## Analisa Perbandingan Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Soft Starter IGBT Berbasis Sine-Triangle dan Sine-Sawtooth PWM Menggunakan Matlab Simulink
Miftakhul Umam Ulil Anwar 1) , Dedi Nugroho 2) , dan Agus Adhi Nugroho 3)
1,2,3) Program Studi Teknik Elektro Fakultas Teknologi Industri Universitas Islam Sultan Agung
1,2,3) Jl.Kaligawe Raya Km.4 Kota Semarang, Jawa Tengah 50112, Indonesia e-mail : miftakhulumam@std.unissula.ac.id 1 ) , dedi.nugroho@unissula.ac.id 2 ) , agusadhi@unissula.ac.id 3 )

## ABSTRACT
The  induction  motor  is  the  electric  drive  for  industry  so  special  attention  is  needed  for  maintainance  and  control  system. Induction motors pulling high starting currents at starting. Various starting methods have been developed to overcome this problem, one of which is the Direct On-Line starting method. This method is the most common method because it is the easiest and cheapest to use, but there is high inrush current arround 6-8 times the nominal current will pulled by induction motor when using this method. This starting current can cause several disturbances, both from the electricity network, damaging the motor and can cause fatal losses to the electric power system.This research discusses the application of the Soft Starter starting method to a 3-phase induction motor to reduce the high starting current pulled by a 3-phase induction motor. The induction motor used in this study is a squirrel cage rotor type with 4kVA power, a rotational speed of 1430 r.p.m, a frequency of 50 Hz, and a voltage of 380 V. The Soft Starter system in this study uses 6 Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT) power electronics switches which are controlled using a sine- triangle PWM and sine - Sawtooth PWM. MATLAB SIMULINK is used to simulate the application of the soft starter starting method on  a  3-phase  induction  motor.The  results  prove  that  the  Soft  Starter  method  is  successful  in  reducing  staring  currents  when compared to the Direct On-Line method. When using the Direct On-Line method the starting current is 77.29 – 78.80 A, when using the sine-triangle soft starter method the starting current is 60,46 – 61,46 A, and when using the sine-sawtooth soft starter method. starting 59,96 – 60,60 A. However, at steady state conditions, the Direct On-Line rotational speed is better than the Soft Starter because when using the Soft Starter method the voltage is cut. Soft Starter input voltage is controlled using PWM. The wider  the pulse produced, the greater the value of the voltage and vice versa.
Keywords: 3 Phase Induction Motor, Direct On-Line, Soft Starter, IGBT, PWM

## ABSTRAK
Motor induksi adalah roda penggerak dari industri sehingga perhatian khusus diperlukan untuk merawat dan mengendalikannya. Motor induksi menarik arus starting yang tinggi pada saat saat pengasutan. Berbagai metode pengasutan telah dikembangkan untuk mengatasi permasalahan ini, salah satunya adalah metode pengasutan Direct On-Line . Metode ini adalah metode yang paling umum dikarenakan paling mudah dan paling murah untuk digunakan tetapi terjadi arus inrush yang tinggi sekitar 6-8 kali arus nominal akan ditarik motor induksi pada saat menggunakan metode ini. Arus starting ini dapat mengakibatkan beberapa gangguan, baik dari jaringan listrik, merusak motor dan dapat  menimbulkan kerugian  yang fatal pada sistem tenaga listrik. Penelitian ini membahas tentang pengaplikasian metode pengasutan Soft Starter pada motor induksi 3 fasa untuk mengurangi tingginya arus starting yang ditarik  oleh motor induksi  3 fasa. Motor induksi yang digunakan untuk  penelitian ini bertipe rotor squirrel  cage berdaya 4kVA, kecepatan putar 1430 r.p.m , frekuensi 50 Hz, dan bertegangan 380 V. Sistem Soft Starter pada penelitian ini menggunakan 6 buah saklar  elektronika  daya Insulated  Gate  Bipolar  Transistor (IGBT)  yang  dikontrol  menggunakan sine-triangle PWM  dan sine- sawtooth PWM. MATLAB SIMULINK digunakan untuk melakukan simulasi pengaplikasian metode pengasutan soft starter pada motor induksi 3 fasa. Hasil membuktikan bahwa metode Soft Starter berhasil menurunkan arus staring jika dibandingkan dengan metode Direct  On-Line . Pada saat  menggunakan metode Direct  On-Line arus starting 77,29  –  78,80 A, pada saat  menggunakan metode soft  starter  sine-triangle arus starting  starting 60,46  –  61,46  A,  dan  pada  saat  menggunakan  metode soft  starter  sine- sawtooth arus starting 59,96  –  60,60  A.  Namun  pada  saat  kondisi steady  stade kecepatan  putar Direct  On-Line lebih  baik dibandingkan dengan Soft Starter ini dikarenakan pada saat menggunakan metode Soft Starter tegangan mengalami pemotongan. Tegangan masukan Soft Starter dikontrol menggunakan PWM. Semakin lebar pulsa yang dihasilkan maka tegangan akan semakin besar nilainya dan sebaliknya.
Kata Kunci: Motor Induksi 3 Fasa, Direct On-Line , Soft Starter , IGBT, PWM
50 Miftakhul Umam Ulil Anwar, Dedi Nugroho, dan Agus Adhi Nugroho Analisa Perbandingan Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Soft Starter IGBT Berbasis Sine-Triangle dan Sine-Sawtooth PWM Menggunakan Matlab Simulink

