simulasi penerapan motor listrik permanen magnet pada

16
Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada Mobil Listrik Jenis City Car Abi Iqbal Prasetyo dan Feri Yusivar 1. Teknik Elektro, Departemen Teknik Elektro, FTUI, Depok. 2. Teknik Elektro, Departemen Teknik Elektro, FTUI, Depok. e-mail : [email protected] Abstrak Mobil listrik sebagai alternatif dari sarana transformasi memiliki suatu permasalahan dasar yang terkait dengan cara motor listrik menyalurkan tenaga agar roda dapat bergerak. Permasalahan tersebut antara lain adalah menentukan ukuran dan spesifikasi motor yang layak untuk dipasangkan ke mobil. Skripsi ini memaparkan hasil simulasi dari dua motor yang didesain DTE FTUI sebelum kedua motor tersebut diterapkan ke mobil. Hasil dari simulasi menunjukkan bahwa dari kedua desain motor, PMSM1 dan PMSM2, yang lebih cocok untuk dijadikan mesin penggerak mobil listrik ini adalah PMSM2. Simulating the Application of Permanent Magnet Synchronous Motor to City Car Abstract Electric car as an alternative of transportation has some fundamental problem concerning how this machine transfer its power to make the tire move. The first problem is to determine the size of the motor so it can provide enough power, yet still maintain a compact volume so its size won’t hinder the movement of the car itself. This paper present the simulation and of two different PMSM designs designed by DTE FTUI before installing them to the actual car. From the result were concluded that between the two designs, PMSM1 and PMSM2, the most suitable motor to run the city car is PMSM2. Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

18 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Page 1: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada Mobil Listrik

Jenis City Car

Abi Iqbal Prasetyo dan Feri Yusivar

1. Teknik Elektro, Departemen Teknik Elektro, FTUI, Depok.

2. Teknik Elektro, Departemen Teknik Elektro, FTUI, Depok.

e-mail : [email protected]

Abstrak

Mobil listrik sebagai alternatif dari sarana transformasi memiliki suatu permasalahan dasar

yang terkait dengan cara motor listrik menyalurkan tenaga agar roda dapat bergerak.

Permasalahan tersebut antara lain adalah menentukan ukuran dan spesifikasi motor yang

layak untuk dipasangkan ke mobil. Skripsi ini memaparkan hasil simulasi dari dua motor

yang didesain DTE FTUI sebelum kedua motor tersebut diterapkan ke mobil. Hasil dari

simulasi menunjukkan bahwa dari kedua desain motor, PMSM1 dan PMSM2, yang lebih

cocok untuk dijadikan mesin penggerak mobil listrik ini adalah PMSM2.

Simulating the Application of Permanent Magnet Synchronous Motor to City Car

Abstract

Electric car as an alternative of transportation has some fundamental problem concerning how

this machine transfer its power to make the tire move. The first problem is to determine the

size of the motor so it can provide enough power, yet still maintain a compact volume so its

size won’t hinder the movement of the car itself. This paper present the simulation and of two

different PMSM designs designed by DTE FTUI before installing them to the actual car.

From the result were concluded that between the two designs, PMSM1 and PMSM2, the most

suitable motor to run the city car is PMSM2.

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 2: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Key words: City Car, PMSM, Rating, Rpm, Torque

Pendahuluan

Kendaraan listrik memiliki potensi untuk menggantikan kendaraan dengan BBM sebagai

kendaraan masa depan. Kendaraan listrik memiliki efisiensi tinggi, tidak menghasilkan polusi

berlebih, dan tidak bersuara, bila dibandingkan dengan kendaraan dengan BBM. Keunggulan

dari kendaraan listrik tersebut dapat dicapai menggunakan motor listrik.

Motor listrik merupakan alat untuk mengkonversi energi listrik ke energi mekanik.

Berdasarkan arus listrik yang dipakai untuk menjalankan rotornya, motor listrik dibagi dua

yaitu motor AC dan motor DC. Salah satu jenis motor DC yang populer adalah BLDC, yaitu

motor DC yang tidak memakai brush dalam pengoperasiannya.

