Provinsi Kepulauan Bangka Belitungadalah sebuahprovinsidiIndonesiayang terdiri dari dua pulau utama yaituPulau BangkadanPulau Belitung, ibu kota dari provinsi ini adalah pangkalpinang. Bangka Belitung terletak di bagian timur PulauSumatera, dekat dengan ProvinsiSumatera Selatan. Bangka Belitung dikenal sebagai daerah penghasil timah, dan memiliki pantai yang indah.
Bangka Belitung terdapat beberapa adat istiadat yang salah satunya adalah upacara adat perang ketupat. Perang ketupat Ketupat adalah salah satu upacara adat masyarakat Tempilang di Kabupaten Bangka Barat. Ritual ini biasa dilaksanakan dalam rangka menyambut bulan suci Ramadhan. Tujuannya untuk memberi makan makhluk halus yang dipercaya menghuni daratan, menurut para dukun makhluk-makhluk halus tersebut baik, mereka dipercaya menjadi penjaga desa dari roh-roh jahat, itulah sebabnya mereka harus diberi makan agar tetap bersikap baik terhadap warga desa. Pada pembukaan Perang Ketupat, dukun darat dan dukun laut bersatu, mereka mengucapkan mantra ke 40 ketupat yang ada di hadapannya, kedua dukun juga berdoa kepada Yang Maha Kuasa agar perayaan tersebut dilindungi jauh dari bencana. Menurut kepercayaan rakyat setempat, ketika tengah berdoa, dukun darat berkomunikasi dengan para leluhur usai berdoa, dukun darat biasanya menyampaikan pesan atau pantangan bagi warga.
Setelah ritual doa selesai kedua dukun menata ketupat di atas sehelai tikar pandan, sepuluh ketupat menghadap ke sisi darat dan sepuluh lainnya ke sisi laut. Kemudian, 20 pemuda yang menjadi peserta perang ketupat juga berhadapan dalam dua kelompok, sepuluh menghadap ke laut, 10 lagi ke darat. Aturan perang dipraktekkan oleh dukun darat, ketupat dilempar olehnya ke punggung dukun laut lemparan balasan diarahkan ke punggung dukun darat. Satu hal yang harus diingat, ketupat tidak boleh dilemparkan ke kepala. Setelah semua peserta perang mengerti tiupan peluit dukun laut menandakan perang ketupat dimulai. Dua puluh pemuda peserta perang langsung menghambur ke tengah, mereka saling melemparkan ketupat ke arah lawan, semua bersemangat melemparkan ketupat sekeras-kerasnya. Ketupat yang jatuh diperebutkan lagi dan digunakan kembali sebagai amunisi, keadaan kacau sampai dukun laut meniup peluitnya tanda usai perang dan mereka pun berjabat tangan. Perang biasanya diselenggarakan dalam dua babak di rangkaian perang berikut pesertanya diganti.
Rangkaian upacara Perang Ketupat umumnya ditutup dengan Upacara Nganyot Perae, yaitu perahu mainan dari kayu yang dihanyutkan ke laut. Upacara itu dimaksudkan mengantar para makhluk halus pulang, supaya mereka tidak mengganggu masyarakat Tempilang. Setelah masyarakat Bangka mengenal ajaran agama Islam, tujuan Perang Ketupat berubah, bukan lagi untuk memberi makan makhluk halus, tapi sekedar untuk mengenang para leluhur.
