E4102_Kawalan Motor At

173
MODUL POLITEKNIK KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA E4102A KAWALAN MOTOR AT Zaini bin Kemon (PPD), Sulaiman bin Subari (PPD), Raveendran A/L Ramasamy (PPD). http://modul2poli.blogspot.com/

Transcript of E4102_Kawalan Motor At

Page 1: E4102_Kawalan Motor At

MODUL POLITEKNIK

KEMENTERIAN PENDIDIKAN MALAYSIA

EE44110022AA

KAWALAN MOTOR AT

Zaini bin Kemon (PPD), Sulaiman bin Subari (PPD), Raveendran A/L Ramasamy (PPD).

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 2: E4102_Kawalan Motor At

Nama : Mohd Zaini bin Kemon No K/P : 680201-01-5869 Alamat : Jabatan Kejuruteraan Elektrik Politeknik Port Dickson KM 14, Jalan Pantai, 71050 Si Rusa, Negeri Sembilan. Telefon : 06-6625399 ext. 215 012-6115036(H/P) Kelulusan : Sarjana Pendidikan (Teknikal)(UTM)

BSc (Hons) Kejuruteraan Elektrik(UTM) (Peralatan dan Kawalan) Diploma Kejuruteraan Elektrik (UiTM)

Jawatan : Pensyarah

Nama : Sulaiman bin Subari No K/P : 660125-01-6115 Alamat : Jabatan Kejuruteraan Elektrik Politeknik Port Dickson KM 14, Jalan Pantai, 71050 Si Rusa, Negeri Sembilan. Telefon : 06-6625399 ext. 210(pejabat) 012-6143241(H/P) Kelulusan :BSc(Hons) Kejuruteraan Elektrik(UTM) Diploma Pendidikan (UTM) Jawatan : Pensyarah

Nama : Raveendran A/L Ramasamy No K/P : 720113-04-5391 Alamat : Jabatan Kejuruteraan Elektrik Politeknik Port Dickson KM 14, Jalan Pantai, 71050 Si Rusa, Negeri Sembilan. Telefon : 06-6625399 ext. 201 012-6350235(H/P) Kelulusan : Sarjana Pendidikan (Teknikal)(UTM)

BSc (Hons) Kejuruteraan Elektrik(UTM) (Peralatan dan Kawalan) Diploma Perhubungan(POLISAS) Sijil Perhubungan(PPD) Jawatan : Pensyarah

BIODATA PENULIS MODUL E4102 KAWALAN MOTOR AT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 3: E4102_Kawalan Motor At

SOAL SELIDIK MODUL OLEH PELAJAR

Tajuk Modul : Kawalan Motor AT Kod Modul : E4102 Nama Pelajar : _______________________ No. Pendaftaran: ____________ Kursus : ____________________________________ Nama Penulis Modul :M.Zaini Kemon/Sulaiman Subari/Raveendran A/L Ramasamy Sila gunakan skala berikut untuk penilaian anda.

4 Sangat setuju 3 Setuju 2 Tidak setuju 1 Sangat tidak setuju Arahan : Tandakan √ pada ruangan skor yang dipilih.

Bil ELEMEN PENILAIAN SKALA A. FORMAT 1 2 3 4

1 Susun atur muka surat adalah menarik. 2 Saiz font yang digunakan adalah senang untuk dibaca.

3 Saiz dan jenis gambar serta carta yang digunakan sesuai dengan input.

4 Carta dan gambar senang dibaca dan difahami.

5 Jadual yang digunakan tersusun dengan teratur dan mudah difahami.

6 Teks input disusun dengan cara yang mudah difahami. 7 Semua ayat berbentuk arahan dipamerkan dengan jelas. B. ISI KANDUNGAN 1 2 3 4

8 Saya faham semua objektif dengan jelas. 9 Saya faham pada idea yang disampaikan. 10 Cara persembahan idea adalah menarik. 11 Semua arahan yang diberikan mudah difahami.

12 Saya boleh melaksanakan semua arahan yang diberikan dalam unit ini.

13 Soalan dalam aktiviti adalah mudah dijawab. 14 Saya boleh menjawab soalan-soalan dalam penilaian kendiri. 15 Maklum balas boleh membantu mengenalpasti kesilapan saya. 16 Ayat-ayat yang digunakan mudah difahami. 17 Gaya penulisan menarik. 18 Saya boleh mengikuti unit ini dengan mudah. 19 Unit ini memudahkan saya mempelajari & memahami topik ini. 20 Penggunaan modul ini menarik minat saya.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 4: E4102_Kawalan Motor At

GRID KURIKULUM Grid kurikulum modul ini adalah berdasarkan kepada kurikulum yang sedang digunakan

di Politeknik Kementerian Pendidikan Malaysia.

TOPIK UNIT

PEMACU INDUSTRI 1 2 PENGENALAN SISTEM KAWALAN 3 4 KAWALAN GELUNG TUTUP 5 6 7 KAWALAN EMPAT SUKUAN 8 9 10 PEMBREKAN 11 TERIKAN MOTOR AT 12 UNIT 1 : PEMACU INDUSTRI

1.0 Pengenalan

1.1 Kawalan Biasa

1.1.1. Kawalan Voltan Masukan

1.1.2. Kawalan Medan

1.1.3. Kawalan Angkir

1.2 Sistem Ward Leonard

UNIT 2 : PEMACU INDUSTRI

2.0 Pengenalan

2.1 Kawalan Tiristor

2.1.1 Motor Siri

2.1.2 Motor Pirau

2.2 Kawalan Rintangan

UNIT 3 : PENGENALAN SISTEM KAWALAN

3.0 Pengenalan

3.1 Jenis Sistem Kawalan

3.1.1 Sistem Kawalan Gelung Buka

3.1.2 Sistem Kawalan Gelung Tutup

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 5: E4102_Kawalan Motor At

UNIT 4 : PENGENALAN SISTEM KAWALAN

4.0 Pengenalan

4.1 Rangkap Pindah

4.2 Unsur-unsur pembanding bagi rajah blok

4.3 Aljabar rajah blok

4.3.1 Titik pengambilan

4.3.2 Anak panah

4.3.3 Blok-blok bersiri

4.3.4 Blok-blok selari

4.3.5 Blok suapbalik

4.3.5.1 Terbitan persamaan rangkap pindah blok

suapbalik:

4.3.6 Penukaran bentuk rajah blok

4.3.6.1 Mengubah isyarat ke hadapan

4.3.6.2 Mengubah isyarat ke belakang

4.3.6.3 Mengubah cawangan penjumlahan

4.3.6.3.1 Mengubah ke hadapan

4.3.6.3.2 Mengubah ke belakang

4.3.6.4 Menukar blok

4.4 Contoh terbitan persaman rangkap pindah pengolahan rajah

blok

UNIT 5 : KAWALAN GELUNG TUTUP

5.0 Pengenalan

5.1 Penentuan jelmaan laplace bagi rangkap-rangkap atau

isyarat mudah

5.1.1 Isyarat langkah unit(unit step)

5.1.2 Isyarat Tanjakan unit (unit Ramp)

5.1.3 Isyarat Sinus

5.1.4 Isyarat Kosinus

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 6: E4102_Kawalan Motor At

5.2 Terbitan Rangkap Pindah Rangkaian Elektrik

5.1.1 Komponen Perintang

5.1.2 Komponen Kapasitor

5.1.3 Komponen Induktor

5.1.4 Litar siri RLC

UNIT 6 : KAWALAN GELUNG TUTUP

6.0 Pengenalan

6.1 Terbitan Rangkap Pindah Pemacu Motor AT.

6.1.1 Sistem Gelung Buka

6.1.1.1 Kawalan Medan

6.1.1.2 Kawalan Angkir

6.1.2 Sistem Gelung Tutup

6.1.2.1 Gambarajah Skematik

6.1.2.2 Penyelesaian Rangkap Pindah

UNIT 7 : KAWALAN GELUNG TUTUP

7.0 Pengenalan

7.1 Kestabilan Sistem Kawalan PID

7.1.1. Gambarajah skematik

7.1.2. Prinsip Operasi Kawalan

7.1.3 Kebaikan Kawalan PID

UNIT 8 : KAWALAN EMPAT SUKUAN

8.0 Pengenalan

8.1 Kawalan Penukar

8.1.1 Kawalan tidak terkawal

8.1.1.1 Penukar Separuh Gelombang

8.1.1.2 Penukar Gelombang Penuh

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 7: E4102_Kawalan Motor At

8.1.2 Kawalan terkawal

8.1.2.1 Penukar separuh gelombang satu

fasa.

8.1.2.2 Separuh Penukar satu fasa.

8.1.2.3 Penukar Penuh satu fasa.

8.1.2.4 Dua Penukar

8.2 Rajah Kawalan Empat Sukuan

8.3 Hubungan Dayakilas dan Kelajuan Motor A.T

8.4 Kawalan Kelajuan Sukuan Pertama

8.4.1 Rajah Litar dan gelombang keluaran

8.4.2 Operasi Litar

UNIT 9 : KAWALAN EMPAT SUKUAN

9.0 Pengenalan

9.1 Kawalan Dua Sukuan

9.1.1 Litar Pembalikan Medan

9.1.2 Litar Pembalikan Angkir

9.1.3 Litar Kawalan Dua Sukuan Dua Penukar

9.1.4 Litar Kawalan Dua Sukuan Dua Penukar dengan

Arus Pusar

UNIT 10 : KAWALAN EMPAT SUKUAN

10.0 Pengenalan

10.1 Prinsip Kawalan

10.2 Contoh penggunaan

UNIT 11 : PEMBREKAN

11.0 Pengenalan

11.1 Proses Pembrekan Elektrik

11.1.1 Takrifan Pembrekan Elektrik

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 8: E4102_Kawalan Motor At

11.1.2 Kaedah Plugging

11.1.3 Kaedah Dinamik

11.1.4 Kaedah Penjanaan Semula

11.2 Graf Kelajuan melawan Masa

11.2 Terbitan persamaan-persamaan yang berkaitan

UNIT 12 : TERIKAN MOTOR AT

12.0 Pengenalan

12.1 Konsep Terikan Motor

12.2 Tarikan Motor AT pada sistem keretapi

12.3 Kebaikan dan Keburukan Sistem Keretapi Elektrik

12.4 Kawalan Pemenggal ke atas motor keretapi

12.4.1 Litar Motor Siri Kawalan Pemenggal

12.4.2 Prinsip Kendalian Litar dan contoh pengiraan

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 9: E4102_Kawalan Motor At

PANDUAN MENGGUNAKAN MODUL

1. Modul ini dibahagikan kepada 12 unit. Setiap unit disediakan dalam jilid yang sama.

2. Muka surat dinomborkan berdasarkan kepada kod subjek, unit dan halaman.

E4102 / UNIT 1 / 3 Subjek Unit 1 Halaman 3

3. Pada permulaan unit, objektif am dan khusus dinyatakan.

4. Setiap unit mengandungi urutan aktiviti dan diberikan simbol berikut.

OBJEKTIF Bahagian ini mengandungi objektif am dan khusus setiap pembelajaran.

INPUT Input mengandungi maklumat yang akan anda pelajari.

AKTIVITI Bahagian ini mengandungi proses pembelajaran secara aktif untuk menguji

kefahaman anda. Anda perlu ikuti dengan teliti dan melaksanakan arahan yang

diberikan.

PENILAIAN KENDIRI Penilaian kendiri menguji kefahaman anda dalam setiap unit.

MAKLUMBALAS AKTIVITI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam aktiviti.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 10: E4102_Kawalan Motor At

5. Anda perlu mengikuti unit demi unit yang disediakan.

6. Anda boleh meneruskan unit selanjutnya setelah berjaya melalui unit sebelumnya dan

yakin dengan pencapaian anda.

PERNYATAAN TUJUAN Modul ini disediakan untuk kegunaan pelajar-pelajar Semester 5 yang mengikuti kursus

Diploma Elektrik Kuasa di Jabatan Kejuruteraan Elektrik, Politeknik-politeknik

Malaysia. Ianya bertujuan untuk memberi pemahaman terhadap pelajar mengenai sistem

kawalan mesin arus terus yang merangkumi pemacu indsutri, sistem kawalan, kawalan

gelung tertutup dan jenis-jenis kawalan motor. Ia juga meliputi kepelbagaian mengawal

motor di sukuan pertama, kedua dan kawalan empat sukuan serta kaedah-kaedah

pembrekan motor elektrik dan motor a.t yang digunakan oleh keretapi elektrik.

PRA-SYARAT KEMAHIRAN & PENGETAHUAN

Pra-syarat untuk mengikuti modul ini adalah lulusan di peringkat Sijil Kejuruteraan

Elektrik(kuasa).

OBJEKTIF AM Diakhir modul ini, pelajar-pelajar akan dapat:-

§ Memahami kaedah kawalan kelajuan motor at.

§ Mengenali jenis-jenis sistem kawalan.

§ Menerbitkan rangkap pindah komponen elektrik dan sistem kawalan

§ Menerbitkan rangkap pindah sistem kawalan pemacu at.

§ Memahami prinsip kawalan elektronik terhadap motor at.

§ Memahami proses pembrekan elektrik.

§ Mengenali sistem kenderaan elektrik terutamanya pada sistem keretapi.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI Bahagian ini mengandungi jawapan kepada soalan-soalan yang dikemukakan dalam penilaian kendiri.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 11: E4102_Kawalan Motor At

PERALATAN & SUMBER YANG PERLU DIGUNAKAN BERSAMA MODUL

§ Kalkulator

§ Kertas graf dan alat tulis

RUJUKAN

1. Electrical Machines, Drives & Power Systems, Second Edition,1991 by Sperika

Enterprise Ltd.

2. Electrical Machines, Drives & Power Systems, Second Edition,1992 by Theodore

Wildi Prentice Hall.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 12: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /1

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

Objektif Am

Mengetahui dan Memahami kaedah kawalan kelajuan biasa motor a.t., kawalan Tiristor

dan Sistem Ward Leonard.

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Mengenali kaedah-kaedah kawalan kelajuan motor arus terus(a.t).

A Melakarkan litar kawalan kelajuan motor arus terus kaedah biasa.

A Menerangkan kawalan biasa jenis kawalan medan.

A Menerangkan kawalan biasa jenis kawalan angkir.

A Menerangkan kawalan jenis Sistem Ward-Leonard.

A Membezakan kawalan jenis Sistem Ward-Leonard dan kawalan Tiristor.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 13: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /2

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1.0 Pengenalan

Kebanyakan di kilang-kilang, mesin AT menjadi pilihan sebagai pemacu

atau elemen kawalan. Diantara keistimewaannya berbanding mesin AU iaitu

mempunyai dayakilas permulaan yang tinggi dan mempunyai julat halaju pelbagai

yang boleh dikendalikan dalam kedua-dua arah pusingan.

1.1 Kawalan kelajuan Motor AT.

Apabila mesin a.t bekerja sebagai motor, d.g.e yang dijanakan (Em) adalah kurang

dari voltan yang dikenakan pada voltan terminal(V).

Maka Em = V - IaRa

V = Em + IaRa

Rajah 1.1 : Sebagai motor

Apabila mesin a.t bekerja sebagai penjana d.g.e yang dijanakan(Eg) adalah lebih

besar dari voltan yang dikenakan pada voltan terminal(V).

Maka Eg = V + IaRa

V = Eg - IaRa

Rajah 1.2 : Sebagai penjana

Ia

Ia Ra

Em V M

Eg

Ra V G

Tahukah anda terdapat 3 jenis sambungan motor a.t iaitu sambungan siri,pirau dan majmuk.

Ia – arus angkir Ra – rintangan angkir Em – d.g.e yang terjana Eg - d.g.e penjana V – voltan terminal

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 14: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /3

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1.1.1 Kawalan voltan masukan (V)

Hubungan d.g.e dijanakan dengan kelajuan, fluks diwakili oleh persamaan;

E = 2ZNPφ

C60

K = 2Z.P ( dimana Z , C dan P adalah tetap)

C60

E = kNφ ( dimana φ adalah fluks dan k adalah pemalar)

Maka V = knφ + IaRa (untuk motor)

Kelajuan motor N = V - IaRa

Nilai IaRa biasanya kurang 5% daripada nilai voltan V.

maka N ≈ V

Rajah 1.3: Kawalan voltan masukan

Im

Rp V

Pe ng awa l

V1

V2

V3

V4

Masukan pelbagai voltan

M

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 15: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /4

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Lakarkan litar skematik bagi motor pirau A.T. dan motor siri A.T.

2. Nyatakan perbezaan diantara penjana dan motor dalam sebuah mesin A.T.

3. Nyatakan DUA(2) kelebihan mengunakan motor arus terus dalam kebanyakan

industri.

4. Formula kawalan voltan adalah seperti berikut.

N = V – IaRa

Daripada persamaan tersebut dapat dinyatakan.

a. Apabila nilai V besar, kelajuan motor akan bertambah ………………….

b. Apabila nilai arus angkir (Ia) tinggi, kelajuan motor bertambah ……………….

c. Fluks(φ) berkadar ……………… dengan kelajuan motor. Ini bermaksud apabila

nilai fluks tinggi, kelajuan motor akan ………………..

AKTIVITI 1A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 16: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /5

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1) Motor pirau Motor Siri

2) Apabila mesin bekerja sebagai penjana d.g.e yang dijanakan(Eg) adalah lebih

besar dari voltan yang dikenakan pada voltan terminal(V) manakala apabila

mesin bekerja sebagai motor, d.g.e yang dijanakan(Em) adalah kurang dari

voltan yang dikenakan pada voltan terminal(V).

3) Dua keistimewaan penggunaan motor arus terus iaitu:

i. Mempunyai dayakilas permulaan yang tinggi

ii. Mempunyai julat halaju berbeza-beza

4) Daripada persamaan tersebut dapat dinyatakan.

i. Apabila nilai V besar, kelajuan motor akan bertambah besar

ii. Apabila nilai arus angkir (Ia) tinggi, kelajuan motor bertambah tinggi

iii. Fluks(φ) berkadar songsang dengan kelajuan motor. Ini bermaksud

apabila nilai fluks tinggi, kelajuan motor akan berkurangan

MAKLUMBALAS AKTIVITI 1A

Im Rs

V

Im

Rp V M M

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 17: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /6

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1.1.2 Kawalan Medan

Tujuan kawalan ini adalah untuk mengurangkan fluks (φ) dengan menambahkan

rintangan medan. Apabila fluks (φ) berkurangan maka kelajuan N boleh bertambah

(boleh mencapai 3/4 kali daripada kelajuan biasa).

