Pemodelan dan Simulasi Dinamik Motor DC Maxon RE 15 dan Motor AC Satu Fasa MONARCH Berbasis MATLAB/Simulink

Abstract

Pemodelan dan pengendalian motor listrik merupakan aspek krusial dalam sistem otomasi dan kelistrikan kapal, terutama dalam konteks sistem kendali tertanam dan pengembangan digital twin. Namun, ketersediaan model dinamis yang tervalidasi untuk motor komersial seperti DC Maxon RE 15 dan motor AC satu fasa Monarch masih terbatas. Penelitian ini bertujuan untuk menyusun model matematis kedua motor secara sistematis dengan menggunakan pendekatan fungsi alih dan transformasi Laplace dari sistem diferensial kelistrikan dan mekanik. Penelitian ini memberikan kontribusi dalam tiga aspek utama: (1) penyusunan model matematis sistem orde satu dan orde dua berdasarkan parameter datasheet dan pengukuran eksperimental terbatas, (2) simulasi respon sistem terhadap input step voltage pada konfigurasi open-loop dan closed-loop, serta (3) implementasi pengendali PID dan evaluasi performa berdasarkan waktu naik, waktu tunak, overshoot, dan galat kondisi tunak. Pemodelan dilakukan di lingkungan MATLAB/Simulink dengan input berupa parameter seperti tahanan, induktansi, inersia, dan konstanta torsi. Hasil simulasi menunjukkan bahwa model motor DC Maxon RE 15 memiliki respon lebih cepat dengan waktu tunak 0,016 detik dan galat kondisi tunak sebesar 0,0229% pada konfigurasi kendali tertutup. Sebaliknya, motor AC Monarch menunjukkan waktu tunak yang lebih lambat yaitu 0,234 detik dengan karakteristik respon overdamped, mencerminkan bahwa motor AC lebih menantang dalam aspek pengendalian. Berdasarkan hasil ini, pendekatan pemodelan yang digunakan berhasil menggambarkan dinamika sistem secara akurat, dan dapat dijadikan acuan dalam perancangan sistem kendali presisi untuk aplikasi kelistrikan kapal maupun edukasi teknik kelistrikan.