Aku sangat bangga bisa dilahirkan di tanah air indonesia ku ini, karena Indonesia memiliki berbagai keunggulan seperti bahasa hanya Indonesia lah yang memiliki bermacam-macam bahasa dari berbagai budaya, memiliki ribuan pulau, memiliki berbagai suku, memiliki bermacam-macam ojek wisata dan memiliki sumber daya alam yang berlimpah ruah. yang paling aku kagumi di negeri ku ini adalah objek wisata nya,yang tidak terdapat di negara-negara lain, salah satu dari ojek wisata di Indonesia adalah pantai nya indah, pegunungan yang asri dan masih belom terjamah oleh tangan manusia serta tempa-tempat bersejarah dari bermacam-macam budaya. Begitu banyak tempat wisata di Indonesia yang memiliki potensi yang sangat tinggi salah satu nya adalah Bali, Bali merupakan tempat wisata yang terbesar di Indonesia, karena dapat menarik wisatawan-wisatawan mancanegara yang berliburan disitu dan Bali juga merupakan sumber pendapatan terbesar bagi Indonesia sendiri, selain Bali yang yang terkenal dengan pantai yang indah, Indonesia pun masih memiliki tempat-tempat bersejarah yang terkenal di mata Dunia seperti candi Borobudur yang terdapat di Magelang jawa tengah, Borobudur adalah tempat paling bersejarah yang terdapat di Indonesia karena memiliki nilai sejarah yang sangat tinggi.
Selain pariwisata nya yang menonjol di Indonesia, Indonesia juga mempunyai hasil sumber daya alam yang sangat banyak dan bermacam-macam jenis nya dari segi pertanian pertambangan dan hasil laut nya. Dari segi pertanian Indonesia adalah pengasil rempah-rempah yang terbesar di dunia, karena Indonesia mempunyai tanah yang subur yang cocok untuk tumbuhan daerah tropis. Dari segi pertambangan Indonesia mempunyai sumber daya alam yang sangat banyak,seperti penghasil minyak mentah, timah ,batu bara dan lain lainnya. Dan dari segi perikanan Indonesia kaya akan hasil laut nya
Banyak yang bilang kalau Indonesia adalah negara korupsi, tapi saya yakin di tengah bobrok nya bangsa Indonesia masih banyak orang-orang yang sangat mencintai negeri ini. Orang-orang yang senantiasa saling menjaga dalam kebaikan masih ada, dan akan terus bertambah. Tapi dengan ada nya semua ini saya tetap bangga jadi bangsa Indonesia.
Karya tulis ini membahas mengenai kontrol motor induksi sensorless, terutama squirrel kandang tipe motor.Kecepatan rotor stator diperoleh dengan memperkirakan keadaan saat ini dan fluksi rotor motor model dari pengamat.Analisis kinerja dilakukan dengan membandingkan hasil kontrol motor induksi sensorless dengan hasil kontrol motor induksi dengan kecepatan sensor kondisi tanpa beban, beban 1 Nm dan 2 Nm.Hasil simulasi, itu dapat dilihat bahwa kendali motorik Performace sensorless mampu mendekati motor kontrol dengan sensor kecepatan Performace, dengan error steady state kecepatan sebenarnya 0,442% dan kecepatan kesalahan estimasi adalah 0,5%
Kata kunci: Speed control, Induction motor, Sensorless
I. Pendahuluan
Motor induksi tiga fasa jenis sangkar bajing (squire cage) merupakan salah satu jenis motor penggerak yang banyak dugunakan di industri karena harganya yang relatif murah dibandingkan motor dengan medan magnet permanen walaupu ukuran nya yang relatif besar . Selain itu motor induksi sangkar bajing juga memiliki konstruksi yang kokoh dan mudah dalam perawatannya. Motor jenis ini banyak digunakan untuk sistem pengendalia kecepatan.
Pada umumnya kecepatan putar motor induksi yang akan diumpan balikan ke pengemudi diukur dengan menggunakan sensor kecepatan seperti tachogenerator atau encoder. Namun seringkali penggunaan sensor kecepatan ini dinilai kurang efektif, karena selain harganya yang relatif mahal, penggunaan sensor kecepatan juga dipengaruhi oleh kondisi tinggi rendahnya putaran motor, sehingga untuk putaran motor rendah sensor tidak mampu mendeteksi putaran dengan presisi[5]. Saat ini dengan semakin berkembangnya teknologi perangkat lunak dalam bidang elektronika daya, pengendalian motor induksi dapat dilakukan tanpa menggunakan sensor kecepatan.
