Abstrak — Brushless DC  motor  (BLDC)  adalah  mesin  listrik yang  sangat  serbaguna.  Secara  konstruksi,  BLDC  adalah  motor sinkron  dengan  gulungan  ketat  dan  magnet  permanen  dipasang pada  rotor.  Dengan  tidak  menggunakan  sikat  dan  komutator, sikat  kerusakan  dan  percikan  api  tidak  ditemukan  di  motor  ini dan membuat BLDC lebih efisien daripada jenis lain dari motor listrik.  BLDC  digunakan  dalam  berbagai  aplikasi,  seperti aplikasi  rumah  tangga,  transportasi,  aerospace,  pemanasan, ventilasi,  robotika,  dan  banyak  lainnya.  Dalam  operasi  BLDC menggunakan  sumber  AC, rectifier dan  menghubungkan kapasitor  umumnya  digunakan.  Dan  juga,  karena  BLDC  perlu gelombang  saat  persegi  untuk  bekerja,  penggunaan  inverter diperlukan.  Inverter  juga  digunakan  untuk  tujuan  kontrol kecepatan  di  kontrol  kecepatan  BLDC  konvensional.  Kontrol kecepatan  konvensional  yang  hanya  menggunakan  DBR  dan inverter  menghasilkan  harmonik  yang  besar  yang  berarti mengurangi  faktor  daya  juga.  Untuk  mengatasi  masalah  ini, dapat digunakan DC-DC konverter antara rectifier dan inverter. Pada  penelitian  ini  akan  diteliti  pengaruh  mode Cuk  Converter sebagai  penghubung  antara  DBR  dan  inverter  terhadap  faktor daya sumber.
Kata  Kunci  —  Motor  Brushless  DC ,  Cuk  Converter,  Power Factor Correction, Kontrol Kecepatan.

## I. P ENDAHULUAN
OTOR brushless DC  sangat  populer  untuk digunakan pada daya rendah dan menengah. Motor jenis ini memiliki banyak kelebihan, seperti tingkat efisiensinya  yang  tinggi,  biaya  pemeliharaan  yang rendah,  torsi  tinggi  dibandingkan  dengan  rasio  berat,  ranah kerja  kecepatan  yang  luas,  sangat  handal,  tidak  bising  dalam operasinya,  serta  usia  yang  lebih  tahan  lama  [1].  Kelebihan tersebut  dijadikan  alasan  banyaknya  aplikasi  motor brushless DC,  seperti  pada  mesin  cuci,  pendingin  ruangan,  kulkas, kendaraan listrik, actuator , dan lain-lain [2].
Motor  BLDC  sejatinya  adalah  motor  sinkron  3  (tiga)  fasa yang  terdiri  dari  stator  dengan  belitan  tiga  fasa  dan  magnet permanen  pada  rotornya  [3],  [4].  Dengan  tidak  adanya  sikat mekanis dan komutator, kerusakan sikat akibat pengoperasian dan  masalah  percikan  yang  kerap  ditemui  pada  motor  DC konvensional  tidak  dimeukan  di  motor brushless DC.  Motor ini  juga  disebut  sebagai  motor  dengan  komutasi  elektris karena  komutasi  elektris  berbasis  sinyal  sensor hall-effect untuk posisi rotor dan sensor back-emf lebih sering digunakan dibandingkan komutasi mekanis [5].
Dalam  pengoperasian  dengan  menggunakan  sumber tegangan  AC  satu  fasa,  umumnya  motor brushless DC
membutuhkan full-wave  rectifier ,  kapasitor  DC link ,  serta inverter  dimana  kontrol  dilakukan  melalui switching pada inverter  menggunakan Pulse  Width  Modulation (PWM)  [4]. Pengoperasian  ini  dapat  menghasilkan  nilai Total  Harmonic Distortion (THD)  dari  arus  sumber  dan  mengurangi  faktor daya  dari  sumber  AC  karena  pengaturan  kecepatan menggunakan switching PWM  pada  inverter  menyebabkan losses yang diakibatkan oleh frekuensi dari switching tersebut [6].  Untuk  mereduksi  harmonisa  dan  perbaikan  faktor  daya dapat dilakukan dengan memasang filter pasif, filter aktif, dan hybrid filter  dimana  aplikasi  ini  untuk  daya  yang  tinggi  dan instalasi  sistem  yang  telah  ada.  Tetapi  cara  seperti  ini  sangat memerlukan biaya mahal dan masih ada losses lainnya. Maka ada cara lain yaitu dengan memakai konverter. Konverter yang sering  digunakan  untuk  PFC( Power  Factor  Correction ) yaitu Boost  Converter,  Buck-Boost  Converter, dan Multilevel [7]. Ozturk  [8]  melakukan  penelitian  dengan Boost  Converter namun memiliki kekurangan pada kontrol yang kompleks dan membutuhkan banyak sensor. Wu [9] menggunakan Cascaded Buck-Boost  Converter yang  menggunakan  dua switch untuk PFC  namun  sayangnya  memiliki  masalah  pada  efisiensinya dan membutuhkan biaya yang tidak murah.
Atas pertimbangan dasar biaya dan kontrol yang kompleks, dilakukan  penelitian    terhadap Cuk  Converter dalam kemampuannya  untuk  memperbaiki  faktor  daya  sekaligus kontrol kecepatan motor brushless DC. Cuk Converter dipilih karena  dapat  dioperasikan  dalam  berbagai    mode  dan  juga dapat  digunakan  untuk  memperbaiki  faktor  daya.  Pada penelitian  ini,  mode-mode  tersebut  akan  dikombinasikan dengan  beberapa  metode  kontrol  berbasis  PFC  sehingga karakteristik  dari  tiap  kombinasi  tersebut  dapat  digunakan untuk kebutuhan yang lebih spesifik.

