SlideShare a Scribd company logo
1 of 9
Download to read offline
1
Makalah Mata Kuliah Penggunaan Mesin Listrik
SWITCHED RELUCTANCE MOTOR
Oktarico Susilatama PP (21060110141053)
oktaricopradana@yahoo.co.id
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro,
Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia
Abstrak –Switched reluctance drive dikembangkan
pada tahun 1980 an untuk menyelesaikan dalam
masalah efisiensi, daya tiap satuan berat dan
volume, kehandalan dan fleksibilitas operasional.
Motor dan hubungannya dengan penggerak
elektronika daya harus didesain sebagai kesatuan
yang terintegrasi dan di optimasi untuk spesifikasi
tertentu, contohnya untuk efisiensi maksimum
dengan sebuah beban tertentu, atau jangkauan
kecepatan maksimum atau torsi puncak jangka
pendek. Walaupun relatif baru, teknologi telah
diterapkan pada aplikasi yang luas termasuk
industri umum, aplikasi kompresor dan peralatan
bisnis. Motor reluktansi tersebut merupakan motor
sinkron yang beroperasi tanpa adanya eksitasi dari
sumber dc,yang operasinya bergantung dari
perbedaan dan reluktansi dalam kuadran titik.
Motor fraksional biasanya dalam bentuk satu phasa
dan dalam aplikasinya membutuhkan kecepatan
sinkron yang tepat seperti pada jam listrik ataupun
peralatan waktu. Motor reluktansi sinkron adalah
versi lain dari motor tipe rotor sangkar, sinkron
disini mengimplikasikan motor berputar pada
kecepatan sinkron pada keadaan normal,
tergantung beban yang dipakai, selama beban lebih
rendah dari pada level tertentu.
Kata kunci : Switched Reluctance Motor (SRM),
posisi rotor, arus fasa, konverter
I PENDAHULUAN
Switched reluctance motor (SRM)
merupakan motor yang memiliki desain lebih
sederhana dibandingkan dengan motor induksi dan
motor sinkron. Kombinasi motor reluktansi dengan
kontroler elektronika daya dapat menghasilkan
sebuah solusi ekonomis. Struktur motor sederhana
dengan kumparan yang terpusat pada stator dan
tidak memiliki kumparan dan sikat-sikat (brushes)
pada rotor. Penggerak switched reluctance motor
memberikan beberapa keunggulan yaitu efisiensi
tinggi, kecepatan operasi maksimum, performa
motor bagus dalam hal rasio torsi atau inersia yang
bekerja sama dengan operasi empat kuadran
sehingga menjadi solusi dalam aplikasi kecepatan
yang variable.
Performa dari switched reluctance motor
tergantung pada pengkontrolan yang diterapkan.
Terdapat tiga bagian utama dari motor reluktansi
switched yaitu motornya sendiri, konverter
elektronika daya dan kontroller. Terdapat satu unit
konverter tiap fasa. Sebuah batere atau rectifier
mensuplai daya dc. Pada motor ini tiap fasa disuplai
dengan tegangan dc dengan unit konverter
elektronika dayanya yang berfungsi sebagai unit
kontrol yang mengembangkan torsi yang cenderung
untuk menggerakkan kutub rotor segaris dengan
kutub stator yang terenergize dengan tujuan untuk
memaksimalkan induktansi dari kumparan eksitasi.
Sebuah fakta penting bahwa produksi torsi tidak
tergantung dengan arah arus untuk mengurangi
jumlah saklar tiap fasa.
II. SWITCHED RELUCTANCE MOTOR
2.1 PENGERTIAN MOTOR RELUKTANSI
Switched Reluctance Motor (SRM)
merupakan jenis motor yang memiliki konstruksi
yang lebih sederhana dibandingkan dengan jenis
motor lainnya. Pada bagian stator terdapat belitan
medan dan pada bagian rotornya tidak memiliki
belitan atau magnet permanen, namun terdiri dari
laminasi baja yang ditumpuk ke poros. Dengan
konstruksi mekanik yang sederhana sehingga
penggunaan SRM lebih ekonomis, dan pada bagian
stator dan rotor SRM memiliki bentuk kutub
menonjol (salient pole). Oleh karena itu, SRM
sering juga disebut mesin dengan kutub ganda
(doubly salient machine). Jika kumparan pada stator
dihubungkan dengan sumber tegangan, maka akan
tercipta medan magnet pada kutub-kutub stator
tersebut. Saat rotor berputar maka akan terjadi
reluktansi antara rotor dengan medan magnet pada
2
stator. Saat kutub pada rotor segaris lurus dengan
kutub menonjol pada stator maka saat itulah terjadi
reluktansi medan magnet minimum, dan jika rotor
tidak segaris lurus dengan kutub menonjol pada
stator saat itu lah terjadi reluktansi medan magnet
maksimum. Sehingga menyebabkan terjadinya
perputaran yang konstan pada rotor. Bentuk
konstruksi stator dan rotor dari beberapa jenis SRM
dapat dilihat pada gambar 1 berikut
.Gambar 1 konstruksi stator dan rotor SRM
2.2 PRINSIP OPERASI MOTOR RELUKTANSI
SWITCHED
Motor reluktansi switched berbeda dari
motor reluktansi konvensional dimana rotor dan
stator memiliki kutub menonjol (salient pole).
Susunan tonjolan (salient) ganda(seperti yang
ditunjukan pada gambar 2) diperlukan untuk
keefektifan selama konversi energi
elektromaknetik.
Stator membawa kumparan pada tiap
kutub, sedangkan rotor yang dibuat dari laminasi
pada cara umumnya tidak memiliki kumparan atau
magnet dan sehingga murah untuk dipabrikan dan
sangat handal. Ditunjukan pada gambar 2 memiliki
12 kutub stator dan 8 kutub rotor dan mewakili
susunan yang digunakan secara umum, tapi
kombinasi kutub lain digunakan untuk membentuk
tiga fasa yang di energi secara mandiri dari
konverter 3 fasa.
Motor berotasi dengan mengeksitasi fasa
secara berurutan pada urutan A,B,C untuk putaran
berlawanan arah jarum jam atau A,C,B untuk
putaran searah jarum jam, pasangan “terdekat” dari
kutub rotor menarik kutub stator yang cocok
dengan aksi torsi reluktansi. Pada gambar 2, empat
kumparan membentuk fasa A ditunjukan dengan
garis tipis, polaritas dari kumparan MMF di tandai
dengan huruf N dan S . Tiap kali fasa dieksitasi
posisi ekuilibrium dari kemajuan rotor sebesar 15
derajat, sehingga setelah satu putaran penuh ( tiap
fasa dari tiga fasa telah dieksitasi sekali) sudut
berubah 45 derajat. Mesin berputar sekali untuk
delapan putaran dasar dari supply ke kumparan
stator, sehingga sesuai dengan hubungan antara
frekuensi dasar masukan dan kecepatan putar,
mesin pada gambar 2 berperilaku sebagai mesin
konvensional 16 kutub.
Gambar 2 Motor reluktansi switched (SR). Tiap 12
kutub membawa satu kumparan padat sedangkan 8
kutub rotor tidak memiliki kumparan ataupun
magnet
Terdapat perbedaan desain penting yang
mencerminkan pandangan yang berbeda (rotasi
kontinu untuk SR, progres bertahap untuk stepper ),
tapi disisi lain mekanisme dari produksi torsi ialah
mirip. Namun, ketika stepper di desain pertama kali
dan terpenting untuk operasi loop terbuka, motor
SR di desain untuk operasi self-sinkron, fasa
diaktifkan menggunakan sinyal yang diturunkan
dari detektor posisi rotor poros (RPT). Dalam hal
performa, pada semua kecepatan dibawah
kecepatan base operasi kontinu pada torsi penuh
ialah mungkin. Diatas kcepatan base, fluks tidak
dapat dipertahankan lebih lama pada amplitudo
penuh dan tersedia torsi yang mengurangi
kecepatan. Sifat operasi sangat mirip dengan
pengendali kontrol kecepatan, tapi dengan efisiensi
satu persen atau dua persen lebih tinggi.
3
Diketahui bahwa mekanisme dari produksi torsi
pada motor reluktansi switched tampak berbeda
dari mesin DC, motor induksi dan mesin sinkron
dikarenakan semuanya memanfaatkan daya BIL
pada konduktor didalam medan magnet
Gambar 3 diagram operasi motor reluktansi
switched
2.3 TORSI PREDIKSI DAN KENDALI
Jika besi dalam sirkit magnetik merupakan
ideal, ekspresi analitis dapat diturunkan untuk
mengekpresikan torsi dari reluktansi motor dalam
hal posisi rotor dan arus didalam kumparan. Pada
prakteknya analisis ini ialah, tidak hanya karena
motor reluktansi switched di desain untuk
beroperasi pada tingkat saturasi magnetik yang
tinggi pada sirkit magnetik, tetapi juga karena,
kecuali pada kecepatan rendah, tidak dapat
dipraktekkan untuk mencapai profil arus spesifik.
Faktanya bahwa saturasi tingkat tinggi
termasuk membuat permasalahan prediksi torsi
pada desain tapi ialah mungkin untuk menghitung
fluks, arus dan torsi sebagai fungsi dari posisi rotor,
sehingga strategi pengontrolan optimum dapat di
