Kendali Kecepatan Putar Brushless DC Motor (BLDC) Hall Sensor Berbasis Mikrokontroler

Hari Prasetijo(1*), Vita Anjarwati(2), Priswanto Priswanto(3), Daru Tri Nugroho(4)

(1) Teknik Elektro, Universitas Jenderal Soedirman, Indonesia
(2) Teknik Elektro, Universitas Jenderal Soedirman, Indonesia
(3) Teknik Elektro, Universitas Jenderal Soedirman, Indonesia
(4) Teknik Elektro, Universitas Jenderal Soedirman, Indonesia
(*) Corresponding Author

Abstract

Brushless DC Motor (BLDC Motor) merupakan motor AC sinkron 3 fase menggunakan rotor magnet permanen dengan komutasi elektris bukan mekanis maka BLDC motor memiliki efisiensi, kecepatan, dan torsi yang lebih baik dibanding motor DC. Medan putar stator BLDC motor 3 fase dapat terjadi jika suplai tegangan yang tepat pada masing-masing belitan fasa. Suplai tegangan dapat diperoleh dari output inverter sehingga perlu kendali tegangan untuk memicu kerja gate pada inverter agar terjadi komutasi elektris yang tepat. Studi ini melakukan rancang bangun kendali putaran BLDC motor sensor hall. Sensor hall digunakan untuk mendeteksi posisi kutub magnet rotor untuk input pengatur tegangan pemicu gate inverter sehingga terjadi komutasi yang tepat.  Pengaturan kecepatan dilakukan dengan metode fuzzy.  Perbandingan perfoma pengaturan tegangan dengan dan tanpa FLC (Fuzzy Logic Control) berbasis Arduino dilakukan secara software dan hardware.  Pada pengujian simulasi menggunakan software, pada set point 1200 rpm output kecepatan tanpa FLC berada di kisaran 1400 rpm, sedangkan ketika menggunakan FLC berada di kisaran 1200 rpm. Rise time yang dihasilkan tanpa FLC yaitu 28,955 ms dan overshoot yang dihasilkan 1,531%, sedangkan ketika menggunakan FLC menghasilkan rise time 15,385 ms dan overshoot yang dihasilkan 0,471%. Pada pengujian hardware tanpa menggunakan FLC pada set point 1200 rpm output kecepatan yang dihasilkan yaitu berada dikisaran 1341 rpm, sedangkan menggunakan FLC menghasilkan output kecepatan berada di 1212 rpm. Rise time yang dihasilkan ketika tanpa menggunakan FLC adalah 100 ms dan ketika menggunakan FLC adalah 25 ms. Jadi, dapat disimpulkan sistem kendali kecepatan motor saat menggunakan FLC  menghasilkan output kecepatan dan respon sistem yang lebih baik dibandingkan dengan yang tidak menggunakan FLC

Full Text:

PDF

References

Rencana, H., Sakti, P., & Yuniarto, M. N. 2014. Perancangan dan Uji Performa Axial Flux Permanent Magnet Coreless Brushless Direct Curent ( DC ) Motor, 1(1), 1–7.

Indradewa, E. (2013). Brushless Motor DC. Jurnal Elektromagnetika.

Liang, D., Li, J., & Qu, R. (2017). Sensorless Control of Permanent Magnet Synchronous Machine Based on Second-Order Sliding-Mode Observer With Online Resistance Estimation. IEEE Transactions on Industry Applications, 53(4), 3672–3682. https://doi.org/10.1109/TIA.2017.2690218

Topal, M., Iskender, I., & Genc, N. (2019). Sensorless speed control of a BLDC motor using improved sliding mode observer technique. International Journal on Technical and Physical Problems of Engineering, 11(1), 1–9.

Chang, P. I. T., Lin, X. Y., & Yu, I. J. (2019). Sensorless BLDC motor sliding mode controller design for interference recovery. 2019 6th International Conference on Control, Decision and Information Technologies, CoDIT 2019, 1780–1785. https://doi.org/10.1109/CoDIT.2019.8820383

C. Hermanu, B.Apribowo, M. Ahmad, H. Maghfiroh : “Fuzzy Logic Controller and Its Application in Brushless DC Motor (BLDC) in Electric Vehicle - A Reviewâ€, 2021, Journal of Electrical, Electronic, Information, and Communication Technology (JEEICT) , 3(1), Pages 35-43.

Z.Wang, H.Jin,J. Guo1,J. Su1,M. Wang, 2017, â€Research on Control System of Three - phase Brushless DC Motor for Electric Vehicleâ€. IOP Conf. Series: Materials Science and Engineering

D.E.Beladjine, D.Boudana, A.Moualdia, 2021 “A Comparative Study of BLDC Motor Speed Control Using PI and ANN Regulatorâ€. 18th IEEE International Multi-Conference on Systems, Signals and Devices (SSD 2021), Monastir, Tunisia, March 22-25

H. Lu, L. Zhang and W. Qu, 2008 “A New Torque Control Method for Torque Ripple Minimization of BLDC Motors With Un-Ideal Back EMF,†in IEEE Transactions on Power Electronics, Vol. 23, No. 2, pp. 950-958.

K. Tabarraee, J. Iyer, S. Chiniforoosh and J. Jatskevich : “Comparison of brushless DC motors with trapezoidal and sinusoidal back-EMFâ€, 2011 24th Canadian Conference on Electrical and Computer Engineering(CCECE), Niagara Falls, ON (2011)

Kshirsagar, P., Krishnan, R., 2012 ‘High-efficiency current excitation strategy for variable-speed nonsinusoidal’, IEEE Trans. Ind. 48, (6), pp.1875–1889

Stefan Leitner, 2019 â€Cogging Torque Minimization and Performance of the Sub-Fractional HP BLDC Claw-Pole Motorâ€, IEEE Transactions on Industry Applications, Vol. 55, No. 5, September/October, pp. 4653-4664

Zicheng Li, Qingyao Kong, Shanmei Cheng, Jiang Liu, 2020, †Torque ripple suppression of brushless DC motor drives using an alternating two-phase and three-phase conduction modeâ€, IET Power Electronics, Vol. 13 Iss. 8, pp. 1622-1629.

Xia, Chang-liang, 2012, “Permanent Magnet Brushless DC Motor Drives and Controlsâ€. John Wiley and Sons. pp. 18–19

B. N. Kommula and V. R. Kota, 2015, “Performance evaluation of hybrid fuzzy pi speed controller for brushless dc motor for electric vehicle application,†in Power, Control, Communication and Computational Technologies for Sustainable Growth (PCCCTSG), 2015 Conference on. IEEE, pp. 266–270.

Y. Zhou, D. Zhang, X. Chen, and Q. Lin, 2016 “Sensorless direct torque control for saliency permanent magnet brushless dc motors,†IEEE Trans. Energy Convers., vol. 31, no. 2, pp. 446–454, Jun.

Jaya A, Wahjono E, Rusli M.R, Purwanto E, Murdianto F.D, FauziahM.B, 2017, “Design and Simulation of Sensorless BLDC Motor Drive Using Flux Linkage Increment Based on the line-to-line BEMF for Electric Vehicles†(IES-ETA) International Electronics Symposium on Engineering Technology and Applications, Surabaya.

S. Gowtham, I. Keerthana, M. Balaji, 2019, â€Characterization and Classification of Hall Sensor Faults using S-Transform Analysis on BLDC Motor Driveâ€, IEEE 1st International Conference on Energy, Systems and Information Processing (ICESIP)

DOI: http://dx.doi.org/10.20884/1.dr.2022.18.2.497

Refbacks

  • There are currently no refbacks.