2. Permodelan Motor Induksi dan Perancanganpengendali
Sistem pengendalian kecepatan motor induksi tanpa sensor kecepatan seperti ditunjukkan pada Gambar 1[2]. Pada makalah ini, motor induksi yang digunakan dalam simulasi adalah motor induksi rotor sangkar (squirrel cage) tiga fasa, 220/380 volt Y, 50 Hz, 1163 rpm dengan parameter motor ditunjukkan pada Tabel
1.
Gambar 1. Diagram blok pengendalian kecepatan motor induksi tanpa sensor kecepatan
2.1Permodelan Motor Induksi
Model motor induksi sebagai plant yang dikendalikan dibuat dalam kerangka acuan stator (sumbu αβ) dan dinyatakan dengan persamaan keadaan berikut:
Dengan :
Tegangan masukan Vsα dan Vsβ diperoleh dari hasil transformasi tegangan PWM tiga fasa dan dinyatakan sebagai berikut (3) :
Persamaan torsi motor adalah:
Persamaan kecepatan rotor adalah :
Dari Gambar 1 terlihat bahwa pada system pengendalian motor induksi tanpa sensor kecepatan terdapat tiga pengendali yaitu pengendali kecepatan, pengendali arus dan pengendali tegangan.
2.2 Pengendalian Kecepatan
Pengendali kecepatan yang digunakan dalam makalah ini adalah pengendali IP (Integral and Proportional) dengan diagram blok seperti ditunjukkan pada Gambar 2[2]. Pengendali ini menghasilkan keluaran berupaarus acuan Iqsyang sebanding dengan besarnya arus iqs penghasil torsi motor (Te*) dan dirumuskan :
Dengan Te* = iqs* adalah arus acuan penghasil torsi sebagai keluaranpengendali, ωr* adalah kecepatan acuan yang diberikan, ω r adalah kecepatanestimasi hasil perhitungan observer, sedangkan Kp dan Ki adalah konstantapengendali.
2.3 Pengendali Field Weakening
Pengendali Field Weakening merupakan pengendali tegangan stator agar sesuai dengan batas maksimum tegangan yang dapat dicatu inverter ke motor. Dalam simulasi ini, tegangan batas maksimum yang dapat diberikan inverter ke terminal tegangan stator adalah sebesar 127.35 volt. Pada makalah ini pengendali Field Weakening dibuat dengan menggunakan pengendali PI, dengan 2 Vxmaxsebagai masukan acuan dan V2dx + V2qxsebagai masukan umpan balik yang menghasilkan keluaran arus stator sumbu d referensi (Ids). Diagram blok pengendali Field Weakening seperti ditunjukkan pada Gambar 3 (2).
Keluaran pengendali Field weakening adalah arus stator penghasil fluks referensi yang dinyatakan dengan persamaan :
Arus motor dibatasi dengan cara membatasi arus stator acuan sumbu q * qs i dan dinyatakan dengan persamaan:
Dengan Ixmaxadalah arus maksimum yang dapat dicatu ke motor.
2.4.Pengendali Arus
Pada pengendali vektor (RFOC), arus umpan balik id dan iq yang akan dibandingkan dengan id acuan dari pengendali Field Weakening dan iq acuan dari pengendali kecepatan diperoleh dari hasil transformasi masukan umpan balik arus stator tiga fasa dari motor dan dinyatakan dengan persamaan
Arus Ids dan Iqs pada pengendali vektor dikendalikan dengan menggunakan pengendali PI dengan diagram blok seperti ditunjukkan pada Gambar 4(2), dengan keluaran sinyal kendali dirumuskan :
dengan konstanta pengendali Kp dan Ki adalah :
Gambar 4. Diagram blok pengendalian Idxdan Iqxdengan pengendali PI
2.5.Perancangan Fluks Model
Pada pengendali vektor terdapat fluks model yang terdiri empat persamaan yaitu persamaan arus magnetisasi rotor Imr, persamaan kecepatan estimasi medan putar ωe, persamaan estimasi posisi sinkron θe yang akan digunakandalam transformasi sumbu αβ menjadi sumbu dq dan sebaliknya, sertapersamaan torsi elektromagnetik Te sebagaiberikut :
Persamaan tegangan dekopling dan tegangan stator acuan pada pengendali vektor dinyatakan dengan persamaan
Keluaran pengendali vektor adalah tegangan stator tiga fasa yang diperoleh dari hasil transformasi tegangan stator sumbu dq acuan yang dinyatakan dengan persamaan :
Tegangan acuan tiga fasa ini digunakan sebagai masukan untuk blok PWM dan nilainya dibatasi sebesar . m Vdx/2 agar amplitudo tegangan untuk tiap
fasa tidak melebihi amplitudo sinyal pembawa segitiga pada proses pembentukan sinyal PWM(3).