rancang untuk menemui spesifikasi performa
tertentu. Sayangnya kompleksitas ini berarti bahwa
tidak terdapat sirkit ekuivalen sederhana.
Seperti yang kita lihat ketika kita
mendiskusikan motor stepping, untuk
memaksimalkan torsi rata rata dapat menetapkan
arus penuh pada tiap fasa dan untuk menghilangkan
nya seketika pada akhir dari tiap periode torsi
positif. Operasi menggunakan tegangan positif
penuh pada awal dan tegangan negatif penuh pada
akhir dari periode “aktif” yang diacukan pada
operasi pulsa tunggal. Untuk smua motor kecil (
kurang dari 1 kW) resistansi fasa di abaikan dan
akibatnya besar fasa fluks gandeng ditentukan
dengan penerapan tegangan dan frekuensi, seperti
kita lihat pada tipe motor lainnya.
Hubungan antara fluks gandeng dan
tegangan mirip sekali dengan hukum faraday
sehingga operasi pulsa tunggal memiliki bentuk
gelombang tegangan kotak dan fluks gandeng
memiliki bentuk segitiga sederhana sperti pada
gambar 4 dimana menunjukan bentuk gelombang
untuk fasa A dari motor 3 fasa. (bentuk gelombang
untuk fasa B dan C ialah mirip tapi tidak
ditunjukan) Setengah keatas dari diagram
menunjukan situasi pada kecepatan N, ketika
setengah ke bawah berkoresponden pada kecepatan
2N. Seperti yang kita lihat, pada kecepatan yang
lebih tinggi (frekuensi tinggi) setengah periode
“aktif” sehingga amplitudo dari setengah fluks,
menuju pada pengurangan torsi yang tersedia..
Penting untuk dicatat bahwa bentuk
gelombang fluks ini tidak tergantung pada posisi
rotor, tapi bentuk gelombang arus koresponden
karena MMF dibutuhkan untuk memberikan fluks
yang tergantung pada reluktansi efektif dari sirkit
magnetik dan hal ini tentunya bervariasi dengan
posisi rotor.
Untuk mendapat torsi motor untuk bentuk
gelombang fluks fasa yang diketahui penaikan dan
penurunan dari fluks harus di ukur waktunya untuk
bertepatan dengan posisi rotor.
Gambar 4 Bentuk gelombang tegangan dan fluks
untuk motor reluktansi switched pada mode pulsa
tunggal
Idealnya, fluks seharusnya hanya ada ketika fluks
memproduksi torsi positif dan menjadi nol ketika
4
fluks akan menghasilkan torsi negatif, tapi
diketahui penundaan sehingga lebih baik untuk
mengaktifkan lebih awal sehingga fluks mencapai
tingkat turunan pada titik ketika dapat
menghasilkan torsi umumnya, walaupun jika ini
membawa pada beberapa torsi negatif pada
permulaan dan akhir siklus.
Pekerjaan dari sistem pengontrolan torsi
ialah untuk mensaklar tiap fasa aktif dan mati pada
posisi rotor optimum yang berhubungan dengan
torsi pada waktu selesai dengan menjaga posisi
rotor menggunakan RPT. Hanya sudut apa yang
menetapkan dan ditentukan dengan acuan data yang
disimpan secara digital didalam kontroller “peta
memori” yang menghubungkan arus,fluks, posisi
rotor dan torsi untuk mesin tertentu. Kontrol torsi
dipertimbangkan kurang mudah dari pada
pengendali DC yang torsi langsung sebanding
dengan arus jangkar atau pengendali motor induksi
dimana torsi sebanding dengan slip.
2.4 KONVERTER DAYA DAN PENGENDALI
Perbedaan penting antara motor SR dan
motor self-sinkron lainnya ialah bahwa kemampuan
torsi penuh dapat dicapai tanpa harus menyediakan
arus positif dan negatif pada fasa. Karena torsi tidak
tergantung pada arah dari arus pada kumparan fasa.
Keunggulan dari pengendali unipolar tersebut ialah
tiap alat pensaklaran utama dihubungkan secara
permanen secara seri dengan satu dari kumparan
motor tidak terdapat kemungkinan dari gangguan
shoot-through.
Pengontrolan kecepatan loop tertutup
keseluruhan didapatkan pada cara yang
konvensional dengan kesalahan kecepatan yang
berprilaku sebagai permintaan torsi pada sistem
kontrol torsi. Namun, pada kasus umumnya
tidaklah perlu untuk menyesuaikan tacho sebagai
sinyal feedback, kecepatan dapat diturunkan dari
RPT.
Pada umumnya dengan pengendali self-
sinkron, jangkauan luas dari karakteristik operasi
tersedia. Jika masukan konverter dikendalikan
secara penuh, regenerasi kontinu, dan operasi empat
kuadran ialah mungkin, dan torsi konstan lazim ,
daya konstan dan tipe karakteristik seri dianggap
sebagai standar. Torsi kecepatan rendah dapat
merata jika pengukuran khusus tidak diambil pada
profil pulsa arus tapi operasi kecepatan rendah
kontinu lebih baik daripada sistem umumnya dalam
hal efisiensi.
Gambar 5 grafik hubungan torsi dengan kecepatan
rotasi
III. KONFIGURASI MOTOR RELUKTANSI
SWITCHED
Motor reluktansi switched dapat diklasifikasikan
seperti pada gambar 6. Klasifikasi awal dibuat pada
dasar gerak alami ( berotasi atau linier).
Gambar 6 Klasifikasi Motor Reluktansi Switched
3.1 MOTOR RELUKTANSI SWITCHED
BERPUTAR
Mesin berputar yang berdasarkan pada
motor reluktansi switched dibedakan oleh jalur
medan magnet karena arahnya sesuai dengan
panjang aksial mesin. Jika jalur medan magnet
tegak lurus dengan poros , motor reluktansi
switched diklasifikasikan sebagai medan radial.
Ketika jalur fluks sepanjang dengan arah aksial,
mesin disebut sebagi medan aksial SRM (Switched
Reluctance Motor).
SRM medan radial digunakan pada
umumnya. Dapat dibedakan kedalam yang lintasan
5
fluks lebih pendek dan yang lebih panjang
berdasarkan bagaimana kumparan diletakkan. Cara
konvensional ialah jalur fluks panjang SRM
dimana kumparan fasa diletakkan pada slot yang
berlawanan seperti ditunjukan pada gambar 7. Pada
jalur fluks SRM yang lebih pendek, kumparan fasa
diletakkan pada slot yang sejajar satu sama lainnya,
seperti yang ditunjukan pada gambar 8. Jalur fluks
SRM pendek memiliki keunggulan yaitu rugi-rugi
inti yang lebih sedikit karena pemutaran fluks tidak
terjadi pada stator dan untuk memiliki jalur fluks
pendek. Namun demikian, SRM medan radial
memiliki kelemahan yaitu rendahnya induktansi
bersama.
Gambar 7 Konfigurasi motor reluktansi switched
Gambar 8 Jalur fluks pendek SRM dengan kutub 10/8
Konfigurasi aksial SRM ditunjukan pada
gambar 9. Tipe dari SRM ini cocok untuk aplikasi
dimana total panjang dapat di paksakan seperti pada
kipas langit-langit atau pada penerapan tenaga
penggerak. Kelemahan dari konfigurasi ini ialah
laminasi stator harus ditekuk satu diatas lainnya,
tidak seperti susunan dari laminasi pada konfigurasi
medan radial.
Gambar 9 Medan aksial motor reluktansi switched
3.2 SRM SATU FASA
SRM satu fasa menarik karena memiliki
kemiripan dengan mesin induksi satu fasa dan
mesin universal dan biaya pembuatan rendah juga.
Penerapan kecepatan tinggi sangat menarik untuk
SRM satu fasa. Ketika kutub stator dan kutub rotor
diselaraskan, arus dihentikan dan rotor tetap
bergerak karena energi kinetik yang tersimpan.
Karena kutub menjadi tidak selaras, kumparan
stator dienergize lagi, menghasilkan torsi
elektromagnetik. Permasalahan dengan operasi
SRM satu fasa muncul hanya ketika kutub stator
dan rotor sejalan pada kemandekan atau rotor
berada pada posisi dimana torsi dihasilkan lebih
rendah daripada torsi beban saat starting. Ini dapat
diatasi dengan memiliki magnet permanen pada
stator untuk menarik rotor jauh dari sejajaran atau
untuk posisi yang cocok, untuk mengijinkan torsi
elektromagnetik maksimum generator, seperti
ditunjukan pada gambar 10.
SRM satu fasa beroperasi dengan maksimum duty
cycle 0,5 sehingga mereka memiliki torsi yang
terhenti yang berakibat pada tingginya ripple torsi
dan noise. Aplikasi yang tidak sensitif pada
pengurangan ini, seperti pada alat rumah tangga
ialah cocok untuk mesin ini.
6
Gambar 10 SRM satu fasa dengan magnet
permanen untuk mengijinkan starting
3.3 SRM LINIER
Motor reluktansi switched linier (LSRM)
merupakan pasangan dari SRM berputar. Faktanya,
motor reluktansi switched linier diperoleh dari
pasangan berputarnya dengan memotong poros.
Gambar 11 menunjukan konfigurasi dari LSRM
tiga fasa
Gambar 11 motor reluktansi switched linier tiga
fasa
IV. SISTEM PENGGERAK SRM
Sistem penggerak SRM ditunjukan pada
gambar 12. Dibuat dari 4 komponen dasar yaitu
konverter daya, kontrol sirkit logika, posisi sensor,
dan motor reluktansi switched