Rajah 1.4 : Skematik motor siri dan pirau

Kelebihan

- Sedikit kehilangan kuasa pada litar kawalan disebabkan kurangnya fluks yang

terhasil.

Kelemahan

- Julat kelajuan yang terhad.

Rsl R R

Rsl

Motor pirau Motor siri

V V

M

M

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 18: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /7

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1.1.3 Kawalan angkir

Rajah 1.5 : Skematik motor pirau dan motor siri

Pada kedua-dua motor, rintangan R disambung bersiri dengan angkir. Oleh itu

nilai voltan angkir Va boleh dikurangkan dengan cara membuat perubahan pada

nilai R. Sekiranya kejatuhan voltan pada R tinggi, voltan Va akan berkurangan.

Secara tidak langsung kelajuan ,N juga akan berkurangan.

Kelebihan:

- Julat kawalan kelajuan yang besar.

Kelemahan

- Oleh kerana arus Ia melalui rintangan (R) maka terdapat kehilangan kuasa pada

rintangan.

R Ia Ia

V

Va Va

Rsh

R Rs

Motor siri Motor Pirau

V

M M

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 19: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /8

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Lukiskan gambarajah litar skematik kawalan motor kaedah kawalan medan.

2. Lukiskan gambarajah litar skematik kawalan motor kaedah kawalan angkir.

3. Nyatakan kelebihan dan kelemahan kaedah kawalan medan.

4. Nyatakan kelebihan dan kelamahan kaedah kawalan angkir.

5. Nilai fluks dapat dikurangkan pada kedua-dua jenis motor siri dan pirau

dengan cara ……………………

AKTIVITI 1B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 20: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /9

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1) Kaedah kawalan medan. 2) Kaedah kawalan angker.

3) Kelebihan -Sedikit kehilangan kuasa pada litar kawalan .

Kelemahan - Julat kelajuan yang terhad.

4) Kelebihan - Julat kawalan kelajuan yang besar.

Kelemahan - Oleh kerana arus Ia melalui rintangan (R) maka terdapat

kehilangan kuasa pada rintangan.

5) Menyambungkan rintangan secara siri dengan angkir.

MAKLUMBALAS AKTIVITI 1B

Rsl R R

Rsl

Motor pirau Motor siri

V V

M

M

V

Va Va

Rsh

R Rs

Motor siri Motor Pirau

V

M M

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 21: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /10

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1.2 Sistem Ward-Leonard

Isyarat kawalan Bekalan AT tetap Penjana pemacu Voltan

Rajah 1.6 : Gambarajah Sistem Ward-Leonard

Sistem Ward-leonard yang lazim adalah satu sistem tatarajah yang mengandungi

penjana(Kawalan angkir) yang digandingkan dengan motor AT sebagai pemacu.

Didalam sistem ini arus gelung medan motor(M) akan dibekalkan oleh bekalan AT yang

berasingan. Penguat elektronik akan mengawal kekuatan arus If, gelung medan penjana.

Voltan yang terjana akan menjadi voltan masukan (V) angkir bagi motor(m) dimana

kelajuan berkadar terus dengan voltan yang terjana.(nm α V). Kesimpulannya kelajuan

motor boleh diubah-ubah dengan mengubah isyarat kawalan pada penguat elektronik.

Kelebihan:

i. Memerlukan kuasa yang rendah pada litar kawalan.

ii. Perubahan kelajuan yang cepat dan penukaran arah putaran dapat dilakukan.

iii. Boleh disesuaikan dalam sistem kawalan automasi.

iv. Memberi julat kawalan yang besar dan tepat.

Kelemahan : Kos yang agak tinggi kerana menggunakan 2 motor dan penguat elektronik.

Kegunaan : Kawalan kelajuan motor yang menjalankan mesin kisar, pemutar lombong

arang dan sebagainya.

Lg + Lm Rg + Rm If

INPUT

Rf

Lf V

PENGUAT

ELEKTRONIK

M G

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 22: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /11

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 1. Apakah kelebihan Sistem Ward-Leonard.

2. Nyatakan kelemahan Sistem Ward-Leornard.

3. Sistem Ward -Leonard menggunakan penguat elektronik. Bolehkah anda

menyatakan fungsi penguat elektronik tersebut.

4. Nm α V bermaksud ………………….. ……… atau apabila voltan masukan

motor bertambah kelajuan motor bertambah ……………………

5. Adakah anda tahu bahawa fungsi penjana dalam sistem Ward-Leonard sebagai

…………………..

6. Nyatakan pengunaan sistem Ward-Leonard dalam sistem kawalan motor at.

AKTIVITI 1C

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 23: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /12

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

1) Kelebihan:

i. Memerlukan kuasa yang rendah pada litar kawalan.

ii. Perubahan kelajuan yang cepat dan penukaran arah putaran dapat dilakukan.

iii. Boleh disesuaikan dalam sistem kawalan automasi.

iv. Memberi julat kawalan yang besar dan tepat.

2) Kelemahan.

- Kos yang agak tinggi kerana menggunakan 2 motor dan penguat elektronik.

3) Mengawal kekuatan medan penjana seterusnya mengawal voltan masukan pada

angkir motor.

4) Kelajuan motor berkadar terus dengan voltan masukan angkir.

Kelajuan motor bertambah tinggi.

5) Alat pemacu voltan pada motor.

6) Mesin pengisar di lombong-lombong.

MAKLUMBALAS AKTIVITI 1C

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 24: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /13

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Dengan bantuan gambarajah, terangkan kawalan sistem Ward – Leonard dan

nyatakan DUA (2) kelebihan menggunakannya.

2. Tuliskan ungkapan matematik kelajuan motor a.t. dan terangkan bagaimana kelajuan

motor boleh dikawal.

3. Terangkan dengan ringkas TIGA(3) kawalan kelajuan motor A.T.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 25: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /14

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1.

Isyarat kawalan Bekalan AT tetap Penjana pemacu Voltan

Gambarajah Sistem Ward-Leonard

Sistem Ward-leonard yang lazim adalah satu sistem tatarajah yang mengandungi

penjana(Kawalan angkir) yang digandingkan dengan motor AT sebagai pemacu.

Didalam sistem ini arus gelung medan motor(M) akan dibekalkan oleh bekalan AT

yang berasingan. Penguat elektronik akan mengawal kekuatan arus If, gelung medan

penjana. Voltan yang terjana akan menjadi voltan masukan (V) angkir bagi motor(m)

dimana kelajuan berkadar terus dengan voltan yang terjana.(nm α V). Kesimpulannya

kelajuan motor boleh diubah-ubah dengan mengubah isyarat kawalan pada penguat

elektronik.

Kelebihan:

1. Memerlukan kuasa yang rendah pada litar kawalan.

2. Perubahan kelajuan yang cepat dan penukaran arah putaran dapat dilakukan.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

Rf

Lf V

PENGUAT

ELEKTRONIK

M G

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 26: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 1 /15

PEMACU INDUSTRI UNIT 1

2. Kawalan voltan masukan (V)

Hubungan d.g.e dijanakan dengan kelajuan, fluks diwakili oleh persamaan;

E = 2ZNPφ

C60

K = 2Z.P ( dimana Z , C dan P adalah tetap)

C60

E = kNφ ( dimana φ adalah fluks dan k adalah pemalar)

Maka V = knφ + IaRa (untuk motor)

Kelajuan motor, n = V - IaRa

Nilai IaRa biasanya kurang 5% daripada nilai voltan V.

maka n ≈ V

Rajah kawalan voltan masukan 3. Kaedah-kaedah tersebut iaitu :

i. Kaedah kawalan angkir.

ii. kaedah kawalan medan

iii. kaedah kawalan voltan masukan

TAHNIAH !!! KERANA MENCUBA. Teruskan Dengan Unit Selanjutnya

Im

Rp V

Pe ng awa l

V1

V2

V3

V4

Masukan pelbagai voltan

M

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 27: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/1

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

Objektif Am

Memahami kaedah kawalan Tiristor dan Kawalan Rintangan.

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menerangkan kawalan Tiristor.

A Menerangkan kawalan Rintangan.

A Membezakan kawalan Tiristor dan Kawalan Rintangan dalam kawalan motor at.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 28: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/2

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

2.0 Pengenalan

Tahukah anda motor merupakan satu peranti elektromagnet yang menukarkan

tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal. Motor A.T. menjadi lebih popular dalam

industri kerana kelajuannya yang mudah dilaras dan daya kilas permulaan yang tinggi.

2.1 Kawalan Kelajuan Kaedah Tiristor. Terdapat dua jenis motor yang menggunakan kawalan kelajuan kaedah Tiristor. 2.1.1 Motor Siri.

Gelung + medan

Rajah 2.1 Merujuk kepada rajah 2.1 pelarasan kelajuan untuk motor AT adalah. dengan

menukar nilai purata pada voltan bekalan yang merintangi angker motor iaitu dengan

penukaran sudut picuan tiristor.

Dengan memicu komponen R1 dan R2, ianya dapat memberi picuan yang

meliputi hampir 180o. Apabila suis bekalan di ‘ON’kan, voltan penuh AT diberikan

akan susut melalui R1 dan R2. Dengan menukar rintangan boleh ubah, R2 pada nilai

yang tinggi, voltan merintanginya akan menjadi besar. Dengan itu ia akan dapat

menghidupkan SCR pada sudut yang dikehendaki antara 00 hingga 1800.

c SCR

-

INPUT

M

R1

R2

Bekalan Masukan ac

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 29: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/3

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

2.1.2 Motor Pirau

R3

meda

nM

G

R2

R1

D1

D2

5

4

1

2

3

C

+

-

T

AC supply

SUS

Rajah 2.2

Kawalan kelajuan motor pirau arus terus boleh mengawal kadar yang lebih besar

dengan bantuan penerus gelombang penuh yang hanya menggunakan satu tiristor (

SCR). Sudut picuan,a SCR(T) dilaraskan oleh R1 yang seterusnya mengawal kelajuan

motor. Tiristor dan SUS (silicon unilateral switch) diresetkan apabila setengah

gelombang voltan jatuh ke nilai sifar.

Sebelum bekalan diberi, R1 dinaikkan dengan memusingkannya ke arah ikut

jam. Setelah itu, apabila bekalan diberi, kapasitor C ditenagakan melalui angker motor

dan diod D1 yang dipincang hadapan. Apabila Vc mencapai nilai tersebut, SUS akan

beroperasi dan arus mengalir dan seterusnya memicu SCR.

Operasi tiristor memerlukan sudut picuan yang tinggi untuk memulakan kawalan

motor AT. Oleh itu ianya memerlukan voltan yang rendah untuk memulakan motor.

Apabila R1 dipusing melawan arah jam (untuk rintangan yang lebih rendah) kapasitor

C ditenagakan dengan lebih cepat untuk SUS mencapai voltan pecahtebat untuk

memicu SCR dengan lebih awal. Oleh itu, nilai purata voltan AT merintangi angker

motor akan meningkat dan seterusnya meningkatkan kelajuan.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 30: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/4

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

Terdapat satu lagi bentuk kawalan kelajuan tiristor untuk motor pirau.

SAU

D1 D2

D3 D4

RSH

GELUNGMEDAN

R1

330 K

RL C0.2uF

SCR

GEC30B

D2

FWD

DZ

R3 D1kawalan kelajuan

m

15K

Rajah 2.3

Kawalan kelajuan motor boleh dilakukan melalui komponen elektronik.

Penerus tetimbang digunakan untuk mendapatkan bekalan AT gelombang penuh.

Rintangan pirau (Rsh) disambung pada bekalan AT. Voltan angker dikawal oleh SCR

dan get SCR dikawal oleh diod zener(DZ). SCR akan dipicu pada masa yang sesuai

pada tiap-tiap ½ kitar dan “off” pula pada akhir ½ kitar.

Diod ,D2 akan membenarkan kitaran tenaga yang tersimpan dalam bentuk

arus meroda didalam gelung angkir semasa SCR “off”. Pada permulaan ½ kitar

pertama , SCR off dan kapasitor C1 akan dicas oleh arus yang mengalir melalui D1

dan R3. Apabila voltan pada kapasitor menyamai voltan VDZ, diod zener akan pecah

tebat dan membenarkan pengaliran arus dan seterusnya memicu pintu SCR.

SCR akan di “ON” kan setelah dipicu.Masa yang diambil oleh C1 untuk

memecahtebatkan diod zener (VDZ) adalah bergantung kepada rintangan bolehubah

R3 dan voltan pada SCR. Diod zener akan memicukan SCR ketika voltan zener

menyamai voltan kapasitor C1.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 31: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/5

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Nyatakan fungsi diod meroda bebas (freewheling diode) dalam kaedah

kawalan tiristor.

2. Nyatakan kegunaan litar penerus tetimbang dalam litar kaeadah kawalan

tiristor.

3. Nyatakan fungsi SCR dalam litar kaeadah kawalan tiristor.

4. Diod zener akan memicu SCR apabila voltan zener …………….voltan

kapasitor.

5. Terangkan kendalian litar berikut:

AKTIVITIAKTIVITI 2A

M

R1

R2

Bekalan Masukan ac

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 32: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/6

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

1. Diod meroda bebas berfungsi untuk membenarkan arus mengalir ketika

SCR tidak berfungsi iaitu tenaga yang tersimpan pada motor ketika SCR

berkendali di lepaskan melalui diod.

2. Sebagai penukar au-at

3. Sebagai suis elektronik untuk menghidupkan atau mematikan motor.

4. Sama

5. Pelarasan kelajuan untuk motor AT adalah. dengan menukar nilai purata

pada voltan bekalan yang merintangi angker motor iaitu dengan penukaran

sudut picuan tiristor.Dengan memicu komponen R1 dan R2, ianya dapat

memberi picuan yang meliputi hampir 180o. Apabila suis bekalan di

‘ON’kan, voltan penuh AT diberikan akan susut melalui R1 dan R2.

Dengan menukar rintangan boleh ubah, R2 pada nilai yang tinggi, voltan

merintanginya akan menjadi besar. Dengan itu ia akan dapat

menghidupkan SCR pada sudut yang dikehendaki antara 00 hingga 1800.

MAKLUMMAKLUMBALAS AKTIVITI 2A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 33: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/7

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

2.2 Kawalan rintangan (face-plate starter/ perintang pemula)

Antara kaedah yang digunakan untuk mengawal kelajuan motor adalah menggunakan

kaedah lama iaitu kawalan rintangan.

a) Penggunaan perintang bolehubah,dikenali juga sebagai pengatur

medan, yang bersiri dengan lilitan pirau, boleh digunakan hanya kepada

motor pirau dan majmuk. Apabila rintangan dinaikkan ,arus medan ,fluks

dan dge yang dijanakan akan menurun. Kerana itu lebih banyak arus yang

mengalir melalui angker, dan dayakilas yang bertambah itu membolehkan

angker memecut sehingga dge yang dijanakan adalah sama semula dengan

voltan yang dikenakan.

Dengan kaedah ini,laju boleh dinaikkan kepada tiga atau empat kali

dari nilai bagi pengujaan penuh, tetapi laju tidak boleh diturukan ke bawah

nilai tersebut. Juga bagi suatu letakkan pengatur laju adalah lebih kurang

kekal pada nilai yang tetap bagi beban antara sifar dan penuh.

b) Pengguna perintang, dikenali juga sebagai pengawal, bersiri dengan

angker. Pemasangan pengawal secara elektriknya, adalah sama dengan

pemasangan pemula bezanya ialah dalam pengawal, perintang tersebut

direka bentuk untuk membawa arus angker secara berterusan manakala

dalam pemula ianya direka bentuk untuk membawa arus tersebut bagi

tempoh yang pendek saja, maka tidaklah menjadi panas dengan

berlebihan.

Bagi suatu nilai arus tertentu ,lebih besar rintangan pengawal dalam

litarnya, lebih kecillah beza keupayaan melintangi angker maka lebih

kecillah lajunya.

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 34: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/8

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

M

R R R R If off a b G C Motor NVC suis +ve olc Voltan R Bekalan AT p -ve L q skru q

OLC - Overload Coil NVC - No Volt Coil Rajah 2.5

G - Spring lingkaran P - Plat besi If - Arus medan Kendalian : • Pada peringkat permulaan arus pemula (starting current) adalah sangat tinggi iaitu

hampir 10 kali ganda dari nilai sebenar kerana motor tiada voltan balikan (back

emf)

• Kawalan rintangan berperingkat biasa digunakan bagi menghadkan arus

permulaan dan ditambah berperingkat-peringkat bagi meningkatkan kelajuan

motor.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 35: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/9

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

• Merujuk kepada gambarajah, NVC mengandungi gegelung yang dililitkan pada

sebuah teras besi berbentuk U. Lengan pemula membawa plat besi B supaya

apabila ianya diletakkan pada keadaan "ON" seperti yang ditunjukkan pada teras

NVC dimagnetkan oleh arus medan dan akan menahan B dari penarikan spring

lingkaran G mengembalikan A ke keadaan "OFF".

• Sekiranya bekalan kuasa rosak, motor akan berhenti, NVC akan dinyah

magnetkan dan kemagnetan rejaan tidak akan cukup untuk menahan A daripada

dayakilas melawan arah jam bagi G.

• Jika satu hubungan C dilakukan di antara teras NVC dengan gegelung disebelah

bahagian bekalan, arus pirau akan mengalir daripada A melalui B dan C maka

perintang pemula akan dilitarpintaskan.

• OLC pula mempunyai satu gegelung yang dililitkan pada satu teras besi dan

dihubungkan bersiri dengan motor. Plat besi P yang dipangsikan pada satu

hujungnya membawa suatu penyambung yang mana apabila diangkatkan akan

menyambungkan 2 pin q.q bersama.

• Apabila arus yang diterima oleh motor melebihi suatu nilai tertentu, tarikan

magnet pada P adalah cukup untuk mengangkatkannya. Maka akan

melitarpintaskan NVC dan melepaskan lengan pemula A.

