Abstrak — Motor brushless DC sudah diaplikasikan secara luas pada  skala  rumah  tangga  maupun  industri  karena  kelebihan yang dimiliki seperti efisiensi tinggi dan rugi-rugi mekanik yang rendah  karena  tidak  menggunakan brush seperti  motor  DC. Pengaplikasian  motor brushless DC  tersebut  menggunakan sumber  AC  220  rms  yang  disearahkan  untuk  meminimalisir penggunaan  baterai.  Namun,  penggunaan  motor brushless DC dan  rangkaian  penyearahnya  menyebabkan  buruknya  nilai faktor  daya  dan  harmonik.  Nilai  faktor  daya  hanya  mencapai 0.58 sedangkan THD  arus  mencapai 73%. Nilai tersebut  berada diluar  batas  toleransi  yang  diijinkan.  Penelitian  ini  bertujuan untuk  memperbaiki  nilai  faktor  daya  maupun  THD  arus  akibat pengoperasian  motor brushless DC  menggunakan  konverter SEPIC.  Selain  itu,  tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  motor mampu  dioperasikan  pada  berbagai  tingkat  kecepatan  dan pembebanan  yang  bervariasi.  Hasil  dari  simulasi  dari  desain yang  telah  dibuat  adalah  motor  dapat  merespon  variasi kecepatan  referensi  yang  diberikan  dengan  baik.  Rangkaian kontrol  juga  mampu  membuat  motor  mempertahankan kecepatan  dengan  perubahan  beban  setiap  waktunya.  Faktor daya  yang  diamati  pada  sumber  mengalami  kenaikan  hingga 0.999  pada  berbagai  tingkat  kecepatan.  Selain  itu,  THD  arus memiliki  rata  rata  nilai  2%  pada  berbagai  tingkat  kecepatan. Kedua parameter ini berada didalam toleransi yang diperbolehkan oleh standar.
Kata Kunci — brushless DC, SEPIC, faktor daya, THD arus .

## I. PENDAHULUAN
OTOR brushless DC  sering  digunakan  untuk  aplikasi rumah  tangga  maupun  industri  karena  memiliki  rasio torsi/inersia dan efisiensi  yang tinggi. Pada umumnya, sumber  motor brushless DC  adalah  dengan  menggunakan baterai.  Seiring  dengan  berjalannya  waktu,  sumber  yang digunakan  untuk  pengoperasian  motor brushless DC  adalah sumber  AC  220  volt  karena  lebih  murah  dan  praktis.  Contoh penerapan  motor brushless DC  dalam  kehidupan  sehari-hari adalah sebagai pompa. Motor brushless DC merupakan motor yang  terkomutasi  secara  elektris  dan  membutuhkan  informasi posisi  rotor  sebagai  sinyal  masukan Voltage  Source  Inverter (VSI).  Pada  motor brushless DC  konvensional  yang menggunakan  sumber  AC  220  volt, drive hanya  berupa rectifier (penyearah) dan kapasitor DC link. Pada perkembangannya, skema pengaturan kecepatan telah dikembangkan  dengan  memberikan  input Pulse  Width Modulation (PWM)  pada  VSI.  Pada  skema  ini,  PWM  yang
digunakan untuk mengatur kecepatan menyebabkan terjadinya losses pada switch VSI dikarenakan  frekuensi switching yang tinggi. Selain itu, drive ini menyebabkan tingginya nilai Total Harmonic  Distortion (THD)  dan  rendahnya  faktor  daya. Standar  faktor  daya  internasional  tidak  merekomendasikan metode ini[1].
Menanggapi  permasalahan  tersebut,  rangkaian Power Factor  Correction (PFC)  digunakan  untuk  mengatasi buruknya faktor daya akibat penggunaan motor brushless DC. Mode yang digunakan pada konverter PFC ada dua jenis yaitu Continuous Current Mode (CCM) dan Discontinuous Current Mode (DCM).  Mode  CCM  maupun  DCM  yang  dimaksud adalah arus induktor pada konverter.
Ada  bermacam-macam  jenis DC  to  DC  converter yang digunakan untuk aplikasi motor brushless DC[2]. Tujuan dari penelitian  ini  adalah  merancang drive brushless DC menggunakan Single  Ended  Primary  Inductor  Converter (SEPIC)  dengan  respon  kecepatan  yang  baik  dan  memiliki performansi kualitas daya yang tinggi. Kontrol kecepatan yang didesain  diharapkan  bisa  dijadikan  acuan  untuk  penerapan secara  langsung  pada  motor brushless DC  dengan  spesfikasi yang telah ditentukan.