Untuk menentukan motor yang akan dipakai pada mobil listrik, perlu diketahui spesifikasi

dari motor yang kemudian akan dipastikan apakah motor tersebut dapat menggerakkan beban

yang disediakan, berupa massa mobil dan kondisi jalan perkotaan.

Hal-hal yang perlu diperhatikan pada saat memilih motor antara lain berat dan dimensi dari

motor itu sendiri, berapa torsi yang dibutuhkan untuk jalanan yang menanjak pada derajat

tertentu, menentukan akselerasi dan deselerasi maksimal motor berdasarkan gaya total mobil,

memperhitungkan torsi dan kecepatan putar shaft untuk setiap gear dan jumlah perbandingan

gear atau gear ratio dari masing-masing gear.

Motor yang disimulasikan adalah dua motor pmsm yang didesain oleh DTE FTUI. Dan pada

skripsi ini akan dipaparkan hasil dari simulasi kedua motor untuk menjalankan mobil yang

ditentukan, dengan tujuan untuk mengetahui apakah motor-motor tersebut sanggup

menjalankan mobil tersebut.

Tinjauan Teoritis

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 3: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Mobil Listrik dapat beroperasi dikarenakan setiap komponennya memiliki peran masing-

masing dalam menjalankan mobil tersebut. Aksitektur dari mobil listrik sangat beragam,

tergantung dari kombinasi dari setiap komponen yang digunakan, misalnya apakah mobil

menggunakan motor AC atau motor DC, menggunakan sistem transmisi dengan pergantian

gear atau tanpa gearbox, tegangan baterai tinggi atau rendah, pengisian daya baterai satu-fasa

atau tiga-fasa, dengan atau tanpa sensor, dan masih banyak lagi.

Gambar 1. Model Gaya

Resultan gaya yang dihasilkan merupakan gaya yang harus disediakan oleh motor sehingga

mobil dapat bergerak biasa disebut gaya traksi dengan rumus :

𝑓! = 𝑀car𝑣car +𝑀car𝑔 sin 𝛼 + sign 𝑣car 𝑀car𝑔 cos 𝛼 𝑐rr + sign(𝑣car

+ 𝑣wind)12𝜌air𝐶drag𝐴front(𝑣car + 𝑣wind)!

(1)

pada fungsi diatas diberikan sign 𝑣car dan sign(𝑣car + 𝑣wind) untuk mengganti tanda dari gaya

diatas, jika misalnya terdapat perubahan arah gerak dari mobil.

PMSM merupakan mesin listrik yang digunakan untuk mengkonversikan energi listrik

menjadi energi gerak dengan sumber catu daya berupa arus DC. PMSM adalah motor listrik

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 4: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

sinkron yang menggunakan permanen magnet yang digerakkan menggunakan rotasi elektrik

pada lilitan kawat stator.

Nilai-nilai yang perlu diketahui dari motor antara lain nilai Voltage nominal (Vnom)

merupakan nilai tegangan agar kecepatan saat motor dinyalakan tanpa diberikan beban tidak

merusak komponen-komponen dari motor itu sendiri, Power Rating (P )merupakan tenaga

yang dapat dihasilkan motor secara terus menerus pada Voltage nominal tanpa membuat

motor menjadi terlalu panas. Max mechanical power (Pmax) merupakan kekuatan maksimum

yang dapat dihasilkan motor. No-Load speed (𝜔0) merupakan kecepatan yang dihasilkan

tanpa motor diberikan beban dan dengan Vnom. No-Load current (I0) adalah arus yang

digunakan saat no-load. Max continuous current (Ic) merupakan arus maksimum tanpa

menyebabkan overheating. Starting current(Is) merupakan besar arus yang digunakan saat

starting motor. Stall torque (𝜏s) merupakan nilai torsi yang perlu dilewati untuk menjalankan

motor. Time constant (T) waktu yang dibutuhkan motor untuk mencapai 63% dari nilai

finalnya. Terminal resistance (R ) merupakan nilai tahanan dalam dari motor. Terminal

inductance (L ) merupakan nilai induksi yang dihasilkan koil stator. Ke, Kt merupakan

konstanta motor yang digunakan pada perhitungan tegangan berdasarkan kecepatan, dan torsi

berdasarkan arus secara berurutan. Rotor inersia (J) merupakan nilai inersia dari motor. Short

Circuit damping (Bv) merupakan nilai damping dari motor.