• Nilai genting bagi arus beban lampau bergantung kepada jarak celah udara di

antara P dengan teras OLC dan dikawalkan oleh skru penyesuai S.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 36: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/10

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Nyatakan tujuan kawalan rintangan digunakan.

2. Apakah fungsi OLC dalam kawalan rintangan.

3. Lukiskan rajah kawalan rintangan.

4. Tandakan ü untuk kaedah lama kawalan rintangan

a. Penggunaan kapasitor

b. Penggunaan perintang bolehubah c. Penggunaan perintang tetap

5. Namakan peranti atau peralatan yang ditandakan.

AKTIVITI 2B

a. ……………….. M

b. ………………..

c. ……………….. d. ………………..

e. ………………..

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 37: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/11

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

M

1. Untuk menghadkan arus pemula yang tinggi

2. Sebagai litar pelindungan apabila berlaku arus lebihan.

3. Rajah kawalan kaedah rintangan

4. b dan c

5. a. Motor

b. Perintang bolehubah

c. OLC

d. NVC

e. Plet besi

MAKLUMBALAS AKTIVITI 2B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 38: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/12

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Dengan bantuan gambarajah litar, terangkan bagaimana motor a.t. jenis pirau

beroperasi menggunakan kaedah sistem kawalan tiristor.

2. Dengan bantuan gambarajah litar, terangkan bagaimana motor a.t. beroperasi

menggunakan kaedah rintangan bolehubah.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 39: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/13

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1.

SAU

D1 D2

D3 D4

RSH

GELUNGMEDAN

R1

330 K

RL C0.2uF

SCR

GEC30B

D2

FWD

DZ

R3 D1kawalan kelajuan

m

15K

Kawalan kelajuan motor boleh dilakukan melalui komponen elektronik. Penerus

tetimbang digunakan untuk mendapatkan bekalan AT gelombang penuh. Rintangan

pirau (Rsh) disambung pada bekalan AT. Voltan angker dikawal oleh SCR dan get

SCR dikawal oleh diod zener(DZ). SCR akan dipicu pada masa yang sesuai pada

tiap-tiap ½ kitar dan “off” pula pada akhir ½ kitar.

Diod ,D2 akan membenarkan kitaran tenaga yang tersimpan dalam bentuk

arus meroda didalam gelung angkir semasa SCR “off”. Pada permulaan ½ kitar

pertama , SCR off dan kapasitor C1 akan dicas oleh arus yang mengalir melalui D1

dan R3. Apabila voltan pada kapasitor menyamai voltan VDZ, diod zener akan pecah

tebat dan membenarkan pengaliran arus dan seterusnya memicu pintu SCR.

SCR akan di “ON” kan setelah dipicu.Masa yang diambil oleh C1 untuk

memecahtebatkan diod zener (VDZ) adalah bergantung kepada rintangan bolehubah

R3 dan voltan pada SCR. Diod zener akan memicukan SCR ketika voltan zener

menyamai voltan kapasitor C1.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 40: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 2/14

PEMACU INDUSTRI UNIT 2

2.

Penggunaan perintang bolehubah yang bersiri dengan lilitan pirau, boleh digunakan

hanya kepada motor pirau dan majmuk. Apabila rintangan dinaikkan ,arus medan

,fluks dan dge yang dijanakan akan menurun. Kerana itu lebih banyak arus yang

mengalir melalui angker, dan dayakilas yang bertambah itu membolehkan angker

memecut sehingga dge yang dijanakan adalah sama semula dengan voltan yang

dikenakan.

Dengan kaedah ini,laju boleh dinaikkan kepada tiga atau empat kali dari nilai

bagi pengujaan penuh, tetapi laju tidak boleh diturukan ke bawah nilai tersebut. Juga

bagi suatu letakkan pengatur laju adalah lebih kurang kekal pada nilai yang tetap bagi

beban antara sifar dan penuh.

M

TAHNIAH !!! KERANA MENCUBA. Teruskan Dengan Unit Selanjutnya

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 41: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /1

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

Objektif Am

Mengetahui konsep sistem kawalan gelung terbuka dan gelung tertutup.

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Mentakrifkan sistem kawalan gelung terbuka.

A Melabelkan sistem kawalan Gelung Tutup.

A Mengenali sistem kawalan Gelung Tutup dengan kawalan suapbalik positif dan

negatif.

A Membezakan diantara sistem kawalan gelung terbuka dan sistem kawalan gelung

tutup.

A Menyenaraikan contoh penggunaan sistem kawalan gelung terbuka dan sistem

kawalan gelung tutup.

A Melukiskan gambarajah blok sistem kawalan gelung terbuka.

A Melukiskan gambarajah blok sistem kawalan gelung tutup.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 42: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /2

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

3.0 Pengenalan

Sistem kawalan automatik memainkan peranan yang sangat penting

dalam perkembangan dan peningkatan teknologi moden. Konsep sistem

kawalan asas boleh digambarkan dengan merujuk kepada rajah blok 3.1.

Fungsi sistem ini ialah untuk mengawal pembolehubah C secara khusus

dengan menggunakan isyarat penggerak e menerusi unsur-unsur sistem

kawalan.

Rajah 3.1: Rajah Blok Sistem Kawalan Asas

Sistem kawalan merupakan gabungan beberapa komponen yang saling

berhubung kait dalam satu bentuk tatarajah yang direkabentuk untuk memberi

sambutan tertentu suatu sistem.

3.1 Jenis sistem kawalan

3.1.1 Sistem kawalan gelung buka (open loop)

Suatu sistem yang hanya menggunakan pengawal secara langsung bagi

mendapatkan sambutan sistem yang dikehendaki. Rajah 3.2 menunjukkan

konsep suatu sistem gelung buka dalam bentuk rajah blok.

Rajah 3.2 Rajah Blok Sistem kawalan gelung buka

Contoh : Mesin pencuci, streka elektrik(penggosok baju), cerek elektrik.

Pembolehubah terkawal

Pembolehubah Terkawal (Keluaran)

Sistem Kawalan

Isyarat penggerak (masukan)

e c

e C (keluaran)

r (masukan)

Isyarat penggerak

Isyarat rujukan

Pengawal Sistem Terkawal

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 43: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /3

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

3.1.2 Sistem kawalan gelung tertutup (closed loop/ feedback)

Suatu sistem yang mengekalkan hubungan tertentu diantara

pembolehubah-pembolehubah keluaran dan masukan rujukan.

Keluaran sistem dipengaruhi oleh masukan.

Unsur-unsur asas dan gambarajah blok bagi sistem kawalan gelung

tertutup ditunjukkan dalam gambarajah 3.3.

Rajah 3.3 : Sistem kawalan gelung tutup

Bagi sistem kawalan gelung tertutup, pengawal digerakkan oleh

isyarat ralat(E) dan bukannya masukan. Ralat ditakrifkan sebagai

perbezaan diantara masukan dan keluaran sistem.

Sistem gelung tertutup ini mempunyai komponen asas iaitu sistem

gelung buka dan dua komponen iaitu pengesan ralat dan gelung suap

balik.

Contoh :

• Radio, TV, Sistem kawalan kapal angkasa, Kawalan paras air

ditandas, loji penapis minyak.

R (masukan)

+/-

C (keluaran) Pengesan/Ralat (E)

Pengawal Sistem Terkawal

Komponen suapbalik atau pengukuran

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 44: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /4

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT

SELANJUTNYA…!

SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN

BERIKUTNYA.

1. Nyatakan DUA(2) jenis sistem kawalan.

2. Berikan definasi bagi sistem kawalan gelung terbuka.

3. Berikan perbandingan di antara sistem kawalan gelung terbuka dan sistem

kawalan gelung tertutup.

4. Nyatakan 5 contoh penggunaan sistem kawalan gelung terbuka dan sistem

kawalan gelung tertutup.

5. Namakan bahagian blok untuk sistem gelung tertutup berikut:

6. Berpandukan rajah blok soalan 5 diatas. Nyatakan fungsi bahagian a,b dan c yang

telah anda nyatakan.

AKTIVITI 3

a…………………

b…………. d………………….

c…………………. +/-

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 45: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /5

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

1. Dua sistem kawalan tersebut iaitu:

i. Sistem kawalan gelung terbuka.

ii. Sistem kawalan gelung tertutup.

2. Suatu sistem yang hanya menggunakan pengawal secara langsung bagi

mendapatkan sambutan sistem yang dikehendaki.

3. Sistem kawalan gelung terbuka.ialah satu sistem yang hanya menggunakan

pengawal secara langsung bagi mendapatkan sambutan sistem yang

dikehendaki. Manakala bagi sistem kawalan gelung tertutup ialah suatu sistem

kawalan yang mengekalkan hubungan tertentu diantara pembolehubah -

pembolehubah keluaran dan masukan rujukan serta pengawal digerakkan oleh

isyarat ralat dan bukannya masukan.

4. a) Contoh-contoh penggunaan sistem kawalan gelung terbuka.

i. Mesin basuh

ii. Cerek elektrik

iii. Pengering rambut

iv. Pembakar roti

v. Pengosok pakaian elektrik.

b) Contoh-contoh penggunaan sistem kawalan gelung tertutup.

i. TV

ii. Pam tarik tandas

iii. Pelancar roket.

iv. Komputer

v. Loji air.

5. a. Pengesan/Ralat b. Pengawal c. Komponen suapbalik

d. Sistem Terkawal

MAKLUMBALAS AKTIVITI 3

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 46: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /6

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

6. a. Pengesan berfungsi sebagai alat mengesan perubahan yang terjadi pada

pemalar keluaran untuk di bandingkan dengan pemalar masukan.

b. Pengawal berfungsi sebagai peranti kawalan kepada sistem

berpandukan ralat yang diterima dari pengesan.

c. Komponen suapbalik atau pengukuran berfungsi sebagai peranti

pengesan isyarat keluaran yang akan menghantar isyarat yang berkadaran

dengan perubahan keluaran kepada bahagian masukan bagi tujuan pembetulan

keadaan.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 47: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /7

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Dengan bantuan gambarajah blok, nyatakan perbezaan diantara sistem kawalan

gelung terbuka dan sistem kawalan gelung tertutup.

2. Nyatakan kelebihan sistem kawalan gelung tertutup berbanding dengan sistem

kawalan gelung terbuka.

3. Apakah unsur-unsur asas yang terdapat dalam sistem kawalan gelung terbuka dan

sistem kawalan gelung tutup.

4. Tolong jelaskan kenapa anda katakan sistem pam tarik tandas menggunakan sistem

kawalan gelung tertutup.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 48: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /8

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

Adakah anda telah mencuba dahulu?

Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1.

Sistem kawalan gelung buka

Sistem kawalan gelung buka adalah suatu sistem yang hanya

menggunakan pengawal secara langsung bagi mendapatkan sambutan

sistem yang dikehendaki.

Sistem kawalan gelung tutup

Pembolehubah terkawal

R (masukan)

e C (keluaran)

Isyarat penggerak

Isyarat rujukan

Pengawal Sistem Terkawal

C (keluaran)

+/-

R (masukan) Pengesan/Ralat(E)

Pengawal Sistem Terkawal

Komponen suapbalik atau pengukuran

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 49: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 3 /9

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 3

Sistem kawalan gelung tutup adalah satu sistem yang mengekalkan hubungan

tertentu diantara pembolehubah-pembolehubah keluaran dan masukan

rujukan. Keluaran sistem dipengaruhi oleh masukan.

Bagi sistem kawalan gelung tertutup, pengawal digerakkan oleh isyarat ralat

dan bukannya masukan.

2. Kelebihan sistem kawalan gelung tertutup berbanding dengan sistem kawalan

gelung terbuka ialah sistem yang dapat mengekalkan hubungan tertentu

diantara pembolehubah-pembolehubah keluaran dan masukan rujukan.

3. Sistem kawalan gelung terbuka hanya menggunakan pengawal secara

langsung manakala sistem gelung tertutup mempunyai sistem gelung buka

dan dua komponen lain iaitu pengesan ralat dan gelung suap balik.

4. Kerana terdapat pengesan yang akan mengesan ketinggian paras air dan akan

menghentikan pengaliran air masukan secara automatik apabila paras air

tersebut mencapai paras yang dilaraskan.

TAHNIAH !!! Jika anda telah mengetahui dan memahami teruskan dengan Unit Selanjutnya. Jika tidak ulangi unit tersebut.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 50: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /1

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

Objektif Am

Mengaplikasikan konsep rangkap pindah dan pengolahan gambarajah blok.

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menunjukkan rangkap pindah kawalan gelung terbuka dan kawalan gelung tertutup.

A Menyelesaikan persamaan rangkap pindah dengan kaedah pengolahan gambarajah blok.

A Menerbitkan persamaan rangkap pindah kawalan gelung tertutup suapbalik positif dan

suapbalik negatif.

A Menerbitkan persamaan rangkap pindah gambarajah blok kompleks.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 51: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /2

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

4.0 Pengenalan.

Konsep gambarajah blok boleh digunakan untuk memudahkan kefahaman

mengenai kendalian keseluruhan sesuatu sistem kawalan. Tiap-tiap blok boleh

mewakili rangkap pindah untuk suatu komponen atau lebih.

Gambarajah blok dapat juga menunjukkan hubungan rangkap pindah tiap-tiap

komponen sistem dan memberi gambaran isyarat keluaran serta hubungannya kepada

masukan sistem.

4.1 Rangkap Pindah

Rangkap pindah merupakan nisbah diantara penjelmaan laplace keluaran

dengan penjelmaan laplace masukan.Lazimnya rangkap pindah tersebut ditulis dalam

bentuk blok. Ini dapat ditunjukkan dalam rajah 4.1.

Rajah 4.1 : Gambarajah blok sistem kawalan gelung buka = G(S) Atau C(S) = G(S)R(S) 4.2 Unsur-unsur pembanding bagi gambarajah blok

a) Tolakan (suapbalik negatif)

b) Campuran (suapbalik positif)

C(S) R(S)

e = r - b r

+

+

e = r + b r

b

_

+

b

Dimana : G(S) ialah rangkap pindah

Masukan (R(S)) G(S)

Keluaran(C(S))

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 52: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /3

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

c) Campuran dan Tolakan

d) Pendaraban

4.3 Aljabar gambarajah blok

4.3.1 Titik pengambilan

• Menunjukkan tempat dimana lebih daripada satu isyarat digunakan.

4.3.2 Anak panah

• Panah haluan menunjukkan haluan aliran isyarat

4.3.3 Blok-blok bersiri

R(S) C1(S) C2(S) C(S) R(S) C(S) = G1. = G2 . = G3 Dengan mendarabkan ketiga-tiga persamaan ini. X X = G1G2G3 Maka = G1G2G3

C1(S) R(S)

C1(S) R(S)

b

b b

e = r1 + r2 - b r2

-

+ + r1

b

C2(S) C1(S)

C(S) C2(S)

C2(S) C1(S)

C(S) C2(S)

C(S) R(S)

1 G1 G2 G3 G1G2G3 =

x

e = r x b r

b

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 53: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /4

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

4.3.4 Blok-blok selari

C = C1 + C2 C = G1R1 + G2R2

R2

C R

+

+ +

+ @

C C R

C2

C1 R1

G1 + G2

G1

G2

G1

G2

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 54: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /5

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA. 1. Apakah kegunaan gambarajah blok dalam sesuatu sistem kawalan.

2. Berikan takrifan rangkap pindah.

3. Nyatakan empat unsur pembanding bagi gambarajah blok.

4. Apakah tujuan titik pengambilan dibina dalam gambarajah blok?

5. Berikan fungsi anak panah dalam sistem kawalan gambarajah blok.

6. Dapatkan rangkap pindah bagi gambarajah berikut.

a)

b)

R3 C3

AKTIVIT AKTIVITI 4A

1 G1 G2 G3 G4

R2

+

+

C

C2

C1 R1 G1

G2

G3

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 55: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /6

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

1. Gambarajah blok boleh digunakan untuk memudahkan kefahaman mengenai

kendalian keseluruhan sesuatu sistem kawalan.

2. Rangkap pindah merupakan nisbah diantara penjelmaan laplace keluaran dengan

penjelmaan laplace masukan.

3. Empat unsur pembanding bagi gambarajah blok.

i. Tolakan (suapbalik negatif)

ii. Campuran (suapbalik positif)

iii. Campuran dan Tolakan

iv. Pendaraban

4. Menunjukkan tempat dimana lebih daripada satu isyarat digunakan.

5. Panah haluan menunjukkan haluan aliran isyarat

6. a) G1G2G3G4

b) C = C1 + C2 + C3

MAKLUM MAKLUMBALAS AKTIVITI 4A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 56: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /7

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

4.3.5 Gambarajah Blok suapbalik

Rajah 4.2 : Gambarajah Blok sistem kawalan gelung tutup suapbalik negatif

4.3.5.1 Terbitan persamaan rangkap pindah blok suapbalik:

Merujuk kepada rajah 4.2: = G1 ………………(a)

Rangkap pindah laluan suapbalik = = H(S) …..(b)

Rangkap pindah gelung buka = = G1H(S) …(c)

C(S) = G1E(S) [daripada (a)]…………(1)

F(S) = H(S)C(S) [daripada (b)]…………(2)

E(S) = R(S) - F(S) [Ralat] ..………..(3)

Gantikan E(S) dalam pers. (3) ke dalam pers. (1);

C(S) = G1[R(S) – F(S)]

C(S) = G1R(S) - G1F(S) ………………(4)

Gantikan F(S) dalam pers. (2) kedalam pers. (4);

C(S) = G1R(S) – G1H(S)C(S).

C(S) + C(S)G1H(S) = G1R(S)

C(S)[1 + G1H(S)] = G1R(S)

Maka Rangkap pindah :

Tahukah anda terdapat 2 jenis blok suapbalik iaitu; i. Suapbalik positif.

ii. Suapbalik negatif.

