Rancang Bangun Speed Control Motor Universal dengan Synchronous AC Chopper Menggunakan Fuzzy Logic Control

Abstract

Motor listrik adalah piranti yang berguna untuk mengubah suatu energi listrik menjadi suatu energi mekanik. Penggunaan motor listrik mengisi berbagai aspek dalam kehidupan sehari-hari maupun dalam penelitian, baik sebagai generator maupun sebagai motor penggerak sistem, Motor listrik memiliki banyak jenis, salah satunya ada motor listrik Universal. Motor universal dapat dioperasikan dengan sumber tegangan bolak balik atau dengan tegangan arus searah. Motor universal yang banyak digunakan memiliki perangkat pengendali yang berfungsi untuk mengendalikan kecepatan yang akan dihasilkan oleh motor. Salah satu sistem kendali yang dapat diterapkan adalah dengan mengatur daya input dengan menggunakan AC Chopper. Rangkaian AC Chopper akan mengendalikan kecepatan dengan cara merubah nilai tegangan input yang digunakan dalam hal ini adalah motor Universal. AC Chopper yang digunakan dalam penelitian ini berjenis Synchronous AC Chopper terdiri dari 8 buah diode bertipe super-fast recovery rectifier diode dan 2 buah transistor IGBT bertipe FGH60N60 yang berfungsi mengendalikan perubahan tegangan chopping berdasarkan input sinyal PWM. Rangkaian AC Chopper diatur menggunakan Fuzzy Logic Controller sistem MISO (Multiple Input Single Output) untuk mengendalikan kecepatan pada kestabilan 1000 RPM, serta menggunakan sensor Optical Encoder LM393 sebagai feedback control pada sistem. Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali untuk mengetahui error dan besaran nilai chopping tegangan yang dihasilkan oleh piranti AC Chopper. Terdapat juga pengujian tanpa control dengan beban untuk mengetahui efisiensi dari perangkat driver, serta dilakukan pengujian saat kondisi tanpa beban dan berbeban menggunakan Fuzzy Logic Controller. Beban yang digunakan adalah sebuah permanent magnet syncron generator yang dihubungkan dengan lampu 15 Watt. Hasil dari pengujian yang telah dilakukan diperoleh nilai error terkecil 0,85% dan error terbesar 83,95% dengan error rata – rata sebesar 40,7% dan rata – rata nilai pemangkasan tegangan sebesar 51,74 V pada kisaran dutycyle 7,8% - 94% saat pengujian dengan 3 jenis nilai tegangan input yang berbeda. Nilai efisiensi yang dihasilkan dari pengujian kontrol manual dengan beban permanent magnet syncron generator memiliki rata – rata nilai 84,99% dengan range nilai dutycycle 52% hingga 80%. Pada pengujian sistem keseluruhan dengan nilai tegangan input pada driver 135 V dan nilai setpoint dutycycle 50% dilakukan dua jenis pengujian, tanpa beban dan berbeban. Saat pengujian tanpa beban kecepatan motor dapat stabil di rentang 1000 RPM dengan dutycycle 9% - 10 % dengan nilai tegangan output 25 V hingga 28V dengan arus tanpa beban 0,34 A. Sedangkan saat pengujian kondisi diberi beban permanent magnet syncron generator, kecepatan motor dapat stabil di rentang 1000 RPM dengan dutycycle 90% hingga 91% dengan nilai tegangan output 128,13 V serta memiliki nilai arus 0,56 A. Hasil dari pengujian sistem diketahui waktu yang dibutuhkan agar sistem menghasilkan kecepatan steady state 1000 RPM adalah ±15 detik. Diketahui juga bahwa hasil perbandingan efisiensi yang didapat dari Synchronous AC Chopper berada di bawah dari efisiensi Basic AC Chopper yaitu 84,99% dengan 86,96% dengan selisih tertinggi berada pada nilai dutycycle tertinggi.