Gambar 2. Skematk PMSM

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 5: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Untuk mengendalikan kecepatan putar rotor dari PMSM, nilai dari tegangan ketiga fasa diatur

sedemikian rupa untuk mendapatkan nilai kecepatan yang diinginkan. Namun, besar nilai

tegangan pada stator ini selalu berubah-ubah dikarenakan arus bolak-balik. Agar sistem lebih

mudah untuk dikendalikan, sistem 3 fasa statis ini di transformasikan ke sistem 2 fasa

dinamis. Dimana letak dari masing-masing fasa tidak terpaku pada stator, namun mengikuti

pergerakan dari rotor.

Persamaan dinamis dari motor dapat dituliskan sebagai berikut

𝑉! = 𝑅𝐼! + 𝐿!

d𝐼!d𝑡 − 𝑁𝜔!𝐿!𝐼!

(2)

𝑉! = 𝑅𝐼! + 𝐿!

d𝐼!d𝑡 + 𝑁𝜔!𝐿!𝐼! + 𝐾𝜔!

(3)

Dengan R dan L masing-masing nilai tahanan dan induktansi dari motor, V dan i merupakan

beda potensial dan arus pada motor, 𝜔! merupakan kecepatan putar motor, N merupakan

jumlah pasangan magnet pada motor, dan K merupakan konstanta motor.

Torsi yang dihasilkan motor dapat dituliskan dengan persamaan berikut

𝑇!" = 𝐾𝐼! + 𝑁(𝐿! − 𝐿!)𝐼!𝐼! (4)

Jika dilihat dari persamaan diatas, untuk mempermudah kontrol nilai torsi, nilai 𝐼! di set

menjadi 0, sehingga persamaan ini menjadi linear.

Untuk mendapatkan jumlah perbandingan gear yang tepat, dibutuhkan suatu model dari

transmisi. Sebelumnya perlu diingat persamaan resultan gaya pada subbab sebelumnya,

karena nilai tersebut akan digunakan untuk menemukan nilai berikut

𝜏! = 𝑓!𝑟! (5)

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 6: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

dimana 𝑟! merupakan nilai jari-jari dari roda mobil listrik. Dan 𝜏! merupakan torsi traksi atau

torsi resultan dari mobil listrik. Selanjutnya menggunakan rumus :

𝜏! =𝜏!2 (6)

untuk mendapatkan nilai torsi dari masing-masing roda. Rumus ini digunakan karena sistem

penggerak dari mobil listrik jenis city car adalah Front-Wheel Drive, hanya dua roda depan

saja yang mendapat distribusi daya dari transmisi.

Hal yang selanjutnya perlu diketahui nilainya adalah kecepatan sudut dari roda, didapatkan

dengan rumus :

𝜔! =𝑣car𝑟!

(7)

Daya traksi, atau daya yang dibutuhkan agar mobil bergerak didapat menggunakan rumus :

𝑝! = 𝑓!𝑣car (8)

Setelah mendapatkan nilai-nilai diatas, diperlukan rumus untuk merepresentasikan

perpindahan energi dari motor ke roda mobil yang melibatkan efisiensi dan rasio dari gear,

pada persamaan dibawah dinotasikan dengan 𝐺. Untuk mendapatkan nilai torsi yang perlu

dihasilkan oleh motor digunakan rumus :

𝜏! = {𝜂TS

𝜏!𝐺 ,𝑝! < 0

𝜏!𝜂TS𝐺

,𝑝! ≥ 0

(9)

Untuk mendapatkan nilai kecepatan putar motor :

𝜔! = 𝐺𝜔! (10)

Dan nilai daya dari motor :

𝑝! = 𝜏!𝜔! (11)

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 7: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Metode Penelitian

Yang dimaksud dengan analisa statis beban adalah analisa menggunakan perhitungan untuk

momen sesaat, tanpa ada pengaruh dari perhitungan sebelumnya. Analisa ini dilakukan untuk

melihat berdasarkan rumus, apakah nilai rating dari motor dapat melingkupi nilai beban atau

tidak.

