model matematik sistem elektromekanik - share...
TRANSCRIPT
![Page 1: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/1.jpg)
Institut Teknologi Sepuluh Nopember
Surabaya
Model Matematik
Sistem Elektromekanik
![Page 2: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/2.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
![Page 3: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/3.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
Motor DC
Elektro Plunger
![Page 4: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/4.jpg)
• Pada bagian ini akan dibahas mengenai
pembuatan model matematika dari sistem
elektromekanika baik dalam bentuk persamaan
differensial, fungsi alih maupun diagram blok.
• Sistem elektromekanika merupakan gabungan
dari sistem elektrik dan sistem mekanika. Sistem
elektromekanika yang akan dibahas meliputi
elektrik plunger dan motor DC.
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
2Pengantar
![Page 5: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/5.jpg)
• Aktuator yang mentransfomasikan sinyal listrik (tegangan)
menjadi energi mekanik
• Terdiri dari sebatang inti besi yang salah satu ujungnya
dihubungkan dengan pegas dan diikatkan pada dinding. Inti besi
terletak di dalam tabung yang dililiti kumparan yang dialiri arus
listrik.
Tegangan pada kumparan:
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
3Materi
![Page 6: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/6.jpg)
Transf. Laplace :
Diagram Blok :
Medan magnet dalam Plunger
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
4Materi
pp RsL
1
+
I(s)E(s)
![Page 7: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/7.jpg)
Gaya pada massa inti besi
Menentukan Kp berdasarkan percobaan :
A
X
K
pegas yang telah diketahui K nya
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
5Materi
![Page 8: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/8.jpg)
Kurva F = f(i) :
dengan regresi linier :
F = a + b.i
0 KpGaya pada massa (inti besi) : F = Kp . i(t)
Transf. Laplace :
F(s) = Kp . I(s)
Diagram blok :
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
6Materi
Kp
I(s) F(s)
![Page 9: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/9.jpg)
Gaya yang bekerja pada sistem
Transformasi Laplace :
Diagram blok :
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
7Materi
KsBsm pp++ ..
1
2
F(s) X(s)
![Page 10: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/10.jpg)
Diagram blok total elektrik plunger :
disederhanakan menjadi
Elektro PlungerPengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
8Materi
pp RsL +
1 Kp
KsBsm pp++ ..
12
E(s) X
( )( )Ks.Bs.mRsL
K
p
2
ppp
p
+++
E(s) X(s)
![Page 11: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/11.jpg)
Fungsi alih elektrik plunger :
Persamaan differensial elektrik plunger :
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
9Materi
![Page 12: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/12.jpg)
karena
Penyederhanaan Plunger :
Elektro Plunger Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
10Materi
![Page 13: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/13.jpg)
• Motor DC penguat medan konstan
Diagram skematik :
La Ra
ia
ea J T
ω,θ
if
B
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
11Materi
![Page 14: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/14.jpg)
Rangkaian kumparan jangkar
Ri
+_
+_ea eggl
aaa L
PD :
Transf. Laplace :
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
12Materi
![Page 15: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/15.jpg)
Diagram blok kumparan jangkar :
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
13Materi
E(s)
Eggl
I(s)+- RasLa +.
1
(s)
![Page 16: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/16.jpg)
Torsi pada motor
Medan magnet yang dihasilkan penguat medan :
Torsi pada motor :
if konstan, maka
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
14Materi
KTM
T(s)Ia(s)
![Page 17: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/17.jpg)
Torsi T bekerja terhadap inersia dan gesekan viskos
transformasi Laplace pers. (1) :
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
15Materi
BsJs +2
1T (s) Q (s)
![Page 18: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/18.jpg)
Transformasi Laplace pers. (2) :
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
16Materi
BJs +
1T(s) W(s)
![Page 19: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/19.jpg)
Tegangan Gaya Gerak Listrik
If konstan, maka
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
17Materi
EgglQ (s)
Kg.s(s)
Kg
Q (s) Eggl (s)
![Page 20: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/20.jpg)
Diagram blok motor DC (pengendalian posisi)
Ea(s)
Eggl(s)
+ -
_
-
Ras.La
1
+ KTM
BsJs
12 +
Kg.s
Ia(s) T(s) ( )sQ
Fungsi alih motor DC
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
18Materi
![Page 21: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/21.jpg)
Diagram blok motor DC (pengendalian kecepatan)
Fungsi alih motor DC
Ea(s)
Eggl(s)
+ -
_
-
Ras.La
1
+ KTM
BJs
1
+
Kg
Ia(s) T(s) ( )sW
Motor DC Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
19Materi
![Page 22: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/22.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
20Contoh Soal
Perhatikan gambar sistem elektromekanik dibawah ini,
kemudian hitung besar
![Page 23: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/23.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
21Contoh Soal
Penyelesaian
Konstanta elektrik:
![Page 24: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/24.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
22Contoh Soal
Penyelesaian
![Page 25: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/25.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
23Ringkasan
1. Sistem elektromekanika merupakan gabungan dari
sistem elektrik dan sistem mekanika.
2. Penurunan model matematis sistim dinamika
elektromekanik, berdasarkan hukum: Kirchoff, Hkum
Ohm, Hukum Newton
3. Terjadi perubahan energi elektrik menjadi energi mekanik
![Page 26: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/26.jpg)
Dapatkan model matematika dalam bentuk diagram blok dari
Motor DC dengan penguatan medan konstan yang
dihubungkan pada beban melalui roda gigi berikut ini :
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
24Latihan
![Page 27: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/27.jpg)
Dimana,
La = induktansi kumparan jangkar
Ra = resistansi kumparan jangkar
ia = arus kumparan jangkar
if = arus medan
m = perpindahan sudut dari poros motor
b = perpindahan sudut dari poros beban
m = kecepatan sudut dari poros motor
b = kecepatan sudut dari poros beban
ea = tegangan kumparan jangkar
eggl = tegangan gaya gerak listrik balik
J = momen inersia motor pada poros motor
Jb = momen inersia beban pada poros beban
Bm = koefisien geseken viskos motor pada poros motor
Bb = koefisien geseken viskos beban pada poros beban
N1 = jumlah gigi pada roda gigi 1
N2 = jumlah gigi pada roda gigi 2
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
25Latihan
![Page 28: Model Matematik Sistem Elektromekanik - Share ITSshare.its.ac.id/pluginfile.php/40576/mod_resource/content/5/2.6... · Contoh Soal Latihan Asesmen Ringkasan Motor DC Elektro Plunger](https://reader034.vdocuments.pub/reader034/viewer/2022042422/5a7710527f8b9aa3618db144/html5/thumbnails/28.jpg)
Pengantar
Materi
Contoh Soal
Latihan
Asesmen
Ringkasan
26Asesmen