Gambar 12 Struktur sistem penggerak SRM
4.1 KONVERTER DAYA UNTUK SRM
Sejak torsi penggerak SRM tidak tergantung pada
polaritas arus eksitasi, penggerak SRM
membutuhkan hanya satu saklar tiap fasa
kumparan. Lebih lagi, tidak seperti penggerak
motor ac, penggerak SRM selalu memiliki
kumparan fasa yang seri dengan saklar. Jadi, pada
kasus gangguan shoot-through, induktansi dari
kumparan membatasi rating dari kenaikan arus dan
menyediakan waktu untuk memulai proteksi.
Selanjutnya, fasa-fasa dari SRM ialah independen
dan pada kasus gangguan satu kumparan, operasi
yang terganggu ialah mungkin.
4.1.1 KONVERTER JEMBATAN ASIMETRIS
Pada gambar 13a menunjukan konverter
jembatan asimetris. Menghidupkan dua saklar daya
pada tiap fasa akan mensirkulasikan arus pada fasa
SRM tersebut. Jika arus naik diatas nilai yang
diperintahkan, saklar akan off. Energi yang
tersimpan pada kumparan motor fasa akan menjaga
arus pada arah yang sama sampai habis. Bentuk
gelombang ditunjukan pada gambar 13b dan c
dengan strategi pensaklaran yang berbeda
Gambar 13 Konverter asimetrik untuk SRM dan
operasi bentuk gelombang
7
4.1.2 KONFIGURASI PENSAKLARAN (N+1)
DAN DIODA
Penggunaan peralatan daya ialah rendah pada
konverter jembatan asimetrik. Topologi konverter
yang lebih efisien ditunjukan pada gambar 14,
disebutkan konfigurasi saklar (n+1) dan dioda.
Ketika T1 dan T2 dihidupkan, fasa A dienergize
dengan menerapkan sumber tegangan pada
kumparan fasa. Arus dapat dibatasi sampai tingkat
tertentu dengan mengendalikan T1 atau T2 atau
keduanya. Sama halnya, fasa B dapat dienergize
dengan T2 dan T3. Manfaat dari konverter ini ialah
penggunaan daya yang lebih tinggi karena operasi
saklar bagi. Namun, sirkit menyediakan
pengontrolan arus terbatas selama arus fasa lebih
Gambar 14 Topologi konverter pensaklaran (n+1)
4.1.3 TOPOLOGI PENGGERAK TIPE
BIFILAR
Gambar 15a menunjukan konfigurasi konverter
dengan satu saklar daya dan satu dioda tiap fasa tapi
regenerasi energi magnetik yang disimpan pada
sumber. Dicapai dengan memiliki kumparan bifilar
dengan polaritas seperti ditunjukan pada gambar.
Bentuk gelombang variasi waktu dari rangkaian
ditunjukan pada gambar 15b. Ditunjukan bahwa
tegangan pada saklar daya dapat lebih tinggi dari
sumber tegangan. Kelemahan dari penggerak ini
ialah SRM membutuhkan kumparan bifilar yang
meningkatkan kompleksitas dari motor.
Gambar 15 Penggerak tipe bifilar dan bentuk
gelombang
4.1.4 KONVERTER C-DUMP
Konverter C-dump ditunjukan pada
gambar 16a dengan rangkaian energi pemulihan.
Energi magnetik yang disimpan sebagian dialihkan
ke kapasitor Cd dan dipulihkan darinya oleh
chopper kuadran satu yang terdiri dari Tr, Lr dan Dr
dan dikirim ke sumber DC. Gambar 16b
menunjukan bentuk gelombang dari konverter ini.
Konfigurasi ini memiliki keunggulan dari
saklar-saklar daya minimum yang mengijinkan
pengontrolan arus fasa independen. Kelemahan
utama ialah komutasi arus dibatasi dengan
perbedaan antara tegangan Cd, Vo dan tegangan
hubung DC. Selanjutnya, energi bersikulasi antara
Cd dan hubung DC menghasilkan rugi-rugi
tambahan dalam mesin.
Gambar 16 Konverter C-Dump untuk SRM
4.2 POSISI SENSOR
Pada penggerak SRM, posisi rotor sangat
penting untuk komutasi fasa stator dan
pengendalian sudut. Posisi rotor biasanya diperoleh
dari posisi sensor. Penggunaan umum sensor posisi
ialah fototransistor dan fotodioda, element Hall,
sensor magnetik, encoder pulsa dan transformator
differensial variable.
8
4.2.1 SENSOR FOTOTRANSISTOR
Sensor fototransistor berdasarkan pada prinsip
fotoelektrik. Gambar 17 menunjukan struktur dasar
dari sensor fototransistor
Gambar 17 Sensor fototransistor
Seperti yang ditunjukan pada gambar, shutter
berputar sudut elektris 120 ° dipasang pada poros
rotor, yang berputar dengan rotor SRM.
Fototransistor yang sama dengan jumlah motor fasa
(terdapat tiga fasa pada gambar) ditetapkan pada
stator. Ketika celah sejajar dengan fototransistor
PT1, fototransistor akan menghasilkan arus karena
cahaya sedangkan fototransistor PT2 dan PT3
hanya memiliki arus bocor yang kecil karena
cahaya di tutupi oleh shutter yang berputar. Pada
kasus ini, fasa stator berhubungan dengan PT1
harus di aktifkan. Situasi yang sama akan terjadi
ketika celah dari shutter yang berputar sejajar
dengan PT2 atau PT3.
4.2.2 SENSOR POSISI HALL
Fungsi dari sensor Hall berdasarkan pada
prinsip efek Hall yang dinamai setelah penemunya
E.H. Hall: berarti bahwa tegangan yang
dibangkitkan melintang dengan arah aliran arus
pada konduktor elektrik (tegangan Hall), jika
medan magnet diterapkan tegak lurus dengan
konduktor
Gambar 18 Sensor posisi Hall
Struktur dari sensor posisi Hall untuk motor tiga
fasa diillustrasikan pada gambar 18. Terdiri dari
tiga komponen Hall dan piringan putar dengan
magnet permanen yang tetap pada poros rotor.
Mirip dengan celah dari sensor fototransistor,
magnet permanen pada piringan putar dipasang
sesuai sehingga keluaran dari komponen Hall dapat
mengindikasi posisi rotor yang tepat untuk
pengendalian arus fasa.
V. KESIMPULAN
Berdasarkan materi pada makalah ini, maka
dapat disimpulkan beberapa hal sebagai
berikut:
1. Pada motor reluktansi switched memiliki
efisiensi dan kehandalan tinggi
dibandingkan dengan konvensional motor
AC atau DC
2. Pada motor reluktansi switched efektif
dalam biaya dibandingkan dengan motor
DC brushless pada volume tinggi.
3. Pada motor reluktansi switched
memungkinkan biaya rendah untuk kontrol
kecepatan akurat jika volume cukup tinggi.
4. Torsi atau produksi gaya pada motor
reluktansi switched dikembangkan dari
variasi energi magnetik yang tersimpan
sebagai fungsi dari posisi rotor
5. Pengendalian SRM 8/6 pada empat
kuadran menggunakan analisis linier telah
dijelaskan dengan menggunakan algoritma
yang didesain dan diimplementasikan
dengan tujuan untuk mengurangi torsi
ripple
6. Produksi torsi pada struktur motor
reluktansi switched datang dari
kecenderungan dari kutub rotor yang
sejajar dengan kutub eksitasi stator.
7. SRM memiliki kutub menonjol ganda dan
karateristik magnetik non-linier, ripple
torsi lebih besar daripada motor
tradisional.
8. Dengan pengendalian torsi dari SRM,
ripple torsi rendah, pengurangan noise atau
bahkan peningkatan efisiensi dapat
dicapai.
9
DAFTAR PUSTAKA
1. A. Chiba, K. Chida and T. Fukao,
"Principles and Characteristics of a
Reluctance Motor with Windings of
Magnetic Bearing," in Proc. PEC Tokyo,
pp.919-926, 1990.
2. Bass, J. T., Ehsani, M. and Miller, T. J. E ;
"Robust torque control of a switched
reluctance motor without a shaft position
sensor," IEEE Transactions, Vol.IE-33,
No.33, 1986, 212-216
3. Byrne, J. V. and Lacy, J.G.;
"Characteristics of saturable stepper and
reluctance motors." IEE Conf. Publ.
No.136,Small Electrical Machines, 1976,
93-96.
4. Davis, R. M., "A Comparison of Switched
Reluctance Rotor Structures," IEEE Trans.
Indu. Elec., Vol.35, No.4, pp.524-529,
Nov. 1988.
5. D.H. Lee, J. Liang, T.H. Kim, J.W. Ahn,
"Novel passive boost power converter for
SR drive with high demagnetization
voltage", International Conference on
Electrical Machines and Systems, 2008,
pp.3353-3357, 17-20 Oct. 2008.
6. D.S. Schramm, B.W. Williams, and T.C.
Green; "Torque ripple reduction of
switched reluctance motors by phase
current optimal profiling", in Proc. IEEE
PESC' 92, Vol. 2, Toledo, Spain, pp.857-
860, 1992 .
7. R. Krishnan, Switched Reluctance Motor
Drives: Modelling, Simulation,
Analysis, Design, and Applications, CRC
Press, 2001
8. Theodore Wildi, Electrical Machines,
Drives andPower Systems 3rd,Prentice
Hall Inc, New Jersey,1997.
9. T. J. E. Miller, Switched Reluctance
Motors and Their Control, Magna Physics
Publishing and Clarendon press, Oxford,
1993
BIOGRAFI
Oktarico Susilatama P,
NIM 21060110141053,
lahir di kendal, 22 Oktober
1992, menempuh
pendidikan di SMPN 1
Semarang, SMAN 3
Semarang. Dan sekarang
sedang menempuh S1 di
Teknik Elektro Universitas Diponegoro.