Nilai input dari data dibagi menjadi lima berdasarkan massa mobil, yaitu 200 kg, 400 kg. 600

kg, 800 kg, dan 1000 kg. setelah menentukan massa, masing-masing diberikan input berupa

range dari slope sebanyak 13 variasi berkisar dari 0 sampai dengan 30 derajat. Untuk

mmasing masing perhitungan diberikan kecepatan mobil dari 0 km/jam sampai dengan 100

km/jam, berjumlah sekitar 20 input.

Pengambilan data dilakukan dengan mengkombinasikan variabel diatas sehingga data yang

didapat dapat disusun menjadi grafik dengan enam puluh lima kombinasi variabel.

Tabel 1. Parameter Beban(Nissan March)

Parameter Keterangan Nilai

𝑐rr Koefisien tahanan putar pada roda 0.014

𝑔 Percepatan gravitasi 9.81 m/s2

𝜌air Kerapatan udara 1.2041 kg/m3

𝐶drag Koefisien gesek udara pada mobil 0.31

𝐴front Luas permukaan bagian depan mobil 2.11 m2

𝑟! Jari-jari roda 0.2933 m

𝜂TS Effisiensi energi dari transmisi ke roda 0.95

𝐺 Jumlah gigi gear 12

Analisa dinamis merupakan simulasi yang menggunakan kondisi dari waktu sebelumnya.

Menggunakan analisa ini, perilaku dari sistem secara keseluruhan dapat diamati dan akan

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 8: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

lebih mendekati kondisi sebenarnya bila dibandingkan dengan analisa statis. Analisa dinamis

dilakukan setelah selesai perhitungan dengan memasukkan variabel yang didapat kedalam

simulasi berikut :

Gambar 3. Diagram Simulasi Kendaraan

Parameter-parameter dari PMSM yang perlu dimasukkan kedalam simulasi adalah sebagai

berikut :

Tabel 2. Parameter PMSM

Parameter Keterangan Nilai (PMSM1) Nilai (PMSM2)

N Pasangan kutub magnet 4 4

K Konstanta motor 0.05326 V.s/rad 0.359 V.s/rad

Ld Induktansi sumbu d 2.16211392 mH 0.202 mH

Lq Induktansi sumbu q 3.21314152 mH 0.29 mH

R Tahanan motor 0.204793 Ω 8.669 mΩ

J Momen inersia motor 0.01 kgm2 0.0119 kgm2

Hasil Penelitian

Motor ini (PMSM1) memiliki torsi maksimum 10.67 Nm, rated speed 750 rad/s, power 8 kW.

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 9: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Berikut merupakan contoh grafik kecepatan mobil versus torsi mobil hasil perhitungan

dengan massa 1000 kg yang digunakan sebagai dasar untuk simulasi Matlab.

Pada masing-masing grafik dibawah area dibawah garis TeMax(yang berwarna biru)

merupakan ruang lingkup kerja dari motor yang akan disimulasikan. Garis yang lainnya

adalah torsi beban dengan slope yang berbeda untuk setiap garisnya.

Grafik 10 menunjukkan bahwa performa motor mampu menggerakkan mobil dengan massa

1000 kg untuk slope 0 dan 1 derajat

Kelima grafik yang dihasilkan menunjukkan bahwa motor mampu menggerakkan mobil

dengan 5 variasi massa mobil dengan rentang kemiringan permukaan yang dapat dilewati

cukup besar, dengan kecepatan mobil yang relatif tinggi untuk. Namun hasil simulasi Matlab

menunjukkan hasil yang berbeda.

