikator posisi
dan inverter yang digunakan adalah MOSFET kanal N yang dikendalikan oleh
mikrokontroler.
1.2
Rumusan Masalah
Motor BLDC yang digunakan pada penelitian ini memiliki tegangan kerja
sebesar 48 volt dan spesifikasi arus 30 A. Pada penelitian ini dilakukan perancangan
dan pengujian rangkaian kendali motor BLDC dengan menggunakan sensor halleffect yang memerlukan tegangan suplai 8 – 20 Vdc dan menghasilkan keluaran
tegangan sebesar 0.06 – 4.95 V yang dikendalikan dengan dsPIC30F4012 berbasis
MOSFET kanal N IRFZ44. Inverter ini menggunakan catu daya berupa 4 buah
baterai dengan tegangan nominal 12 V yang dirangkai seri. Pembahasan yang
dilakukan dalam penelitian ini adalah tegangan keluaran, pengaruh pengubahan dutycycle terhadap kecepatan motor, kecepatan motor dalam keadaan tidak berbeban dan
pengasutan motor.
3
1.3 Batasan Masalah
Batasan masalah pada penelitian ini adalah:
1. Motor BLDC yang digunakan adalah motor DC tiga fase dengan sensor
hall-effect.
2. Tegangan suplai inverter sebesar 48 V yang bersumber dari empat buah
baterai 12 V.
3. Inverter yang digunakan adalah inverter 3 fase dengan topologi full-bridge
berbasis MOSFET kanal N IRFZ44.
4. Teknik pensaklaran yang digunakan adalah pulse width modulation
(PWM) yang dibangkitkan oleh mikrokontroler 16-bit dsPIC30F4012.
5. Pengujian tegangan keluaran dan pengaruh pengubahan duty-cycle
dilakukan dalam keadaan tanpa beban.
6. Pengendalian torsi dan kecepatan tidak dibahas.
1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah:
1. Memahami konsep pengendalian motor BLDC dan inverter yang
dikendalikan oleh mikrokontroler 16-bit dsPIC30F4012.
2. Memahami metode sensored control dengan mendeteksi posisi rotor
menggunakan sensor hall-effect.
3. Menguji tegangan keluaran inverter dan pengaruh perubahan duty-cycle
terhadap kecepatan pada motor BLDC.
4
1.5 Sistematika Penulisan
Laporan tugas akhir ini merupakan karya tulis yang akan dipaparkan dalam
lima bab. Bab pertama adalah pendahuluan. Bab ini membahas tentang latar belakang
penelitian, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian dan sistematika
penulisan.
Bab kedua adalah dasar teori. Bab ini berisi teori yang digunakan dalam
merancang dan menguji inverter antara lain, motor BLDC, inverter tiga fase,
MOSFET, rangkaian penggerak, dan dsPIC30F4012.
Perancangan sistem secara umum, perancangan sistem elektronis dan
perancangan perangkat lunak dijelaskan dalam bab ketiga.
Sementara bab keempat akan merinci hasil dan pembahasan unjuk kerja
inverter yang telah dirancang pada bab ketiga.
Tulisan ini diakhiri dengan kesimpulan pada bab kelima. Selain kesimpulan
dari pembahasan yang telah dipaparkan, dalam bab ini juga dituliskan saran-saran
untuk pengembangan sistem pada tahap-tahap selanjutnya.