More Related Content

What's hot (19)

Teori motor-induksi
Teori motor-induksiTeori motor-induksi
Teori motor-induksi
 
Instalas motor-listrik
Instalas motor-listrikInstalas motor-listrik
Instalas motor-listrik
 
Motor ac-sinkron
Motor ac-sinkronMotor ac-sinkron
Motor ac-sinkron
 
6 motor-induksi
6 motor-induksi6 motor-induksi
6 motor-induksi
 
Pertemuan 4
Pertemuan 4Pertemuan 4
Pertemuan 4
 
Pertemuan 4
Pertemuan 4Pertemuan 4
Pertemuan 4
 
Makalah generator kelompok 04
Makalah generator kelompok 04Makalah generator kelompok 04
Makalah generator kelompok 04
 
Pertemuan 3
Pertemuan 3Pertemuan 3
Pertemuan 3
 
Materi motor listrik dc 1
Materi motor listrik dc 1Materi motor listrik dc 1
Materi motor listrik dc 1
 
Sistem Propulsi Elektrik
Sistem Propulsi ElektrikSistem Propulsi Elektrik
Sistem Propulsi Elektrik
 
Motor ac 3 fasa
Motor ac 3 fasaMotor ac 3 fasa
Motor ac 3 fasa
 
Motor DC
Motor DCMotor DC
Motor DC
 
Modul 6 kb4
Modul 6 kb4Modul 6 kb4
Modul 6 kb4
 
Makalahmotordc
MakalahmotordcMakalahmotordc
Makalahmotordc
 
Chapter electric motors (bahasa indonesia)
Chapter   electric motors (bahasa indonesia)Chapter   electric motors (bahasa indonesia)
Chapter electric motors (bahasa indonesia)
 
Motor 3 fasa
Motor 3 fasaMotor 3 fasa
Motor 3 fasa
 
Motor ac sinkron
Motor ac sinkronMotor ac sinkron
Motor ac sinkron
 
Chapter ii
Chapter iiChapter ii
Chapter ii
 
Motor listrik
Motor listrikMotor listrik
Motor listrik
 

Similar to IEEE pml oktarico susilatama pp 21060110141053

Teknik tenaga listrik motor ac
Teknik tenaga listrik motor acTeknik tenaga listrik motor ac
Teknik tenaga listrik motor acyusupade
 
Generator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan Magnet
Generator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan MagnetGenerator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan Magnet
Generator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan Magnetahmad haidaroh
 
Modul 9-motor-stepper-
Modul 9-motor-stepper-Modul 9-motor-stepper-
Modul 9-motor-stepper-Raden Septiadi
 
Tugas teknik tenaga listrik motor ac
Tugas teknik tenaga listrik motor acTugas teknik tenaga listrik motor ac
Tugas teknik tenaga listrik motor acfatkhuls
 