## II. DASAR TEORI

## A. Motor Brushless DC
Motor brushless DC  telah  digunakan  secara  luas  untuk kebutuhan  rumah  tangga,  otomotif,  medis,  maupun  industri. Berbeda  dengan  motor  DC,  motor brushless DC  tidak menggunakan brush (sikat)  sebagai  media  komutasinya melainkan  terkomutasi  secara  elektris.  Motor brushless DC memiliki  beberapa  keuntungan  dibandingkan  dengan  motor DC  atau  motor  induksi  diantaranya  memiliki  keandalan  dan efisiensi yang tinggi, noise akustik yang rendah, dan memiliki range kecepatan  yang  tergolong  tinggi[3].  Motor brushless DC  satu  fasa  memiliki  satu  belitan  stator  sedangkan  motor brushless DC  tiga  fasa  memiliki  tiga  belitan  stator  yang dihubungkan wye (Y).  Motor brushless DC  juga  dapat digolongkan berdasarkan jenis belitan statornya. Ada dua jenis belitan  stator  yaitu  trapezoidal  dan  sinusoidal  yang  mengacu pada  bentuk  sinyal Back  Electromotice  Force (BEMF). Bentuk BEMF ditentukan oleh bentuk interkoneksi kumparan dan  jarak air  gap -nya.  Selain  itu,  bentuk  arus  nya  juga mengikuti bentuk sinusoidal ataupun trapezoidal.

## Desain Kontrol Kecepatan Motor
Brushless DC Berbasis Power Factor Correction (PFC) Menggunakan Single Ended Primary Inductance Converter (SEPIC)
Nanda Redha Arsya (1) , Heri Suryoatmojo (2) , dan Sjamsjul Anam (3)
Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail : arsyananda19@gmail.com (1) , suryomgt@ee.its.ac.id (2) , anam@ee.its.ac.id (3)
M
Rotor  dari  motor brushless DC  merupakan  magnet permanen. Rotor motor brushless DC terdiri dari sebuah shaft dan hub dengan  magnet  permanen  yang  disusun  dua  hingga delapan  pasang. Brushless DC  tiga  fasa  beroperasi  dengan memanfaatkan  tarikan  dan  tolakan  kutub-kutub  magnet. Ketika    arus  melalui  salah  satu  dari  ketiga  fasa,  maka  akan menghasilkan  medan  magnet  dan  menarik  medan  magnet permanen  (rotor)  yang  memiliki  polaritas  yang  berbeda. Sehingga  rotor  akan  bergerak  sesuai  dengan  arah  medan statornya. Perubahan medan magnet stator akan menyebabkan rotor bergerak mengikuti statornya secara konstan.
Gambar 1. Salah satu fase pada pengoperasian motor brushless DC tiga fasa dengan 4 pole[3]
B. Single Ended Primary Inductance Converter (SEPIC) Single  Ended  Primary  Inductance  Converter (SEPIC) merupakan salah satu konverter DC to DC yang memiliki nilai output  positif  dengan  nilai  yang  bervariasi  kurang  atau  lebih dari nilai inputnya.
Vin L1 SW C1 L2 D C2 Vout
Gambar 2. Konfigurasi Single Ended Primary Inductance Converter[4]
Gambar  2  menunjukkan  rangkaian  dari  SEPIC.  Menurut Ebrahim[4],  SEPIC  memiliki  beberapa  komponen  seperti induktor  input  ( ),  induktor  output  ( ), switch ( ), kapasitor  intermediat  ( ),  dioda  ( ),  dan  kapasitor  output ( ).  SEPIC  merupakan  salah  satu  jenis  dari  konverter  buck- boost. Berikut adalah kondisi ketika switch dalam keadaan on dan off : Vin L1 C1 L2 C2 iL1 iL2 iout Gambar 3. Mode operasi SEPIC ketika switch on
Ketika switch dalam  keadaan on ,  energi  yang  disimpan  pada kapasitor  input  akan  disalurkan  ke sementara  energi  pada kapasitor  intermediat  akan  disalurkan  ke .  Berikut  adalah keadaan ketika switch dalam keadaan off :
L1 C1 L2 C2 Vin iL2 iL1 iout Gambar 4. Mode operasi SEPIC ketika switch off
Ketika switch dalam  keadaan off , arus pada akan dialirkan ke dan ,  menuju dan  beban. dan akan  terisi kembali  dan  akan  men- charge ketika switch kembali on . Proses  bekerjanya switch tersebut  tergantung  dari  seberapa besar duty cycle ( ) dalam satu periode[5]. Berikut merupakan persamaan untuk nilai komponen yang digunakan:
Tabel 1. Penentuan Parameter Komponen Komponen Persamaan Induktor input ( ) Induktor output (CCM) ( ) Induktor output (DCM) ( ) √ √ Kapasitor Intermediat ( ) √ Kapasitor output
( )