## I. P ENDAHULUAN
ipe rotor squireel cage sangat tumbuh pesat. ewasa ini penggunaan motor induksi khususnya Motor  induksi  3  fasa  ini  begitu  banyak  diminati dan  merupakan  penggerak  dari  dunia  industri karena  memiliki  kelebihan  seperti  konstruksi  yang  kuat, desain  simpel,  memiliki  keandalan  yang  bagus, mempunyai  efisiensi  yang  tinggi dan  perawatannya yang mudah [1].
Pada saat motor induksi telah di start akan menarik arus yang tinggi yang disebut Locked Rotor Current (RLC) dan motor induksi akan menghasilkan torsi yang biasa disebut Locked  Rotor  Torque .  Oleh  karena  itu  ketika  di start arusnya  akan  mengalami  kenaikan  4  -  7  kali  dari  arus nominalnya  [2].  Akibat  dari  permasalahan  diatas  maka diperlukan metode pengasutan motor induksi yang mampu mengurangi lonjakan arus yang ditarik oleh motor induksi pada  saat  proses  pengasutan.  Salah  satu  metode pengasutan  yang  sering  ditawarkan  untuk  mengatasi permasalahan ini yaitu metode pengasutan soft starter . Metode soft starter sangat  efektif  untuk  mengurangi lonjakan  arus  dan  torsi  secara  signifikan  dengan  prinsip mengurangi tegangan yang akan disuplai ke motor selama proses  pengasutan  berlangsung.  Namun  metode soft starter itu  sendiri  masih  memiliki  berbagai  pilihan diantaranya  adalah soft  starter IGBT sine-triangle PWM dan soft starter IGBT sine-sawtooth PWM yang tentunya setiap  rangkaian  memiliki  perbedaan  penanganan  pada saat  motor  induksi  di start, sehingga  perlu  dilakukan analisa  lebih  jauh  mengenai  kemutakhiran  metode softstarter dalam  kemampuannya untuk  mengurangi  arus inrush, sistem  kontrol  PWM  dengan  gelombang carrier yang  berbeda  untuk soft  starter, hasil  kontrol  tegangan IGBT soft  starter dengan  menggunakan software MATLAB SIMULINK, sehingga nantinya akan didapatkan rangkaian soft starter yang lebih efektif dalam mengatasi  permasalahan  arus inrush dan  kedip  tegangan yang diakibatkan oleh starter motor induksi.

## II. T INJAUAN P USTAKA
Meninjau  dari  penelitian  yang  telah  dilakukan  oleh Abhay  M  Halmare,  Ashis  Karnase,  dan  Swapnil  Kourati (2016)  pada  penelitiannya  yang  berjudul  “ Comparative Study  Of  Induction  Motor  Starters  Using  Matlab Simulink ”. Hasil penelitian yang sudah didapatkan adalah dari  karakteristik  yang  telah  diamati  bahwa  arus  starting pada  saat  menggunakan  metode  soft  starter  akan  lebih kecil  dibandingkan  dengan  menggunakan  metode  Direct On-Line dan metode Star Delta. Selain arus starting yang dibutuhkan  lebih  kecil,  metode  soft  starter  juga menghasilkan  efisiensi  yang  lebih  baik  untuk  motor
meskipun  membutuhkan  harga  yang  sedikit  lebih  mahal dibandingkan dengan metode lain, akan tetapi untuk tujuan keamanan  harga  seharusnya  tidak  jadi  masalah.  Jadi  dari metode yang telah diuji metode soft starter adalah metode yang  paling  baik  dibandingkan  dengan  metode  lain[3]. Meninjau  dari  penelitian  yang  sudah  dilakukan  oleh Muhammad Husein Rizky (2020) pada penelitiannya yang berjudul “Kedip Tegangan Dari Berbagai Jenis Pengasutan motor Induksi dan
Pengaruhnya  Pada  Sensivitas  Peralatan  Industri” dengan  hasil  bahwa,  pengasutan  jenis soft  starter sangat dianjurkan  dilakukan  karena  memiliki  presentase  kedip tegangan yang tinggi dan durasi yang singkat, pengasutan ini juga tidak mengganggu kinerja peralatan industri. Pada penelitiannya  dengan  menggunakan  simulasi  pada MATLAB SIMULINK didapatkan analisa bahwa dengan pengasutan motor soft starter pada bus 6,8,10,14, dan 15 didapatkan hasil arus start
masing-masing 0.827,0.827,0.827,  0.408  dan  0.408.  Nilai  tegangan start yang didapatkan dengan pengasutan soft starter dimasing- masing  bus  yaitu  3.34,3.34,3.34,3.27  dan  3.27,  sehingga mengakibatkan tidak adanya kedip tegangan yang terjadi. Berbeda  dengan  metode  pengasutan star  delta dan auto trafo yang mengakibatkan kedip tegangan[4].

## A. Motor Induksi
Motor induksi merupakan motor listrik arus bolakbalik yang paling banyak digunakan, penamaannya berasal dari kenyataan  bahwa  motor  ini  bekerja  berdasarkan  induksi medan magnet stator kerotornya, dimana arus rotor motor ini bukan diperoleh dari sumber tertentu, tetapi merupakan arus  yang  terinduksi  sebagai  akibat  adanya  perbedaan relatif  antara  putarn  rotor  dengan  medan  putar  ( rotating magnetic field ) yang dihasilkan oleh arus startor. [5] Motor  induksi  1  fasa  mempunyai  daya  keluaran  yang relatif  lebih  rendah  jika  dibandingkan  dengan  motor induksi 3 fasa itu sebabnya motor ini banyak dimanfaatkan untuk kebutuhan peralatan rumah tangga.