3.Simulasi dan Analisa Hasil Simulasi
Simulasi dilakukan untuk pengendalian dengan sensor kecepatan dan pengendalian tanpa sensor kecepatan. Diagram blok pengendalian motor induksi dengan sensor kecepatan ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5. Diagram blok pengendalian kecepatan motor induksi dengamenggunakan sensor kecepatan
Konstanta pengendali kecepatan yang digunakan adalah Kp = 0.35 dan Ki = 0.95, konstanta pengendali Field Weakening Kp = 0.00099 dan Ki = 0.001, konstanta pengendali arus Td = 1x10-3 sedangkan konstanta observer Kobs = 1.33; Kp = 8; dan Ki = 650. Masukan kecepatan acuan yang diberikan adalah 200 rad/detik, kemudian dinaikkan lagi menjadi 250 rad/detik pada saat t= 8 detik dengan waktu cuplik 10-4 detik. Simulasi dilakukan untuk kondisi tanpa torsi beban dan kondisi dengan torsi beban 1 Nm dan 2 Nm. Hasil simulasi pengendalian dengan sensor kecepatan ditunjukkan pada Gambar 6, sedangkan hasil simulasi pengendalian tanpa sensor kecepatan ditunjukkan pada Gambar 7.
Dari hasil simulasi pengendalian dengan sensor kecepatan untuk kecepatan acuan 200 rad/detik terlihat bahwa untuk kondisi tanpa beban motor mampu mencapai kecepatan acuan dalam waktu 4.2 detik dengan kesalahan keadaan tunak sebesar 0.0017%. Respon mengalami overshoot sebesar 2.31% pada saat t=2.32 detik. Pada saat torsi beban 1 Nm, motor mampu mencapai kecepatan acuan dalam waktu 4.5 detik, dengan kesalahan keadaan tunak sebesar 0.005%. Respon mengalami overshoot sebesar 1.936% pada saat t=2.86 detik. Pada saat torsi beban dinaikkan menjadi 2 Nm, motor masih mampu mengikuti kecepatan acuan 200 rad/detik dalam waktu 6.25 detik dengan kesalahan keadaan tunak 0.0066%. Respon mengalai overshoot sebesar 1.405% pada saat t = 4.23 detik. Perbandingan respon pengendalian dengan sensor kecepatan untuk kecepatan acuan 200 rad/detik dengan nilai torsi beban 0 Nm, 1 Nm dan 2 Nm ditunjukkan pada Tabel 2.
Pada saat kecepatan acuan dinaikkan dari 200 rad/det menjadi 250 rad/det, secara umum kecepatan aktual motor masih dapat mengikuti kecepatan acuan baik untuk kondisi tanpa beban maupun untuk torsi beban 1 Nm dan 2 Nm, dengan perbandingan respon seperti ditunjukkan pada Tabel 3.
Gambar 6. Respon kecepatan dan torsi elektromagnetik sistem pengendalian,dengan sensor kecepatan
Gambar 7. Respon kecepatan dan torsi elektromagnetik sistem pengendalian tanpa sensor kecepatan
Dari hasil simulasi pada Gambar 7 terlihat bahwa motor mampu mengikuti kecepatan acuan seperti halnya pada pengendalian dengan sensor kecepatan.