Tugas TTL motor ac paralel
Tugas TTL motor ac paralelTugas TTL motor ac paralel
Tugas TTL motor ac paralelhanung hermawan
 
Teknik tenaga listrik
Teknik tenaga listrikTeknik tenaga listrik
Teknik tenaga listriknanangekoc
 
Ade yusup ttl 2015
Ade yusup ttl 2015Ade yusup ttl 2015
Ade yusup ttl 2015yusupade
 
Tugas sistem listrik industri tentang motor dc
Tugas sistem listrik industri tentang motor dcTugas sistem listrik industri tentang motor dc
Tugas sistem listrik industri tentang motor dcFarhanRiko
 
Motor listrik
Motor listrikMotor listrik
Motor listrikarifin456
 
Motor listrik
Motor listrikMotor listrik
Motor listrikyunusku7
 
Hendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor ac
Hendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor acHendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor ac
Hendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor acKurniawanHendi
 
IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053PT. PLN (Persero)
 
Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053PT. PLN (Persero)
 
Presentation motor ac. revisi
Presentation motor ac. revisiPresentation motor ac. revisi
Presentation motor ac. revisiDanangHenriW
 
Ttl divian 2015 a motor ac 1
Ttl  divian 2015 a motor ac 1Ttl  divian 2015 a motor ac 1
Ttl divian 2015 a motor ac 1divianyusi
 

Similar to IEEE pml oktarico susilatama pp 21060110141053 (20)

Bab 8 motor dc
Bab 8 motor dcBab 8 motor dc
Bab 8 motor dc
 
Motor listrik
Motor listrikMotor listrik
Motor listrik
 
1
11
1
 
Teknik tenaga listrik motor ac
Teknik tenaga listrik motor acTeknik tenaga listrik motor ac
Teknik tenaga listrik motor ac
 
Generator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan Magnet
Generator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan MagnetGenerator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan Magnet
Generator Set - Materi 8 - Fisika Listrik dan Magnet
 
Modul 9-motor-stepper-
Modul 9-motor-stepper-Modul 9-motor-stepper-
Modul 9-motor-stepper-
 
Motor Listrik_Kelompok 4.pptx
Motor Listrik_Kelompok 4.pptxMotor Listrik_Kelompok 4.pptx
Motor Listrik_Kelompok 4.pptx
 
Tugas teknik tenaga listrik motor ac
Tugas teknik tenaga listrik motor acTugas teknik tenaga listrik motor ac
Tugas teknik tenaga listrik motor ac
 
Tugas TTL motor ac paralel
Tugas TTL motor ac paralelTugas TTL motor ac paralel
Tugas TTL motor ac paralel
 
Teknik tenaga listrik
Teknik tenaga listrikTeknik tenaga listrik
Teknik tenaga listrik
 
Ade yusup ttl 2015
Ade yusup ttl 2015Ade yusup ttl 2015
Ade yusup ttl 2015
 
Tugas sistem listrik industri tentang motor dc
Tugas sistem listrik industri tentang motor dcTugas sistem listrik industri tentang motor dc
Tugas sistem listrik industri tentang motor dc
 
Motor listrik
Motor listrikMotor listrik
Motor listrik
 
Motor listrik
Motor listrikMotor listrik
Motor listrik
 
Hendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor ac
Hendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor acHendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor ac
Hendi kurniawan tugas teknik tenaga listrik motor ac
 
Motor listrik.docx
Motor listrik.docxMotor listrik.docx
Motor listrik.docx
 
IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
IEEE mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
 
Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
Ieee mesin listrik 2 oktarico susilatama pp 21060110141053
 
Presentation motor ac. revisi
Presentation motor ac. revisiPresentation motor ac. revisi
Presentation motor ac. revisi
 
Ttl divian 2015 a motor ac 1
Ttl  divian 2015 a motor ac 1Ttl  divian 2015 a motor ac 1
Ttl divian 2015 a motor ac 1
 