F(S) E(S)

C(S) E(S)

F(S) C(S)

C(S) R(S)

G1 1 + G1H(S) =

+

-

E(S)

F(S)

R(S) C(S) G1

H(S)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 57: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /8

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

4.3.6 Penukaran bentuk gambarajah blok.

4.3.6.1 Mengubah isyarat ke hadapan.

4.3.6.2 Mengubah isyarat ke belakang.

4.3.6.3 Mengubah cawangan penjumlahan

4.2.6.3.1 Mengubah ke hadapan

4.2.6.3.2 Mengubah ke belakang

4.2.6.4 Menukar blok

r

C C

C C =

r

r r

r G G

1/G

r =

C C

r G G

G

b

C =

b

C r G G

G

C

b

C

b

r r = G G

1/G

= r C

G1

C r 1/G2

1/G1

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 58: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /9

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

4.4 Contoh terbitan persaman rangkap pindah pengolahan gambararajah blok:

4.3.1 Permudahkan gambarajah blok berikut. ab

-

C R G1 + G2

G2H

b

a -

+ C R

G1

G2

H

C R G1 + G2 1

1 + G2H

C R G1 + G2 1 + G2H

C

-

+ R

G1

G2

H G2

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 59: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /10

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Dapatkan rangkap pindah bagi gambarajah blok sistem gelung tutup suap balik positif. 2. Terbitkan persamaan rangkap pindah gambarajah blok kompleks berikut. 3. Dapatkan ringkasan persamaan rangkap pindah bagi gambarajah blok berikut.

+

+

E(S)

F(S)

R(S) C(S)

H(S)

G1

- -

+ C R

H2

G1

H1

G2 G3 G4

C

- -

+ R

G4

G1

H1 H2

G2 G3

AKTIVITI 4B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 60: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /11

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

1.

2. 3.

C(S) R(S) =

G1 1 - G1H(S)

= C(S) R(S)

G1G2G3G4 - G1G4 1 - G1G4H1 + G1G2G3G4H1 - G3G4H2

R C G1G2G3 + G3G4 + G2G3G4H2

1 + G2H2 + G1G2G3H1 + G3G4H1 + G2G3G4H1H2

MAKLUMBALAS AKTIVITI 4B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 61: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /12

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri

ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan. Jika ada

masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba

semoga berjaya !!!

1. Dapatkan terbitan persamaan rangkap pindah C(S) / R(S) bagi gambarajah blok berikut.

a)

b)

c)

C(S)

C(S)

_

+

_ +

R(S)

H3

G1

H2

H1

G2

C(S)

_

+

_ +

R(S)

H3

G1

H2

H1

G2

G3

R(S) _

_

_

_ _ G3 G2 G4

H3 H1

H4 H2

G1

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 62: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 4 /13

PENGENALAN SISTEM KAWALAN UNIT 4

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

a) b)

c)

+ G1G

G1G2G3 + G3 + G1G3H1 + G1G3H2 1 + G1H1 + G1H2 - G1G2H3

C(S R(S)

=

C(S R(S)

G1G2 + 1 + G1H1 + G1H2 1 + G1H1 + G1H2 - G1G2H3

=

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

TAHNIAH !!! KERANA MENCUBA. Teruskan dengan unit selanjutnya

G1G2G3G4 (1 + G2H2)(1 + G3G4H3 + G3G4H4 + G4H4) + G2G3G4H1

= C(S R(S)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 63: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/1

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

Objektif Am

Mengetahui dan Memahami rangkap pindah rangkaian elektrik.

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menakrifkan jelmaan laplace.

A Menentukan jelmaan laplace bagi sesuatu rangkap.

A Menerbitkan persamaan rangkap pindah komponen perintang.

A Menerbitkan persamaan rangkap pindah komponen kapasitor.

A Menerbitkan persamaan rangkap pindah komponen induktor.

A Menerbitkan persamaan rangkap pindah Litar Siri RLC.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 64: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/2

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.0 Pengenalan

Penjelmaan laplace adalah suatu alat bagi menjelmakan sesuatu fungsi dalam

domain masa (t) ke domain ulangan(S) iaitu pembolehubah komplek atau

pengendalian laplace.

Penjelmaan laplace suatu rangkap masa f(t) diberi oleh persamaan:

∫ )]([ tf = F(S) = dtetf st∫∞ −

0)(

dimana F(S) = jelmaan laplace untuk )(tf

s = pembolehubah kompleks

= σ + jw

nyata + khayal

)(tf = persamaan yang menunjukkan satu rangkaian bagi

sebarang isyarat atau rangkap

e-st = faktor komplek.

∫ = simbol untuk operasi jelmaan laplace transform ke atas f(t)

5.1 Penentuan jelmaan laplace bagi rangkap-rangkap atau isyarat mudah. 5.1.1 Isyarat langkah unit (unit step)

[ ]∫ )(tf = F(S) = dtetf st∫∞ −

0)(

= ∫∞ −

οdtetu st)(

= ∫∞ −

ο)(1 tde st

= ][ ∞−− οsste /

= ][ ∞−− οstes/1

= -1/s[e- ∞ -eo ]

= -1/s[0 – 1]

= 1/s.

0

f(t)

t

u(t) = 1 t ≥ 0 u(t) = 0 t < 0

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 65: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/3

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.1.2 Isyarat Tanjakan (unit Ramp)

[ ]∫ )(tf = F(S) = dtetf st∫∞ −

0)(

= ∫∞ −

ο)(tdte st

= [ ] [ ][ ]∞−− −−− οdteet sstsst 1//

= [ ] [ ][ ]∞−− +− οdteest sstst // = [ ] [ ][ ][ ]∞−− −+− ο

stst esest 2/1/

= [ ][ ]∞−− +− οstst estes /1/1

= -1/s [ (∞) e- s[∞] + 1/s [e-∞ ] – [ 0 + 1/s[e0 ]] = -1/s [[0 + 0] – [0 + 1/s]] = -1/s [-1/s] = 1/s2.

0 t

f(t)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 66: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/4

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.1.3 Isyarat sinus f(t) = sin wt

0

[ ]∫ )(tf = F(S) = dtetf st∫∞ −

0)(

= ∫∞ −

οω dtte stsin

= [ ] dteeej sttjtj −∞ −∫ −ο

ωω2/1

= [ ]dteej tjstjs∫∞ +−−− −

ο

ωω )()(2/1

= [ ] [ ][ ]∞+−−− ++−− οωω ωω tjstjs ejsejsj )()( /1/12/1

= 1 - 1 [0] + 1 [0] _ - 1 [e0] + 1 [e0] 2j [ s - jω ] [ s + jω ] [ s - jω ] [ s + jω]

= 1 1 [1] - 1 [1] 2j [ s - jω ] [ s + jω ]

= 1 s + jω - s + jω 2j [s – jω][s + jω]

= 1 2jω

2j s2 + ω2

= ω s2 + ω2

f(t)

1

t

[ ]

Menurut formula Eula’s sin ωt = 1 [ejωt – e-jωt] 2j

] [

[ ]

[ ] [ ]

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 67: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/5

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.1.4 Isyarat kosinus f(t) = kos ωt 0

[ ]∫ )(tf = F(S) = dtetf st∫∞ −

0)(

= ∫∞ −

οω dttekos st

= [ ] dteee sttjtj −∞ −∫ +ο

ωω2/1

= [ ] [ ][ ]dtee tjstjs∫∞ +−−− +

ο

ωω2/1

= [ ] [ ] [ ] [ ][ ]∞+−−− +−−− οωω ωω tjstjs ejsejs /1/12/1

= 1 - 1 [0] - 1 [0] _ - 1 [e0] - 1 [e0] 2 [ s - jω ] [ s + jω ] [ s - jω ] [ s + jω]

= 1 1 [1] + 1 [1] 2 [ s - jω ] [ s + jω ]

= 1 s + jω + s - jω 2 [s – jω][s + jω]

= 1 2s

2 s2 + ω2

= s s2 + ω2

f(t)

[ ]

Menurut formula Eula’s sin ωt = 1 [ejωt + e-jωt] 2

] [

[ ]

[ ] [ ]

t

1

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 68: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/6

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Berikan takrifan penjelmaan laplace.

2. Selesaikan jelmaan laplace untuk rangkap-rangkap f(t) berikut:

i) f(t) = sin at

ii) f(t) = kos at

iii) f(t) = 3 sin ωt

iv) f(t) = 4 kos ωt

3. Nyatakan penjelmaan laplace suatu rangkap masa f(t) dalam bentuk persamaan

matematik.

AKTIVITI 5A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 69: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/7

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

1. Penjelmaan laplace adalah suatu alat bagi menjelmakan sesuatu fungsi dalam

domain masa (t) ke domain ulangan(S) iaitu pembolehubah komplek atau

pengendalian laplacean.

2.

i) a s2 + a2 ii) s s2 + a2 iii) 3ω s2 + ω2 iv) 4s s2 + ω2

3. ∫ )]([ tf = F(S) = dtetf st∫∞ −

0)(

MAKLUMBALAS AKTIVITI 5A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 70: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/8

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.2 Terbitan Rangkap Pindah Rangkaian Elektrik

Tahukah anda beberapa peranti bagi litar elektrik terdiri daripada perintang, peraruh

dan pemuat(kapasitor). Penggunaan Hukum Kirchoff arus dan voltan adalah berguna

dalam menghuraikan litar elektrik dan rangkaian elektrik.

5.2.1 Perintang 5.2.2 Peraruh

5.2.3 Pemuat (kapasitor) Vc(t) = 1 ? id(t) C

i(t) R

V(S)

I(S)

VR(t)

VR(t) = Ri(t) VR(S) = R I(S)

V(S) 1/R

I(S) R

C

L i(t) I(S)

V(S) VL(t)

VL(t) = Ldi(t) dt VL(S) = LS I(S)

V(S) 1/LS

I (S) LS

Rangkap Pindah

q = ?idt = CVc

V(S) VC(t)

i(t)

Vc(S) = 1 I(S) CS

I(S) 1/CS

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 71: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/9

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.2.4 Litar Siri RLC

C C Menurut hukum Kirchoff.

V(t) = i(t)R + L di(t) + 1 ? idt dt C V(S) = I(S)R + LSI(S) + 1 I(S) CS = I(S) R + LS + 1 CS = I(S) RCS + LCS2 + 1 CS

Maka rangkap pindah : V(S) = RCS + LCS2 + 1

(gelung buka) I(S) CS

L i(t) R

V(t)

V(S) I(S) RCS + LCS2 + 1

CS

] [

] [

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 72: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/10

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

5.3 Contoh-contoh terbitan persamaan rangkap pindah litar RLC (a)

Vi(S) = [ R + 1/ CS] I(S)

Vo(S) = 1 I(S) CS Maka rangkap pindah = Vo(S) = 1 / CS Vi(S) [ RCS + 1] / CS = 1

1 + RCS (b) Vi(S) = [ R + 1/CS ] I(S) Vo(S) = I(S)R Maka rangkap pindah = Vo(S) = R Vi(S) [RCS + 1]/ CS = RCS 1 + RCS

Vi(S) Vo(S)

R I(S)

C

I(S) C

R Vi(S) Vo(S)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 73: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/11

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Dapatkan rangkap pindah I(S) / V(S) bagi litar berikut.

a. Perintang .

b. Peraruh .

c. Pemuat

2. Dapatkan rangkap pindah Vo(S) / Vi(S) bagi gambarajah litar RLC berikut.

a.

b.

L I(S)

C

R

Vi(S) Vo(S)

AKTIVITI 5B

L I(S)

C

R

Vi(S)

Vo(S)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 74: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/12

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

1) (a)

I(S) = 1 V(S) R

(b) I(S) = 1 V(S) LS

(c) I(S) = CS V(S)

2) a. Vo(S) = 1 Vi(S) RCS + LCS2 + 1

b. Vo(S) = LS Vi(S) RCS + LCS2 + 1

MAKLUMBALAS AKTIVITI 5B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 75: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/13

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian kendiri

ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan. Jika ada

masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda. Selamat mencuba

semoga berjaya !!!

1. Dapatkan rangkap pindah Vo(S) / Vi (S) bagi rajah berikut;

(a) (b)

I(S)

L

Vi(S) Vo(S)

R2

C2

R1

C1

I(S)

L

Vi(S)

Vo(S)

R2

C2

R1

C1

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 76: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT5/14

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 5

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

(a) Vo(S) = (R2C2S + 1)(R1C1S + 1) Vi(S) LSR1C1SC2S + C2S + R1C2S + (R1C1S + 1)(R2C2S + 1)

(b) Vo(S) = R1C2S Vi(S) [(R1C2S + (R1C1S + 1)(1 + LSC2S + R2C2S)]

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

TAHNIAH !!! Jika anda telah mengetahui dan memahami teruskan dengan unit Selanjutnya. Jika tidak ulangi unit tersebut.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 77: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /1

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

Objektif Am

Mengetahui dan memahami rangkap pindah pemacu motor arus terus (a.t.).

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menerbitkan rangkap pindah Sistem Gelung Buka Kawalan Medan motor AT.

A Menerbitkan rangkap pindah Sistem Gelung Tutup Kawalan Angkir motor AT.

A Menerbitkan rangkap pindah Sistem Gelung Tutup.

A Menyelesaikan rangkap pindah pemacu motor AT.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 78: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /2

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

6.0 Pengenalan

Tahukah anda bagaimana rangkap pindah digunakan dalam sistem kawalan pemacu

motor AT? Mari kita sama – sama perhatikan penerbitan rangkap pindah dalam

sistem kawalan motor AT.

Rangkap pindah merupakan nisbah diantara penjelmaan laplace keluaran dengan

penjelmaan laplace masukan dalam sesuatu sistem kawalan.

6.1 Terbitan Rangkap pindah Pemacu Motor AT

6.1.1 Contoh Sistem Gelung Buka

Dapatkan rangkap pindah ωm(S)/Ef(S) bagi sistem kawalan motor AT

dalam rajah 6.1 berikut. Penjana yang dipandu pada laju malar

menghasilkan voltan motor. Motor bersifatekun (J).

Rajah 6.1: Sistem Kawalan Gelung Buka

Penyelesaian:

(i) Litar medan :

Ef(t) = RfIf + Lf dIf/dt

Laplacekan:

Ef(S) = RfIf(S) + LfSIf(S)

= If(S) [ Rf + LfS]

If(S) = Ef(S)/ [ Rf + LfS ]

If(S) = 1

Ef(S) Rf + LfS

Ig

J

If

Lfm

Rfm Rg Lg

Eg Lf

Rf

Ef ωm

Ef(S) If(S) 1 Rf + LfS

INPUT

M G

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 79: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /3

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

(ii) Litar janakuasa

Eg(t) = LgdIg + RgIg + RfmIg + Lfm dIg

dt dt

Laplacekan:

Eg(S) = LgSIg(S) + RgIg(S) + RfmIg(S) + LfmSIg(S)

Eg(S) = Ig(S) [ Rg + Rfm + LgS + LfmS ]

Ig(S) = 1

Eg(S) Rg + Rfm + LgS + LfmS

(iii) Litar berkadaran

Eg α If

Eg = KgIf

Laplacekan:

Eg(S) = KgIf(S) [ dimana Kg adalah pemalar kadaran]

(iv) Litar berkadaran dikeluaran

Tm α Ig

Tm = KmIg

Laplacekan:

Tm(S) = KmIg(S) [dimana Km adalah pemalar kadaran]

Eg(S) Ig(S) 1 Rg + Rfm + S [Lg + Lfm ]

Tm(S) = Km Ig(S)

If(S) Kg

Eg(S)

Ig(S) Tm(S) Km

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 80: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /4

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

(v) Dayakilas beban di keluaran

TL = J dωm(t)

dt

Laplacekan:

TL(S) = JSωm(S)

TL(S) = TM(S) = JSωm(S)

[ dayakilas beban adalah sama dengan dayakilas motor]

Rangkap pindah = ωm(S)

Ef(S)

KgKm

JS[Rf + SLf ][Rg + Rfm + S[Lg + Lfm]

ωm(S) Tm(S)

Ig(S)

Eg(S)

If(S)

Ef(S)

=

Kg

Km 1 Rf + SLf

1 Rg + Rfm + S(Lg + Lfm)

1 JS

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 81: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /5

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

6.1.2 Kawalan Medan Motor AT

Bagi kawalan angkir litar dibekalkan dengan arus angkir yang tetap.

Oleh itu ia(t) adalah arus yang tetap

φ α if(t) [ fluk berkadar terus dengan arus medan if(t) ]

Maka φ = Kfif(t) [ dimana Kf adalah pemalar bagi medan motor]

J adalah sifatekun (inertia) dan f adalah geseren

Rajah 6.2: Sistem Kawalan Medan

beban

Ia(t) La Ra

θ f Tm

If(t)

Lf

Rf

Vf(t)

J

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 82: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /6

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

(i) Litar medan

Vf(t) = if(t)Rf + Lfdif(t)/dt

Laplacekan:

Vf(S) = RfIf(S) + LfSIf(S)

= If(S)[ Rf + LfS]

If(S) = Vf(S)/[Rf + LfS] …………………….(1)

(ii) Dayakilas motor(τm)

τm α φ dan ia(t)

τm = Kmφia(t) [dimana km adalah pemalar kadaran]

τm = Km[Kfif(t)]ia(t)

τm = [KmKf ia(t)]if(t)

Laplacekan:

τm(S) = [KmKfIa(t)]If(S)

= [KIf(S)……………(2) (dimana K = KmKfIa(t) adalah pemalar)

(iii) Dayakilas Beban (τL)

τL(t) = Jmd2φ (t) + fdφ (t)

dt2 dt

Laplacekan:

τL(s) = JS2φ (s) + fsφ (s)

= [JS2 + fS] φ (s) ……………………..(3)

Juga τL(s) = τm(s) + τd(s) [dayakilas motor adalah sama dengan dayakilas beban]

Dengan menganggapkan τd = 0 [Td adalah dayakilas gangguan dan boleh diabaikan]

Maka τL(s) = τm(s)

JS2φ (s) + fSφ (s) = KmIa(s)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 83: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /7

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

Daripada pers.(1) : τm(S) = KIf(S)

τm(S) = KVf(S)/[Rf + LfS]

Oleh kerana τm(S) = τL(S)

Maka ( JS2 + fS) θ(s) = KmVf(S)

Rf + LfS

Rangkap pindah: G(s) = φ (S) = K

Vf(S) [Rf + LfS][JS2 + fS)

φ (S) = K

Vf(S) S[Rf + LfS][JS + f)

Rangkap pindah keseluruhan:

Rajah blok:

τd(s)

Pemalar Beban kelajuan

Vf(s) τm(s) τL(s)

Di susun semula akan rangkap pindah(G(S):

G(S) = φ (S) = K

Vf(S) S[Rf + LfS)(JS + f)

= K

[S[Rf[ 1 + LfS]]f [ JS + 1]]

Rf f

= K

SfRf ( 1 + Sτf )(1 + SτL)

φ(S)

Vf(S)

KEDUDUKAN KELUARAN

VOLTAN MEDAN (MASUKAN)

K S[Rf + LfS][JS + f)

+ ω(S) If(S) φ (s)

1

Rf + SLf 1 . JS + f

K 1 S

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 84: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /8

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

Dimana τf = Lf - pemalar masa medan motor

Rf

τL = J - pemalar masa beban motor

f

dan biasanya τL > τf

6.1.3 Kawalan angkir

Bagi kawalan angkir motor AT arus medan if(t) adalah tetap dan arus

angkir adalah berubah.