## II. D ASAR T EORI

## A. Motor Brushless DC
Motor brushless DC  (BLDC)  adalah  jenis  motor  DC  yang tidak memiliki sikat. Dengan dihilangkannya bagian sikat dan komutator,  motor  ini  memiliki  kelebihan  antara  lain  adalah peningkatan  pada  efisiensi,  pengurangan  kebisingan  yang ditimbulkan  saat  berputar,  perawatan  yang  lebih  murah,  serta dapat  berputar  dengan  kecepatan  tinggi  karena  berkurangnya gesekan  dengan  sikat.  Sedangkan  kekurangan  dari  motor  ini adalah  lebih  rumit  dalam  kontrolnya  serta  harga  yang  lebih mahal .

## Perbaikan Faktor Daya Menggunakan

## Cuk Converter pada Pengaturan Kecepatan Motor Brushless DC
Hadyan Perdana Putra, Heri Suryoatmojo, dan Sjamsjul Anam Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail : hadyanperdanaputra@gmail.com , suryomgt@ee.its.ac.id , anam@ee.its.ac.id
M
Secara konstruksi, motor brushless DC kurang lebih seperti motor  AC  sinkron  magnet  permanen,  dimana  belitan  jangkar terletak  pada  stator  dan  rotor  yang  terdiri  dari  satu  atau  lebih magnet  permanen,  namun  memiliki  perbedaan  pada back- EMF . Back-EMF motor  AC  sinkron  magnet  permanen berbentuk  sinusoidal  sedangkan    motor  brushless  DC berbentuk  trapezoidal.  Dengan back-EMF yang  berbentuk trapezoidal  tersebut,  motor  brushless  DC  dapat  dikatakan memiliki karakteristik elektris seperti motor DC.
Gambar 1 Konstruksi Motor Brushless [3]

## B. Metode Pendeteksian Perubahan Komutasi
Ada  dua  metode  pendeteksian  perubahan  komutasi,  yaitu sensorless dan  menggunakan  sensor.  Metode sensorless adalah  metode  pendeteksian  yang  tidak  membutuhkan  sensor posisi  mekanis  rotor,  dengan  kata  lain,  metode sensorless mendeteksi  aktivitias  elektris  dari  tiap  belitan  yang  hasilnya akan  digunakan  sebagai  dasar  perubahan  komutasi.  Metode sensorless dapat  dilakukan  dengan  beberapa  cara,  seperti metode  back-EMF  terintegrasi  dari  terminal  motor  tegangan netral  ke  rangkaian  penggeser  yang  tepat  [10]  dan pendeteksian Zero Crossing Point [11].
Adapun  metode  menggunakan  sensor  adalah  metode pendeteksian  dengan  menggunakan  sensor  tambahan.  Metode menggunakan  sensor  ini  mendeteksi  gerakan  mekanis  dari rotor  dimana  hasilnya  akan  digunakan  untuk  perubahan komutasi.  Sensor  yang  sering  digunakan  adalah  sensor hall- effect . Metode ini lebih sering digunakan karena mudah dalam aplikasinya dan banyak motor yang dibuat dengan sensor hall- effect didalamnya.  Sensor  hall-effect  adalah  sensor  medan magnet  yang  dapat  digunakan  untuk  mengetahui  posisi  rotor berdasarkan medan magnet yang dideteksi. Dengan menggunakan  sensor  ini,  akan  diperoleh  komutasi  120 o antar fasa.