IEEE pml oktarico susilatama pp 21060110141053

  • 1. 1 Makalah Mata Kuliah Penggunaan Mesin Listrik SWITCHED RELUCTANCE MOTOR Oktarico Susilatama PP (21060110141053) oktaricopradana@yahoo.co.id Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknik, Universitas Diponegoro, Jl. Prof. Sudharto, Tembalang, Semarang, Indonesia Abstrak –Switched reluctance drive dikembangkan pada tahun 1980 an untuk menyelesaikan dalam masalah efisiensi, daya tiap satuan berat dan volume, kehandalan dan fleksibilitas operasional. Motor dan hubungannya dengan penggerak elektronika daya harus didesain sebagai kesatuan yang terintegrasi dan di optimasi untuk spesifikasi tertentu, contohnya untuk efisiensi maksimum dengan sebuah beban tertentu, atau jangkauan kecepatan maksimum atau torsi puncak jangka pendek. Walaupun relatif baru, teknologi telah diterapkan pada aplikasi yang luas termasuk industri umum, aplikasi kompresor dan peralatan bisnis. Motor reluktansi tersebut merupakan motor sinkron yang beroperasi tanpa adanya eksitasi dari sumber dc,yang operasinya bergantung dari perbedaan dan reluktansi dalam kuadran titik. Motor fraksional biasanya dalam bentuk satu phasa dan dalam aplikasinya membutuhkan kecepatan sinkron yang tepat seperti pada jam listrik ataupun peralatan waktu. Motor reluktansi sinkron adalah versi lain dari motor tipe rotor sangkar, sinkron disini mengimplikasikan motor berputar pada kecepatan sinkron pada keadaan normal, tergantung beban yang dipakai, selama beban lebih rendah dari pada level tertentu. Kata kunci : Switched Reluctance Motor (SRM), posisi rotor, arus fasa, konverter I PENDAHULUAN Switched reluctance motor (SRM) merupakan motor yang memiliki desain lebih sederhana dibandingkan dengan motor induksi dan motor sinkron. Kombinasi motor reluktansi dengan kontroler elektronika daya dapat menghasilkan sebuah solusi ekonomis. Struktur motor sederhana dengan kumparan yang terpusat pada stator dan tidak memiliki kumparan dan sikat-sikat (brushes) pada rotor. Penggerak switched reluctance motor memberikan beberapa keunggulan yaitu efisiensi tinggi, kecepatan operasi maksimum, performa motor bagus dalam hal rasio torsi atau inersia yang bekerja sama dengan operasi empat kuadran sehingga menjadi solusi dalam aplikasi kecepatan yang variable. Performa dari switched reluctance motor tergantung pada pengkontrolan yang diterapkan. Terdapat tiga bagian utama dari motor reluktansi switched yaitu motornya sendiri, konverter elektronika daya dan kontroller. Terdapat satu unit konverter tiap fasa. Sebuah batere atau rectifier mensuplai daya dc. Pada motor ini tiap fasa disuplai dengan tegangan dc dengan unit konverter elektronika dayanya yang berfungsi sebagai unit kontrol yang mengembangkan torsi yang cenderung untuk menggerakkan kutub rotor segaris dengan kutub stator yang terenergize dengan tujuan untuk memaksimalkan induktansi dari kumparan eksitasi. Sebuah fakta penting bahwa produksi torsi tidak tergantung dengan arah arus untuk mengurangi jumlah saklar tiap fasa. II. SWITCHED RELUCTANCE MOTOR 2.1 PENGERTIAN MOTOR RELUKTANSI Switched Reluctance Motor (SRM) merupakan jenis motor yang memiliki konstruksi yang lebih sederhana dibandingkan dengan jenis motor lainnya. Pada bagian stator terdapat belitan medan dan pada bagian rotornya tidak memiliki belitan atau magnet permanen, namun terdiri dari laminasi baja yang ditumpuk ke poros. Dengan konstruksi mekanik yang sederhana sehingga penggunaan SRM lebih ekonomis, dan pada bagian stator dan rotor SRM memiliki bentuk kutub menonjol (salient pole). Oleh karena itu, SRM sering juga disebut mesin dengan kutub ganda (doubly salient machine). Jika kumparan pada stator dihubungkan dengan sumber tegangan, maka akan tercipta medan magnet pada kutub-kutub stator tersebut. Saat rotor berputar maka akan terjadi reluktansi antara rotor dengan medan magnet pada
  • 2. 2 stator. Saat kutub pada rotor segaris lurus dengan kutub menonjol pada stator maka saat itulah terjadi reluktansi medan magnet minimum, dan jika rotor tidak segaris lurus dengan kutub menonjol pada stator saat itu lah terjadi reluktansi medan magnet maksimum. Sehingga menyebabkan terjadinya perputaran yang konstan pada rotor. Bentuk konstruksi stator dan rotor dari beberapa jenis SRM dapat dilihat pada gambar 1 berikut .Gambar 1 konstruksi stator dan rotor SRM 2.2 PRINSIP OPERASI MOTOR RELUKTANSI SWITCHED Motor reluktansi switched berbeda dari motor reluktansi konvensional dimana rotor dan stator memiliki kutub menonjol (salient pole). Susunan tonjolan (salient) ganda(seperti yang ditunjukan pada gambar 2) diperlukan untuk keefektifan selama konversi energi elektromaknetik. Stator membawa kumparan pada tiap kutub, sedangkan rotor yang dibuat dari laminasi pada cara umumnya tidak memiliki kumparan atau magnet dan sehingga murah untuk dipabrikan dan sangat handal. Ditunjukan pada gambar 2 memiliki 12 kutub stator dan 8 kutub rotor dan mewakili susunan yang digunakan secara umum, tapi kombinasi kutub lain digunakan untuk membentuk tiga fasa yang di energi secara mandiri dari konverter 3 fasa. Motor berotasi dengan mengeksitasi fasa secara berurutan pada urutan A,B,C untuk putaran berlawanan arah jarum jam atau A,C,B untuk putaran searah jarum jam, pasangan “terdekat” dari kutub rotor menarik kutub stator yang cocok dengan aksi torsi reluktansi. Pada gambar 2, empat kumparan membentuk fasa A ditunjukan dengan garis tipis, polaritas dari kumparan MMF di tandai dengan huruf N dan S . Tiap kali fasa dieksitasi posisi ekuilibrium dari kemajuan rotor sebesar 15 derajat, sehingga setelah satu putaran penuh ( tiap fasa dari tiga fasa telah dieksitasi sekali) sudut berubah 45 derajat. Mesin berputar sekali untuk delapan putaran dasar dari supply ke kumparan stator, sehingga sesuai dengan hubungan antara frekuensi dasar masukan dan kecepatan putar, mesin pada gambar 2 berperilaku sebagai mesin konvensional 16 kutub. Gambar 2 Motor reluktansi switched (SR). Tiap 12 kutub membawa satu kumparan padat sedangkan 8 kutub rotor tidak memiliki kumparan ataupun magnet Terdapat perbedaan desain penting yang mencerminkan pandangan yang berbeda (rotasi kontinu untuk SR, progres bertahap untuk stepper ), tapi disisi lain mekanisme dari produksi torsi ialah mirip. Namun, ketika stepper di desain pertama kali dan terpenting untuk operasi loop terbuka, motor SR di desain untuk operasi self-sinkron, fasa diaktifkan menggunakan sinyal yang diturunkan dari detektor posisi rotor poros (RPT). Dalam hal performa, pada semua kecepatan dibawah kecepatan base operasi kontinu pada torsi penuh ialah mungkin. Diatas kcepatan base, fluks tidak dapat dipertahankan lebih lama pada amplitudo penuh dan tersedia torsi yang mengurangi kecepatan. Sifat operasi sangat mirip dengan pengendali kontrol kecepatan, tapi dengan efisiensi satu persen atau dua persen lebih tinggi.