Rajah 6.3: Sistem Kawalan Angkir

If(t) = tetap

φ

Vb

f

τm

Ia(t) La Ra

Va

J

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 85: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /9

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

(i) Litar angkir;

Va = ia(t)Ra + Ladia(t) + Vb

dt

Laplacekan:

Va(S) = Ra Ia(S) + SLaIa(S) + Vb(S)

Maka Va(S) = (Ra + Sla)Ia(S) + Vb(S) …………………….(1)

Dimana Vb adalah dge balas oleh litar angkir dan berkadar terus dengan

kelajuan motor(φ).

Vb α kelajuan motor

Maka Vb(S) = KmSφ (s) dimana Km adalah pemalar kadar.

Masukkan nilai Vb(S) kedalam pers. (2).

Va(s) = (Ra + Sla)Ia(s) + KmSφ (s) …………………….(2)

(ii) Dayakilas motor

τm α φ dan if(t)

τm = Kmφia(t)if(t) [dimana km adalah pemalar kadaran]

τm = Km[Kfif(t)]ia(t)

τm = Kia(t) (dimana K = KmKfIf adalah pemalar)

Laplacekan:

τm(s) = = KIa(s) …………(3)

(iii) Dayakilas beban(τL)

τL(t) = Jmd2φ (t) + fdθ(t)

dt2 dt

τL(s) = JS2φ (s) + fsφ (s) ……………………..(4)

Juga τL(s) = τm(s) + τd(s)

Dengan menganggapkan τd = 0

Maka τL(s) = τm(s)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 86: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /10

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

JS2φ (s) + fSφ (s) = KIa(s)

Maka Ia(s) = ( JS2 + fS)φ (s) …………………….(5)

K

Masukkan pers. (5) ke dalam pers. (3)

Va(s) = (Ra + Sla) ( JS2 + fS) φ(s) + KmSφ (s)

K

Rangkap pindah: G(s) = φ(s) = K

Va(s) S[(Ra + SLa)(JS + f) + KKm]

Gambarajah blok:

Angkir Td(s) Beban

Va(s) Tm(s) TL(s)

Vb

(Tacho meter sebagai komponen suapbalik)

Di susun semula akan rangkap pindah:

G(s) = θ(s) = K

Va(s) S[Ra(SLa + 1)(SJ + 1)f + KKm]

Ra f

= K

S[Raf(Sτa + 1)(SτL + 1) + KKm]

Dimana τa = La - pemalar masa angkir

Ra

τL = J - pemalar masa motor

f

-

θ(s) K

Ra + SLa 1

S(JS + f)

SKm

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 87: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /11

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Terbitkan rangkap pindah sistem gelung buka kawalan motor at berikut.

2. Terbitkan rangkap pindah sistem kawalan medan motor at.

3. Terbitkan rangkap pindah sistem kawalan angkir motor at.

AKTIVITI 6A

Ig

J

If

Lfm

Rfm Rg Lg

Eg Lf

Rf

Ef ωm

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 88: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /12

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

1. Rangkap pindah = ωm(S)

Ef(S)

KgKm

[Rf + SLf ][Rg + Rfm + S[Lg + Lfm]]JS

2. G(S) = φ(S) = Km

Vf(S) S[Rf + LfS)(JS + f)

3. G(s) = φ(s) = K

Va(s) S[(Ra + SLa)(JS + f) + KKm]

MAKLUMBALAS AKTIVITI 6A

=

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 89: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /13

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Buktikan rangkap pindah sebuah motor sistem gelung buka kawalan angkir

adalah :

φ (s) = Km .

Va(s) S[Raf(Sτa + 1)(SτL + 1) + KmKb]

2. Buktikan rangkap pindah sebuah motor sistem gelung buka kawalan medan

adalah :

G(S) = φ(S) = Km

Vf(S) S[Rf + LfS)(JS + f)

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 90: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /14

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1. (i) Litar medan

Vf(t) = if(t)Rf + Lfdif(t)/dt

Laplacekan:

Vf(S) = RfIf(S) + LfSIf(S)

= If(S)[ Rf + LfS]

If(S) = Vf(S)/[Rf + LfS] …………………….(1)

(ii) Dayakilas motor

Tm α φ dan ia

Tm = Kmθia [ km = pemalar kadar]

Tm = KmKfifia

Laplacekan:

Tm(S) = [KmKfIa]If(S)

= [KIf(S)………………(2) (dimana K = KmKfIa adalah pemalar)

(iii) Dayakilas Beban (TL)

TL(t) = Jmd2φ (t) + fdθ(t)

dt2 dt

Laplacekan:

TL(s) = JS2φ (s) + fsφ (s)

= [JS2 + fS]φ (s) ……………………..(4)

Juga τL(s) = τm(s) + τd(s) [dayakilas motor adalah sama dengan dayakilas beban]

Dengan menganggapkan τd = 0 [Td adalah dayakilas gangguan dan boleh diabaikan]

Maka τL(s) = τm(s)

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 91: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /15

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

JS2φ (s) + fSφ (s) = KmIa(s)

Daripada pers.(1) : τm(S) = KmIf(S)

τm(S) = KmVf(S)/[Rf + LfS]

Oleh kerana τm(S) = τL(S)

Maka ( JS2 + fS) φ (s) = KmVf(S)

Rf + LfS

Rangkap pindah: G(s) = φ (S) = K

Vf(S) [Rf + LfS][JS2 + fS)

φ (S) = K

Vf(S) S[Rf + LfS][JS + f)

2. Arus medan if(t) adalah tetap dan arus angkir adalah berubah

(i) Dayakilas motor

τm(s) = KmKfIf(s)Ia(s)

= (KmKfIf)Ia(s)

= KmIa(s) ………………………………………(1)

(ii) Litar angkir;

Va = iaRa + iaLa + Vb

Laplacekan:

maka Va(s) = (Ra + Sla)Ia(s) + Vb(s) …………………….(2)

φ

If = tetap

Vb

f

Tm

ia La Ra

Va

J

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 92: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 6 /16

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 6

Vb α kelajuan motor

Maka Vb(s) = KmSφ (s) dimana Km adalah pemalar kadar.

Masukkan nilai Kb kedalam persamaan. (2).

Va(s) = (Ra + Sla)Ia(s) + KbSφ (s) …………………….(3)

(iii) Dayakilas beban(TL)

τL(t) = Jmd2φ (t) + fdφ (t)

dt2 dt

τL(s) = JS2φ (s) + fs(s) ……………………..(4)

Juga τL(s) = τm(s) + τd(s)

Anggapkan τd = 0

Maka τL(s) = τm(s)

JS2θ(s) + fSθ(s) = KmIa(s)

Maka Ia(s) = ( JS2 + fS) φ(s) …………………….(5)

Km

Masukkan pers. (5) ke dalam pers. (3)

Va(s) = (Ra + Sla) ( JS2 + fS) θ(s) + KmSθ(s)

K

Rangkap pindah: G(s) = θ(s) = K

Va(s) S[(Ra + SLa)(JS + f) +KKm]

TAHNIAH!!!

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 93: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /1

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

Objektif Am

Mengetahui dan memahami kaedah kawalan PID (Proportional, Integral dan

Derivative ).

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menjelaskan kebaikan Kawalan PID.

A Melakarkan rajah skematik PID.

A Menerangkan prinsip operasi kawalan.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 94: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /2

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

7.0 Pengenalan

Apakah maksud sebenar PID dan kelebihannya dalam sistem kawalan motor

a.t.? Maksud sebenar PID (proportional, integral and derivative) ialah satu sistem

kawalan yang memberi isyarat lebih baik jika berlaku perubahan yang mendadak pada

motor a.t. Kelebihannya ialah sebarang kalajuan mendadak yang berlaku pada sistem

ini dapat dikesan dengan lebih tepat.

7.1 Kestabilan Sistem Kawalan PID

Rajah 7.1: Sistem Kawalan PID

ωR

KELAJUAN RUJUKAN

INPUT

ωm

-

- + +

Ia

PEMUAT PENGHAD ARUS

PENJANA RAMP

ISYARAT ARUS

PENGAWAL ARUS

TACHO GENERATOR

PENUKAR MEDAN

Litar Pemacu

PENUKAR

Pengubah Arus

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 95: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /3

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

7.1.2 Operasi Litar

Kelajuan motor AT akan dilaraskan merujuk kepada bahagian kelajuan

rujukan sistem. Kelajuan ini akan melalui penjana ramp yang bertujuan untuk

memberi isyarat yang lebih baik sekiranya berlaku perubahan kelajuan yang secara

tiba-tiba(mendadak). Selisih isyarat(error signal) dari pembanding(comparator) akan

memasuki ke pemuat penghad am bagi menghadkan masukan arus. Selanjutnya

selisih isyarat ini dibandingkan pula dengan isyarat arus meter melalui pengubah arus

dan pemuat isyarat arus. Keluaran arus dari pembanding ini dikawal untuk litar

pemacu yang akan mengawal sudut picuan pemacu penukar yang akan mengawal

voltab angkir, Va dan arus angkir,Ia motor AT. Semua kawalan ini dapat dilakukan

oleh kawalan PID.

7.1.3 Kebaikan Kawalan PID

1. Sebarang kalajuan mendadak yang berlaku pada sistem ini dapat dikesan

dengan lebih tepat.

2. Mempunyai selisih isyarat yang kecil iaitu lebih kurang 1%

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 96: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /4

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Nyatakan fungsi penjana ramp dalam kawalan kelajuan PID.

2. Lebelkan bahagian blok kawalan PID di bawah.

AKTIVITI

ω

∼ I

ARUS

c………..

b………… GENERA

a……… MEDA

e…...

-

- ++

ω

d……..

∼ ∼

∼ f…….

g…..

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 97: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /5

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

1. Untuk memberi isyarat yang lebih baik jika berlaku perubahan kelajuan.

2. a. Penukar Medan

b. Tacho Generator

c. Pengawal Arus

d. Penjana Ramp

e. Litar Pemacu

f. Isyarat Arus

g. Penukar

MAKLUMBALAS AKTIVITI 7A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 98: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /6

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Dengan bantuan rajah skematik, huraikan operasi kawalan PID.

2. Nyatakan kebaikan sistem kawalan PID jika dibandingkan dengan sistem

kawalan yang lain.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 99: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /7

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1.

Rajah skematik Sistem Kawalan PID

ωm

-

- +

+

Ia

ωR PEMUAT PENGHAD ARUS

PENJANA RAMP

ISYARAT ARUS

PENGAWAL ARUS

TACHO GENERATOR

PENUKAR MEDAN

Litar Pemacu

PENUKAR

KELAJUAN RUJUKAN

∼ ∼

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 100: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 7 /8

KAWALAN GELUNG TUTUP UNIT 7

Operasi Litar

Kelajuan motor AT akan dilaraskan merujuk kepada bahagian kelajuan

rujukan sistem. Kelajuan ini akan melalui penjana ramp yang bertujuan untuk

memberi isyarat yang lebih baik sekiranya berlaku perubahan kelajuan yang secara

tiba-tiba(mendadak). Selisih isyarat(error signal) dari pembanding(comparator) akan

memasuki ke pemuat penghad am bagi menghadkan masukan arus. Selanjutnya

selisih isyarat ini dibandingkan pula dengan isyarat arus meter melalui pengubah arus

dan pemuat isyarat arus. Keluaran arus dari pembanding ini dikawal untuk litar

pemacu yang akan mengawal sudut picuan pemacu penukar yang akan mengawal

voltab angkir, Va dan arus angkir,Ia motor AT. Semua kawalan ini dapat dilakukan

oleh kawalan PID.

2. Kebaikan Kawalan PID

a. Sebarang kalajuan mendadak yang berlaku pada sistem ini dapat dikesan

dengan lebih tepat.

b. Mempunyai isyarat selisih yang kecil iaitu lebih kurang 1%

TAHNIAH !!! KERANA MENCUBA. Teruskan dengan unit Selanjutnya

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 101: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /1

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

Objektif Am

Mengetahui dan memahami prinsip kawalan elektronik

terhadap motor arus terus (a.t.).

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menjelaskan prinsip kawalan penukar separuh gelombang.

A Menjelaskan prinsip kawalan penukar gelombang penuh.

A Menjelaskan prinsip kawalan separuh penukar (Semiconverter).

A Menjelaskan prinsip kawalan penukar penuh.

A Menjelaskan prinsip kawalan dua penukar.

A Melakarkan gambarajah litar kawalan kelajuan sukuan pertama.

A Menjelaskan operasi litar kawalan kelajuan sukuan pertama.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 102: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /2

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.0 Pengenalan

Mungkin anda tidak mengetahui kawalan penukar. Oleh itu marilah kita sama -

sama merujuk kepada takrifan berikut. Antara kelebihan motor At ialah ianya boleh

dikendalikan dalam berbagai mod operasi seperti motor, penjana, pembrekan dan

boleh berfungsi pada berbagai nilai kelajuan dan dayakilas. Keperluan bagi menukar

arah putaran motor AT boleh dilakukan dengan menukar arah arus amatur merujuk

kepada medan magnet atau sebaliknya. Dengan menukar kedua-dua parameter ini

motor akan berputar pada arah yang sama semula.

8.1 Kawalan Penukar

Keperluan untuk menukar arah putaran motor AT boleh dilakukan dengan

menukar arah arus angkir merujuk kepada medan magnet atau sebaliknya. Dengan

menukar kedua-dua parameter ini motor akan berputar pada arah yang sama semula.

Adalah lebih praktikal bagi menukar arah arus angkir dari arah arus medan kerana

gelung medan adalah lebih induktif dan menyimpan banyak tenaga. Kawalan ini

dikenali sebagai Kawalan Penukar. Rajah 8.1 menunjukkan penggunaan kawalan

penukar dalam sesuatu kawalan litar.

AU AT

Rajah 8.1 Penukar dalam bentuk rajah blok Cara kawalan :

1. Kawalan tidak terkawal (diod, transistor)

2. Kawalan terkawal (SCR, Triak)

Penukar (penerus)

AU : AT(1θ / 3θ)

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 103: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /3

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.1.1 Kawalan tidak terkawal

Kawalan tidak terkawal ini boleh dikategorikan kepada 2 jenis iaitu :

1. Penukar separuh gelombang.

2. Penukar Gelombang Penuh

8.1.1.1 Penukar separuh gelombang.

Rajah 8.2 Penukar separuh gelombang

Tahukah anda komponen penyuisan terdiri daripada

SCR, UJT, MOSFET,TRANSISTOR, TRIAK,DIOD.

D1

M-

+

MG1

12

VAC 12

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 104: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /4

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.1.1.2 Penukar Gelombang Penuh

D1

D2

T21 5

6

4 8

M-

+

MG1

12

VAC

12

Rajah 8.3 : Penukar Gelombang Penuh

8.1.2 Kawalan boleh dikawal 8.1.2.1 Penukar ½ gelombang 1θ

M-

+

MG1

12

Q1

VAC

12

Rajah 8.4 Penukar ½ gelombang 1θ

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 105: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /5

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.1.1.2 Separuh Penukar 1θ

M-

+

MG1

12

Q1 Q2

D1 D2

VAC1

2

Rajah 8.5 Separuh Penukar 1θ 8.1.2.3 Penukar penuh 1θ

M-

+

MG1

12

Q1

Q2

Q3

Q4

VAC 12

L1

Rajah 8.6 Penukar penuh 1θ

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 106: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /6

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.1.2.4 Dua Penukar

M-

+

MG1

12

Q1

Q4Q2

VAC

12

Q3

R1

Q6

Q7Q5

VAC

12

Q8

L1

La

L2

Rajah 8.7 Dua Penukar 8.2 Hubungan Dayakilas Dan Kelajuan Motor At

Rajah 8.8 Hubungan Dayakilas Dan Kelajuan Motor At

Kelajuan(rpm)

Dayakilas(Nm)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 107: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /7

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.3 Kawalan sukuan pertama

Litar pemenggal(chopper) digunakan sebagai mengawal kawalan sukuan

pertama. Komponen-kmponen(transistor) digunakan bagi menghidupkan dan

mematikan litar pada kadaran 10 KHz untuk memastikan arus armatur yang

berterusan. Kelajuan dan voltan armature purata ditentukan oleh masa “on”

berbanding dengan masa “off’ gelombang pemodulatan lebar denyut pulse width

modulated(PWM) voltan armature. Kawal kitar kerja(duty cycle) secara tidak

langsung mengawal arus dan voltan armature dan perubahan arus adalah linar.

Kawalan ini adalah kawalan sukuan pertama kerana beban bertindak sebagai motor

dan berputar pada satu arah sahaja. Dayakilas juga terjana pada satu arah pusingan

sahaja. Arah voltan dan arus motor tidak boleh bertukar.

8.3.1 Rajah Litar dan gelombang keluaran

E

Ib

E

Q1

1

2 3

D1 Ra

M-

+

12

La

Rajah 8.9 Litar Kawalan sukuan pertama

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 108: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /8

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

8.10 Gelombang keluaran litar Kawalan sukuan pertama

E

Va

Imax Imin

Ia

Ia

Io

t

t

t

t

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 109: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /9

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Nyatakan 6 jenis komponen yang digunakan sebagai komponen penyuisan

dalam kawalan penukar.

2. Nyatakan 2 jenis kawalan penukar

3. Berikan takrifan kawalan penukar.

4. Lukiskan rajah penukar separuh gelombang jenis kawalan tidak terkawal.

5. Lukiskan rajah penukar separuh penukar satu fasa.

AKTIVITI 8

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 110: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /10

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

1. Komponen tersebut iaitu SCR,UJT, MOSFET, TRANSISTOR, TRIAK ,DIOD.

2. Kawalan tidak terkawal.

Kawalan terkawal.