Simulasi dilakukan dengan memvariasikan 2 variabel yaitu massa mobil dan slope/

kemiringan permukaan jalan. Grafik yang diberikan secara berurut adalah kecepatan angular,

tegangan untuk supply motor, arus yang dihasilkan motor, dan daya yang harus dihasilkan

motor, untuk setiap kombinasi variasi parameter motor.

Tabel 3. Hasil Perhitungan PMSM1

Slope 1000 kg 800 kg 600 kg 400 kg 200 kg

0 ü ü ü ü ü

1 ü ü ü ü ü

2 X ü ü ü ü

3 X X ü ü ü

4 X X X ü ü

5 X X X ü ü

6 X X X X ü

7 X X X X ü

8 X X X X ü

9 X X X X ü

10 X X X X ü

15 X X X X X

30 X X X X X

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 10: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Tanda cek menunjukkan bahwa motor mampu menjalankan mobil dengan massa dan slope

yang telah ditentukan. Sedangkan tanda minus artinya tidak mampu.

Berikut merupakan tabel dari hasil simulasi:

Tabel 4. Hasil Simulasi PMSM1

Slope 1000 kg 800 kg 600 kg 400 kg 200 kg

0 X X X ü ü

1 X X X ü ü

2 X X X X ü

3 X X X X X

4 X X X X X

5 X X X X X

6 X X X X X

7 X X X X X

8 X X X X X

9 X X X X X

10 X X X X X

15 X X X X X

30 X X X X X

Simulasi yang dilakukan pada motor ini dengan massa mobil 1000 kg, 800 kg, dan 600 kg

menunjukkan bahwa motor sama sekali tidak dapat menggerakkan mobil, kecuali diberikan

kemiringan pada permukaan jalan. Motor sama sekali tidak dapat mempengaruhi kecepatan

mobil.

Grafik yang dihasilkan menunjukkan bahwa dengan massa 400 kg, motor dapat mencapai

kecepatan putar 150 rad/s atau kecepatan jalan mobil 13.1985 km/jam dalam waktu kurang

dari 30 detik. Jika terdapat perubahan pada slope sebesar 1 derajat, kecepatan target tidak

akan dapat terpenuhi.

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 11: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Saat melewati tanjakan, motor tidak mampu menanggung berat mobil dan akan mulai berjalan

mundur. Saat melewati turunan, setelah mobil mencapai kecepatan yang ditentukan untuk

waktu sesaat, motor tidak mampu menjaga besar kecepatan karena mobil tetap berakselerasi,

mobil tidak dapat diperlambat hanya dengan menggunakan motor.

Motor dapat mempertahankan kondisi mobil diam Wref=0 hanya pada slope –2 sampai 1

derajat. Melebihi nilai tersebut, mobil akan mulai bergerak begitu simulasi dimulai.

Dengan massa mobil sebesar 200 kg, motor dapat mencapai kecepatan referensi sebesar 150

rad/s dalam waktu sekiitar 11 detik. Kecepatan tertinggi yang dapat diraih motor, sebelum

menunjukkan kerusakan pada respons kecepatan adalah 230 rad/s atau 20.2377 km/jam.

Diluar nilai tersebut, sistem akan kehilangan kestabilan.

Motor dapat bekerja pada slope -4 sampai 2 derajat. Melebihi nilai tersebut, torsi yang

dihasilkan motor tidak dapat mempengaruhi kecepatan mobil.

Motor ini memiliki torsi maksimum 17.51 Nm, rated speed 628 rad/s, power 11 kW. Dari

hasil perhitungan dan simulasi untuk motor ini dapat dilihat bahwa kinerja motor dari hasil

perhitungan tidak dapat dipenuhi oleh hasil simulasi.