## Gambar 2 Proses Komutasi berdasarkan sensor Hall-Effect
C. Cuk Converter
Cuk  converter adalah  jenis converter yang  merupakan penyempurnaan dari buck-boost converter . Seperti buck-boost converter , cuk  converter dapat  menaikkan  dan  menurukan tegangan  serta  memiliki  keluaran  dengan  polaritas  negatif. Rangkaian cuk  converter terdiri  dari  induktor  input  (L i ),
switch (s),  kapasitor  petransfer  tegangan  (C i ),  dioda  (D), induktor  filter  (L o ),  dan  kapasitor  filter  (C o ).  Induktor  pada input  bekerja  sebagai  filter  pada  suplai  DC  untuk  mencegah harmonisa  [12].  Tidak  seperti converter lainnya  yang menggunakan  induktor  sebagai  perantara, cuk  converter bergantung  kepada  kapasitor  dalam  transfer  energi  dari  input ke  output.  Kelebihan  dari converter ini  adalah  arus  kontinyu yang pada sisi input dan outputnya, sedangkan kelemahannya adalah  besarnya  nilai  reaktif  pada  komponen  serta  besarnya arus pada switch , dioda, dan kapasitor C i .
Gambar 3 Rangakaian Cuk Converter [12] Pada  keadaan switch  on , switch tertutupsehingga  dilewati arus, dioda tidak bekerja, dan kapasitor C i discharge oleh arus dari  inductor  L o .  Ketika switch  off , switch terbuka  sehingga dioda mengalirkan arus dari induktor L i dan L o . Pada keadaan switch off pula kapasitor C i diisi oleh arus dari induktor L o .
D. Harmonisa dan Hubungannya dengan Power Factor
Sistem kontrol kecepatan motor brushless DC konvensional dengan  sumber  AC  menggunakan rectifier dan inverter tiga fasa  menghasilkan  harmonisa  besar  pada  sumber  [14]. Fenomena  harmonisa  ini,  khususnya  pada  listrik  AC, berhubungan  dengan  berkurangnya  nilai power  factor . Hubungan  antara  harmonisa  dengan power  factor dapat didefinisikan dengan rumus:
( ) (1)
Dimana δ 1 adalah  sudut  dari  gelombang  arus  dan θ 1 adalah sudut  dari  gelomnbang  tegangan.  Rumus  dasar  tersebut  tidak dapat  digunakan  untuk  beban  no  linier  karena  beban  linier memliki  faktor  distorsi,  yakni  faktor  harmonisa  yang menyebabkan power factor terdistorsi. Adanya harmonisa dari arus  dan  tegangan  pada  sumber  akan  menghasilkan  faktor distorsi ( distortion factor atau DF).
√  (   ) (2)
Besarnya  nilai distortion  factor ini  akan  mempengaruhi  nilai power factor dari sistem. Pengaruh ini dapat dituliskan dengan persamaan
(3)
Dimana  TPF merupakan  nilai  faktor  daya  nyata  yang  terjadi karena  adanya  faktor  distorsi  harmonisa  sedangkan  DPF adalah Displacement  Power  Factor ,  yang  merupakan  nilai faktor daya tanpa memperhitungkan harmonisa.

## III. P ERANCANGAN S ISTEM D ETEKSI K ERUSAKAN

## A. Konfigurasi Sistem
Sistem  kontrol  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  secara umum  dengan  menggunakan  sumber  AC  satu  fasa, rectifier satu fasa, cuk converter , inverter tiga fasa, motor BLDC yang mengopel  beban,  serta  rangkaian  kontrol.  Sistem  keseluruhan adalah sebagai berikut
Sumber AC
Kecepatan Aktual Kecepatan Referensi V.sumber I.rectifier Rangkaian Kontrol Duty Cycle M Hall A Hall B Hall C - 1 - 1 - 1 S.1 S.2 S.3 S.4 S.5
S.6
Beban
Rectifie r Cuk Converter Inverter 3 Fasa
Motor Brushless DC
C.filter Li Ci Switch Lo Co