## B. Metode Pengasutan Motor Induksi
Untuk menjalankan motor induksi diuperlukan proses pengasutan motor induksi itu sendiri, antara lain: 1. Metode Direct On-Line Metode Direct  On-Line atau  yang  sering  disingkat dengan DOL  ini  sendiri  adalah  suatu  metode  pengasutan motor  induksi  yang  mana  dengan  cara  menghubungkan langsung  motor  induksi  dengan  jala-jala  dan  kemudian motor distart pada posisi tegangan penuh.
Pada saat motor induksi di start dengan menggunakan metode ini arus start atau inrush current akan sangat tinggi yaitu antara 6 sampai 10 kali dari arus nominalnya dan itu

## T
berlangsung antara 8 sampai 12 detik tergantung dari daya, putaran  dan  cos  φ  motor.  Keunggulan  dari  metode  ini adalah moment start nya tinggi dan biayanya yang murah dikarenakan tidak membutuhkan pembelian alat tambahan lain, namun penggunaan metode ini sangat membahayakan motor  dan  normalnya  motor  yang distart  dengan  cara  ini mempunyai daya yang relatif kecil[6].
Untuk  menentukan  arus start suatu  motor  induksi dengan  metode  DOL  dapat  menggunakan  persamaan dibawah ini:
Ist =
(1)
Keterangan: I st = Arus Starting Motor (A) V Th = Tegangan Thevenin (V) RTh = Resistansi Thevenin (Ω) Rs    = Resistansi Stator (Ω) Rr    = Resistansi Rotor (Ω) Xs   = Reaktansi Stator (Ω) Xr   = Reaktansi Rotor (Ω) Xm  = Reaktansi Magnetisasi (Ω) L s = Induktansi Stator (H)
L r = Induktansi Rotor (H) Untuk menentukan besar torsi beban dapat menggunakan persamaan dibawah ini:
Torsi T sh (2)
Keterangan :T sh = Torsi Shaft (N.m)
P out = Daya keluaran (Watt)
N    = Kecepatan rotor (r.p.m) Untuk  menentukan  besar  Vpeak  input  dapat menggunakan persamaan dibawah ini:
Vpeak = (3) Keterangan :Vpeak = Tegangan puncak
V rms = Tegangan efektif

## 2. Metode Soft Starter
Soft  starter  menghasilkan  proses  starting  yang  halus dan  bebas  hentakan  pada  motor  induksi.  Tegangan berfrekuensi  tinggi  dapat  dengan  mudah  dikecilkan menggunakan  semikonduktor  berbasis  model  sirkuit control.  Sirkuit  control  ini  bukan  hanya  mengurangi harmonik  tetapi  juga  mengurangi  permasalahan  yang timbul  ketika  motor  terhubung  Direct  on  line  dan memberikan pengasutan yang halus bebas hentakan pada motor  listrik.  Solid-State  Soft  Starter  sangat  ekonomis, simple ,  dan  mempunyai  keandalan  yang  bagus.  Metode soft  starter  dapat  digunakan  secara  ekonomis  apabila dipasang  pada  starting  motor  induksi  besar  tegangan menengah,  yang  mana  hanya  membutuhkan  torsi  awal
yang  rendah.  Dengan  menggunakan  metode  pengasutan berbasis  converter  elektronik  daya,  arus  inrush  dapat dikurangi  secara  signifikan  ditambah  juga  dapat menghasilkan akselerasi yang halus.
Gambar 1. Soft Starter PWM AC Chopper Motor Induksi 3 Fasa (a) Konfigurasi sirkuit, (b) Diagram skematik dari sirkuit kontrol
Dengan  Vm  adalah  nilai  tegangan  puncak  dan  ωe adalah  frekuensi  switching.  Sumber  tegangan  tiga  fasa akan  dipotong  menggunakan  IGBT  sehingga  nilai  RMS dari  tegangan  dan  arus  motor  akan  berubah  dengan mengubah duty  ratio ( D )  dari  pensaklaran  IGBT.  Untuk mengitung  tegangan  motor,  fungsi switching  F (t)  akan dikalikan  dengan  sumber  tegangan.  Sehingga  tegangan motor dapat direpresentasikan dengan persamaan: V M ( t ) = V S ( t ) . F (t) (4) V M ( t ) =  Vm sin(ω e t) . F (t) (5)
( t )  = Vm sin(ω e t). 𝐷 + (6)
Dengan V M ( t )  bisa  merupakan V ma , V mb , V mc ,  dan V S ( t ) bisa merupakan V Sa, V Sb, V Sc.

