Pengendali Motor BLDC Berkinerja Tinggi dengan Metode FOC untuk Tim Mobil Balap Arjuna UGM

YUNAS PANDU SATRIA, Eka Firmansyah, S.T., M.Eng., Ph.D. ; Ir. Oyas Wahyunggoro, M.T., Ph.D.

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK ELEKTRO

Tim ARJUNA UGM merupakan sebuah tim mobil balap listrik dari sekumpulan mahasiswa yang berkompetisi diajang FSAE (Formula Student Automotive Engineering) Jepang. Pada kompetisi ini mobil dituntut memiliki kinerja yang tinggi agar dapat bersaing dengan partisipan lainnya. Oleh karena itu untuk memberikan kinerja yang baik pada mobil arjuna diperlukan pengendali motor BLDC dengan efisiensi tinggi serta andal. Metode FOC (Field Oriented Control) digunakan untuk memenuhi kebutuhan akan pengendali motor BLDC (Brushless Direct Current) dengan efisiensi tinggi dan andal. Dalam implementasinya, perangkat keras yang dirancang dipisah menjadi 3 bagian, yaitu sistem minimum yang berisi mikrokontroler dan rangkaian logika, gate driver board yang berisi catu daya terisolasi dan isolated gate driver, dan yang terakhir adalah bagian sistem bertegangan tinggi yang berisi IGBT dan kapasitor bulk. XMC4500-F100K1024 digunakan sebagai mikrokontroler untuk mengolah algoritma FOC dengan komputasi yang kompleks. Pengendali motor BLDC yang dirancang dapat mengoperasikan motor ME1302 dengan tegangan masukan maksimal 120VDC dan menggunakan algoritma FOC kendali torsi. Pengendali yang dibuat memiliki beberapa fitur seperti phase current limit, overheat protection serta kompatibel dengan sensor sine/cosine encoder yang dapat digunakan sebagai proteksi maupun sarana pemenuhan kebutuhan dari pengguna.

ARJUNA UGM is an electric vehicle racing team consist of students who compete in FSAE (Formula Student Automotive Engineering) Japan. In this competition, high performance vehicle is required. Therefore, a high efficiency and reliable BLDC motor controller is needed. FOC (Field oriented control) method is used to meet the need for high efficiency and reliable BLDC (Brushless Direct Current) motor controller. The hardware that built has 3 parts, the first is microcontroller board that contains microcontroller and logic circuit, gate driver board which contains the isolated power supply and isolated gate driver, and the high voltage system part that contains IGBT and bulk capacitor. For processing complex algorithm, XMC4500-F100K1024 is used. This BLDC motor controller can operate ME1302 motor with 120VDC maximum input voltage and torque control FOC. A few features like phase current limit, overheat protection and sine/cosine encoder sensor compatibility are installed in this motor controller to protect it and to satisfy the user needs.

Kata Kunci : Tim ARJUNA UGM, Pengendali Motor BLDC, Field Oriented Control, Motor ME1302, XMC4500-F100K1024.