modul 5 praktikum dinamika sistem 2015
DESCRIPTION
Modul 5 Praktikum Dinamika Sistem 2015TRANSCRIPT
1
5 Simulasi
Motor DC
Nama:____________
NIM :____________
Nilai:
_________________
A. Pendahuluan
Dalam Gambar 1 diperlihatkan gambar fisik komponen-komponen sebuah motor DC jenis
magnet permanen. Motor ini terdiri dari dua komponen utama, yaitu stator (komponen diam)
dan rotor (komponen berputar). Pada stator motor terdapat magnet permanen yang
berfungsi untuk menghasilkan medan magnet (magentic field). Sementara itu, pada rotor
terdapat jangkar (armature) yang akan dialiri arus listrik ketika diberi tegangan listrik. Akibat
adanya medan magnet dari magnet permanen dan adanya arus pada kumparan, kumparan
akan mendapat gaya Lorentz. Gaya ini akan menghasilkan torsi dan memutar rotor.
Gambar 1
Komponen-komponen motor DC digambarkan secara skematik dalam Gambar 2. Dalam
gambar ini dapat dilihat bahwa motor DC terdiri dari bagian stator dan rotor. Bagian stator
2
terdiri dari rumah, sikat, dan medan. Medan merupakan komponen yang berfungsi untuk
menghasilkan medan magnet. Medan ini dapat berupa kumparan maupun magnet
permanen. Sementara itu, bagian rotor terdiri dari jangkar dan komutator.
Gambar 2 Skema komponen motor DC
Catatan: Kumparan field dan kumparan armature dapat diberi tegangan masing-masing
maupun disambung menjadi satu secara seri, paralel, atau compound, sehingga dikenal
motor DC seri, motor DC paralalel, dan motor DC.
Tipe motor DC:
1. Magnet permanen (field berupa magnet)
2. Separately excited β masing-masing kumparan (field dan armature) diberi tegangan
secara terpisah.
3. Motor DC seri, Motor DC paralel, dan motor DC compound.
Pemodelan Matematika untuk Motor DC Tipe Separately Excited
1. Torsi yang dihasilkan oleh motor ππ = πΉπ
2. Gaya yang dihasilkan oleh motor πΉ = π΅πΌπβ
3. Fluks magentik yang dihasilkan oleh field π΅ = πΎ1πΌπ
4. Substitusikan (2) dan (3) ke (1), sehingga diperoleh persamaan
ππ = πΎ1πΌππΌπβπ
5. Pada motor, β dan π bernilai konstan sehingga
3
ππ = (πΎ1βπ)πΌππΌπ = πΎπΌππΌπ
ππ(π‘) = πΎπΌπ(π‘)πΌπ(π‘)
Jadi, torsi yang dihasilkan motor dapat diatur dengan cara mengatur arus field πΌπ(π‘) atau arus
armature πΌπ(π‘).
B. Petunjuk Praktikum
1. Motor DC dengan Pengaturan Field
Berikut adalah model dari sebuah motor DC dengan pengaturan field.
Lakukan simulasi motor DC pada Kasus 1 dengan menggunakan transfer function box.
Diketahui bahwa parameter-parameter motor adalah
π π = 4,63 Ξ©,
πΏπ = 8,11 Γ 10β3 Henry,
πΎπ = 3,761 Γ 10β3 Nm/A,
π½ = 1,9 Γ 10β5 kgm2, dan
π = 4,9 Γ 10β6 kgm2/s.
Latihan #1
Asumsikan bahwa torsi pengganggu yang bekerja pada motor adalah Td(t) =
0,5 sin(2Οt) Nmm. Lakukan simulasi pada simulink untuk mengetahui grafik kecepatan putar
4
motor Ο(t) dan posisi sudut armature ΞΈ(t) terhadap waktu t untuk tegangan masukan
berupa:
1) π£π(t) = 1(t)
2) π£π(t) = 1(t) + 0,1 sin(2Οt)
3) π£π(t) = 1(t) β 1(t β 5)
4) π£π(t) = 1(t) + sign(sin(2Οt))
5) π£π(t) = π(t) β 2π(t β 5) + π(t β 10)
Gambarkan jawaban Anda pada lembar jawab yang disediakan.
2. Motor DC dengan Pengaturan Armature
Berikut adalah model dari sebuah motor DC dengan pengaturan armature.
Lakukan simulasi motor DC pada Kasus 2 dengan menggunakan transfer function box.
Diketahui bahwa parameter-parameter motor adalah
π π = 4,63 Ξ©,
πΏπ = 8,11 Γ 10β3 Henry,
πΎπ = 3,761 Γ 10β3 Nm/A,
πΎπ = 7,104 Γ 10β2 V/(rad/s),
π½ = 1,9 Γ 10β5 kgm2, dan π = 4,9 Γ 10β6 kgm2/s.
5
Latihan #2
Asumsikan bahwa torsi pengganggu yang bekerja pada motor adalah Td(t) =
0,5 sin(2Οt) Nmm. Lakukan simulasi pada simulink untuk mengetahui grafik kecepatan putar
motor Ο(t) dan posisi sudut armature ΞΈ(t) terhadap waktu t untuk tegangan masukan
berupa:
1) π£π(t) = 1(t)
2) π£π(t) = 1(t) + 0,1 sin(2Οt)
3) π£π(t) = 1(t) β 1(t β 5)
4) π£π(t) = 1(t) + sign(sin(2Οt))
5) π£π(t) = π(t) β 2π(t β 5) + π(t β 10)
Gambarkan jawaban Anda pada lembar jawab yang disediakan.