## C. Insulated Gate Bipolar Transistor (IGBT)
Insulated  Gate  Bipolar  Transistor atau  yang  sering disingkat  dengan  IGBT  adalah  suatu  komponen elektronika daya (semi konduktor) yang tersedia sejak tahu 1980 an. IGBT dirancang khusus untuk digunakan sebagai saklar tegangan tinggi atau arus tinggi dan biasanya tidak digunakan  untuk  pengaplikasian  linier  seperti amplifier audio kelas  daya  B.  Sebelum  adanya  IGBT  dulunya terdapat  komponen  elektronika  daya  yang  dinamakan thyristor  (SCR)  namun  dikarenaka  kecapatan  dan kemudahan dalam pengoperasian SCR sudah tergantikan oleh IGBT [7].
IGBT  memiliki  karakteristik  kinerja  gabungan  antara Bipolar Juntion Transistor (BJT) dan Enhancement Metal Oxide    Semiconductor FET  (E-MOSFET).  Sama  halnya dengan  BJT,  IGBT  menawarkan  kerugian  daya  yang rendah saat kondisi on dan mempunyai kemampuan untuk
52 Miftakhul Umam Ulil Anwar, Dedi Nugroho, dan Agus Adhi Nugroho Analisa Perbandingan Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Soft Starter IGBT Berbasis Sine-Triangle dan Sine-Sawtooth PWM Menggunakan Matlab Simulink
mengangani  arus  dan  tegangan  yang  tinggi.  IGBT  juga memiliki kesamaan dengan E-MOSFET dalam kemudahannya untuk dikendalikan (dioperasikan).
IGBT  dapat  dikontrol  dengan  menggunakan  sistem Pulse  Width  Modulation (PWM).  Untuk  memvariasikan kecepatan motor, sistem kontrol PWM akan menghasilkan pulsa.  Semakin  kecil duty  cycle disetiap  pulsanya,  maka akan  membuat  rata-rata  tegangan  yang  akan  disuplai  ke motor menjadi kecil.

## D. Pulse Width Modulation
Prinsip  utama  kerja Pulse  Width  Modulation (PWM) dapat  dengan  jelas  dan  singkat  digambarkan  sebagai pengaturan on/off dari  komponen  saklar  semi  konduktor, rentetan  pulsa  dengan  amplitude  yang  sama  dan  dengan lebar  pulsa  yang  berbeda-beda  telah  dibangkitkan  pada output  port untuk  mrnggantikan  gelombang  sinusoidal atau  bentuk  gelombang  lainnya  yang  dibutuhkan  oleh sistem. Duty  cycle dari  gelombang  keluaran  perlu dimodulasikan  agar  menghasilkan  teganga  keluaran  dan frekuensi pada inverter dapat diregulasi.
Sinusoidal  PWM  (SPWM)  adalah  salah  satu  metode yang paling populer dan sederhana yang sering digunakan dalam  bidang  kontrol  motor.  Prinsip  utama  kerjanya adalah dengan melakukan perbandingan antara modulation  wave dengan carrier  wave ,  ketika  nilai ampitudo carrier wave lebih  kecil  maka  akan  berlogika high (1) dan apabila sebaliknya maka akan berlogika low (0).
Pengaturan modulation  index dapat  menghasilkan tegangan  keluaran  RMS yang bervariasi  [8]. Modulation index dapat direpresentasikan dengan persamaan 7.
M = , 0<M<1 (7)
Dengan:
M = Modulation Index V r = Amplitudo puncak gelombang sinyal sinus V c = Amplitudo gelombang sinyal pembawa

## III. METODE PENELITIAN

## A. Model Penelitian
Langkah  pertama  penelitian  ini  melakukan  studi literatur mengenai metode pengasutan pada motor induksi dan  kemudian  menentukan  perangkat  ( software )  yang digunakan untuk melakukan pemodelan dan dilakukanlah penelitian, setelah itu baru dilanjutkan dengan melakukan pengumpulan  data-data  sekunder  yang  diperlukan. Datadata  sekunder  yang  dibutuhkan  dalam  penelitian  ini didapatkan dengan mengambil sample motor induksi yang terdapat didalam software MATLAB SIMULINK. Selain didapatkan didalam software MATLAB SIMULINK data
sekunder didapatkan juga dari buku, jurnal, dan penelitian- penelitian lain yang mengenai analisa metode pengasutan motor  induksi.  Selanjutnya  akan  dilakukan  pemodelan mengenai  metode  pengasutan  motor  induksi  yang  akan disimulasikan  dengan  menggunakan software MATLAB SIMULINK, kemudian akan dilakukan perbandingan dari hasil  simulasi  yang  didapatkan  dimasing-masing  metode pengasutan  motor  induksi  untuk  mendapatkan  metode pengasutan  yang paling  optimal  menurunkan  arus inrush baru  kemudian  dilakukan  analisis  dan  kesimpulan  dari penelitian yang dilakukan.

## Gambar 2. Pemodelan Rangkaian DOL
Pemodelan rangkaian DOL menggunakan beban motor induksi  3  fasa  jenis squirrel  cage yang  mana  motor langsung dihubungkan ke tegangan jala-jala atau sumber.
Gambar 3. Model Simulasi Soft Starter IGBT Dengan Sistem Kontrol PWM
Gambar diatas merupakan pemodelan simulasi metode pengasutan motor induksi soft starter IGBT dengan sistem pengkontrolan PWM. Pemodelan ini diambil berdasarkan dengan skema gambar 1(a) dan persamaan 5 dimana dalam persamaan  ini  menjelaskan  bahwa  tegangan  stator  pada motor  didapatkan  dari  pengkalian  tegangan  sumber  dan fungsi switching IGBT.
Gambar 5. Model Simulasi Sine-Sawtooth PWM
Gambar  diatas  merupakan  pemodelan  simulasi  PWM yang digunakan untuk mengkontrol IGBT pada sistem soft starter .  Gambar  4  adalah  simulasi  PWM  dengan gelombang  pembawa triangle (segi  tiga),  sedangka  pada gambar  5  adalah  simulasi  PWM  dengan  menggunakan gelombang  pembawa sawtooth (gigi  gergaji).  Kedua PWM  ini  menggunakan input yang  diambil  dari gelombang  hasil  pengukuran  tegangan  sumber  untuk mendapatkan  gelombang modulating yang  berupa  sinyal sinusoidal yang kemudian dimasukan ke proses gain untuk mengubah nilai amplitudo dari gelombang sinus menjadi bernilai 1 dengan dikalikan sebesar 1/310.27.
Gambar 6. Pengaturan Amplitudo Carrier Signal
Gambar diatas merupakan sub sistem adjust amplitudo yang terdapat didalam sistem PWM pada gambar 4 dan 5 Pengaturan  amplitudo  gelombang carrier ini  mengacu pada  persamaan  8  yaitu  apabila  dilakukan  pengaturan modulation  index maka  akan  menghasilkan  tegangan keluaran