Tabel 5. Hasil Perhitungan PMSM2

Slope 1000 kg 800 kg 600 kg 400 kg 200 kg

0 ü ü ü ü ü

1 ü ü ü ü ü

2 ü ü ü ü ü

3 ü ü ü ü ü

4 X ü ü ü ü

5 X X ü ü ü

6 X X ü ü ü

7 X X X ü ü

8 X X X ü ü

9 X X X ü ü

10 X X X X ü

15 X X X X ü

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 12: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

30 X X X X X

Hasil simulasi dari motor PMSM2 adalah sebagai berikut :

Tabel 6. Hasil Simulasi PMSM2

Slope 1000 kg 800 kg 600 kg 400 kg 200 kg

0 ü ü ü ü ü

1 ü ü ü ü ü

2 ü ü ü ü ü

3 ü ü ü ü ü

4 X ü ü ü ü

5 X X ü ü ü

6 X X ü ü ü

7 X X X ü ü

8 X X X ü ü

9 X X X ü ü

10 X X X X ü

15 X X X X ü

30 X X X X X

Berikut merupakan grafik perbandingan performa dari kedua motor secara berturut- urut

kecepatan putar, tegangan pada stator, arus yang harus diberikan, dan daya yang harus

disediakan.

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 13: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Gambar 4. Perbandingan PMSM1(biru) & PMSM2(merah)

Pembahasan

Berdasarkan hasil perhitungan dan simulasi motor PMSM1 dapat dilihat bahwa motor tidak

dapat memenuhi kondisi jalanan dalam perkotaan. Motor diharapkan dapat mencapai

kecepatan tertinggi 100 km/ jam, menjaga kecepatan konstan pada 40 km/jam, dan mampu

melalui tanjakan sebesar 10-15 derajat. Dari hasil perhitungan, perhitungan dengan massa

mobil 1000 kg menunjukkan bahwa mobil dapat berjalan dengan kemiringan tanjakan sebesar

3 derajat dari permukaan datar. Besar kemiringin jalan yang dapat ditempuh menjadi lebih

besar seiring dengan berkurangnya beban dari mobil, pada perhitungan dengan beban mobil

sebesar 200 kg, besar kemiringan jalan yang dapat ditempuh mobil meningkat menjadi 10

derajat.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai perhitungan meleset cukup jauh, namun dengan

jarak yang sama antar simulasi dan perhitungan untuk masing-masing beban. Pada percobaan

dengan beban mobil 1000 kg, 800 kg, dan 600 kg, pada permukaan datar motor sama sekali

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 14: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

tidak mampu menggerakkan mobil dari posisi diam, saat turunan maupun tanjakan juga

menunjukkan bahwa motor sama sekali tidak mampu mempengaruhi pergerakan dari mobil.

Pada percobaan dengan beban mobil 200 kg, motor dapat mempengaruhi berat mobil, namun

hanya sampai dengan kecepatan 150 radian/s, berkisar antara 13 km/jam. Motor ini mampu

melewati kemiringan tanjakan sebesar 5 derajat. Jauh dari performa yang diharapkan dapat

dicapai motor.

Alasan dari terdapat perbedaan antara hasil perhitungan dengan simulasi antara lain adalah

kurangnya pembatasan dari kinerja motor pada perhitungan, karena hasil yang didapat dari

perhitungan hanya menghitung besar torsi beban yang harus dipenuhi oleh motor sedangkan

kinerja motor hanya diasumsikan dari besar Ke(Konstanta elektrik) motor dan persamaan

linear sederhana sehingga batasan kinerja motor, wr peak, TmMax, dan PMax hanya dapat

disediakan menggunakan asumsi, yang ternyata berbeda dari nilai batasan asli dari motor

tersebut. Nilai batasan dari motor tersebut baru dapat terlihat dari hasil simulasi, yang ternyata

menunjukkan bahwa kinerja dari motor lebih buruk dari yang diperkirakan dari perhitungan.

Berdasarkan hasil perhitungan untuk motor PMSM2, untuk massa 1000 kg, motor ini mampu

menggerakkan mobil sampai dengan kemiringan 3 derajat. dan mencapai kecepatan

maksimum sekitar 95 km/jam pada permukaan datar. Pada perhitungan dengan massa mobil

800 kg, motor mampu menjalankan mobil pada kemiringan 4 derajat. Pada 600 kg untuk 6

derajat, 400 kg untuk 9 derajat, dan 200 kg untuk 15 derajat. pada hasil perhitungan, mobil

mampu mencapai kecepatan 100 km/ jam pada massa mobil 600 kg kebawah.