Untuk kondisi tanpa beban, motor mampu mencapai kecepatan acuan dalam waktu 4 detik dengan kesalahan keadaan tunak 0.25%, dan overshoot sebesar 2.01% pada saat t=2.46 detik. Persen kesalahan estimasi adalah 0.25%. Untuk torsi beban 1 Nm, motor mampu mencapai kecepatan acuan dalam waktu 5 detik, dengan kesalahan keadaan tunak 0.425%, dan overshoot sebesar 1.5% pada saat t=3.05 detik. Untuk torsi beban 2 Nm, motor mampu mengikuti kecepatan acuan dalam waktu 5.6 detik dengan kesalahan keadaan tunak 0.65%, dan overshoot sebesar 0.72% pada saat t = 3.95 detik. Perbandingan respon pengendalian tanpa sensor kecepatan untuk kecepatan acuan 200 rad/detik dengan nilai torsi beban 0 Nm, 1 Nm dan 2 Nm ditunjukkan pada Tabel 4.
Pada saat kecepatan acuan dinaikkan dari 200 rad/det menjadi 250 rad/det, secara umum kecepatan aktual motor masih dapat mengikuti kecepatan acuan baik untuk kondisi tanpa beban maupun untuk torsi beban 1 Nm dan 2 Nm,dengan perbandingan respon seperti ditunjukkan pada Tabel 3.
Respon sinyal kesalahan kecepatan rotor aktual terhadap kecepatan acuan pada sistem pengendalian dengan sensor kecepatan ditunjukkan pada Gambar 8, sedangkan untuk sistem pengendalian tanpa sensor kecepatan ditunjukkan pada Gambar 9. Respon kesalahan estimasi kecepatan terhadap kecepatan actual seperti ditunjukkan pada Gambar 10.
Gambar 8. Kesalahan keadaan tunak kecepatan rotor sistem pengendalian dengan sensor kecepatan
Gambar 9. Kesalahan keadaan tunak kecepatan rotor sistem pengendalian tanpa sensor kecepatan
Gambar 10. Kesalahan estimasi kecepatan rotor
4. Kesimpulan
Dari hasil simulasi dan analisa yang dilakukan dapat disimpulkan bahwa :
1. Respon sistem pengendalian kecepatan motor induksi tanpa sensor kecepatan dengan beban 0 Nm, 1 Nm dan 2 Nm dapat mendekati respon pengendalian dengan sensor kecepatan dengan rata–rata kesalahan
keadaan tunak kecepatan aktual terhadap kecepatan acuan sebesar 0.442%.
2.Observer dapat bekerja dengan baik untuk menghitung kecepatan estimasi dengan rata-rata kesalahan estimasi sebesar 0.5 %.
3.Semakin besar beban yang diberikan mengakibatkan respon kecepatan aktual untuk mengikuti kecepatan acuan semakin lambat dan semakin memperkecil besarnya lonjakan (overshoot) yang terjadi.
4. Ripple yang terdapat pada respon pengendalian tanpa sensor kecepatan dapat dikurangi dengan cara memperkecil waktu cuplik yang digunakan
Referensi
1.Ridwan Gunawan, Pengendalian Motor Induksi Tanpa Sensor Kecepatan Dengan Orientasi Fluks Rotor Pada Performansi Kecepatan di luarKecepatan Nominal, Disertasi, Universitas Indonesia, 2006.
2.Fery, Pengendali Vektor Arus dan Perbaikan Kesalahan Estimasi Pada Motor Induksi Tanpa Sensor Kecepatan, Skripsi, Universitas Indonesia, 2004.
3.Akhmad Musafa, Kompensasi Kenaikan Tahanan Rotor BerdasarkanKesalahan Arus Magnetisasi Pada Simulasi Pengendalian Motor InduksiTanpa Sensor Kecepatan, Tesis, Universitas Indonesia, 2007.