Pemodelan dan Simulasi Dinamik Motor DC Brushless M543E-1270 dan Motor AC Satu Fasa Mosion King AS180-15-172E25 Berbasis MATLAB/Simulink

Abstract

Pemodelan dan pengendalian motor listrik merupakan aspek penting dalam sistem otomasi dan aplikasi kelistrikan kapal, namun ketersediaan model dinamis yang valid dan sesuai dengan implementasi sistem kontrol masih terbatas, khususnya untuk motor. Sistem pengendalian motor listrik, khususnya pada motor DC dan motor AC satu fasa, memerlukan pendekatan pemodelan matematis dan simulasi yang presisi untuk memahami karakteristik dinamis sistem serta merancang pengendali yang handal dan efisien. Dalam konteks ini, penelitian ini bertujuan untuk menjawab permasalahan terkait bagaimana memodelkan dan menganalisis respons dinamis dari dua jenis motor, yakni motor DC Brushless M543E-1270 dan motor AC satu fasa Mosion King AS180-15-172E25. Penelitian dilakukan dengan membandingkan perilaku kedua motor dalam dua konfigurasi sistem, yaitu open loop (tanpa umpan balik) dan closed loop (dengan umpan balik), dengan menggunakan perangkat lunak MATLAB dan Simulink sebagai alat bantu utama. Fokus utama dari penelitian ini adalah menyusun model matematis kedua motor dalam bentuk fungsi alih orde satu dan orde dua. Fungsi alih diperoleh melalui transformasi Laplace dari model diferensial yang mewakili dinamika kelistrikan dan mekanik motor. Proses ini melibatkan identifikasi parameter motor dari datasheet aktual untuk meningkatkan akurasi model. Selanjutnya, model tersebut disimulasikan secara numerik guna memverifikasi kestabilan dan performa sistem kendali pada berbagai kondisi pengoperasian. Simulasi dilakukan melalui blok diagram sistem kontrol kecepatan berbasis step response, dengan analisis terhadap parameter-parameter seperti waktu naik, waktu pemuaian, dan kestabilan sistem dalam domain waktu. Hasil simulasi menunjukkan bahwa pada sistem open loop, motor cenderung memiliki waktu respons yang cepat namun tidak stabil dalam jangka panjang, serta rentan terhadap gangguan. Sementara itu, konfigurasi closed loop menunjukkan peningkatan performa yang signifikan, baik dari segi kestabilan maupun peredaman osilasi. Untuk motor DC, model orde dua memberikan respons yang lebih halus dan terkendali dibandingkan model orde satu. Sedangkan motor AC satu fasa, meskipun memiliki dinamika yang lebih kompleks, tetap dapat dikendalikan secara efektif dengan parameter kontrol yang disesuaikan. Simulasi berbasis MATLAB dan Simulink terbukti sangat efektif dalam memvalidasi model matematis dan menguji performa sistem kendali secara menyeluruh.