## C. Objek Penelitian
Tugas  akhir  ini  menggunakan  objek  penelitian  motor induksi squierrel cage yang sudah terdapat didalam preset model library software MATLAB SIMULINK.

## D. Diagram Alir
Tahapan  untuk  menyelesaikan  penelitian  tugas  akhir dapat dilihat pada diagram alir dibawah ini :

## Gambar 7. Diagram Alir Penelitian

## IV. H ASIL P EMBAHASAN A. Data Parameter Motor Induksi
Data  parameter  motor  induksi squirrel  cag diperoleh dari preset model pada MATLAB SIMULINK yang tertera pada tabel 1.
TABEL 1 DATA PARAMETER MOTOR INDUKSI SQUIRREL CAGE Aspek Keterangan Horsepower 5,4 HP Daya Output 4 kVA Full Load r.p.m 1430 rpm Frekuensi 50Hz Arus Tanpa Beban 6,79 A Arus Beban Penuh 7,83 A Tegangan 380 V Resistansi Stator 1,405 Ω Resistansi Rotor 1,395 Ω Induktansi Stator 0,005839 H Induktansi Rotor 0,005839 H Kutub 4 Gambar 4 . Model Si mulasi Sine - Triangle PWM
54 Miftakhul Umam Ulil Anwar, Dedi Nugroho, dan Agus Adhi Nugroho Analisa Perbandingan Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Soft Starter IGBT Berbasis Sine-Triangle dan Sine-Sawtooth PWM Menggunakan Matlab Simulink
Motor induksi squirrel cage 3 fasa ini belitan statornya menggunakan hubungan wye/star sesuai yang tertera pada blok  parameter  objek  penelitian,  yaitu  pada  gambar  3.9. Startor  yang  terhubung  secara star dapat  meningkatkan efisiensi  motor  karena losses atau  kerugian  harmonik homopolar dapat dikurangi.

## B. Perhitungan Arus Inrush DOL, Torsi Beban Penuh, Tegangan Sumber.
Perhitungan ini dilakukan untuk mendapatkan nilai arus tegangan  masukan  yang  akan  digunakan  untuk  simulasi, selain itu untuk didapatkan nilai inrush pada motor induksi squirrel cage 3 fasa pada saat dihubungkan menggunakan metode  pengasutan  DOL,  kemudian  setelah  dilakukan perhitungan arus inrush dilakukan perhitungan torsi beban penuh yang nantinya akan digunakan untuk simulasi pada matlab.
Perhitungan Arus Inrush Tanpa Beban
Perhitungan Arus Inrush Beban Penuh Perhitungan Torsi Beban Penuh
Perhitungan Tegangan Sumber

## C. Hasil Pulsa Sistem PWM
Sistem PWM ini digunakan untuk menghasilkan pulsa dimana pulsa ini nantilah yang akan mengatur penyalaan on-off pada IGBT sehingga besar kecilnya tegangan dapat disesuaikan untuk mengurangi arus inrush motor induksi. Dengan  menggunakan  sistem  sine-triangle  PWM modulating wave berupa gelombang sinusoidal dan carrier wave berupa  gelombang  segi  tiga,  kedua  sinyal  ini nantinya  akan  dibandingkan  baru  kemudian  akan menghasilkan  pulsa.  Pada  saat  gelombang  sinus  lebih besar  dibandingkan  gelombang  segitiga  maka  akan menghasilkan  pulsa high (1)  dan  sebaliknya.  Besar amplitudo  sinyal  segitiga  akan  bertambah  secara  berkala sebesar  0,1  setiap  0,2  detik.  Dengan  diaturnya  nilai amplitudo  sinyal  segi  tiga  secara  berkala  akan memperngaruhi besar pulsa yang dihasilkan yaitu semakin besar amplitudo sinyal segi tiga maka pulsa akan semakin
besar, pengaturan ini dilakukan sampai pada kurun waktu 0,6 detik.
Pada  saat  menggunakan  sistem sine-sawtooth PWM modulating wave berupa gelombang sinusoidal dan carrier wave berupa  gelombang  gigi  gergaji,  kedua  sinyal  ini nantinya  akan  dibandingkan  baru  kemudian  akan menghasilkan  pulsa.  Pada  saat  gelombang  sinus  lebih besar  dibandingkan  gelombang  gigi  gergaji  maka  akan menghasilkan  pulsa high (1)  dan  sebaliknya.  Besar amplitudo  sinyal  gigi  gergaji  akan  bertambah  secara berkala sebesar 0,1 setiap 0,2 detik. Dengan diaturnya nilai amplitudo gigi gergaji secara berkala akan memperngaruhi besar pulsa yang dihasilkan yaitu semakin besar amplitudo sinyal  gigi  gergaji  maka  pulsa  akan  semakin  besar, pengaturan  ini  dilakukan  sampai  pada  kurun  waktu    0,6 detik.

