Desain Electronic Load Controller (ELC) Menggunakan Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) pada Self-Excited Induction Generator (SEIG) 3 Fasa

AAN LISTANTO AMDRIAN, Dr.-Ing. Awang N.I. Wardana, S.T., M.Sc.; Adlan Bagus Pradana, S.T., M.Tech.

2020 | Skripsi | S1 TEKNIK FISIKA

Electronic load controller (ELC) merupakan perangkat elektronik yang mampu menjaga nilai tegangan keluaran dari self-excited induction generator (SEIG) 3 fasa saat terjadi gangguan pada daya beban utama. Perkembangan penelitian sebelumnya terkait ELC masih belum menyentuh kearah sistem kendali terdistribusi yang akan menimbulkan permasalahan saat memenuhi tuntutan perkembangan zaman. Penelitian ini bertujuan untuk merancangan desain alat guna menjaga nilai tegangan keluaran SEIG 3 fasa dengan cara mengembangkan desain ELC menggunakan insulated gate bipolar transistor (IGBT) yang mampu memenuhi tujuan kendali dan perkembangan zaman. Penelitian dilaksanakan dalam 3 tahap. Tahap pertama dilakukan untuk mengetahui karakteristik dari generator dengan cara menjalankan generator induksi; dan analisis keadaan tunak dan dinamik dari generator induksi. Tahap kedua dilakukan untuk membuat ELC mulai dari perancangan sistem sensor dan sistem aktuator; analisis keadaan tunak dan dinamik dari sistem sensor dan sistem aktuator; dan hingga perancangan sistem kendali. Tahap ketiga dilakukan untuk simulasi test ELC dengan gangguan dan analisis performansi dari ELC. Hasil desain ELC terdiri dari sensor tegangan, reverse blocking IGBT (RB IGBT) dan beban tiruan sebagai aktuator, dan Raspberry Pi Zero W sebagai perangkat pengendali. Parameter kendali KP -15 dan KI -20 telah diterapkan dengan 2 perlakuan. ELC telah di uji dengan pengurangan dan penambahan beban. Sistem kendali berhasil memenuhi tujuan pengendalian dengan rata-rata tegangan keluaran adalah 216 Vrms dan marginal stabil pada rentang 211 Vrms hingga 221 Vrms. Sistem memiliki respon undak yang lebih baik pada penambahan beban dari pada pengurangan beban.

Electronic load controller (ELC) is an electronic device that can keep the value of the output voltage of a 3 phase self-excited induction generator (SEIG) when there is a disturbance in the main load power. The development of previous research related to ELC has not yet touched the distributed control system which will cause problems when meeting the current development. This research aims to makes tool design to keep the value of 3 phase SEIG output voltage by developing an ELC design using an insulated gate bipolar transistor (IGBT) that can fulfill the control purpose and current development. The research held in three steps. The first step done by determining the characteristics of the generator by running the induction generator; steady and dynamic state analysis of the induction generator. The second step done by making the ELC start from the design of sensor and actuator system; steady and dynamic state analysis of sensor and actuator system; and to control system algorithm. The third step simulated by introducing disturbances and performance analysis of ELC. The result of the ELC design consist of a voltage sensor, reverse blocking IGBT (RB IGBT) and dumpload as the actuator, and Raspberry Pi Zero W as a control device. Parameters control KP -15 and KI -20 was applied with 2 treatments. The ELC was tested by introducing and releasing additioanl load. Control system was successfully fulfilling the control goals with an average output is 216 Vrms and marginally stable at range 211 Vrms to 221 Vrms. The system had better step response for load addition than for load reduction

Kata Kunci : ELC, IGBT, SEIG, Perancangan Sistem Pengendalian