## C. Teknik Kontrol Kecepatan dan PFC
Ada  bermacam-macam  kontrol  PFC  yang  dapat  digunakan untuk  motor.  Salah  satu  teknik  kontrol  faktor  daya  adalah kontrol  arus.  Tujuan  dari  kontrol  arus  adalah  untuk mendapatkan  bentuk  arus  pada  sisi  masukan  sesuai  dengan bentuk  tegangannya  sehingga  didapatkan  nilai  faktor  daya mendekati  satu.  Langkah  pertama  untuk  melakukan  teknik kontrol  arus  adalah  dengan  mengetahui  bentuk  tegangan masukan,  arus  setelah  dioda fullbridge ,  dan  bentuk  tegangan keluaran.  Ada  bermacam-macam  teknik  kontrol  arus  seperti kontrol  arus  rata-rata,  teknik  kontrol  arus  puncak  dengan frekuensi  yang  berubah-ubah,  teknik  kontrol  arus  puncak dengan  frekuensi  tetap,  teknik  kontrol hysteresis, teknik kontrol arus charging , dan kontrol NLC ( non linear carrier ).

## D. Voltage Source Inverter (VSI)
Inverter  merupakan  rangkaian  elektronik  yang  berfungsi untuk  mengubah  sinyal  listrik  searah  menjadi  sinyal  listrik bolak-balik[6].  Suatu  topologi  digolongkan  VSI  apabila inverter  tersebut  digunakan  untuk  mengatur  bentuk  tegangan outputnya,  sedangkan  topologi  digolongkan  CSI  apabila bentuk  sinyal  arus  yang  dikontrol.  Secara  umum  sistem jaringan  dan  beban  membutuhkan  sinyal  listrik  bolak-balik. Agar sumber listrik dengan sinyal searah dapat disuntikkan ke sistem  jaringan  atau  beban  digunakan  inverter  untuk mendapatkan  sinyal  listrik  bolak-balik.  Topologi  standar  dari inverter 3 fasa dapat dilihat pada Gambar 5 sedangkan kondisi pensaklaran yang valid dapat dilihat pada Tabel 2.
S1 S3 S5 S2 S4 S6 V dc C a b c ia ib ic i input Gambar 5. Rangkaian Voltage Source Inverter (VSI)
Gambar  5  di  atas  menunjukkan  bahwa  topologi  standar inverter  3  fasa  terdiri  dari  enam  saklar  yang  dapat dikendalikan.  Setiap  fasa  tersusun  atas  dua  buah  saklar. Dengan  demikian  arus  yang  dialirkan  pada  setiap  fasa  dapat diatur.  Ada  dua  jenis  inverter  yang  umum  digunakan berdasarkan jenis konduksinya. Mode konduksi inverter  yaitu 180  derajat  dan  120  derajat.  Mode  konduksi  120  derajat digunakan  didalam  penelitian  ini.  Berikut  skema  pensaklaran VSI dengan beban motor brushless DC pabrikan MOOG.
Tabel 2. Urutan Pensaklaran
Interval switching Urut- an Sensor Hall Switch ON H1 H2 H3 - 0 1 0 0 Q1 Q4 - 1 1 1 0 Q1 Q6
- 2 0 1 0 Q3 Q6 - 3 0 1 1 Q3
Q2 - 4 0 0 1 Q5 Q2 - 5 1 0 1 Q5 Q4