## D. Hasil Tegangan Output IGBT
Pulsa  yang  dihasilkan  oleh  sistem  PWM  akan digunakan  untuk  mengatur  penyalaan  IGBT.  Penyalaan gate pada  IGBT  inilah  yang  mengkontrol  besar  kecilnya tegangan  untuk  mensuplai  motor  induksi.  Lama  waktu simulasi  MATLAB  SIMULINK  diatur  menjadi  1s  pada saat dilakukan pengamatan hasil tegangan dari sistem PWM.
Dalam  kurun  waktu  1s  sistem sine-triangle PWM menghasilkan  tegangan output IGBT    yang  tersusun  dari pulsa  PWM  yang  awalnya  bentuknya  tidak  rata  menjadi gelombang sinusoidal yang rata diakhir simulasi. Dengan mengambil  cuplikan  pada  waktu  simulasi  yaitu  pada selama  0,02  detik  diawal  dan  diakhir  akan  dapat  dilihat dengan  jelas  perbedaan  gelombang  tegangan output. Pada kurun  waktu  0  –  0,02  detik  riak  yang  sangat  jelas  pada gelombang  tegangan  yang  berbentu  sinusoidal,  namun pada  saat  kurun  waktu  0,9  –  0,92  detik  riak-riak  pada gelombang  sinusoidal  hampir  tidak  ada  sehingga  nilai tegangan akan semakin besar. Jika dilihat dari nilai RMS tegangan juga akan menunjukkan hasil yang berbeda yaitu pada  saat  0  –  0,02  detik  RMS  tegangan  sebesar  326,9  V dan pada saat 0,9 – 0,92 detik nilai RMS tegangan sebesar 373,6 V.
Begitupun dengan sistem sine-sawtooth PWM , waktu simulasi MATLAB SIMULINK diatur selama 1s hasilnya pun  tidak  jauh  berbeda  pada  saat  menggunakan sinetriangle PWM  namun  hasil  tegangan  dengan simesawtooth PWM  lebih  kecil.    Dalam  kurun  waktu  1s sistem sine-sawtooth PWM menghasilkan tegangan output IGBT    yang  tersusun  dari  pulsa  PWM  yang  awalnya bentuknya tidak rata menjadi gelombang sinusoidal yang rata  diakhir  simulasi.  Dengan  mengambil  cuplikan  pada waktu  simulasi  yaitu  pada  selama  0,02  detik  diawal  dan diakhir  akan  dapat  dilihat  dengan  jelas  perbedaan
gelombang  tegangan output. Pada  kurun  waktu  0  –  0,02 detik riak yang sangat jelas pada gelombang tegangan yang berbentu  sinusoidal,  namun  pada  saat  kurun  waktu  0,9  – 0,92  detik  riak-riak  pada  gelombang  sinusoidal  hampir tidak ada sehingga nilai tegangan akan semakin besar. Jika dilihat  dari  nilai  RMS  tegangan  juga  akan  menunjukkan hasil  yang  berbeda  yaitu  pada  saat  0  –  0,02  detik  RMS tegangan  sebesar  324,8  V dan pada  saat  0,9  –  0,92  detik nilai RMS tegangan sebesar 373,2 V.

