Parlin Siagian Primary Author mixed material bibliography Banda Aceh Prodi Program Doktor Ilmu Teknik (S3) 2025

Dissertation

Penelitian ini dilatarbelakangi oleh meningkatnya kebutuhan akan produksi listrik dari sumber energi terbarukan yang efisien dan berkelanjutan. Switched Reluctance Generator (SRG) dipilih sebagai kandidat utama karena karakteristik desainnya yang sederhana, biaya produksi yang rendah, serta kemampuan beroperasi pada kecepatan tinggi. Namun demikian, SRG memiliki dua kelemahan utama, yaitu kepadatan daya (power density) yang rendah dan riak torsi (torque ripple) yang tinggi, yang berdampak negatif terhadap efisiensi konversi energi dan kinerja sistem, khususnya pada aplikasi daya rendah. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk meningkatkan kepadatan daya dan menurunkan riak torsi pada dua konfigurasi SRG: SRG aksial dengan kumparan stator zigzag, dan SRG radial dengan desain segmentasi aksial (axial split segmentation). Pendekatan yang digunakan melibatkan perhitungan numerik, simulasi elektromagnetik berbasis perangkat lunak Ansys Maxwell, serta validasi eksperimental terhadap prototipe fisik guna menganalisis pengaruh segmentasi terhadap distribusi fluks magnetik, induktansi, torsi, dan daya keluaran. Metodologi penelitian mencakup desain geometri SRG tipe “8/6” empat fasa dengan segmentasi aksial yang memisahkan kumparan stator ke dalam beberapa segmen dengan sudut eksitasi berbeda. Untuk SRG dengan fluksi aksial dan konfigurasi kutub “8/8”, penurunan riak torsi dilakukan melalui simulasi dengan penataan stator secara zigzag dalam fasa yang sama. Eksperimen dilakukan untuk membandingkan hasil simulasi dengan performa aktual prototipe. Hasil penelitian menunjukkan bahwa segmentasi aksial mampu menurunkan riak torsi hingga 59,3% dibandingkan dengan desain konvensional tanpa segmentasi. Selain itu, kepadatan daya meningkat dari 1 kW menjadi 1,18 kW pada volume mesin yang sama. Pada SRG fluksi aksial, riak torsi berhasil dikurangi sebesar 50,064% dibandingkan dengan konfigurasi konvensional. Distribusi fluks magnetik yang lebih merata pada setiap segmen stator menghasilkan torsi yang lebih halus dan efisiensi operasi yang lebih tinggi. Model matematis dan simulasi membuktikan bahwa segmentasi mampu mengoptimalkan sudut penyalaan dan pemadaman eksitasi, sehingga memaksimalkan konversi energi mekanik menjadi energi listrik. Kesimpulan dari penelitian ini menunjukkan bahwa penataan kumparan stator secara zigzag pada SRG aksial terbukti mampu mereduksi riak torsi secara signifikan, sehingga meningkatkan efisiensi sistem dalam aplikasi energi terbarukan. Sementara itu, segmentasi aksial pada SRG radial merupakan pendekatan yang efektif untuk meningkatkan kepadatan daya dan menurunkan riak torsi. Kontribusi penelitian ini membuka peluang pengembangan desain SRG yang lebih optimal dan dapat dijadikan rujukan akademik serta referensi teknis dalam bidang perancangan mesin industri. Kata Kunci: switched reluctance generator (SRG), peningkatan kepadatan daya, penurunan riak torsi, segmentasi aksial, kumparan zigzag. 0 ELECTRONIC THESES AND DISSERTATION Universitas Syiah Kuala 1705683 2025-10-29 12:31:31 2025-10-29 14:07:30 machine generated