## E. Pengaruh THD terhadap Faktor Daya
Faktor  daya  merupakan  seberapa  efektif  beban  menyerap daya  untuk  bekerja.  Semakin  besar  faktor  daya,  maka  kerja beban semakin efektif dengan nilai tegangan dan arus tertentu. Faktor  daya  dapat  dinyatakan  sebagai  perbandingan  antara daya  aktif  dan  daya  nyata.  Daya  nyata  merupakan penjumlahan vector daya aktif dan daya reaktif. Berikut adalah persamaan dari faktor daya:
Satuan dari daya aktif ( ) adalah Watt ( ), daya reaktif ( ) adalah ,  sedangkan  daya  nyata  ( )  adalah .  Sudut merupakan sudut selisih antara arus dan tegangan atau disebut displacement  angle. Definisi  lain  untuk  cos adalah displacement  power  factor (dPF).  Semakin  besar  nilai  daya reaktif, maka semakin besar nilai dPF nya. dPF hanya berlaku untuk beban linear saja. Apabila suatu rangkaian mengandung beban  non-linear,  maka    nilai  faktor  daya  tidak  hanya ditentukan dengan dPF saja.
Berikut  merupakan  persamaan  faktor  daya  karena  adanya beban non-linear:
√ (3)

## III. DESAIN KONTROL KECEPATAN DAN PFC

## A. Konfigurasi  Kontrol  Kecepatan  Berbasis  Power  Factor Correction
Rangkaian  kontrol  yang  dirancang  menggunakan  referensi berupa kecepatan aktual motor brushless DC. Kecepatan yang dikontrol  kemudian  dikonversi  menjadi  bentuk Pulse  Width Modulation (PWM)  yang  kemudian  menuju  ke switch pada SEPIC converter . Sementara enam switch pada VSI mendapat masukan sinyal biner hasil sensor posisi hall.  Rangkaian PFC SEPIC  yang  diaplikasikan  pada  motor brushless DC ditunjukkan oleh Gambar 3.1 dibawah ini.
Single Phase
AC Supply
DBR PFC Based SEPIC VSI BLDC Motor Li SW C1 Lo D Cd S1 S3 S5 S4 S6 S2 V dc + - Hall Signals To S1–S6 To SW Speed Controller Electronic Commutation Reference Speed Control Unit V dbr I dc V dbr / 311.12 I dc + - Actual Speed
Gambar 6. Rangkaian PFC SEPIC dengan metode hysteresis current control

## B. Desain Kontrol Logika Hall Effect ke VSI
Sinyal  hasil  sensing  dari  Hall  sensor  akan  dibaca  oleh rangkaian encoder sebagai  sinyal digital bernilai 0, 1, dan  -1. Hall  sensor  yang  dipasang  pada  stator  motor brushless DC akan  mensensing  posisi  rotornya  setiap  60  derajat.  Berikut adalah  sinyal  hall  sensor  karena  ada  pergerakan  dari  rotor brushless DC:

## Gambar 7. Hasil sinyal keluaran sensor hall
Berdasarkan  sinyal  di  atas  ada  nilai  yang  bernilai  negatif, sedangkan  VSI  tidak  beroperasi  dengan  sinyal switch negatif (switch  VSI  bekerja  dengan  rating  nilai  0  hingga  1).  Oleh karena  itu  dibutuhkan  rangkaian  tambahan  antara  sensor  hall menuju  VSI.  Gambar  8  menunjukkan  rangkaian  yang  bisa mengubah nilai sinyal hall sensor menjadi biner (0 dan 1):
Dalam  setiap  perubahan  sensing  akan  ada  dua  switch  yang bekerja.  Oleh  karena  itu  diperlukan  suatu  encoder  yang  bisa menjalankan perintah tersebut.
BLDC Motor S1 S3 S5 S2 S4 S6 V dc link Sinyal Hall Load Rating K K K -1 -1 -1 H1 H2 H3
Gambar 8. Perancangan rangkaian logika sinyal hall ke VSI

## C. Merancang  Kontrol  Kecepatan  dan  PFC  untuk  Motor Brushless DC
Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  merancang  kontrol agar  motor brushless DC  dapat  merespon  adanya  perubahan kecepatan referensi dengan tetap mempertahankan faktor daya sesuai  dengan  yang  diperbolehkan  oleh  standar  internasional. Untuk mencapai tujuan tersebut, diperlukan dua kontrol utama yaitu  kontrol  kecepatan  dan  kontrol power  factor  correction . Berikut  ini  merupakan  desain  rangkaian  keseluruhan  kontrol kecepatan dan power factor correction :
Kecepatan
Aktual (Vact) Kecepatan
Referensi (Vref) Kontrol PFC Arus Induktor Input switch Kontrol Kecepatan (PI)
Gambar 9. Rangkaian kontrol metode hysteresis current control
Kontrol kecepatan didesain agar motor dapat menyesuaikan kecepatan yang diberikan sebagai referensi. Kontrol kecepatan yang  dirancang  adalah  dengan  cara  membandingkan kecepatan aktual mengunakan speed sensor dengan kecepatan referensi.  Perbedaan  nilai  kecepatan  sensing  dan  referensi akan  diolah  oleh  kontroler  proporsional  integral  agar  nilai kecepatan  aktualnya  bisa  mengikuti  referensinya.  Berikut merupakan skema kontrol kecepatan dari penelitian ini:
Kecepatan Referensi
Kecepatan Aktual PI

Kecepatan Error
Sinyal Referensi
Gambar 9. Rangkaian kontrol kecepatan
Teknik kontrol power factor correction yang adalah teknik kontrol  arus.  Berikut  adalah  desain  dari  kontrol  arus  yang digunakan.
x Vs Sinyal arus referensi  Vpeak (311.12) Sinyal referensi Absolute Devider
Gambar 9. Rangkaian kontrol PFC
Prinsip  dari  teknik  kontrol  arus  ini  adalah  dengan membandingkan  bentuk  sinyal  tegangan  dan  arus  pada  input. Tegangan  yang  disensing  adalah  tegangan  pada  sinyal  fasa input  sedangkan  sensing  arus  pada line setelah dioda bridgeless (DBR).  Sensing  tegangan  dimutlakkan  agar membentuk  tegangan fullwave yang  kemudian  dibandingkan dengan  sinyal  arus  yang  sudah  berbentuk fullwave karena telah  dilewatkan  ke  DBR.  Permasalahan  yang  muncul  adalah amplitudo  sinyal  tegangan  yang  jauh  berbeda  dengan  sinyal arusnya.  Oleh  karena  itu  amplitudo  tegangan  dibagi  dengan nilai  tegangan  maksimalnya  yaitu  311.12  agar  memiliki  nilai yang  tidak  jauh  berbeda  dengan  sinyal  arusnya.  Akibat pembagian  tersebut  sinyal  tegangan  memiliki  amplitudo  satu (1).  Nilai  amplitudo  tersebut  tidak  jauh  berbeda  dengan  nilai amplitudo  arusnya.  Sinyal  tegangan  dan  arus  dengan  bentuk fullwave kemudian  dibandingkan  menggunakan  komparator dengan  sinyal  arus  induktor  input.  Langkah  terakhir  adalah pensaklaran menuju switch dari konverter SEPIC. Sinyal yang dihasilkan  merupakan  sinyal  biner  nol  dan  satu  dengan duty cycle yang  bervariasi  untuk  kemudian  diteruskan  menuju switch .  Berikut  ini  merupakan  skema  membandingkan  sinyal referensi dan arus induktor sebagai kontrol pensaklaran:

## IV. P ENGUJIAN S ISTEM KONTROL

## A. Nilai PF Tanpa Kontrol PFC
Pola  arus  dan  tegangan  memiliki  pola  yang  berbeda sehingga  memiliki  faktor  daya  yang  rendah.  Berikut merupakan  perbandingan  bentuk  gelombang  arus  dan tegangan di sisi sumber.
Gambar 10. Sinyal tegangan dan arus fasa sebelum dikontrol
Gelombang  diatas  menunjukkan  bahwa  sinyal  arus  yang berwarna  memiliki ripple yang  tinggi.  Nilai ripple tersebut disebabkan karena tidak ada rangkaian kontrol yang mengatur agar  bentuk  gelombang  arus  sama  dengan  bentuk  gelombang tegangannya. Berikut merupakan bentuk gelombang arus yang terdistorsi:
Gambar 11. Sinyal arus fasa yang terdistorsi
Simulasi
diatas
menunjukkan
bahwa
apabila mengoperasikan  motor brushless DC  dengan  menggunakan sumber  AC  220  rms,  maka  kecepatan  yang  dihasilkan memiliki karakteristik ripple yang besar serta nilai faktor daya dan THD yang berada diluar batas toleransi. Faktor daya yang terjadi  sumber  adalah  0.732  sedangkan  nilai  THD  arus 74.39%.  telah  diketahui  bahwasanya  batas  nilai  faktor  daya minimal yang diijinkan PLN adalah sebesar 0.85.
Nilai  faktor  daya  pada  hasil  simulasi  tersebut  tidak merepresentasikan  nilai  faktor  daya  sebenarnya.  Berikut merupakan  nilai  faktor  daya  setelah  mempertimbangkan  nilai distortion power factor .
Sebelum  mengetahui  nilai  factor  daya  yang  sebenarnya, maka  harus  dilakukan  pengamatan  ( Fast  Fourier  Transform ) FFT.Berikut merupakan hasil FFT:

## Gambar 12. Komponen arus harmonik menggunakan FFT
Berdasarkan grafik pada Gambar 4.10 dan persamaan 2.47, maka dapat diketahui nilai THD arus adalah sebagai berikut:
√∑
(4)
Nilai THD arus dapat diketahui melalui hasil simulasi yaitu sebesar 74,39 %. Sehingga nilai distortion pf adalah sebagai berikut menurut persamaan 2.45 dan 2.51:
√ (5)
Sehingga nilai faktor daya yang sebenarnya ( True pf ) menurut persamaan 2.45 adalah sebagai berikut:
(6)
Berdasarkan  analisa  diatas  dapat  diketahui  bahwa  nilai  faktor daya yang sebenarnya adalah 0.58. nilai THD arus yang tinggi dapat memperburuk nilai faktor daya.

## B. Hasil  Pengujian  Pada  Kecepatan  Bervariasi  dan  Beban Bervariasi
Skenario  kecepatan  referensi  yang  diinginkan  adalah kecepatan  yang  bervariasi.  Untuk  mengetahui  respon kecepatan,  beban  diasumsikan  tetap  pada  keadaan  ratingnya yaitu  2.9588  Nm.  Setting  waktu  yang  digunakan  adalah sebesar 3 detik.
Berikut  merupakan  grafik  kecepatan  referensi  yang diberikan dan respon dari kecepatan aktual:
Gambar 13. Respon kecepatan terhadap referensi
Berdasarkan  hasil  simulasi  didapatkan  bahwa  kecepatan aktual  dapat  mengikuti  kecepatan  referensi  yang  diinginkan. Selain itu, pada grafik dapat dilihat overshoot yang dihasilkan tidak terlalu besar dan terjadi dalam waktu yang singkat.
Selain  respon  terhadap  perubahan  referensi  kecepatan, diharapkan  motor  juga  dapat  meberikan  respon  yang  baik apabila terdapat perubahan beban setiap waktunya.
Pembebanan pada penelitian ini divariasikan setiap detiknya untuk  mengetahui  respon  kecepatan  pada  saat  diberi  beban yang  tidak  melebihi  ratingnya.  Pada  detik  pertama,  motor brushless DC  diberi  beban  sebesar  2  Nm,  kemudian  0.5  Nm, dan  2.9588  pada  detik  berikutnya  secara  berurutan.    Berikut merupakan grafik pembebanan motor brushless DC:

## Gambar 14. Kurva pembebanan motor
Dengan  beban  bervariasi  yang  diberikan  pada  motor brushless DC, berikut merupakan respon dari motor tersebut:
Berdasarkan gambar dapat dilihat pada detik pertama motor brushless DC  diberikan  beban  sebesar  2  Nm.  Pembebanan  2 Nm  yang  masih  dibawah  dari  rating  beban  tidak mempengaruhi  motor  berputar  pada  kecepatan  referensinya. Motor  membutuhkan  waktu  kurang  dari  0.2  detik  untuk mencapai  kecepatan  referensinya  yaitu  2500  rpm.  Kemudian pada  detik  ke  dua  beban  diturunkan  menjadi  0.5  Nm.  Akibat pembebanan  yang  jauh  dibawah  ratingnya,  kecepatan  motor sempat melonjak beberapa detik namun masih bisa kembali ke kecepatan referensinya. Begitu juga pada detik ke tiga, ketika diberi  beban  rating  sebesar  2.9588  Nm,  kecepatan  motor brushless DC juga dapat menyesuaikan kecepatan referensinya. Berdasarkan grafik ini dapat disimpulkan kontrol kecepatan dapat berfungsi dengan baik.

## C. Perbandingan  Nilai  PF  dan  THD  Arus  pada  Metode Current Control Mode CCM dan DCM
Mode  operasi  dari  konverter  SEPIC  yang  digunakan  juga mempengaruhi  nilai power  factor pada  sistemnya.  Ada  dua mode  kontrol  arus  yang  digunakan  untuk  memperbaiki  nilai faktor  daya  dan  THD  arus  di  dalam  penelitian  ini.  Metode kontrol  PFC  tersebut  adalah Hysteresis  Current  Control dan Average  Current  Control .  Berikut  merupakan  perbandingan penggunaan mode CCM dan DCM dengan berbagai kecepatan referensi  dilihat  dari  segi  faktor  dayanya.  Pada  pengujian perbandingan performansi dalam hal nilai faktor daya dibawah ini, nilai pembebanan dibuat tetap pada beban ratingnya yaitu 2.9588  Nm.  Data  dalam  pengujian  ini  diambil  pada  keadaan tunak.
Berikut  merupakan  tabel  hasil  pengujian  nilai  faktor  daya dengan menggunakan Metode Hysteresis Current Control: Tabel 3. Perbandingan Nilai PF CCM dan DCM Menggunakan Hysteresis Current Control Kecepatan Referensi (rpm) Faktor Daya CCM DCM 300 0.9640 0.9782 600 0.9893 0.9959 900 0.9964 0.9987 1200 0.9984 0.9994 1500 0.9992 0.9997 1800 0.9995 0.9998 2100 0.9997 0.9998 2300 0.9997 0.9998 2500 0.9998 0.9999
Selain nilai faktor daya, nilai yang mempengaruhi nilai faktor daya  adalah  harmonik  yang  disebabkan  oleh  komponen  non- linear  pada  suatu  sistem.  Pada  pengaturan  kecepatan  motor brushless DC  ini  terdapat  beberapa  komponen  non-linear seperti  dioda  dan rectifier yang  berpengaruh  terhadap  nilai faktor  daya.  Berikut  merupakan  tabel  mengenai  nilai  THD ( Total  Harmonic  Distortion )  arus  dalam  beberapa  nilai kecepatan referensi:

## Tabel 4.
Perbandingan Nilai THD Arus CCM dan DCM Menggunakan Hysteresis Current Control
Kecepatan Referensi (rpm) THD Arus CCM (%) DCM (%) 300 18.66 20.15 600 11.58 8.50 900 6.92 4.69
1200 4.59 3.00 1500 3.39 2.19 1800 2.62 1.68 2100 2.14 1.41 2300 1.85 1.30 2500 1.65 1.24
Metode  yang  dibahas  sebelumnya  merupakan metode hysteresis  current  control yang  dioperasikan  secara  CCM maupun  DCM.  Selain  metode hysteresis  current  control , metode lain yang bisa digunakan untuk perbaikan faktor daya adalah  metode average  current  control .  Berikut  merupakan perbandingan faktor daya dari metode average current control pada saat mode CCM dan DCM:
Tabel 5. Perbandingan Nilai PF CCM dan DCM Menggunakan Average Current Control Kecepatan Referensi (rpm) Faktor Daya CCM DCM 300 0.8463 0.7103 600 0.9887 0.9147 900 0.9962 0.9238 1200 0.9983 0.9893 1500 0.9991 0.9978 1800 0.9995 0.9990 2100 0.9996 0.9993 2300 0.9997 0.9994 2500 0.9998 0.9995
Berikut  merupakan  nilai  THD  arus  dengan  menggunakan Metode Average  Current  Control baik  mode  CCM  maupun DCM:
Tabel 6.
Perbandingan Nilai THD Arus CCM dan DCM Menggunakan Average
Current Control Kecepatan Referensi (rpm) THD Arus CCM (%) DCM (%) 300 26.86 89.79 600 10.88 33.58 900 7.08 44.70 1200 4.91 13.93 1500 3.69 8.16 1800 2.87 4.76 2100 2.33 3.43 2300 2.06 3.79 2500 1.84 2.85

## V. K ESIMPULAN
1. Pada  pengujian  kecepatan,  sistem  kontrol  yang  didesain bisa  membuat  kecepatan  motor brushless DC  mengikuti kecepatan referensi yang diberikan.
2. Pada  pengujian  pembebanan  yang  diberikan,  motor brushless DC bisa mempertahankan kecepatannya sekalipun  adanya  lonjakan  kecepatan  maupun  penurunan kecepatan sesaat.
3. Konverter  SEPIC  berbasis power  factor  correction dapat memperbaiki  faktor  daya  pada  sistem  dari  0.58  menjadi 0.999 pada kecepatan dan beban rating.
4. Konverter  SEPIC  berbasis power  factor  correction dapat menurunkan nilai THD arus dari 74.39% menjadi 1.24%.
5. Metode hysteresis current control mode DCM memberikan  performansi  yang  paling  baik  dibandingkan metode average current control dan mode CCM.

## D AFTAR P USTAKA
[1] Bhim, V., Singh, B., “Reduced Sensor Configuration of a Power  Factor Correction  Based  Single-Ended  Primary  Inductance  Converter  Fed Brushless DC Motor Drive”, IET Power Electron, Vol. 8, Iss. 9, pp. 1606- 1615, March, 2015
[2] Madani,  S.M.,  Lei,  H.,  Toliyat,  H.A.,  “A  Low-cost  Four  Switch  BLDC Motor  Drive  with  Active  Power  Factor  Correction”,  28 th Annual  IEEE Conf.  of  Industrial  Electronics  Society  (IECON),  vol.  1,  pp.  579-584, November, 2002
[3] Jian,  Z.,  Yangwei,  Y.,  “ Brushless DC  Motor  Fundamental  Application
Node” MPS Module, 2014
[4] Ebrahim,  B.,  “Calculation  of  Output  Voltage  Ripple  and  Design Consideration  of  SEPIC  Converter”,  IEEE  Transactions  on  Industrial Electronics, Vol. 61, No. 3, March, 2014
[5] Hart, D.W., “ Power Electronics ”, New York: McGraw-Hill, 2010
[6] Sunil P., Anupam M., Srinivas B., “Control of Voltage Source Inverters using  PWM/SPWM  for  Adjustable  Speed  Drive  Application”, Departement  of  Electrical  Engineering  National  Institute  of  Technology Rourkela, May, 2009