## Gambar 4 Sistem Kontrol BLDC secara Keseluruhan
Pada  skema  konvensional  dimana  sumber  satu  fasa  AC disearahkan  dengan rectifier ,  kemudian  hasil  penyearahan masuk ke VSI dengan berbasis kontrol dari sinyal sensor hall- effect sehingga  switch  dapat open dan close sesuai  dengan posisi  rotor  dan  untuk  kontrol  kecepatannya  hanya  melalui PWM yang tersambung dengan sinyal hall-effect tadi sebelum masuk  ke  switch  VSI,  kontrol  kecepatan  yang  diperoleh  dari skema  sangat  baik  namun  harmonisa  yang  dihasilkan  besar dan berkurangnya nilai faktor daya pada sumber AC satu fasa. Untuk  memperbaiki  faktor  daya, cuk  converter dipasang diantara  antara  filter rectifier dengan  VSI. Cuk  converter disini  akan  bekerja  sebagai  instrumen  untuk  menjaga  nilai faktor  daya  tetap  di  nilai  normal  serta  mengurangi  harmonisa hasil  dari  penyearahan  dan switching pada  VSI,  dapat dikatakan  fungsi cuk  converter mirip  seperti regulator tegangan dan arus.

## B. Permodelan BLDC
Motor yang digunakan dalam tugas akhir ini adalah motor brushless DC keluaran MOOG, seri BN42-53IP-03. Motor ini memiliki daya sebesar 874 Watt.
Tabel 1 Tabel Parameter Motor MOOG Seri BN42-53IP-03 Parameter Nilai Rated Power 874 Watt Rated Speed 2820 rpm Rated Torque 2.9588 Nm Resistance (phase-phase) 0,408 Ω Inductance (phase-phase) 1.71 mH Speed Constant (krpm/V) 29.239 Torque Constant (Nm/A) 0.3269 No. of Poles 8 Moment of Inertia 0,4939x10 -3 kg.m 2 No Load Speed 2920 rpm No Load Current 0.7 A

## C. Perancangan Cuk Converter dan Filter
Perancangan cuk  converter dan  filter  ini  bertujuan  untuk menyesuaikan  nilai  dari  tiap  komponen  agar  sesuai  dengan kebutuhan  penelitian.  Nilai  komponen  dirancang  berdasarkan sumber listrik dan motor yang digunakan.
Cuk  converter menggunakan  sumber  satu  fasa  220V  yang disearahkan oleh diode bridge rectifier (DBR) yang setelahnya diberi  kapasitor  sebagai  filter  tegangan.  Karena  tegangan  dan arus  hasil  penyearahan  dan  filter  tidak  berbentuk  DC  murni, maka digunakan nilai rata-rata.
Pada  penelitian  ini,  dibatasi  tegangan  input  pada  tegangan rms  sumber  minimal  adalah  200V  dengan  nilai  maksimalnya adalah 240V.
Tabel 2
Tabel Rating Cuk Converter Vrms.max 240 V Vrms.min 200 V Vp.max 339.14 V Vp.min 282.84 V Vavg.max 216 V Vavg.min 180 V Vout.optimal 100 V Vout.max 110 V Vout.min 10 V Pmax 900 Watt Pmin 10 Watt Frekuensi Switching (f) 20.000 Hz Dua  mode converter berdasarkan switching akan  diteliti pada  penelitian  ini.  Mode  tersebut  adalah  CCM  dan  DCM pada L o . Dua mode ini dibandingkan karena berdasarkan [13], mode  ini  adalah  yang  paling  baik  dan  hasilnya  kurang  lebih sama. Tujuan dengan  membandingkan  mode ini adalah  untuk mengetahui  mode  mana  yang  paling  baik  untuk  daya maksimal 900 watt.
Ada 5 komponen yang dicari nilainya, yaitu Li, Lo, Ci, Co, dan Cfilter. Nilai Li diperoleh dengan persamaan

## ( )
Untuk  Lo,  karena  ada  2  mode  yang  akan  digunakan  yaitu CCM  dan  DCM  pada  Lo,  maka  ada  2  nilai  Lo  yang digunakan. Untuk Lo CCM diperoleh melalui
√ ( )
Sedangkan DCM dicari diantara hasil 2 persamaan, dimana digunakan nilai yang terendah
√ ( )
√ ( )
Untuk Ci diperoleh dengan

## (
)
Lo  dapat  diperoleh  dengan  rumus,  dimana  digunakan  hasil yang tertinggi sebagai batas minimum
Dan Cfilter dengan persamaan

## √ (  )
Dengan menggunakan parameter pada Tabel 2, diperoleh nilai komponen  sebesar  4.6  mH  untuk  Li,  2.2  Mh  untuk  Lo  CCM dan  20  μH  untuk  DCM,  3  μF  untuk  Ci,  4  mF  untuk  Co,  dan  1 μFuntuk Cfilter.