## E. Perbandingan Arus Inrush
Perbandingan  arus inrush ini  dilakukan  pada  setiap metode  pengasutan  yaitu  DOL, soft  starter  sine-triangle PWM, dan soft starter sine-sawtooth PWM, hai ini dilukan untuk  membuktikan  metode  pengasutan  yang  paling optimal  dalam  usaha  mengurangi  arus inrus yang diakibatkan pada saat panyalaan motor induksi. Pada saat pengujian arus inrush waktu simulasi diatur selama 1s baik dalam kondisi beban penuh maupun tanpa beban sehingga dapat dibandingkan pula kondisi transien dan steady stade pada  setiap  pengsutan  motor,  selain  itu  akan  dilihat  juga arus puncak dimasing – masing fasa, hasil ini dapat diamati pada tabel 3.
Pada  saat  menggunakan  metode  pengasutan  DOL dengan  beban  torsi  mekanik  0  atau  tanpa  beban  terjadi lonjakan  arus  pada  saat  awal  penyalaan  kemudian  arus akan  mulai  berkurang  pada  saat  motor  dalam  kondisi steady  stade .  Pada  metode  ini  kondisi  transien  terjadi selama  0,045  detik  dari  detik  0  –  0,045  baru  kemudian dilanjutkan  pada  kondisi steady  stade dari  kurun  waktu 0,045 – 1 detik. Lonjakan arus tertinggi terjadi pada fasa A yaitu sebesar 77,29 A. Pada saat motor diberi beban torsi mekanik  26,72  Nm  dengan  menggunakan  metode  DOL kondisi transien terjadi selama 0,1 detik pada 0 – 0,1 detik dan  dilanjutkan  pada  kondisi steady  stade pada  kurun waktu 0,1 – 1 detik atau terjadi selama 0,9 detik. Lonjakan arus tertinggi juga terjadi pada fasa A yaitu sebesar 78,80 A.
Pada saat menggunakan metode pengasutan soft starter sine-triangle PWM  dengan  beban  torsi  mekanik  0  atau tanpa beban terjadi lonjakan arus pada saat awal penyalaan kemudian  arus  akan  mulai  berkurang  pada  saat  motor dalam  kondisi steady  stade .  Pada  metode  ini  kondisi transien  terjadi  selama  0,2  detik  dari  detik  0  –  0,2  baru kemudian dilanjutkan pada kondisi steady stade dari kurun waktu  0,2 –  1 detik.  Lonjakan  arus  tertinggi  terjadi  pada fasa A yaitu sebesar 60,46 A. Pada saat motor diberi beban
56 Miftakhul Umam Ulil Anwar, Dedi Nugroho, dan Agus Adhi Nugroho Analisa Perbandingan Pengasutan Motor Induksi 3 Fasa Soft Starter IGBT Berbasis Sine-Triangle dan Sine-Sawtooth PWM Menggunakan Matlab Simulink
torsi mekanik 26,72 Nm dengan menggunakan metode ini kondisi  transien  terjadi  selama  0,24  detik  pada  0  –  0,24 detik dan dilanjutkan pada kondisi steady stade pada kurun waktu  0,24  –  1  detik  atau  terjadi  selama  0,76  detik. Lonjakan  arus  tertinggi  juga  terjadi  pada  fasa  A  yaitu sebesar 61,45 A.
Pada saat menggunakan metode pengasutan soft starter sine-sawtooth PWM dengan  beban  torsi  mekanik 0  atau tanpa beban terjadi lonjakan arus pada saat awal penyalaan kemudian  arus  akan  mulai  kembali  mengecil  pada  saat motor dalam kondisi steady stade . Pada metode ini kondisi transien  terjadi  selama  0,2  detik  dari  detik  0  –  0,2  baru kemudian dilanjutkan pada kondisi steady stade dari kurun waktu  0,2 –  1 detik.  Lonjakan  arus  tertinggi  terjadi  pada fasa A yaitu sebesar 59,96 A. Pada saat motor diberi beban torsi mekanik 26,72 Nm dengan menggunakan metode ini kondisi  transien  terjadi  selama  0,23  detik  pada  0  –  0,23 detik dan dilanjutkan pada kondisi steady stade pada kurun waktu  0,23  –  1  detik  atau  terjadi  selama  0,77  detik. Lonjakan  arus  tertinggi  terjadi  pada  fasa  A  yaitu  sebesar 60,60 A.
Dari  hasil  pengujian  diatas  maka  dapat  disimpulkan bahwa metode soft s tarter terbukti dapat mengurangi besar arus inrus jika dibandingkan dengan metode DOL. Namun jika dibandingkan dari ketiganya nilai arus inrush terkecil didapatkan  pada  saat  menggunakan  metode soft  starter sine-sawtooth .

## F. Perbandingan Kecepatan Putar Rotor
Dalam  penggunaan  masing  –  masing  pengasutan tentunya  akan mengahasilkan  kecapatan  putar  rotor  yang berbeda – beda, ini diakibatkan oleh besar kecilnya suplai tengangan  ke  motor  iru  sendiri,  maka  dari  itu  akan dilakukan pengujian  terhadap  kecepatan  putar  rotor  yang dihasilkan  dimasing  –  masing  metode  pengasutan.  Pada saat  pengujian  ini  lama  waktu  simulasi  pada  MATLAB SIMULINK  diatur  menjadi  1s  dan  dilakukan  pada  saat tanpa beban maupun beban penuh.
Dapat  dilihat  pada  tabel  3  pada  saat  menggunakan metode  DOL  tanpa  beban  saat  kondisi steady  stade atau pada  saat  detik  ke  0,045 menghasilkan  kecepatan  putar rotor  sebesar  1499  rpm  dan  pada  saat  beban  penuh kecepata  rotor  berkurang  menjadi  1427  rpm.  Pada  saat menggunakan  metode soft  stater  sine-triangle dan soft
starter  sine-sawtooth didapatkan  hasil  yang  sama,  yaitu ketika  motor  tanpa  beban  saat  kondisi steady  stade pada detik  0,2  dan  0,3 menghasilkan  kecepatan  putar  rotor sebesar  1499  rpm  dan  pada  saat  beban  penuh  kecepatan putar rotor berkurang menjadi 1424 rpm.
Dari  hasil  pengujian  diatas  dapat  dilihat  bahwa  pada saat  motor  dalam  kondisi  beban  penuh  kecepatan  putar rotor  DOL  lebih  besar  jika  dibandingkan  dengan  metode soft  starter ,  hal  ini  dikarenakan  metode soft  starter mengalami  pemotongan  tegangan  sehingga  supali tegangan kemotor akan berkurang.