3. Kawalan yang dapat menukarkan arus masukan ulangalik kepada arus terus.

4.

M-

+

MG1

12

Q1 Q2

D1 D2

VAC

12

MAKLUMBALAS AKTIVITI 8

D1

M-

+

MG1

12

VAC 12

5.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 111: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /11

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Dengan bantuan rajah litar skematik dan gelombang, terangkan operasi kendalian

kawalan motor AT pada sukuan yang pertama.

2. Lukiskan graf hubungan dayakilas dan kelajuan motor AT.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 112: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /12

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1. Litar pemenggal(chopper) digunakan sebagai mengawal kawalan sukuan

pertama. Komponen-kmponen(transistor) digunakan bagi menghidupkan dan

mematikan litar pada kadaran 10 KHz untuk memastikan arus armatur yang berterusan.

Kelajuan dan voltan armature purata ditentukan oleh masa “on” berbanding dengan

masa “off’ gelombang pemodulatan lebar denyut pulse width modulated(PWM) voltan

armature. Kawal kitar kerja(duty cycle) secara tidak langsung mengawal arus dan voltan

armature dan perubahan arus adalah linar. Kawalan ini adalah kawalan sukuan pertama

kerana beban bertindak sebagai motor dan berputar pada satu arah sahaja. Dayakilas

juga terjana pada satu arah pusingan sahaja. Arah voltan dan arus motor tidak boleh

bertukar.

E

Ib

E

Q1

1

2 3

D1 Ra

M-

+

12

La

Mm MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 113: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 8 /13

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 8

Gelombang keluaran litar Kawalan sukuan pertama

2. Hubungan Dayakilas Dan Kelajuan Motor At

Kelajuan(rpm)

Dayakilas(Nm)

TAHNIAH !!! KERANA MENCUBA. Teruskan dengan Unit Selanjutnya

E

Va

Imax

Imin

Ia

Ia

Io

t

t

t

t

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 114: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /1

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

Objektif Am

Mengetahui dan Memahami dan prinsip kawalan dua sukuan terhadap motor arus

terus (a.t.).

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Melakarkan litar pembalikkan medan.

A Melakarkan litar pembalikkan angkir.

A Menerangkan operasi litar pembalikkan medan.

A Menerangkan operasi litar pembalikkan angkir.

A Menerangkan prinsip litar kawalan dua sukuan dua penukar.

A Menerangkan prinsip litar kawalan dua sukuan - dua penukar dengan arus pusar.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 115: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /2

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

9.0 Pengenalan

Kawalan dua sukuan ialah satu kawalan litar yang direkabentuk dengan

Motor AT bertindak sementara sebagai penjana. Kawalan ini bertujuan untuk

mengawal dayakilas motor iaitu dengan menggunakan kaedah pembalikan

medan ( meningkatkan dayakilas ) dan pembalikan angker ( mengurangkan

dayakilas ).

9.1 Kawalan Dua Sukuan – Pembalikan Medan (field reversal)

VfVfVsVs

Ra

Rf

M-

+1

2

La

Lf

Rajah 9.1 : kawalan motor dengan pembalikan medan

Dalam kawalan ini litar direkabentuk dengan motor bertindak sementara sebagai

penjana dengan dayakilas positif. Merujuk kepada rajah di atas, ketika ini Ed lebih

kecil daripada Eo dan penukar bekerja sebagai penyongsang( inverter). Arus Id akan

mengalir dalam arah berlawanan dan berkurangan terhadap masa.Apabila sudut

picuan dilaraskan, Ed lebih besar daripada Eo, Id masih lagi sifar dan motor belum

berputar. Dengan mengubah polariti arus medan If menjadi kepada positif, maka arus

Id akan mengalir dan seterusnya akan menguja voltan Eo dan penukar bekerja sebagai

penerus.

-

+

Ed

Eo

Ia If

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 116: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /3

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

9.2. Kawalan Dua Sukuan – Pembalikan angkir (armature reversal)

VfVf

Ra

Rf

M-

+

12

VAC

12

SW1

12

SW21 2

La

Lf

Rajah 9.2 : kawalan motor dengan pembalikan angkir

Dalam kes ini pembalikan angkir mengantikan pembalikan medan. Ini

memerlukan suis pembalikan kela juan tinggi direkabentuk supaya dapat membawa

arus angkir yang tinggi. Sistem kawalan ini disusunatur supaya penyuisan berlaku

hanya apabila arus angkir bersamaan kosong. Merujuk kepada aruhan yang rendah,

angkir boleh dibalikkan dalam masa 150 ms iaitu kira-kira 10 kali lebih laju daripada

pembalikan medan. Pertukaran polariti menyebabkan arah arus angkir bertukar arah

menjadi negatif dan seterusnya berkurangan. Sudut picuan penukar dilaraskan supaya

voltan angkir menjadi negatif. Arus Id akan berkurangan walaupun motor masih lagi

berputar. Apabila voltan Ed > Eo, motor tidak berputar kerana arus angkir, Id masih

lagi kosong.

+

-

Ed

Eo

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 117: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /4

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Nyatakan DUA jenis kaedah pembalikan di dalam Kawalan Dua

Sukuan untuk mengawal dayakilas motor.

2. Nyatakan tujuan kawalan dua sukuan dengan pembalikan medan.

3. Lukiskan rajah litar kaedah kawalan pembalikan angkir.

AKTIVITI 9A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 118: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /5

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

1. a. Pembalikan medan.

b. Pembalikan angker.

2 . Meningkatkan dayakilas motor

3.

VfVf

Ra

Rf

M-

+

12

VAC

12

SW1

12

SW21 2

La

Lf

MAKLUMBALAS AKTIVITI 9A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 119: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /6

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

9.3. Kawalan Dua Sukuan – Dua Penukar

VfVf

Q1 Q3

VAC

12

Q2 Q4

Q5Q7

Q6Q8

Ra

M-

+

12

Rf

La

Lf

Rajah 9.3 : kawalan dua sukuan menggunakan dua penukar tanpa arus pusar.

Kawalan ini menggunakan dua penukar yang disambungkan selari dengan

angkir tetapi dalam arah yang bertentangan.Ketika penukar P1 bekerja sebagai

penerus, penukar P2 bekerja sebagai penyongsang dan sebaliknya.Sudut picuan

penukar P1iaitu α1, akan membenarkan arus Id mengalir dalam arah positif manakala

penukar P2 dengan sudut picuan α2, arus Id akan mengalir dalam arah negatif.Pada

ketika penukar P2 mula beroperasi, voltan terjana adalah Eo lebih besar daripada Ed,

arus Id akan terus mengalir sehingga voltan Ed lebih besar daripada Eo. Ini akan

menyebabkan arus Id mengalir dalam arah bertentangan dan menghasilkan dayakilas

berlawanan dan memberhentikan motor.

Id

Ed1 Ed2 Va

Eo

P1 P2

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 120: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /7

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

9.4. Kawalan Dua Sukuan – Dua Penukar Bekalan 3 fasa dengan Arus Pusa

VAC 3 PHASEVAC 3 PHASEVAC 3 PHASE

Q1

Q2

Q5

Q6Q4

Q3Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Ra

M-

+

12

L1

La

L2

Rajah 9.4 : kawalan 2 sukuan 2 penukar dengan arus pusar

Merujuk kepada rajah 9.4 Terdiri daripada dua penukar yang menerima

bekalan secara berasingan.Kedua-dua penukar beroperasi secara serentak. Semasa

penukar 1 bekerja sebagai penerus, penukar 2 bekerja sebagai penyongsang(inverter)

dan sebaliknya.Arus Ia adalah perbezaan di antara arus angkir penukar 1 dan angkir

penukar 2 . Arus angkir(Ia) = Id1 - Id2. Pertukaran arah arus akan menghasilkan

arus pusar. L1 dan L2 digunakan sebagai menghad atau mengurangkan arus pusar

arus ulangalik

Kuasa penukar 1 , P1 = Ed1 x Id1

Kuasa penukar 2, P2 = Ed2 x Id2

Kuasa aktif daripada bekalan , P = P1 - P2.

P1 P2

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 121: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /8

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

Contoh Pengiraan:

1. Kawalan dua sukuan dua penukar dengan arus pusar mempunyai voltan

bekalan angkir 450V dengan arus pusar 1500 ampiar. Penukar 1 mengalirkan

arus Id1 sebanyak 1800 ampiar dan penukar 2 menerima arus Id2 300 ampiar.

Jika voltan talian kedua-dua penukar adalah 360V, kirakan:

i. Kuasa pada penukar 1 dan 2.

ii. Kuasa masukan aktif.

iii. Sudut pemicu penukar 1 dan 2.

iv. Kuasa reaktif daripada bekalan.

Penyelesaian :

i. P1 = Ed1Id1

= 450 x 1800

= 810 kW

P2 = 450 x 300

= 135 kW.

ii. P = P1 – P2

= 810 – 135

= 675 kW

iii. Ed1 = 1.35E cos α1

450 = 1.35 x 360 cos α1

cos α1 = 0.926

α1 = 22.2 °

α2 = 180° - α1

= 180° - 22.2 °

= 157.8°

iv. Q1 = P1tan α1

= 810 tan 22.2°

= 330 kvar

Q2 = P2tan α2

= - 135 tan 157.8°

= 55 kvar

Q = Q1 + Q2 = 385 kvar

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 122: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /9

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Lukiskan rajah litar skematik kawalan dua sukuan menggunakan dua penukar

tanpa arus pusar.

2. Lukiskan rajah litar skematik kawalan dua sukuan menggunakan dua penukar

dengan arus pusar.

3. Kawalan dua sukuan dua penukar dengan arus pusar mempunyai voltan

bekalan angkir 415V dengan arus pusar 1500A. Penukar 1 mengalirkan arus

sebanyak 1600A dan penukar 2 menerima 250A. Jika voltan talian kedua -dua

penukar adalah 315V, kirakan:

ii. Kuasa pada penukar 1 dan 2.

iii. Kuasa masukan aktif.

iv. Sudut pemicu penukar 1 dan 2.

v. Kuasa reaktif daripada bekalan.

AKTIVITI 9B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 123: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /10

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

1.

VfVf

Q1 Q3

VAC

12

Q2 Q4

Q5Q7

Q6Q8

Ra

M-

+

12

Rf

La

Lf

2.

VAC 3 PHASEVAC 3 PHASEVAC 3 PHASE

Q1

Q2

Q5

Q6Q4

Q3Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Ra

M-

+

12

L1

La

L2

MAKLUMBALAS AKTIVITI 9B

Ed1 Ed2 Va

Eo

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 124: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /11

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

3. i. P1 = 664 kW

P2 = 103.75 kW

ii. P = 560.25 kW

iii. α1 = 12.6°

α2 = 167.4°

iv. Q = 174.28 kvar

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 125: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /12

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam

penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang

disediakan. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah

anda. Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Dengan bantuan rajah litar skematik, terangkan kendalian dua kawalan dua

sukuan menggunakan dua penukar tanpa arus pusar.

2. Dengan bantuan rajah litar skematik, terangkan kendalian dua kawalan dua

sukuan menggunakan dua penukar dengan arus pusar.

3. Kawalan dua sukuan dua penukar dengan arus pusar mempunyai voltan bekalan

angkir 415V dengan arus pusar 1500A. Penukar 1 mengalir arus sebanyak

1600A dan penukar 2 menerima 300A. Jika voltan talian kedua -dua penukar

adalah 360V, kirakan:

i. Kuasa pada penukar 1 dan 2.

ii. Kuasa masukan aktif.

iii. Sudut pemicu penukar 1 dan 2.

iv. Kuasa reaktif daripada bekalan.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 126: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /13

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1.

VfVf

Q1 Q3

VAC

12

Q2 Q4

Q5Q7

Q6Q8

Ra

M-

+

12

Rf

La

Lf

Kawalan ini menggunakan dua penukar yang disambungkan selari dengan

angkir tetapi dalam arah yang bertentangan.Ketika penukar P1 bekerja sebagai

penerus, penukar P2 bekerja sebagai penyongsang dan sebaliknya. Sudut picuan

penukar P1 iaitu α1, akan membenarkan arus Id mengalir dalam arah positif manakala

penukar P2 dengan sudut picuan α2, arus Id akan mengalir dalam arah negatif.Pada

ketika penukar P2 mula beroperasi, voltan terjana adalah Eo lebih besar daripada Ed,

arus Id akan terus mengalir sehingga voltan Ed lebih besar daripada Eo. Ini akan

menyebabkan arus Id mengalir dalam arah bertentangan dan menghasilkan dayakilas

berlawanan dan memberhentikan motor.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

Ed1 Ed2 Va

Eo

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 127: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 9 /14

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 9

2.

VAC 3 PHASEVAC 3 PHASEVAC 3 PHASE

Q1

Q2

Q5

Q6Q4

Q3Q7

Q8

Q9

Q10

Q11

Q12

Ra

M-

+

12

L1

La

L2

Terdiri daripada dua penukar yang menerima bekalan secara

berasingan.Kedua-dua penukar beroperasi secara serentakSemasa penukar 1 bekerja

sebagai penerus, penukar 2 bekerja sebagai penyongsang(inverter) dan sebaliknya.

Arus Ia adalah perbezaan di antara arus angkir penukar 1 dan angkir penukar 2 . Arus

angkir(Ia) = Id1 - Id2. Pertukaran arah arus akan menghasilkan arus pusar. L1 dan

L2 digunakan sebagai menghad atau mengurangkan arus pusar arus ulangalik

3. i. P1 = 664 kW

P2 = 103.75 kW

ii. P = 560.25 kW

iii. α1 = 31.36°

α2 = 148.64°

iv. Q = 468.27 kvar

TAHNIAH !!! Jika anda telah mengetahui dan memahami teruskan dengan Unit Selanjutnya. Jika tidak ulangi unit tersebut.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 128: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /1

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

Objektif Am

Memahami prinsip kawalan empat sukuan

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Merumuskan prinsip kawalan empat sukuan.

A Menyatakan fungsi-fungsi komponen sistem kawalan motor AT dengan

penggunaan kawalan empat sukuan.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 129: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /2

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

10.0 Pengenalan

Mungkin anda tidak mengetahui apa itu kawalan empat sukuan. Oleh itu

marilah kita sama-sama merujuk kepada takrifan berikut. Antara kelebihan motor

at ialah ianya boleh dikendalikan dalam berbagai mod operasi seperti motor,

penjana, pembrekan. Ia juga boleh berfungsi pada berbagai nilai kelajuan dan

dayakilas. Keperluan bagi menukar arah putaran motor AT boleh dilakukan

dengan menukar arah arus amatur merujuk kepada medan magnet atau sebaliknya.

Dengan menukar kedua-dua parameter ini motor akan berputar pada arah yang

sama semula. Adalah lebih praktikal bagi menukar arah arus amatur dari arah arus

medan kerana gelung medan adalah lebih induktif dan menyimpan banyak tenaga.

Kaedah menukar parameter-parameter (arus,medan) bagi menukar arah putaran

motor dan berfungsi pada nilai dayakilas serta kelajuan pelbagai dikenali sebagai

kawalan empat sukuan. Kawalan ini boleh dilakukan menerusi penukar,

penyongsang atau kedua-duanya sekali. Biasanya kawalan sukuan digunakan

tanpa kawalan medan atau songsangan angkir tetapi menggunakan dua penukar

yang beroperasi secara songsangan.

Contoh:

Satu pemacu industeri digunakan untuk menghasilkan ciri-ciri kelajuan seperti

rajah 10.1 berikut;

[Sumber : Electrical Machines Drives and Power Systems(ms 516)]

INPUT

Rajah 10.1 Ciri graf daya kilas kelajuan melawan masa operasi

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 130: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /3

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

Motor pirau at digunakan dengan dua penukar beroperasi secara songsangan

seperti rajah 10.3. Satu penukar sahaja akan beroperasi bagi setiap masa. Graf

10.1 menunjukan satu penukar yang beroperasi untuk tempoh 26 saat . Oleh itu

daripada graf tentukan polariti pada terminal motor at tersebut. Anggapkan

kelajuan dan daya kilas berkeadaan positif bila beroperasi mengikut jam.

Penyelesaian.

Berpandukan rajah 10.1 graf daya kilas kelajuan melawan tempoh operasi

dibahagikan kepada empat sukuan. Setiap pemulaan sukuan dirujuk kepada

kelajuan sifar iaitu pada masa operasi 2,8,15,21 dan 21 saat. Kemudian menerusi

titik tadi lukis satu garisan dan kita tentukan samada kelajuan dan daya kilas

berada pada polariti positif atau negatif, rujuk rajah 10.2. Contoh pada julat 2 ke 8

saat, kedua-dua daya kilas dan kelajuan berada pada polariti positif. Ini bermakna

mesin beroperasi pada sukuan pertama tetapi jika dilihat pada julat 8 ke 15 saat

kelajuan pada keadaan positif manakala daya kilas pada keadaan negatif. Ini

bermakna mesin tersebut beroperasi pada sukuan keempat. Seterusnya rujuk rajah

8.8 untuk mengetahui polariti daya kilas dan kelajuan bagi menentukan

kedudukan sukuan mesin beroperasi. Apabila kita mengetahui sukuan, kita boleh

menentukan samada mesin berfungsi sebagai motor atau penjana Kesimpulannya

rujuk carta operasi pada rajah 10.3.

Rajah 10.2 Kedudukan sukuan

[Sumber : Electrical Machines Drives and Power Systems(ms 516)]

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 131: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /4

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

Julat Operasi(saat)

Penukar 1

Penukar 2

Sukuan

Operasi

Mesin

2 – 8 Penerus Off Pertama Motor

8 - 15 Off Penyongsang Keempat Penjana

15 - 21 Off Penerus Ketiga Motor

21 -25 Penyongsang Off Kedua Penjana

10.1 Rajah kawalan 4 sukuan

Dimana : Va dan Ia adalah merujuk pada voltan/Arus angkir motor AT.

Kelajuan,ω (rpm)

Dayakilas,τ(Nm)

Motor PUTARAN JAM

Va, +ve Ia, +ve

Penjana

PUTARAN JAM Va, +ve Ia, -ve

SUKUAN 1 SUKUAN 2

SUKUAN 3 SUKUAN 4

Motor PUTARAN LAWAN JAM

Va, -ve Ia, -ve

Penjana

PUTARAN LAWAN JAM Va, -ve Ia, +ve

Rajah 10.3 Jadual Operasi Mesin

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 132: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /5

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Berikan definasi bagi kawalan empat sukuan.