## D. Metode Kontrol dengan Average Current Control
Rangkaian  kontrol  kecepatan  didasarkan  pada  saat rangkaian  kontrol  PFC  rata  [13].  Sinyal  referensi  adalah referensi kecepatan. referensi kecepatan akan menurun umpan
balik  negatif  pertama,  kecepatan  yang  sebenarnya.  PI controller digunakan untuk menstabilkan kecepatan. Kemudian,  sinyal  error  stabil  dikalikan  dengan  nilai  absolut dari  sumber  tegangan  yang  dibagi  dengan  nilai  puncak tegangan  yaitu  311  V.  Tujuan  dari  perkalian  adalah  untuk mendapatkan  sinyal  sinusoidal  mutlak  dalam  sinyal  kontrol. Sinusoidal sinyal menurun dengan umpan balik negatif kedua, rectifier  saat  ini.  PI  controller  digunakan  kembali  untuk menstabilkan  kesalahan  dan  kemudian  komparator  akan membandingkan  PI  sinyal  controller  dengan  sinyal  gigi gergaji.
|abs| V.phase peak Actual Speed Speed Reference V.Phase Rectifier Current Sawtooth
Wave
Switch + - + - PI Controller 1 PI Controller 2
Gambar 5 Rangkaian Kontrol dengan Metode Average Current Control

## E. Metode Kontrol dengan Metode Histeresis
Seperti  metode average  current  control ,  pada  metode  ini akan  digunakan  kecepatan  sebagai  referensi  dari  kontrol  atau biasa  disebut set  point .  Selanjutnya  melalui  operasi pengurangan, dicari error dari kecepatan referensi. Kecepatan referensi  tersebut  dikurangi  oleh  nilai  kecepatan  aktual  yang dideteksi  oleh  sensor  kecepatan,  atau  dapat  dikatakan, kecepatan  aktual  adalah  umpan  balik  negatif.  Selanjutnya, nilai error yang  telah  diperoleh  akan  diproses  oleh  kontroler PI.  Hasil  dari  kontroler  PI  kemudian  dikalikan  oleh  hasil sensor  tegangan  sumber  yang  telah  diabsolutkan  dan  dibagi oleh  311,  sama  seperti  metode  sebelumnya,  yang  bertujuan agar sinyal berbentuk sinusoidal yang disearahkan. Gelombang  tersebut  kemudian  masuk  ke  komparator  dimana akan dibandingkan dengan gelombang arus rectifier dan hasil komparator  kemudian  dijadikan  acuan  untuk switching pada cuk converter .
|abs| Tegangan Fasa Puncak Kecepatan Aktual Kecepatan Referensi Tegangan Fasa
Arus Rectifier Switch
+ - Kontroler PI 1
Gambar 6 Rangkaian Kontrol dengan Metode Histeresis

## IV. H ASIL S IMULASI DAN A NALISA
Terdapat  empat  kombinasi  antara  dua  mode  dengan  dua metode  yang diuji. Dilakukan tiga uji pada simulasi,  yaitu  uji respon motor terhadap perubahan kecepatan, uji respon motor terhadap  perubahan  torsi,  dan  uji  nilai  THD  dan  PF  pada kecepatan yang diuji.
Pada  uji  kecepatan  respon  terhadap  perubahan  referensi kecepatan,  torsi  beban  pada  nilai  2.9588  Nm  dan  tegangan input  sebesar  220  V  AC  rms.  Berkebalikan  dengan  uji terhadap  perubahan  referensi  kecepatan,  uji  respon  motor terhadap  perubahan  torsi  menggunakan  torsi  yang  berubah namun  kecepatan  tetap  pada  nilai  2500  rpm  dan  tegangan sebesar  220  V  AC  rms.  Untuk  uji  nilai  THD  dan  PF,
digunakan  10  nilai  kecepatan  dimulai  dari  250  rpm  hingga 2500  rpm  dengan  jarak  antara  kecepatan  uji  sebesar  250  rpm dan  akan  dibandingkan  dengan  nilai  THD  dan  PF  pada kecepatan 2500 rpm tanpa cuk converter . Tabel 3 Keadaan Steady State Sumber AC pada Kontrol Kecepatan tanpa Cuk Converter pada kecepatan 2500 rpm THD Arus (%) 74.075 DF 0.80619 DPF 0.80355 TPF 0.64782
Gambar 7 Kurva Uji Kontrol Kecepatan Terhadap Perubahan Kecepatan
Referensi
Gambar 8 Kurva Uji Kontrol Kecepatan Terhadap Perubahan Torsi

## A. Mode CCM dengan Metode Average Current Control
Hasil  kontrol  kecepatan  dengan  kombinasi  ini  bekerja sangat baik. Respon menuju nilai 2500 rpm dari keadaan diam sekitar 0.3 detik dan responnya ketika diturunkan ke 1000 rpm dari 2500 rpm pun cepat meskipun kecepatan sedikit dibawah referensi  ketika  kecepatan  dinaikkan  perlahan.  Hasil  uji perubahan  torsi  pun  menunjukkan  respon  yang  cepat  namun lonjakan kecepatannya cukup besar.