Hasil simulasi menunjukkan bahwa nilai-nilai yang didapat dari perhitungan bernilai benar,

nilai maksimum dari kemiringan jalanan yang dapat dicapai pada simulasi bersesuaian dengan

hasil dari perhitungan.

Hampir seluruh grafik simulasi terdapat lonjakan nilai pada detik-detik tertentu. Hal tersebut

terjadi dikarenakan terdapat nilai parameter yang belum sesuai untuk simulasi, atau

dikarenakan metode perhitungan dan pencuplikan data dari program yang masih kurang

optimal.

Kesimpulan

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 15: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

Hasil perhitungan dan simulasi menunjukkan bahwa motor PMSM2 memiliki kinerja lebih

baik bila dibandingkan PMSM1. Alasan dari hal ini dapat dilihat dari parameter masing-

masing motor, terutama nilai Ke. Besar dari nilai Ke berbanding lurus dengan Torsi yang

dapat dihasilkan motor (selama Id = 0), nilai Ke dari PMSM2 lebih besar sekitar 6x

dibandingkan Ke dari PMSM1.

Alasan dipilihnya kedua motor ini adalah untuk menunjukkan kontras dari 2 performa motor

dengan daya yang jauh berbeda. Asumsi awal diharapkan PMSM2 dengan Ke ~0.9

berdasarkan datasheet mampu menjalankan mobil disemua beban yang diberikan, namun

setelah dihitung ulang, nilai Ke hanya mencapai ~0.3 sehingga sebagian nilai beban tidak

dapat dijalankan.

Kepustakaan

[1.] Miller,T. J. E. (1989). Brushless Permanent-Magnet and Reluctance Motor Drive.

Oxford University Press, New York.

[2.] Kenjo,T. and Nagamori, S. (1984). Brushless Motors Advanced Theory and Modern

Applications. Sogo Electronics Press, Japan.

[3.] Hanselman,D. C. (1994). Brushless Permanent-Magnet Motor Design. University of

Maine.

[4.] Schaltz,E.(2011). Electrical Vehicle Design and Modeling. Elektric Vehicles –

Modeling and Simulations, Dr. Seref Soylu.

[5.] Mishra,P., Saha,S. and Ikkurti,H. P. (2013). Selection of Propulsion Motor and

Suitabe Gear Ratio for Driving Electric Vehicle on Indian City Roads. IEEE.

[6.] KOHARA GEAR INDUSTRY CO., LTD. (2007). KHK The ABCs of Gears A – The

Introductory course. KOHARA GEAR INDUSTRY CO., LTD, Japan.

[7.] Kohara,T.(2007). The ABC’s of Gears Basic Guide – B. KOHARA GEAR

INDUSTRY CO., LTD, Japan.

[8.] V. H. González Murillo, C. Pérez-Rojas and S. García Martínez, "Modeling and

simulation of the power train of an electric vehicle," Power, Electronics and Computing

(ROPEC), 2013 IEEE International Autumn Meeting on, Mexico City, 2013, pp. 1-6.

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015

Page 16: Simulasi Penerapan Motor Listrik Permanen Magnet pada

[9.] K. Jaber, A. Fakhfakh and R. Neji (2011). Modeling and Simulation of High

Performance Electrical Vehicle Powertrains in VHDL-AMS, Electric Vehicles - Modelling

and Simulations, Dr. Seref Soylu (Ed.), InTech, DOI: 10.5772/16650.

[10.] Daniel Fodorean (2011). Global Design and Optimization of a Permanent Magnet

Synchronous Machine Used for Light Electric Vehicle, Electric Vehicles - Modelling and

Simulations, Dr. Seref Soylu (Ed.), InTech, DOI: 10.5772/17741.

Simulasi penerapan ..., Abi Iqbal Prasetyo, FT UI, 2015