Rancang Bangun Constant Current Charger dari Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) dengan Kendali Logika Fuzzy

Abstract

Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) merupakan salah satu jenis generator sinkron yang banyak diaplikasikan pada sistem turbin angin dikarenakan memiliki kelebihan antara lain ukuran yang kecil, keandalan yang tinggi, pemeliharaan yang tidak rumit dan memiliki kerapatan daya yang lebih tinggi karena tidak memiliki belitan rotor, namun masih memiliki beberapa permasalahan pada kualitas daya listrik seperti masalah penyimpangan arus, tegangan maupun frekuensi yang dapat menyebabkan kegagalan atau kesalahan operasi pada peralatan-peralatan konsumen energi listrik. Berdasarkan permasalahan tersebut diperlukan suatu inovasi yang dapat memaksimalkan arus keluarannya maka digunakan converter DC-DC untuk mengontrol arus keluaran yang diperuntukkan untuk pengecasan maka diperoleh arus pengecasan yang stabil. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui cara merancang serta mengimplementasikan converter DC-DC tipe buck converter yang sesuai dengan daya output dari Permanent Magnet Syncronous Generator yang digunakan dan merancang sistem pengaturan pengisian baterai dengan constant current kendali logika fuzzy. Hal pertama yang dilakukan adalah mencari literatur yang berkaitan dengan penelitian, kedua merancang sistem kontrol seperti sensor arus, sensor tegangan, buck converter dan plan secara keseluruhan, ketiga merancang program untuk constant current kendali logika fuzzy dan keempat melakukan pengujian dan pengambilan data dari sistem kontrol yang telah dibuat. Pengujian buck converter dilakukan dengan merubah nilai duty cycle dan diberi beban 100 Ω, tegangan yang diberikan juga bervariasi mulai tegangan 33 V, 44 V, dan 55 V. Selanjutnya melakukan pengujian buck converter menggunakan kontrol, pengujian ini dilakukan dengan dua tahap yang pertama dengan percobaan duty cycle 22% dan tahap kedua menggunakan kendali logika fuzzy, pengujian ini menggunakan tegangan masukan dari PMSG sebesar 27 V dan resistansi 5 Ω, 10 Ω, dan 15 Ω. Hasil pengujian ketika menggunakan duty cycle 22% tidak dapat menuju ke nilai arus dengan resistansi sebelumnya, berbeda ketika menggunakan kendali logika fuzzy nilai arus akan tetap berada pada nilai set poin meski resistansi diubah. Pengujian yang terakhir adalah melakukan pengecasan menggunakan kendali logika fuzzy pada baterai 12 V 7,2 Ah, fungsi metode ini ialah memanagemen pengisian baterai secara constant current dimana arus dijaga konstan hingga baterai terisi maksimum atau sesuai dengan kapasitas pada baterai yang ingin dicapai, arus dijaga tetap stabil pada 0,72 A selama ±2 Jam setelah itu arus secara alamiah akan turun hingga 0,1 A atau baterai sudah terisi 70% dari total kapasitas selama pengecasan total ±10 Jam. Kesimpulan dari hasil analisis dan pengujian “Rancang Bangun Constant Current Charger dari Permanent Magnet Synchronous Generator (PMSG) dengan Kendali Logika Fuzzy” diperoleh efisiensi untuk pembuatan buck converter tertinggi ketika duty cycle 60% dan resistansi 100 Ω dihasilkan daya masuk sebesar 8,89 Watt dan daya keluar sebesar 7,71 Watt, untuk efisiensi terendah ketika duty cycle 20% dihasilkan daya masuk sebesar 1,10 Watt dan daya keluar sebesar 0,41 Watt dan Pengecasan baterai dengan constant current 0,72 lebih cepat dan tepat, bahwa hanya waktu 151 menit baterai sudah terisi lebih dari 70% dan kurang dari 90% kapasitas baterai, akan tetapi harus ditambahkan constant voltage pada pemrograman agar tidak terjadi overvoltage yang disebabkan penurunan arus secara alamiah dan mengharuskan kontroller menaikkan tegangan agar arus dapat menuju set poin.