  • 3. 3 Diketahui bahwa mekanisme dari produksi torsi pada motor reluktansi switched tampak berbeda dari mesin DC, motor induksi dan mesin sinkron dikarenakan semuanya memanfaatkan daya BIL pada konduktor didalam medan magnet Gambar 3 diagram operasi motor reluktansi switched 2.3 TORSI PREDIKSI DAN KENDALI Jika besi dalam sirkit magnetik merupakan ideal, ekspresi analitis dapat diturunkan untuk mengekpresikan torsi dari reluktansi motor dalam hal posisi rotor dan arus didalam kumparan. Pada prakteknya analisis ini ialah, tidak hanya karena motor reluktansi switched di desain untuk beroperasi pada tingkat saturasi magnetik yang tinggi pada sirkit magnetik, tetapi juga karena, kecuali pada kecepatan rendah, tidak dapat dipraktekkan untuk mencapai profil arus spesifik. Faktanya bahwa saturasi tingkat tinggi termasuk membuat permasalahan prediksi torsi pada desain tapi ialah mungkin untuk menghitung fluks, arus dan torsi sebagai fungsi dari posisi rotor, sehingga strategi pengontrolan optimum dapat di rancang untuk menemui spesifikasi performa tertentu. Sayangnya kompleksitas ini berarti bahwa tidak terdapat sirkit ekuivalen sederhana. Seperti yang kita lihat ketika kita mendiskusikan motor stepping, untuk memaksimalkan torsi rata rata dapat menetapkan arus penuh pada tiap fasa dan untuk menghilangkan nya seketika pada akhir dari tiap periode torsi positif. Operasi menggunakan tegangan positif penuh pada awal dan tegangan negatif penuh pada akhir dari periode “aktif” yang diacukan pada operasi pulsa tunggal. Untuk smua motor kecil ( kurang dari 1 kW) resistansi fasa di abaikan dan akibatnya besar fasa fluks gandeng ditentukan dengan penerapan tegangan dan frekuensi, seperti kita lihat pada tipe motor lainnya. Hubungan antara fluks gandeng dan tegangan mirip sekali dengan hukum faraday sehingga operasi pulsa tunggal memiliki bentuk gelombang tegangan kotak dan fluks gandeng memiliki bentuk segitiga sederhana sperti pada gambar 4 dimana menunjukan bentuk gelombang untuk fasa A dari motor 3 fasa. (bentuk gelombang untuk fasa B dan C ialah mirip tapi tidak ditunjukan) Setengah keatas dari diagram menunjukan situasi pada kecepatan N, ketika setengah ke bawah berkoresponden pada kecepatan 2N. Seperti yang kita lihat, pada kecepatan yang lebih tinggi (frekuensi tinggi) setengah periode “aktif” sehingga amplitudo dari setengah fluks, menuju pada pengurangan torsi yang tersedia.. Penting untuk dicatat bahwa bentuk gelombang fluks ini tidak tergantung pada posisi rotor, tapi bentuk gelombang arus koresponden karena MMF dibutuhkan untuk memberikan fluks yang tergantung pada reluktansi efektif dari sirkit magnetik dan hal ini tentunya bervariasi dengan posisi rotor. Untuk mendapat torsi motor untuk bentuk gelombang fluks fasa yang diketahui penaikan dan penurunan dari fluks harus di ukur waktunya untuk bertepatan dengan posisi rotor. Gambar 4 Bentuk gelombang tegangan dan fluks untuk motor reluktansi switched pada mode pulsa tunggal Idealnya, fluks seharusnya hanya ada ketika fluks memproduksi torsi positif dan menjadi nol ketika
  • 4. 4 fluks akan menghasilkan torsi negatif, tapi diketahui penundaan sehingga lebih baik untuk mengaktifkan lebih awal sehingga fluks mencapai tingkat turunan pada titik ketika dapat menghasilkan torsi umumnya, walaupun jika ini membawa pada beberapa torsi negatif pada permulaan dan akhir siklus. Pekerjaan dari sistem pengontrolan torsi ialah untuk mensaklar tiap fasa aktif dan mati pada posisi rotor optimum yang berhubungan dengan torsi pada waktu selesai dengan menjaga posisi rotor menggunakan RPT. Hanya sudut apa yang menetapkan dan ditentukan dengan acuan data yang disimpan secara digital didalam kontroller “peta memori” yang menghubungkan arus,fluks, posisi rotor dan torsi untuk mesin tertentu. Kontrol torsi dipertimbangkan kurang mudah dari pada pengendali DC yang torsi langsung sebanding dengan arus jangkar atau pengendali motor induksi dimana torsi sebanding dengan slip. 2.4 KONVERTER DAYA DAN PENGENDALI Perbedaan penting antara motor SR dan motor self-sinkron lainnya ialah bahwa kemampuan torsi penuh dapat dicapai tanpa harus menyediakan arus positif dan negatif pada fasa. Karena torsi tidak tergantung pada arah dari arus pada kumparan fasa. Keunggulan dari pengendali unipolar tersebut ialah tiap alat pensaklaran utama dihubungkan secara permanen secara seri dengan satu dari kumparan motor tidak terdapat kemungkinan dari gangguan shoot-through. Pengontrolan kecepatan loop tertutup keseluruhan didapatkan pada cara yang konvensional dengan kesalahan kecepatan yang berprilaku sebagai permintaan torsi pada sistem kontrol torsi. Namun, pada kasus umumnya tidaklah perlu untuk menyesuaikan tacho sebagai sinyal feedback, kecepatan dapat diturunkan dari RPT. Pada umumnya dengan pengendali self- sinkron, jangkauan luas dari karakteristik operasi tersedia. Jika masukan konverter dikendalikan secara penuh, regenerasi kontinu, dan operasi empat kuadran ialah mungkin, dan torsi konstan lazim , daya konstan dan tipe karakteristik seri dianggap sebagai standar. Torsi kecepatan rendah dapat merata jika pengukuran khusus tidak diambil pada profil pulsa arus tapi operasi kecepatan rendah kontinu lebih baik daripada sistem umumnya dalam hal efisiensi. Gambar 5 grafik hubungan torsi dengan kecepatan rotasi III. KONFIGURASI MOTOR RELUKTANSI SWITCHED Motor reluktansi switched dapat diklasifikasikan seperti pada gambar 6. Klasifikasi awal dibuat pada dasar gerak alami ( berotasi atau linier). Gambar 6 Klasifikasi Motor Reluktansi Switched 3.1 MOTOR RELUKTANSI SWITCHED BERPUTAR Mesin berputar yang berdasarkan pada motor reluktansi switched dibedakan oleh jalur medan magnet karena arahnya sesuai dengan panjang aksial mesin. Jika jalur medan magnet tegak lurus dengan poros , motor reluktansi switched diklasifikasikan sebagai medan radial. Ketika jalur fluks sepanjang dengan arah aksial, mesin disebut sebagi medan aksial SRM (Switched Reluctance Motor). SRM medan radial digunakan pada umumnya. Dapat dibedakan kedalam yang lintasan
  • 5. 5 fluks lebih pendek dan yang lebih panjang berdasarkan bagaimana kumparan diletakkan. Cara konvensional ialah jalur fluks panjang SRM dimana kumparan fasa diletakkan pada slot yang berlawanan seperti ditunjukan pada gambar 7. Pada jalur fluks SRM yang lebih pendek, kumparan fasa diletakkan pada slot yang sejajar satu sama lainnya, seperti yang ditunjukan pada gambar 8. Jalur fluks SRM pendek memiliki keunggulan yaitu rugi-rugi inti yang lebih sedikit karena pemutaran fluks tidak terjadi pada stator dan untuk memiliki jalur fluks pendek. Namun demikian, SRM medan radial memiliki kelemahan yaitu rendahnya induktansi bersama. Gambar 7 Konfigurasi motor reluktansi switched Gambar 8 Jalur fluks pendek SRM dengan kutub 10/8 Konfigurasi aksial SRM ditunjukan pada gambar 9. Tipe dari SRM ini cocok untuk aplikasi dimana total panjang dapat di paksakan seperti pada kipas langit-langit atau pada penerapan tenaga penggerak. Kelemahan dari konfigurasi ini ialah laminasi stator harus ditekuk satu diatas lainnya, tidak seperti susunan dari laminasi pada konfigurasi medan radial. Gambar 9 Medan aksial motor reluktansi switched 3.2 SRM SATU FASA SRM satu fasa menarik karena memiliki kemiripan dengan mesin induksi satu fasa dan mesin universal dan biaya pembuatan rendah juga. Penerapan kecepatan tinggi sangat menarik untuk SRM satu fasa. Ketika kutub stator dan kutub rotor diselaraskan, arus dihentikan dan rotor tetap bergerak karena energi kinetik yang tersimpan. Karena kutub menjadi tidak selaras, kumparan stator dienergize lagi, menghasilkan torsi elektromagnetik. Permasalahan dengan operasi SRM satu fasa muncul hanya ketika kutub stator dan rotor sejalan pada kemandekan atau rotor berada pada posisi dimana torsi dihasilkan lebih rendah daripada torsi beban saat starting. Ini dapat diatasi dengan memiliki magnet permanen pada stator untuk menarik rotor jauh dari sejajaran atau untuk posisi yang cocok, untuk mengijinkan torsi elektromagnetik maksimum generator, seperti ditunjukan pada gambar 10. SRM satu fasa beroperasi dengan maksimum duty cycle 0,5 sehingga mereka memiliki torsi yang terhenti yang berakibat pada tingginya ripple torsi dan noise. Aplikasi yang tidak sensitif pada pengurangan ini, seperti pada alat rumah tangga ialah cocok untuk mesin ini.