## Gambar 9
Kurva kecepatan aktual (merah) Mode CCM dengan Metode Average Current Control terhadap Kecepatan Referensi (biru)
Gambar 10 Kurva Kecepatan Aktual Mode CCM dengan Metode Average Current Control pada Saat Torsi Diubah
Untuk  uji THD dan PF, nilai THD tertinggi sebesar 31.1% pada  kecepatan  uji  rendah  dan  THD  terendah  senilai  1.967% pada  kecepatan  uji  tertinggi.  Nilai  PF  berkebalikan  dengan THD  dimana  pada  250  rpm  nilainya  0.95405  dan  pada 2500rpm sebesar 0.99976.
Tabel 4 Nilai THD arus, DF, DPF, dan TPF dari Mode CCM dengan Metode Average
Current Control No. Speed (rpm) THD (%) DF DPF TPF 1 250 31.108 0.95487 0.99915 0.95405 2 500 16.805 0.98617 0.99782 0.98402 3 750 10.247 0.99479 0.99930 0.99409 4 1000 6.997 0.99756 0.99976 0.99732 5 1250 5.266 0.99862 0.99992 0.99854 6 1500 3.924 0.99923 0.99995 0.99918 7 1750 3.128 0.99951 0.99995 0.99946 8 2000 2.620 0.99966 0.99995 0.99961 9 2250 2.285 0.99974 0.99995 0.99969 10 2500 1.967 0.99981 0.99995 0.99976

## B. Mode  DCM  pada  Lo  dengan  Metode  Average  Current Control
Performa mode dalam kontrol kecepatan dibawah performa mode  CCM  dengan  metode  yang  sama.  Waktu  yang dibutuhkan  untuk  mencapai  keadaan steady  state lebih banyak, error kecepatan lebih besar, serta lonjakan kecepatan ketika  terjadi  perubahan  torsi  juga  lebih  besar.  Nilai maksimum THD dan minimum TPF pada mode ini juga tidak sebaik  mode  CCM  dengan  metode  yang  sama.  Namun  mulai kecepatan 500 rpm, nilai THD jauh lebih kecil dan berdampak pada nilai TPF yang lebih baik pula.
Gambar  11  Kurva  kecepatan  aktual  (merah)  Mode  DCM  pada  L o dengan Metode Average Current Control terhadap Kecepatan Referensi (biru)
Gambar 12 Kurva Kecepatan Aktual Mode DCM pada L o dengan Metode Average Current Control pada Saat Torsi Diubah
Tabel 5
Nilai THD arus, DF, DPF, dan TPF dari Mode DCM pada Lo dengan Metode
Average Current Control No. Speed (rpm) THD (%) DF DPF TPF 1 250 33.170 0.94915 0.99698 0.94628 2 500 12.076 0.99279 0.99988 0.99267 3 750 7.041 0.99753 0.99998 0.99751 4 1000 4.494 0.99899 0.99998 0.99897 5 1250 3.475 0.9994 0.99999 0.99939 6 1500 2.286 0.99974 0.99999 0.99973 7 1750 1.970 0.99981 0.99999 0.9998 8 2000 1.645 0.99986 0.99999 0.99985 9 2250 1.408 0.9999 0.99999 0.99989 10 2500 1.262 0.99992 0.99999 0.99991