## V. K ESIMPULAN
Sesuai  dengan  hasil  simulasi  yang  telah  dianalisa penulis  mengenai  arus inrush pada  metode soft  starter sintriangle, soft starter sine-sawtooth dengan menggunakan  MATLAB  SIMULINK,  dapat  diambil kesimpulan bahwa :
1. Penggunaan  sistem  pengontrolan sine-triangle PWM akan  menghasilkan  pulsa-pulsa  yang  dihasilkan  dari pembandingan  sinyal  sinusoidal  ( modulating  signal ) dengan  siyal  segitiga  ( carrier  signal ),  sedangkan sistem  pengontrolan sine-sawtooth PWM  akan menghasilkan  pulsa  dari  pembandingan  sinyal sinusoidal  ( modulating signal) dan sinyal gigi gergaji ( carrier signal ).  Kedua  sistem  PWM  ini  akan menghasilkan pulsa ketika nilai amplitudo modulating signal lebih  besar  dibandingkan  nilai  amplitudo carrier  signal .    Dengan  melakukan adjust  amplitudo dengan  nilai  sama,  lebar  pulsa  yang  terbentuk  pada sistem sine-triangle dam sinesawtooth akan mengalami kenaikan amplitudo carrier signal sebesar 0,1  yang  terjadi  setiap  0,2  detik  yang  mana  semakin besar  nilai  aplitudo carrier  signal maka  pulsa  yang terbentuk akan semakin lebih lebar.
2. Hasil tegangan output pada saat menggunakan sistem pengontrolan sine-triangle PWM  tegangan  yang terkontrol  IGBT  tanpa  beban  didapatkan  hasil tegangan  RMS  326,9  V,  pada  saat  gelombang tegangan yang hampir sempurna berbentuk sinusoidal terjadi  pada  detik  0,9  sampai  0,92  dengan  nilai tegangan  RMS  373,6  V,  sedangkan  pada  saat menggunakan  sistem  pengontrolan sine-sawtooth dengan  tanpa  beban  menghasilkan  nilai  tegangan RMS sebesar 324,8 V, pada saat gelombang tegangan yang  hampir  sempurna  berbentuk  sinusoidal  terjadi pada  detik  0,9  sampai  0,92  dengan  nilai  tegangan RMS  373,2  V.  Besar  kecilnya  nilai  tegangan  ini dipengaruhi  oleh  pulsa-pulsa  yang  dihasilkan  oleh masing-masing sistem PWM.
3. Penggunaan  metode soft  starter terbukti  berhasil menurunkan  nilai  arus inrush, ini  dibuktikan  dengan melakukan pembandingan penggunaan metode direct on-line dengan  metode soft  starter sinetriangle dan metode soft  starter  sine-sawtooth .  Pada  saat menggunakan  metode direct  on-line tanpa  beban didapatkan nilai puncak arus pada masing-masing fasa yaitu  sebesar  77,29A,  50,82A,  53,58  A,  sedangkan pada saat menggunakan beban penuh hasilnya adalah 78,80A, 58,80A, dan 64,27A. Pada saat menggunakan metode soft  starter  sine-triangle tanpa  beban didapatkan nilai arus puncak pada masing-masing fasa yaitu 60,46A, 51,62A, 53,68A, sedangankan pada saat beban  penuh  didapatkan    nilai  arus  puncak  pada masing-masing  fasa  yaitu  61,46A  56,76A,  dan 59,75A.  Pada  saat  menggunakan  metode soft  starter sine-sawtooth tanpa beban didpatkan nilai arus puncak pada  masing-masing  fasa  yaitu  59,69A,  52,55A, 53,86A, sedangkan pada saat beban penuh didapatkan nilai  arus  puncak  pada  masing-masing  fasa  yaitu 60,60A, 57,38A dan 59,72A. Jika dibandingkan antara metode soft starter sine-triangle dan soft starter sine- sawtooth nilai arus inrush puncak tertinggi dihasilkan oleh  metode soft  starter  sine-triangle, selain  itu metode soft starter sine-triangle juga memiliki kondisi transien yang lebih lama.
4. Perbandingan  kecepatan  putaran  rotor  antara  metode DOL  dengan metode soft  starter nilai  terbesar didapatkan pada saat menggunakan metode DOL. Hal ini dikarenakan suplai tegangan yang masuk kemotor tidak  mengalami  pemotongan,  sedangkan  pada  saat menggunakan  metode soft  starter tegangan  yang disuplai  kemotor  mengalami  pemotongan  sehingga putaran yang dihasilkan tidak dapat maksimal.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] N.  C.  Onye wuchi,  I.  F.  I,  and  O.  Mathew, “Simulation of the Impact of Soft Starter Controller on  Induction  Motor Transients,”  vol.  6,  no.  3,  pp.
1187–1195, 2017, doi:
10.21275/11031707.
[2] A.  Nurmalitawati,  Aztrid  dan  Rahardjo,  “Analisis Perbandingan  Besarnya  Arus  Start  Motor  Induksi Berkapasitas  Besar  Terhadap  Jatuh  Tegangan  Bus,”
Tek.  Elektro, Fak.  Tek.  Univ.  Indones. ,  vol.  3,  no.  6, pp. 1–16, 2014.
[3] A.  M.  Halmare,  “Comparative  Study  of  Induction Motor Starters Using MATLAB SIMULINK,” Int. J.
Adv. Res. , Ideas Innov. Technol. , vol. 2, no. 2, pp. 1– 5, 2016.
[4] M. H. Rizky, “KEDIP TEGANGAN DARI
BERBAGAI  JENIS  PENGASUTAN  MOTOR INDUKSI DAN PENGARUHNYA PADA SENSITIVITAS  PERALATAN  INDUSTRI,” UNIVERSITAS SUMATERA UTARA, 2020.
[5] Zuhal, Dasar  Tenaga  Listrik  Dan  Elektonika  Daya . Jakarta: PT Gramedia Pustaka Utama, 2000.
[6] Siswanto, “Total Maintenance Program,” no. 021, p. 68, 2003.
[7] J.  M.  Fiore, Semiconductor  Devices : Utica,  New York: James M. Fiore, 2017.
[8] T.  B.  M.  Patil,  S.  R.  Sawant,  and  T.  T.  M.  Patil, “Mathematical and Simulation Model of an SPWM,” vol. 4, no. 1, pp. 23–32, 2011.