  • 6. 6 Gambar 10 SRM satu fasa dengan magnet permanen untuk mengijinkan starting 3.3 SRM LINIER Motor reluktansi switched linier (LSRM) merupakan pasangan dari SRM berputar. Faktanya, motor reluktansi switched linier diperoleh dari pasangan berputarnya dengan memotong poros. Gambar 11 menunjukan konfigurasi dari LSRM tiga fasa Gambar 11 motor reluktansi switched linier tiga fasa IV. SISTEM PENGGERAK SRM Sistem penggerak SRM ditunjukan pada gambar 12. Dibuat dari 4 komponen dasar yaitu konverter daya, kontrol sirkit logika, posisi sensor, dan motor reluktansi switched Gambar 12 Struktur sistem penggerak SRM 4.1 KONVERTER DAYA UNTUK SRM Sejak torsi penggerak SRM tidak tergantung pada polaritas arus eksitasi, penggerak SRM membutuhkan hanya satu saklar tiap fasa kumparan. Lebih lagi, tidak seperti penggerak motor ac, penggerak SRM selalu memiliki kumparan fasa yang seri dengan saklar. Jadi, pada kasus gangguan shoot-through, induktansi dari kumparan membatasi rating dari kenaikan arus dan menyediakan waktu untuk memulai proteksi. Selanjutnya, fasa-fasa dari SRM ialah independen dan pada kasus gangguan satu kumparan, operasi yang terganggu ialah mungkin. 4.1.1 KONVERTER JEMBATAN ASIMETRIS Pada gambar 13a menunjukan konverter jembatan asimetris. Menghidupkan dua saklar daya pada tiap fasa akan mensirkulasikan arus pada fasa SRM tersebut. Jika arus naik diatas nilai yang diperintahkan, saklar akan off. Energi yang tersimpan pada kumparan motor fasa akan menjaga arus pada arah yang sama sampai habis. Bentuk gelombang ditunjukan pada gambar 13b dan c dengan strategi pensaklaran yang berbeda Gambar 13 Konverter asimetrik untuk SRM dan operasi bentuk gelombang
  • 7. 7 4.1.2 KONFIGURASI PENSAKLARAN (N+1) DAN DIODA Penggunaan peralatan daya ialah rendah pada konverter jembatan asimetrik. Topologi konverter yang lebih efisien ditunjukan pada gambar 14, disebutkan konfigurasi saklar (n+1) dan dioda. Ketika T1 dan T2 dihidupkan, fasa A dienergize dengan menerapkan sumber tegangan pada kumparan fasa. Arus dapat dibatasi sampai tingkat tertentu dengan mengendalikan T1 atau T2 atau keduanya. Sama halnya, fasa B dapat dienergize dengan T2 dan T3. Manfaat dari konverter ini ialah penggunaan daya yang lebih tinggi karena operasi saklar bagi. Namun, sirkit menyediakan pengontrolan arus terbatas selama arus fasa lebih Gambar 14 Topologi konverter pensaklaran (n+1) 4.1.3 TOPOLOGI PENGGERAK TIPE BIFILAR Gambar 15a menunjukan konfigurasi konverter dengan satu saklar daya dan satu dioda tiap fasa tapi regenerasi energi magnetik yang disimpan pada sumber. Dicapai dengan memiliki kumparan bifilar dengan polaritas seperti ditunjukan pada gambar. Bentuk gelombang variasi waktu dari rangkaian ditunjukan pada gambar 15b. Ditunjukan bahwa tegangan pada saklar daya dapat lebih tinggi dari sumber tegangan. Kelemahan dari penggerak ini ialah SRM membutuhkan kumparan bifilar yang meningkatkan kompleksitas dari motor. Gambar 15 Penggerak tipe bifilar dan bentuk gelombang 4.1.4 KONVERTER C-DUMP Konverter C-dump ditunjukan pada gambar 16a dengan rangkaian energi pemulihan. Energi magnetik yang disimpan sebagian dialihkan ke kapasitor Cd dan dipulihkan darinya oleh chopper kuadran satu yang terdiri dari Tr, Lr dan Dr dan dikirim ke sumber DC. Gambar 16b menunjukan bentuk gelombang dari konverter ini. Konfigurasi ini memiliki keunggulan dari saklar-saklar daya minimum yang mengijinkan pengontrolan arus fasa independen. Kelemahan utama ialah komutasi arus dibatasi dengan perbedaan antara tegangan Cd, Vo dan tegangan hubung DC. Selanjutnya, energi bersikulasi antara Cd dan hubung DC menghasilkan rugi-rugi tambahan dalam mesin. Gambar 16 Konverter C-Dump untuk SRM 4.2 POSISI SENSOR Pada penggerak SRM, posisi rotor sangat penting untuk komutasi fasa stator dan pengendalian sudut. Posisi rotor biasanya diperoleh dari posisi sensor. Penggunaan umum sensor posisi ialah fototransistor dan fotodioda, element Hall, sensor magnetik, encoder pulsa dan transformator differensial variable.
  • 8. 8 4.2.1 SENSOR FOTOTRANSISTOR Sensor fototransistor berdasarkan pada prinsip fotoelektrik. Gambar 17 menunjukan struktur dasar dari sensor fototransistor Gambar 17 Sensor fototransistor Seperti yang ditunjukan pada gambar, shutter berputar sudut elektris 120 ° dipasang pada poros rotor, yang berputar dengan rotor SRM. Fototransistor yang sama dengan jumlah motor fasa (terdapat tiga fasa pada gambar) ditetapkan pada stator. Ketika celah sejajar dengan fototransistor PT1, fototransistor akan menghasilkan arus karena cahaya sedangkan fototransistor PT2 dan PT3 hanya memiliki arus bocor yang kecil karena cahaya di tutupi oleh shutter yang berputar. Pada kasus ini, fasa stator berhubungan dengan PT1 harus di aktifkan. Situasi yang sama akan terjadi ketika celah dari shutter yang berputar sejajar dengan PT2 atau PT3. 4.2.2 SENSOR POSISI HALL Fungsi dari sensor Hall berdasarkan pada prinsip efek Hall yang dinamai setelah penemunya E.H. Hall: berarti bahwa tegangan yang dibangkitkan melintang dengan arah aliran arus pada konduktor elektrik (tegangan Hall), jika medan magnet diterapkan tegak lurus dengan konduktor Gambar 18 Sensor posisi Hall Struktur dari sensor posisi Hall untuk motor tiga fasa diillustrasikan pada gambar 18. Terdiri dari tiga komponen Hall dan piringan putar dengan magnet permanen yang tetap pada poros rotor. Mirip dengan celah dari sensor fototransistor, magnet permanen pada piringan putar dipasang sesuai sehingga keluaran dari komponen Hall dapat mengindikasi posisi rotor yang tepat untuk pengendalian arus fasa. V. KESIMPULAN Berdasarkan materi pada makalah ini, maka dapat disimpulkan beberapa hal sebagai berikut: 1. Pada motor reluktansi switched memiliki efisiensi dan kehandalan tinggi dibandingkan dengan konvensional motor AC atau DC 2. Pada motor reluktansi switched efektif dalam biaya dibandingkan dengan motor DC brushless pada volume tinggi. 3. Pada motor reluktansi switched memungkinkan biaya rendah untuk kontrol kecepatan akurat jika volume cukup tinggi. 4. Torsi atau produksi gaya pada motor reluktansi switched dikembangkan dari variasi energi magnetik yang tersimpan sebagai fungsi dari posisi rotor 5. Pengendalian SRM 8/6 pada empat kuadran menggunakan analisis linier telah dijelaskan dengan menggunakan algoritma yang didesain dan diimplementasikan dengan tujuan untuk mengurangi torsi ripple 6. Produksi torsi pada struktur motor reluktansi switched datang dari kecenderungan dari kutub rotor yang sejajar dengan kutub eksitasi stator. 7. SRM memiliki kutub menonjol ganda dan karateristik magnetik non-linier, ripple torsi lebih besar daripada motor tradisional. 8. Dengan pengendalian torsi dari SRM, ripple torsi rendah, pengurangan noise atau bahkan peningkatan efisiensi dapat dicapai.
  • 9. 9 DAFTAR PUSTAKA 1. A. Chiba, K. Chida and T. Fukao, "Principles and Characteristics of a Reluctance Motor with Windings of Magnetic Bearing," in Proc. PEC Tokyo, pp.919-926, 1990. 2. Bass, J. T., Ehsani, M. and Miller, T. J. E ; "Robust torque control of a switched reluctance motor without a shaft position sensor," IEEE Transactions, Vol.IE-33, No.33, 1986, 212-216 3. Byrne, J. V. and Lacy, J.G.; "Characteristics of saturable stepper and reluctance motors." IEE Conf. Publ. No.136,Small Electrical Machines, 1976, 93-96. 4. Davis, R. M., "A Comparison of Switched Reluctance Rotor Structures," IEEE Trans. Indu. Elec., Vol.35, No.4, pp.524-529, Nov. 1988. 5. D.H. Lee, J. Liang, T.H. Kim, J.W. Ahn, "Novel passive boost power converter for SR drive with high demagnetization voltage", International Conference on Electrical Machines and Systems, 2008, pp.3353-3357, 17-20 Oct. 2008. 6. D.S. Schramm, B.W. Williams, and T.C. Green; "Torque ripple reduction of switched reluctance motors by phase current optimal profiling", in Proc. IEEE PESC' 92, Vol. 2, Toledo, Spain, pp.857- 860, 1992 . 7. R. Krishnan, Switched Reluctance Motor Drives: Modelling, Simulation, Analysis, Design, and Applications, CRC Press, 2001 8. Theodore Wildi, Electrical Machines, Drives andPower Systems 3rd,Prentice Hall Inc, New Jersey,1997. 9. T. J. E. Miller, Switched Reluctance Motors and Their Control, Magna Physics Publishing and Clarendon press, Oxford, 1993 BIOGRAFI Oktarico Susilatama P, NIM 21060110141053, lahir di kendal, 22 Oktober 1992, menempuh pendidikan di SMPN 1 Semarang, SMAN 3 Semarang. Dan sekarang sedang menempuh S1 di Teknik Elektro Universitas Diponegoro.