## C. Mode CCM dengan Metode Histeresis
Respon  motor  yang  ditunjukkan  oleh  hasil  simulasi  pada mode  CCM  dengan  metode  histeresis  ini  sangat  cepat.  Bisa dilihat  ketika  awal  simulasi,  motor  dengan  cepat  mencapai kecepatan 2500 rpm dari keadaan diam, lebih cepat dari mode yang  sama  dengan  metode  sebelumnya.  Motor  dapat mengikuti  referensi  yang  naik  perlahan  dengan  baik  pula. namun  ketika  kecepatan  diubah  dari  2500  rpm  ke  1000  rpm kecepatan  merosot  ke  nilai  dibawah  refrensinya  sebelum mencapai  keadaan  tunak.  Ketika  diberikan  perubahan  torsi, kecepatan  responnya  kurang  lebih  sama  seperti  mode  CCM dengan  metode  sebelumnya  tetapi  lonjakan  kecepatan  jauh lebih  kecil.  Sayangnya,  performanya  untuk  mengurangi  THD dan  memperbaiki  PF  dibawah  mode  CCM  dengan  metode sebelumnya. Nilai THD pada kecepatan 250 rpm lebih tinggi, begitu  pula  THD  pada  kecepatan  2500  rpm.  Nilai  PF  pun maksimum dan minimum juga lebih rendah.
Gambar  13  Kurva  kecepatan  aktual  (merah)  Mode  CCM  dengan  Metode Histeresis terhadap Kecepatan Referensi (biru)
Gambar 14 Kurva Kecepatan Aktual Mode CCM dengan Metode Histeresis pada Saat Torsi Diubah
Tabel 6
Nilai THD arus, DF, DPF, dan TPF dari Mode CCM dengan Metode
Histeresis No. Speed (rpm) THD (%) DF DPF TPF 1 250 31.820 0.95292 0.99452 0.9477 2 500 22.675 0.97524 0.9934 0.96881 3 750 13.814 0.99059 0.99685 0.98747 4 1000 9.505 0.99551 0.99898 0.9945 5 1250 6.683 0.99777 0.99957 0.99735 6 1500 4.986 0.99876 0.99977 0.99853 7 1750 3.815 0.99927 0.99988 0.99915 8 2000 3.211 0.99948 0.99993 0.99941 9 2250 2.614 0.99966 0.99996 0.99962 10 2500 2.286 0.99974 0.99997 0.99971
D. Mode DCM pada Lo dengan Metode Histeresis
Hasil terhadap referensi kecepatan yang beragam menunjukkan bahwa motor mengikuti referensi dengan cukup baik.  Dibandingkan  dengan  mode  yang  sama  dengan  metode sebelumnya,  performa  kontrol  kecepatan  masih  lebih  baik pada  sisi  kecepatan  respon  dan error kecepatan.  Namun  bila dibandingkan  dengan  mode  CCM  pada  metode  yang  sama, performanya kalah bagus, terlebih pada kecepatan respon dan error ketika kecepatan dinaikkan perlahan. Respon yang lebih lama juga ditunjukkan ketika terjadi perubahan torsi.
Gambar 15 Kurva kecepatan aktual (merah) Mode DCM pada L o dengan Metode Histeresis terhadap Kecepatan Referensi (biru)
Gambar 16 Kurva Kecepatan Aktual Mode DCM pada L o dengan Metode Histeresis pada Saat Torsi Diubah
Uji  THD  dan  TPF  pada  mode  DCM  pada  Lo  dengan metode  histeresis  menunjukkan  hasil  yang  sangat  baik.  Nilai tertinggi  THD  yakni  sebesar  20.767%  ini  jauh  lebih  rendah dibandingkan kombinasi lainnya dan juga nilai terendah THD pada  2500  rpm  juga  sangat  baik  yaitu  sebesar  1.428% meskipun  1.66%  lebih  besar  dibandingkan  mode  yang  sama dengan metode yang berbeda.
Tabel 7 Nilai THD arus, DF, DPF, dan TPF dari Mode DCM pada L o dengan Metode
Histeresis No. Speed (rpm) THD (%) DF DPF TPF 1 250 20.767 0.97911 0.98977 0.96909 2 500 15.67 0.98794 0.99710 0.98508 3 750 7.834 0.99695 0.99954 0.99649 4 1000 5.440 0.99852 0.99983 0.99835 5 1250 3.888 0.99925 0.99915 0.99840 6 1500 3.142 0.99951 0.99995 0.99946 7 1750 2.429 0.99971 0.99997 0.99968 8 2000 2.021 0.99980 0.99998 0.99978 9 2250 1.716 0.99985 0.99998 0.99983 10 2500 1.428 0.99990 0.99999 0.99989