2. Labelkan rajah kawalan empat sukuan berikut.

3. Tentukan sukuan dan operasi mesin samada sebagai motor atau penjana berpandukan jadual berikut.

Polariti

Dayakilas

Polariti

Kelajuan

Sukuan

Operasi

Mesin

+ve -ve

+ve +ve

-ve -ve

-ve +ve

AKTIVITI 10

Va = ------ Ia = ------

Va = ------- Ia = -------

Va = ------ Ia = ------

Va = ------ Ia = ------

Kelajuan,ω (rpm)

Dayakilas,τ(Nm)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 133: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /6

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

1. Kawalan empat sukuan iaitu kaedah menukar parameter-parameter arus dan

medan bagi menukar arah putaran motor dan berfungsi pada nilai dayakilas

dan kelajuan pelbagai.

2.

3.

Polariti

Dayakilas

Polariti

Kelajuan

Sukuan

Operasi

Mesin

+ve -ve Kedua Penjana

+ve +ve Pertama Motor

-ve -ve Ketiga Motor

-ve +ve Keempat Penjana

Kelajuan,ω (rpm)

MAKLUMBALAS AKTIVITI 10

Motor PUTARAN JAM

Va, +ve Ia, +ve

Penjana

PUTARAN JAM Va, +ve Ia, -ve

SUKUAN 1 SUKUAN 2

SUKUAN 3 SUKUAN 4

Motor PUTARAN LAWAN JAM

Va, -ve Ia, -ve

Penjana

PUTARAN LAWAN JAM Va, -ve Ia, +ve

Dayakilas,τ(Nm)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 134: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /7

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam

penilaian kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang

disediakan. Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah

anda. Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Rujuk kepada rajah berikut.

Merujuk kepada rajah diatas angkir berada pada putaran mengikut jam. Ini bermakna

mesin bekerja pada sukuan pertama. Nyatakan fungsi penukar satu dan dua apabila

mesin tersebut berada pada keadaan berikut.

a) Dalam sukuan 2

b) Dalam sukuan 3

c) Dalam sukuan 4

d) Lukiskan arah aliran arus dan polariti Eo pada setiap sukuan.

PENILAIAN KENDIRI

[Sumber : Electrical Machines Drives and Power systems(ms 514)]

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 135: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 10 /8

KAWALAN EMPAT SUKUAN UNIT 10

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1.

SOALAN

Penukar 1

Penukar 2

a) Penyongsang Off

b) Off Penerus

c) Off Penyongsang

d) Arah aliran arus.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

Sukuan Pertama Sukuan Kedua

Sukuan Ketiga Sukuan Keempat

TAHNIAH !!!

[Sumber : Electrical Machines Drives and Power systems(ms 517)]

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 136: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /1

PEMBREKAN UNIT 11

Objektif Am

Mengetahui dan memahami proses pembrekan elektrik dalam kawalan motor a.t..

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menakrifkan pembrekan elektrik

A Melukiskan litar kawalan operasi Kaedah Plugging.

A Melukiskan litar kawalan operasi Kaedah Dinamik.

A Melukiskan litar kawalan operasi Kaedah Penjanaan Semula.

A Menerangkan operasi Kaedah Plugging.

A Menerangkan operasi Kaedah Dinamik.

A Menerangkan operasi Kaedah Penjanaan Semula.

A Membandingkan ketiga – tiga kaedah pembrekan.

A Melukiskan graf kelajuan melawan masa.

A Menerbitkan persamaan – persamaan yang berkaitan.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 137: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /2

PEMBREKAN UNIT 11

11.0 Pengenalan

Memperlahan atau memberhentikan sebuah motor dan beban pacuannya sama

pentingnya dengan permulaan dalam kebanyakan aplikasinya seperti kren dan

tarikan (traction) pada suatu kecerunan untuk mengelakkan kelajuan yang

berlebihan. Kaedah pembrekan berlandaskan kepada geseran , tindak balas

elektromekanikal , arus pusar dan sebagainya. Ianya tidak bergantung kepada

motor, namun kadangkala pembrekan elektrik (electric braking) adalah lebih

baik terutamanya dari segi ekonomi dan ketidakhadiran kehausan pada brek

(brake wear). Motor AT masih digunakan secara meluas sebagai alat

pegangan atau pembrekan. Salah satu sebab untuk ini adalah cir i pembrekan

yang baik dan kemampuan untuk pertukaran (transition) yang lancar dari

motor kepada mod penjana (generator mode) dan sebaliknya. Semasa tempoh

pembrekan, motor berkendali sebagai penjana dan tenaga (potential energy)

kinetik (kinetic) atau tarikan gravity (gravitational) dinyahjana (dissipated)

kepada rintangan (plugging) atau kembali kepada bekalan (regenerative

braking). Pembrekan elektromekanikal adalah satu proses untuk

memberhentikan motor. Pembrekan boleh dilakukan dengan memberhentikan

putaran angkir motor. Bagi motor-motor besar terdapat beban inertia (angkir

berpusing) pada motor tersebut. Oleh itu ianya tidak dapat diberhentikan

dengan cepatnya.

Terdapat 3 jenis kaedah pembrekan iaitu;

1. Pembrekan dinamik.

2. Pembrekan plugging.

3. Pembrekan penjana semula.

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 138: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /3

PEMBREKAN UNIT 11

11.1 Pembrekan dinamik

Pembrekan ini lebih popular. Ianya adalah satu cara menghentikan putaran

angkir motor dengan memutuskan sambungan angkir dari punca bekalan dan

disambungkan kepada rintangan luar. Ketika rintangan luar disambung arus, Ia akan

bertukar arah, dayakilas bertentangan akan berlaku dengan melawan arah putaran.

Dayakilas yang berlawan arah ini menyebabkan motor akan berhenti. Dengan cara ini

juga arus angkir dapat dihadkan semasa proses pembrekan. Kaedah ini dapat

digambarkan secara ringkas seperti rajah 11.1

Rajah 11.1 Gambarajah blok kaedah pembrekan dinamik

Merujuk rajah 11.1 sebelum pembrekan dinamik voltan keluaran dinyatakan seperti

berikut;

E0 = Va - IaRa

Selepas pembrekan dinamik.

Eo = Ia(Ra + Rb) atau Ia =

Kuasa ketika permulaan pembrekan iaitu;

P = EoIa atau P = ( Anggapkan Ra kecil )

Ra+La

Ia

R Eo

Rsh Va Vs

- Arus bertukar arah - Dayakilas bertentangan akan

berlaku - Motor – penjana – reverse

direction - Ia & dayakilas berlawanan

arah.

Eo . Ra + Rb

Eo2 Rb

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 139: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /4

PEMBREKAN UNIT 11

Merujuk rajah 11.2 angkir dipisahkan daripada bekalan dan satu perintang

pembrekan Rb terus di sambungkan merintanginya. Dengan cara ini motor bertindak

sebagai penjana, dipacu oleh tenaga kinetik yang tersimpan akan menjana kuasa

kepada Rb. Ini merupakan satu kaedah ringkas yang membawa motor menghampiri

kepada keadaan pegun. Masa pembrekan adalah bergantung kepada inertia sistem,

dayakilas beban dan kadaran motor.Ketika proses pembrekan litar medan dibiarkan

masih bersambung kepada bekalan masukan. Satu bahayanya adalah jika bekalan

gagal maka pembrekan juga akan gagal. Jika medan dibiarkan bersambung merintangi

angkir, akibatnya dayakilas pembrekan adalah sama tapi mulai jatuh dengan

kecerunan yang tinggi berkadar dengan kelajuan, maka masalah timbul sebaik sahaja

kelajuan jatuh di bawah nilai kritikal pemacuan-diri (self -excitation). Untuk motor

siri, adalah perlu untuk pembrekan menyongsangkan sambungan sama ada lilitan

medan atau lilitan medan angkir untuk menghasilkan emf pada angkir. Nilai Rb

mestilah (Rb + Ra + Rse) kurang daripada rintangan kritikal untuk kelajuan pada mana

pembrekan dibuat.

+

-

RbEa

12

V

If Ia

Rajah 11.2 Pembrekan Dinamik, motor pirau

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 140: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /5

PEMBREKAN UNIT 11

Contoh pengiraan Pembrekan dinamik:

1 Sebuah motor siri AT dengan bekalan 240V menggunakan pemenggal dengan

kitar kerja 75% kelajuan motor pada arus pusar 15A dan rintangan angkir

0.15Ω ialah 1000rpm. Jika motor diberhentikan secara pembrekan dinamik

daripada rintangan luar 0.35Ω dan momen inertia 95kgm2. Kirakan:

i) Kuasa permulaan braking

ii) Pemalar masa mekanikal

iii) Masa untuk motor mencapai 25% kelajuan permulaan.

Penyelesaian:

i) P = Eo2

Rb

Eo = Va – IaRa

Va = KVs dimana Va = ED

= 0.75(240)

= 180V.

Eo = 180 –15(0.15)

= 180 –2.25

= 177.75 v

Maka P = [177.75]2

0.35

= 90.27KW.

ii) Tm = Jw2

131.5P

= 95[1000]2

131.5[90.27KW]

= 85 (50%)

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 141: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /6

PEMBREKAN UNIT 11

iii) 50% 8 saat

25% 16 saat

RPM Masa

1000 0

500 8 saat

250 16 saat

125 2 saat

62.5 32 saat

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 142: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /7

PEMBREKAN UNIT 11

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Takrifkan pembrekan elektromekanikal.

2. Nyatakan tiga jenis kaedah pembrekan.

3. Lukis satu litar pembrekan motor pirau dan nyatakan persamaan kuasa

ketika permulaan pembrekan dalam sebutan rintangan pembrekan (Rb).

AKTIVITI 11A

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 143: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /8

PEMBREKAN UNIT 11

1. Pembrekan elektromekanikal adalah satu proses untuk memberhentikan motor

atau dengan kata lain memberhentikan putaran angkir motor berlandaskan

kepada geseran dan arus pusar.

2. Terdapat 3 jenis kaedah pembrekan iaitu;

1. Pembrekan dinamik.

2. Pembrekan plugging.

3. Pembrekan penjana semula.

3. +

-

RbEa

12

V

If Ia

Selepas pembrekan dinamik.

Eo = Ia(Ra + Rb) atau Ia =

Kuasa ketika permulaan pembrekan iaitu;

P = EoIa atau P = ( Anggapkan Ra kecil )

MAKLUM MAKLUMBALAS AKTIVITI 11A

Eo . Ra + Rb

Eo2 Rb

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 144: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /9

PEMBREKAN UNIT 11

11.2 Pembrekan plugging

Dalam kaedah ini bekalan ke angkir akan diputuskan dari punca bekalan dan

disambung semula pada polariti yang bertentangan. Pertukaran polariti akan

menyebabkan dayakilas yang terjana berlawanan arah dan menentang arah putaran.

Pertukaran ini menyebabkan motor berhenti dengan serta merta. Kaedah ini dapat

ditunjukkan seperti dalam gambarajah 11.3. Lebih cepat dari dinamik pada 2Tm.

+ + +

+

- -

-

Rajah 11.3 Gambarajah blok kaedah pembrekan plugging

Bagi permulaan pembrekan.

IaRp = Va + Eo

Nilai Eo 0

Maka Ia = Va

Rp

Kuasa ketika permulaan pembrekan, P = (Va + Eo)Ia.

Masa untuk motor berhenti Tb = 2Tm.

Merujuk rajah 11.4 kaedah pembrekan ini melibatkan pertukaran serta pada

sambungan sama ada pada lilitan medan (field ) atau lilitan angkir (armature) semasa

INPUT

Eo Va Rp

Rsh

Ia

Rsh Rp Eo Va

-

+

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 145: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /10

PEMBREKAN UNIT 11

motor sedang berkendali. Satu dayakilas pembrekan yang kuat diperolehi dengan

menetapkan bekalan voltan yang sama kepada angkir dengan sambungan yang

songsang. Voltan angkir yang digunakan (Ea + V) adalah dalam ≈ 2V, dengan itu satu

perintang penghad pembrekan (juga boleh perintang pemula) hendaklah diletakkan

kepada litar tersebut. Tenaga kinetik yang disebabkan oleh pergerakan sistem tersebut

disingkirkan (dissipated) ke dalam angkir dan rintangan pembrekan.

+ -

Ea

1 2

Braking Resistor, Rb

Ia

If

V

Rajah 11.4 Sambungan plugging untuk motor pirau.

Mana-mana kaedah pembrekan secara elektrikal akan menjadi kurang

berkesan kerana kelajuan berkurang akibat pengurangan pada dayakilas pembrekan

iaitu bekalan hendaklah diputuskan semasa kelajuan menghampiri 0 (kecuali ingin

menukar arah putaran motor) dengan cara menggunakan geganti arus atau penghala

kelajuan dan mengenakan brek mekanikal atau hydraulic untuk menyebabkan motor

itu pegun. Arus permulaan dan akibat tekanan mekanikal yang tinggi boleh

menghadkan aplikasi kaedah plugging terutama kepada motor yang kecil sahaja.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 146: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /11

PEMBREKAN UNIT 11

Voltan terjana semasa motor berkendali sebagai penjana, Eo = KvIaW

Pemalar masa mekanikal

Tm = saat.

Tm = masa untuk kelajuan motor menurun sebanyak 50% dari kelajuan sebenar.

J – momen inertia pada putaran shaft motor (Kg/m2)

W1 – kelajuan sebenar apabila mula membrek(rpm)

P1 = kuasa sebenar yang diterima oleh perintang braking dari angkir

Contoh pengiraan Pembrekan plugging:

1 Sebuah motor siri AT dengan bekalan 240V menggunakan pemenggal dengan

kitar kerja 75% kelajuan motor pada arus pusar 15A dan rintangan angkir

0.15Ω ialah 1000rpm. Jika motor diberhentikan secara pembrekan plungging

dengan menggunakan rintangan 2.23Ω secara siri.

Kirakan;

(a) Arus dan kuasa semasa permulaan braking.

100

75

50

25

W, speed

%

Tm 3Tm 2Tm Time (s)

Normal Dinamik

Plugging

- Kelajuan W – rad/s Tukar kepada rpm × 60/2π - Kv – pemalar voltan

Jw12 .

131.5 x P1

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 147: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /12

PEMBREKAN UNIT 11

(b) Masa untuk motor berhenti.

Penyelesaian:

(a) Ia = Eo + Va

Rp

= 177.75 + 180

2.23

= 160A

P = [177.75 + 180]160

= 57.24KW.

(b) Tb = 2Tm

= 2 x 8

= 16 saat

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 148: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /13

PEMBREKAN UNIT 11

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Lukiskan Gambarajah blok kaedah pembrekan plugging.

2. Lukiskan litar sambungan plungging untuk motor pirau.

3. Nyatakan formula pemalar masa mekanikal bagi pembrekan motor at.

4. Lakarkan graf kelajuan melawan masa bagi membezakan diantara pembrekan

dinamik dan plungging.

5. Nyatakan kelebihan pembrekan plungging dengan pembrekan dinamik.

AKTIVITI 11B

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 149: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /14

PEMBREKAN UNIT 11

1.

2.

+ -

Ea

1 2

Braking Resistor, Rb

Ia

If

V

3. Pemalar masa mekanikal

Tm = saat.

MAKLUM MAKLUMBALAS AKTIVITI 11B

Eo Va Rp

Rsh

Ia

Rsh Rp Eo Va

-

+

Jw12 .

131.5 x P1

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 150: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /15

PEMBREKAN UNIT 11

4.

5. Kelebihan pembrekan plungging adalah lebih cepat dari pembrekan dinamik

sebanyak 2Tm.

100

75

50

25

W, speed

%

Tm 3Tm 2Tm Time (s)

Normal

Dinamik

Plugging

- Kelajuan W – rad/s Tukar kepada rpm × 60/2π - Kv – pemalar voltan

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 151: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /16

PEMBREKAN UNIT 11

11.3 Pembrekan penjanaan semula (regenerative)

Dalam proses pembrekan ini motor akan berfungsi sebagai penjana. Tenaga

dari motor akan disuapbalik ke bekalan. Pemenggal digunakan untuk meninggi dan

mengurangkan votan. Merujuk pada rajah 11.5. Apabila pemenggal Ch1 berfungsi

mesin akan berfungsi sebagai motor dan apabila pemenggal Ch1 off tenaga yang

tersimpan pada motor akan dilepaskan melalui diod D1 seterusnya mengurangkan

pengaliran arus. Apabila pemenggal Ch2 berfungsi voltan dalam motor akan dijana .

Arus yang bertentangan akan mengalir melalui penggal ini dan tenaga disimpan pada

motor tersebut. Apabila pemenggal Ch2 di offkan tenaga tersebut akan dilepaskan

dalam bentuk arus melalui diod D2 ke punca bekalan.

+

-

D1

D2

Ra

Ea

12

Ch2

Ch1

Vs

Is

Ich2

Ich1Ia

Rajah 11.5 Litar pemenggal penjanaan semula.

Merujuk rajah 11.4 Voltan penggal;

Vch = (I – D)Vs (dimana D adalah kitar kerja)

Kuasa yang terjana

Pg = IaVs(I - D)

= IaVch

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 152: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /17

PEMBREKAN UNIT 11

Voltan terjana ketika motor bertindak sebagai generator

Eo = Kv.IaW

Eo = Vch + IaRm

= (I – D)Vs + IaRm

Kelajuan minima = Rm

Kv

Kelajuan maksima = Vs + IaRm

KvIa

Rajah 11.6 Gelombang keluaran litar pemenggal pembrekan semula.

penjana

Is

ID2

Ich2

Ich1

Ia Imin

Imax

Vs

ID1

motor

Eo

t

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 153: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /18

PEMBREKAN UNIT 11

Contoh pengiraan Pembrekan penjanaan semula:

1. Sebuah motor AT siri yang menerima bekalan 500V AT diberhentikan dengan

pembrekan penjanaan semula. Pemalar voltan untuk menetapkan arus angkir

purata pada 300A iaitu 10mV/A – rad/s. Tempoh kitar kerja ialah 50%. Dengan

kelajuan minima 477 rpm dan rintangan medan 0.3Ω, kirakan:

i) Voltan purata penggal

ii) Rintangan angkir dan jumlah rintangan.

iii) Kuasa terjana yang disupbalik ke bekalan.

iv) Kelajuan motor.

