Penerapan SEPIC Converter Pada Proses Pengereman Regeneratif Motor Brushless Direct Current Dengan Superkapasitor

Yusuf, Rakha Ghilman Fakhruddin and Waru Djuriatno,, S.T., M.T. and Ir. Wijono, M.T., Ph.D. (2023) Penerapan SEPIC Converter Pada Proses Pengereman Regeneratif Motor Brushless Direct Current Dengan Superkapasitor. Sarjana thesis, Universitas Brawijaya.

Abstract

Motor BLDC adalah jenis motor listrik yang biasa digunakan pada kendaraan listrik dikarenakan kelebihan yang lebih efisien, rendah noise, dan tahan lama. Pada pengoperasinnya motor listrik bisa dilakukan pengereman dengan metode pengereman regeneratif yang mampu meningkatkan penggunaan daya. Superkapasitor dipilih sebagai beban pada pengereman regeneratif dikarenakan siklus charging-discharging hingga 1 juta, dan siklus charging dan discharging yang cepat. Untuk melakukan pengereman tersebut diperlukan rectifier sebagai penyearah keluaran motor, dan converter sebagai pengatur tegangan. SEPIC converter dipilih dikarenakan kemampuannya yang mampu menaik turunkan tegangan, rendah ripple, serta keluaran yang bersifat non-inverting. Namun ini meruapakan metode baru sehingga perlu diketahui bagaimana bentuk kurva hubungan antara waktu pengereman regeneratif motor BLDC dengan nilai duty cycle, serta kurva hubungan antara energi yang tersimpan pada proses charging superkapasitor motor BLDC dengan nilai duty cycle yang dapat digunakan untuk pengoperasian motor nantinya. Pada penelitian ini akan dilakukan pengujian dengan merancang rangkaian pengereman regeneratif motor BLDC dengan superkapasitor dan SEPIC Converter sebagai pengatur tegangan pada software PSIM. Pengujian akan dilakukan dengan mengoperasikan motor dengan disuplai daya DC sebesar 24 V, dan nilai duty cycle akan divarasikan antara 10% - 80%. Dari pengujian tersebut akan dilakukan 3 pengujian, yakni kondisi pengereman dengan variabel terikat berupa waktu pengereman dan torsi, kinerja SEPIC converter dengan variabel terikat berupa arus, tegangan dan daya, dan kondisi charging superkapasitor dengan variabel terikat berupa tegangan dan energi pada superkapasitor. Dari hasil pengujian didapatkan bentuk kurva hubungan antara waktu pengereman motor BLDC dengan nilai duty cycle adalah berbentuk eksponensial yang menurun. Dimana semakin besar nilai duty cycle akan mempersingkat waktu pengereman. Sedangkan bentuk kurva hubungan antara energi yang tersimpan pada superkapasitor dengan nilai duty cycle berbentuk eksponensial yang menurun. Dimana hubungan duty cycle dengan energi yang tersimpan berbanding terbalik. Duty cycle juga berpengaruh terhadap peran converter. Apabila nilai duty cycle kurang dari 50% akan membuat converter bekerja sebagai penurun tegangan. Sedangkan bila nilai duty cycle lebih besar dari 50% akan membuat converter bekerja sebagai penaik tegangan. Converter memiliki efisiensi berkisar antara 90.8% - 99.9%, dengan efisiensi tertinggi didapat saat duty cycle bernilai 50%, sedangkan efisiensi terendah pada nilai duty cycle 80%

English Abstract

BLDC motor is a type of electric motor that is commonly used in electric vehicles due to the advantages of being more efficient, low noise, and long lasting. In operation, the electric motor can be braked using a regenerative braking method that can increase power consumption. The supercapacitor was chosen as a load in regenerative braking because of its charging-discharging cycles of up to 1 million, and its fast charging and discharging cycles. To do the braking, a rectifier is needed as a motor output rectifier, and a converter as a voltage regulator. The SEPIC converter was chosen because of its ability to increase and decrease the voltage, low ripple, and non-inverting output. However, this is a new method, so it is necessary to know the shape of the relationship curve between the regenerative braking time of a BLDC motor and the duty cycle value, as well as the relationship curve between the energy stored in the BLDC motor supercapacitor charging process and the duty cycle value that can be used for later motor operation. In this research, testing will be carried out by designing a regenerative braking circuit for a BLDC motor with a supercapacitor and SEPIC Converter as a voltage regulator in the PSIM software. Testing will be carried out by operating the motor by supplying DC power of 24 V, and the duty cycle value will be varied between 10% - 80%. From this test, 3 tests will be carried out, namely braking conditions with the dependent variable in the form of braking time and torque, the performance of the SEPIC converter with the dependent variables in the form of current, voltage and power, and the charging condition of the supercapacitor with the dependent variable in the form of voltage and energy on the supercapacitor. From the simulation results, it was found that the shape of the relationship curve between the braking time of the BLDC motor and the value of the duty cycle in the form of a decreasing exponential. Where the greater the value of the duty cycle will shorten the braking time. Meanwhile, the shape of the relationship curve between the energy stored in the supercapacitor and the duty cycle value is in the form of a decreasing exponential. Where is the relationship between the duty cycle and stored energy inverted. Duty cycle also affects the role of the converter. If the duty cycle value is less than 50%, the converter will work as a voltage dropper. Whereas if the duty cycle value is greater than 50% it will make the converter work as a voltage booster. Converters have efficiencies ranging from 90.8% - 99.9%, with the highest efficiency obtained at a duty cycle of 50%, while the lowest efficiency is at a duty cycle value of 80%.

Item Type:	Thesis (Sarjana)
Identification Number:	0522070503
Uncontrolled Keywords:	Duty Cycle, Waktu Pengereman, SEPIC, Energi Superkapasitor-Duty Cycle, Braking Time, SEPIC, Supercapacitor Energy
Subjects:	600 Technology (Applied sciences) > 621 Applied physics > 621.3 Electrical, magnetic, optical, communications, computer engineering; electronics, lighting > 621.38 Electronics, communications engineering > 621.381 Electronics
Divisions:	Fakultas Teknik > Teknik Elektro
Depositing User:	Endang Susworini
Date Deposited:	14 Jun 2023 01:56
Last Modified:	14 Jun 2023 01:56
URI:	http://repository.ub.ac.id/id/eprint/201580

Text (DALAM MASA EMBARGO) Rakha Ghilman Fakhruddin Yusuf.pdf Restricted to Registered users only until 31 December 2025. Download (4MB)

Actions (login required)

View Item