## V. K ESIMPULAN
1. Cuk  Converter yang  diberikan  kontrol power  factor correction mampu  mengurangi  harmonisa  hingga  ke  titik 1.26% yang sebelumnya  74.08% dan memperbaiki faktor daya  hingga  mencapai  nilai  0.99984  yang  sebelumnya hanya 0.64782.
2. Kemampuan  untuk  mengurangi  harmonisa  dan  perbaikan faktor  daya  dari Cuk  Converter dengan  mode  DCM  pada L o lebih  baik  dibandingkan Cuk  Converter mode  CCM. Mode  DCM  pada  L o juga  sedikit  lebih  murah  dalam pembuatannya  karena  nilai  induktor  L o yang  lebih  kecil. Namun  dalam  kecepatan  respon  dalam  kontrol  kecepatan dan kestabilan pada saat perubahan torsi mode CCM lebih unggul dari mode DCM pada L o .
3. Kontrol  kecepatan  berbasis  perbaikan  faktor  daya  dengan metode average current control lebih unggul dibandingkan metode  histeresis  pada  sisi  kontrol  kecepatan.  Di  sisi mitigasi  harmonisa  dan  perbaikan  faktor  daya  pun  secara keseluruhan  masih  unggul  tetapi  untuk  mode  DCM  pada L o ,  metode  histeresis  dapat  dikatakan  sedikit  lebih  baik karena  nilai  THD  pada  kecepatan  uji  terendah  (250  rpm)
yang  jauh  lebih  kecil.  Selain  itu,  metode  histeresis  juga lebih  murah  dalam  implementasinya  karena  tidak menggunakan  gelombang sawtooth dan  hanya  butuh  satu kontroler PI.
D AFTAR P USTAKA
[1] Anoop  Mathew  Korula,  Sudhanshu  Tripathi  ,  "Reduction  of Harmonics  to  Improve  Performance  of  Permanent  Magnet Brushless  DC  Motor  Drive  Using  Cuk  Converter",  ISSN  ,vol-2, Issue-6, June 2013
[2] Padmaraja Yedamale, " Brushless DC (BLDC) Motor Fundamentals " Microchip technology ,2003.
[3] T.  Kenjo  and  S.  Nagamori, Permanent  Magnet  Brushless  DC Motors . Oxford, U.K.: Clarendon Press, 1985.
[4] J.  R.  Handershot  and  T.  J.  E  Miller, Design  of  Brushless Permanent Magnet Motors . Oxford, U.K.: Clarendon Press, 2010.
[5] T.  J.  Sokira  and  W.  Jaffe, Brushless  DC  Motors:  Electronics Commutation  and  Controls .  Blue  Ridge  Summit,  PA,  USA:  Tab Books, 1989.
[6] B.  Singh  and  V.  Bist,  „ Power  quality  improvement  in  a  zeta converter for brushless DC motor drives ‟ IET Sci. Meas. Technol. , Vol. 9, Iss. 3, pp. 351-361, 2015.
[7] Singh, B., Singh, S., Chandra, A., Al-Haddad, K.: „ Comprehensive study  of  single-phase  AC-DC  power  factor  corrected  converters with high-frequency isolation ‟, IEEE Trans. Ind. Inf. , vol. 7, no. 4, pp. 540-556, 2011 [8] S.  B.  Ozturk,  O.  Yang,  and  H.  A.  Toliyat,  “ Power  factor correction  of  direct  torque  controlled  brushless  DC  motor  drive ” in Proc.  42nd  IEEE IAS  Annu.  Meeting ,  Sep.  23–27,  2007,  pp. 297–304.
[9] C. H. Wu and Y. Y. Tzou, “Digital control strategy for efﬁciency optimization  of  a  BLDC  motor  driver  with  VOPFC,”  in Proc. IEEE Energy Convers. Congr. Expo. , Sep. 20–24, 2009, pp. 2528– 2534.
[10] J.  Shao,  D.  Nolan  ,  M.  Teissier,  and  D.  Swanson,  “ A  Novel Microcontroller  based  sensorless  brushless  DC  (BLDC)  motor drive for automotive fuel pumps ”, IEEE Trans. Ind. Appl., vol 39, no. 6, pp. 1730-1740, Nov./Dec. 2003 [11] R.  C.  Becerra,  T.  M.  Jahns,  and  M.  ehsani,  “ four-quadrant sensorless  brushless  ECM  drive ,”in  Proc.  APEC‟91,  1991,  pp.
202-209
[12] D. W. Hart, “ Power Electronics ”. New York, USA. McGraw-Hill, 2011
[13] V.  Bist  and  B.  Singh,  „ PFC  Cuk  Converter-Fed  BLDC  Drive ‟, IEEE  Transaction  on  Power  Electronics , Vol.  30  no.2,  February 2015.
[14] R.  G.  Ellis,  „ Power  System  Harmonics  –  A  Reference  Guide  to Cause,  Effects,  and  Corrective  Measures ‟,  Cambridge,  Canada, Rockwell Automation. 2001