Penyelesaian.

i) Vch = (1 – Ic)Vs

= (1 – 0.5)500

= 250V

ii) Rm = Ra + Rf

Wm = Rm/Kv

Rm = Wm x Kv

= ( 477 x 2Π/60)rad/s x 10mV/A

= 0.5Ω

Ra = Rm – Rf

= ( 0.5 - 0.3) Ω

= 0.2Ω

iii) Kuasa terjana :

Pg = IaVs(1 – Ic)

= (300)(500)(0.5)

= 75kW.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 154: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /19

PEMBREKAN UNIT 11

iv) Kelajuan motor

Eo = KvIaW

Eo = Vch + IaRm

KvIaW = Vch + IaRm

W = Vch + IaRm

KvIa

= 250 + 300(0.5)

10mV(300)

= 133.33 rad/s

= 133.33 x 60/2Π rpm

= 1273 rpm.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 155: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /20

PEMBREKAN UNIT 11

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Lukiskan litar pemenggal untuk pembrekan semula motor siri at dan

terangkan kendalian liter tersebut.

2. Berpandukan gelombang kendalian ICh1, ICh2 .dan voltan masukan Vs.

Lukis bentuk gelombang Ia,ID1,ID2 dan voltan keluaran Eo

AKTIVITI 11C

Eo

ID2

Ich2

ID1

Ich1

Vs

Ia t

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 156: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /21

PEMBREKAN UNIT 11

1. Litar pemenggal dan kendalian.

+

-

D1

D2

Ra

Ea

12

Ch2

Ch1

Vs

Is

Ich2

Ich1

Ia

Merujuk pada rajah apabila pemenggal Ch1 berfungsi mesin akan berfungsi

sebagai motor dan apabila pemenggal Ch1 off tenaga yang tersimpan pada motor

akan dilepaskan melalui diod D1 seterusnya mengurangkan pengaliran arus. Apabila

pemenggal Ch2 berfungsi voltan dalam motor akan dijana . Arus yang bertentangan

akan mengalir melalui penggal ini dan tenaga disimpan pada motor tersebut. Apabila

pemenggal Ch2 di offkan tenaga tersebut akan dilepaskan dalam bentuk arus melalui

diod D2 ke punca bekalan.

MAKLUMBALAS AKTIVITI 11C

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 157: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /22

PEMBREKAN UNIT 11

2. Bentuk gelombang Ia,ID1,ID2 dan voltan keluaran Eo

penjana

Is

ID2

Ich2

Ich1

Ia Imin

Imax

Vs

ID1

motor

Eo

t

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 158: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /23

PEMBREKAN UNIT 11

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Sebuah motor berkuasa 120hp, 300V dengan 500rpm diberhentikan secara

pembrekan dinamik. Jika arus nominal angkir ialah 400A, kirakan

i) nilai perintang braking semasa arus nominal 400A.

ii) nilai perintang braking semasa arus braking 125% arus nominal.

iii) Voltan terjana ketika 250rpm, 125 rpm dan 0 rpm.

Pemalar voltan motor adalah 14.3mV/A-rad/sec.

2. Terangkan pembrekan elektromekanikal jenis dinamik dan plugging.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 159: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 11 /24

PEMBREKAN UNIT 11

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

1. Penyelesaian:

i) Eo = Va = 300V, Ia = 400A

Eo = IaRb

Maka Rb = Eo/Ia

= 300/400

= 0.75Ω

ii) Ia = [125/100] x 400

= 500A

Maka Rb = 300/500

= 0.6Ω

iii) Kelajuan Eo = KvIaW

500 rpm (50.35) 300V

250rpm(26.18) 150V

125 rpm(13.08) 75V

0 rpm (0) 0V

2. Pembrekan dinamik adalah satu cara menghentikan putaran angkir motor

dengan memutuskan sambungan angkir dari punca bekalan dan disambungkan kepada

rintangan luar. Dengan cara ini arus angkir dapat dihadkan semasa proses pembrekan.

Bagi pembrekan plugging bekalan ke angkir akan diputuskan dari punca bekalan dan

disambung semula pada polariti yang bertentangan. Pertukaran polariti akan

menyebabkan dayakilas yang terjana berlawanan arah dan menentang arah putaran.

Pertukaran ini menyebabkan motor berhenti dengan serta merta. Kaedah ini dapat

ditunjukkan seperti dalam gambarajah 11.3. Lebih cepat dari dinamik pada 2Tm.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

TAHNIAH !!! KERANA MENCUBA. Teruskan dengan Unit Selanjutnya

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 160: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /1

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

B

Objektif Am

Memahami sistem terikan elektrik, sistem keretapi elektrik, pembrekan dan kawalan

pemenggal.

Objektif Khusus

Di akhir unit ini anda sepatutnya dapat:-

A Menerangkan konsep terikan motor.

A Menerangkan terikan motor arus terus (a.t.) pada sistem pada keretapi.

A Melukiskan gambarajah blok tarikan motor A.T.

A Menerangkan gambarajah blok tarikan motor A.T.

A Menyatakan kebaikkan sistem keretapi elektrik.

A Menyatakan keburukkan sistem keretapi elektrik.

A Melukiskan litar motor siri yang dikawal oleh pemenggal.

A Menerangkan prinsip kendalian litar pemenggal.

A Mengira frekuensi, arus permulaan pemenggal dan arus keluaran.

OBJEKTIF

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 161: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /2

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

12.0 Pengenalan

Tahukan anda apakah yang dikatakan terikan motor at. Terikan yang

dimaksudkan disini adalah sistem motor elektrik yang digunakan sebagai

kenderaan pengangkutan barang-barang atau kenderaan umum seperti keretapi

,LRT dan bas elektrik. Motor yang digunakan adalah motor siri AT kerana

mempunyai ciri-ciri dayakilas-kelajuan yang baik. Sistem lama menggunakan

sistem 2 motor siri yang mana akan menghasilkan lompatan (jolt) semasa

proses penyuisan atau pembrekan.

Bagi mengatasi masalah lompatan pada kawalan keretapi, sistem ini

menggunakan kaedah kawalan pemenggal (chopper). Sistem brek yang biasa

digunakan adalah jenis pembrekan dinamik dan pembrekan udara.

12.1 Kelebihan sistem keretapi elektrik

1. Bersih

Sistem ini tidak menghasilkan asap, bersih dari minyak disel dan arang

batu serta sesuai digunakan di bawah tanah.

2. Kos penyenggaraan

Secara keseluruhan kos penyenggaraan lebih murah (sistem elektrik) jika

dibandingkan dengan sistem wap atau petrol. Contohnya harga kepala

keretapi elektrik 50% lebih murah daripada sistem wap atau petrol.

3. Masa permulaan yang singkat diperlukan bagi memula atau menjalankan

keretapi elektrik. Sementara itu keretapi stim memerlukan sekurang-

kurangnya 2 jam dipanaskan sebelum beroperasi.

4. Dayakilas permulaan yang tinggi. Motor siri yang digunakan mempunyai

dayakilas tinggi dan membolehkan ia mencapai had kelajuan yang tinggi.

5. Sistem pembrekan yang lebih mudah.

INPUT

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 162: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /3

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

12.2 Keburukan

1. Kos permulaan yang tinggi. Contohnya Pembinaan perhentian keretapi,

dan pemasangan kabel kuasa talian atas.

2. Gangguan bekalan elektrik akan menyebabkan sistem trafik menjadi kelam

kabut.

3. Boleh menyebabkan gangguan (electrical inteference) kepada talian

komunikasi.

12.3 Terikan AT pada sistem keretapi

Disel

Rajah 12.1 Gambarajah blok sistem terikan keretapi

Merujuk gambarajah 12.1 biasanya jentera disel digunakan untuk

menggerakkan alternator bagi menghasilkan bekalan AU. Sistem penerus

terkawal(pemenggal) digunakan untuk menukarkan bekalan AU kepada

bekalan AT dan mengawal bekalan AT ke motor atau keluaran dari penerus

tidak terkawal akan disambung dengan pemenggal bagi mengawal nilai voltan

AT..

12.4 Sistem Keretapi Elektrik

Terdapat 2 jenis iaitu:

1. Sistem AT

2. Sistem AU

Beban

motor Altenator

Sistem penerus tidak terkawal

Jentera

AU AT

Pemenggal Penerus Terkawal

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 163: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /4

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

12.4.1 Sistem AT

Digunakan di bandaraya dan kawasan luar bandar dengan nilai

voltan 600V sehingga 750V. Saluran utama sistem keretapi elektrik

menggunakan 1500V hingga 3000V. Banyak pencawang (sub-station)

perlu dibina bagi membekalkan bekalan ke rail. Jarak talian atau

pencawang adalah 30-40 km.

12.4.2 Sistem AU

Sistem AU biasanya digunakan di negara-negara Eropah dan ianya

terbahagi kepada 3 jenis.

i) Sistem 3 fasa dimana voltan 11 sehingga 15KV – step down

transformer dengan 3 fasa kepada 1fasa.

ii) 1 fasa, frequency rendah (16.66HZ – 25Hz)

iii) 1 fasa, frequency standard (50 – 60Hz)

12.4.3 Kelebihan Sistem At Berbanding Dengan AU

i. Motor AT sesuai digunakan bagi kelajuan yang berubah-ubah.

ii. Kebanyakan komponen AT adalah lebih ringan dan lebih cekap.

iii. Sistem AT tidak mengganggu talian komunikasi.

12.4.4 Keburukan system AT

i. Kesukaran bagi pemasangan pencawang kuasa.

ii. Kesukaran membuat perubahan kepada nilai voltan.

iii. Kesukaran untuk mendapat peranti yang mempunyai kadaran yang

besar.

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 164: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /5

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Berikan definasi terikan motor at.

2. Nyatakan 4 kelebihan menggunakan sistem motor at pada keretapi

elektrik.

3. Namakan setiap blok bagi sistem terikan keretapi berikut.

AKTIVITI 12A

Diesal

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 165: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /6

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

1. Terikan yang dimaksudkan disini adalah sistem motor elektrik yang digunakan

sebagai kenderaan pengangkutan barang-barang atau kenderaan umum seperti keretapi ,LRT dan bas elektrik.

2. Kelebihan sistem keretapi elektrik

i. Bersih

Sistem ini tidak menghasilkan asap, bersih dari minyak disel dan arang

batu serta sesuai digunakan di bawah tanah.

ii. Kos penyenggaraan

Secara keseluruhan kos penyenggaraan lebih murah (sistem elektrik) jika

dibandingkan dengan sistem wap atau petrol. Contohnya harga kepala

keretapi elektrik 50% lebih murah daripada sistem wap atau petrol.

iii. Masa permulaan yang singkat diperlukan bagi memula atau menjalankan

keretapi elektrik. Sementara itu keretapi stim memerlukan sekurang-

kurangnya 2 jam dipanaskan sebelum beroperasi.

iv. Dayakilas permulaan yang tinggi. Motor siri yang digunakan mempunyai

dayakilas tinggi dan membolehkan ia mencapai had kelajuan yang

tinggi.

3. Sistem terikan keretapi.

Disel

MAKLUMBALAS AKTIVITI 12A

motor Altenator

Sistem penerus tidak terkawal

Jentera

AU AT

Pemenggal Penerus Terkawal

Beban

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 166: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /7

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

12.5 Kawalan Pemenggal Sistem Keretapi Elektrik

Terikan AT pada landasan keretapi biasanya menggunakan bekalan yang

tinggi sehingga 700V. Oleh itu satu penapis L C digunakan untuk mengawal denyut

arus talian masukan (Is). Pemenggal digunakan untuk mengawal masa ON/OFF dan

frekuensi. Ini akan dapat mengelakkan arus riak pada motor tersebut.

Terdapat tiga cara kawalan iaitu.

i. Masa on tetap dan masa off berubah.

ii. Masa off tetap dan masa on berubah.

iii. Masa on dan off berubah atau dengan kata lain frekuensi berubah.

Keluaran voltan pemenggal dapat dinyatakan dalam bentuk persaman berikut;

Rajah 12.2 Bentuk gelombang voltan keluaran pemenggal

Va 1 = Va ( )

Va1 = Va f Ta

dimana f - Frekuensi penggal

Ta - masa ON

Tb - masa OFF

INPUT

Ta Tb

Ton Ton + Toff

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 167: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /8

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

-

Rajah 12.3 Litar kawalan pemenggal.

Merujuk kepada rajah 12.3, rangkaian LC secara keseluruhan berfungsi untuk

menstabilkan nilai voltan . Antara lain fungsi LC adalah;

i. Mengurangkan regangan induktif yang terdapat pada komponen-komponen AU.

ii. Berfungsi sebagai penapis untuk menapis voltan riak.

iii. Dapat mengawal denyut arus masukan untuk menstabilkan nilai voltan.

Contoh:-

1. Sebuah motor siri berkadar 150hp, 1500rpm, 600V digunakan untuk

menggerakkan keretapi. Arus beban penuh adalah 200A dan jumlah rintangan

armature dan medan adalah 0.1Ω. Ianya menerima bekalan dan talian 700V.

sebuah pemenggal digunakan bagi mengawal dayakilas dan kelajuan mempunyai

frekuensi penyuisan dari 50Hz ke 1600Hz dan masa ON ditetapkan pada 600µs.

Kirakan:

i) Frekuensi pemenggal.

ii) Arus penggal apabila motor tidak bergerak dan arus beban 240A.

iii) Frekuensi penggal semasa motor berfungsi pada nilai kadaran.

C

L

R

L

L

R

M2

M1

D

D

Ia1

Ia2

Is

Va

Va1

Va2

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 168: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /9

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

Penyelesaian:

= 700V

i) Susutan pada armature

Va1 = 240 x 0.1

= 24V.

Pada Va = 700V. motor tanpa bergerak maka back emf = 0.

Va1 = VafTa

24 = 700f600µS

f = 57.14Hz.

maka T = 1/f = 1/57.14 = 17500 µS

ii) Arus Penggal

Kuasa keluaran ; P = VI

= 24 x 240

= 5.76kw.

Arus penggal , I = 5.76/700 = 8.23Ampiar.

iii) Pada nilai kadaran iaitu 600v.

Va1 = VafTa

600 = 700f600µS

f = 1429Hz.

T = 700µS

Arus penggal = [600 x 200]/ 700

= 171 Ampiar.

L2 L1 I Is 240A

0.1Ω

0V C1

Va

Va1 24V

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 169: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /10

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

UJIKAN KEFAHAMAN ANDA SEBELUM MENERUSKAN INPUT SELANJUTNYA…! SILA SEMAK JAWAPAN ANDA PADA MAKLUMBALAS DI HALAMAN BERIKUTNYA.

1. Dari bentuk gelombang keluaran pemenggal , Buktikan persamaan voltan

keluarannya. Vo = Va f Tx

dimana f - Frekuensi penggal

Va - Voltan bekalan

Vo - Voltan keluaran

2. Lukiskan satu contoh litar pemenggal.

3. Nyatakan kelebihan penggunaan gandingan komponen LC pada litar

pemenggal.

AKTIVITI 12B

Tx Ty

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 170: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /11

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

1. Terbitan persamaan.

Vo = Va ( )

f =

maka Vo = Va f Tx

dimana f - Frekuensi penggal

Tx - masa ON

Ty - masa OFF

2. Litar pemenggal

3. Kelebihan;

i. Mengurangkan regangan induktif yang terdapat pada komponen-

komponen AU.

ii. Sebagai penapis untuk menapis voltan riak.

iii. Mengawal denyut arus masukan untuk menstabilkan nilai voltan.

MAKLUMBALAS AKTIVITI 12B

Tx Tx + Ty

1 Tx + Ty

C

L

R

L

L

R

M2

M

D

D

Ia1

Ia2 I

Va

Va

Va

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 171: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /12

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

Anda telah menghampiri kejayaan. Sila cuba semua soalan dalam penilaian

kendiri ini dan semak jawapan anda dalam maklumbalas yang disediakan.

Jika ada masalah yang timbul, sila berbincang dengan pensyarah anda.

Selamat mencuba semoga berjaya !!!

1. Sebuah motor siri berkadar 150hp, 1500rpm, 500V digunakan untuk

menggerakkan keretapi. Arus beban penuh adalah 200A dan jumlah rintangan

armature dan medan adalah 0.1Ω dan menerima bekalan dan talian 700V.

sebuah pemenggal digunakan bagi mengawal dayakilas dan kelajuan

mempunyai frekuensi penyuisan dari 50Hz ke 2000Hz dan masa ON

ditetapkan pada 1000µs. Kirakan:

i. Frekuensi pemenggal.

ii. Arus penggal apabila motor tidak bergerak dan arus beban 240A.

iii. Frekuensi penggal semasa motor berfungsi pada nilai kadaran.

PENILAIAN KENDIRI

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 172: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /13

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

Adakah anda telah mencuba dahulu? Jika “Ya”, sila semak jawapan anda.

Penyelesaian:

= 700V

i. Susutan pada armature

Va1 = 240 x 0.1

= 24V.

Pada Va = 700V. motor tanpa bergerak maka back emf = 0.

Va1 = VafTa

24 = 700f1000µS

f = 34.29Hz.

maka T = 1/f = 1/34.29 = 29163.02 µS

ii. Arus Penggal

Kuasa keluaran ; P = VI

= 24 x 240

= 5.76kw.

Arus penggal , I = 5.76/700 = 8.23Ampiar.

MAKLUMBALAS PENILAIAN KENDIRI

L2 L1 I Is 240A

0.1Ω

0V C1

Va

Va1 24V

http://modul2poli.blogspot.com/

Page 173: E4102_Kawalan Motor At

E4102/UNIT 12 /14

TERIKAN MOTOR A.T. UNIT 12

iii. Pada nilai kadaran motor iaitu 500v.

Va1 = VafTa

500 = 700f1000µS

f = 714.29Hz.

T = 1399.99µS

Arus penggal = [500 x 200]/ 700

= 142.85Ampiar.

TAHNIAH !!! KERANA BERJAYA

http://modul2poli.blogspot.com/