Rancang Bangun Coreless Axial Flux Generator Dengan Permanen Magnet Neodymium N52 Rotor dan Stator Ganda

Abstract

Penelitian ini berjudul Rancang Bangun Coreless Axial Flux Generator Tiga Fasa dengan Permanen Magnet Neodymium N52 Rotor dan Stator Ganda yang dilatarbelakangi oleh meningkatnya kebutuhan energi bersih dan berkelanjutan, seiring dengan pertumbuhan teknologi dan populasi. Salah satu solusi yang dapat mendukung kebutuhan tersebut adalah pemanfaatan energi terbarukan, khususnya energi angin. Namun, keterbatasan generator yang dapat beroperasi secara efisien pada putaran rendah masih menjadi kendala. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membangun sebuah axial flux generator tiga fasa tanpa inti (coreless) dengan konfigurasi rotor dan stator ganda menggunakan magnet permanen jenis Neodymium N52, yang memiliki kekuatan magnetik tinggi dan stabil. Tujuan utama dari penelitian ini adalah untuk mengetahui efisiensi generator, serta karakteristik tegangan, arus, dan daya yang dihasilkan pada berbagai kondisi pengujian. Generator ini diharapkan mampu bekerja secara optimal pada kecepatan rendah dan cocok diaplikasikan pada sistem energi terbarukan seperti turbin angin skala kecil. Penelitian ini menggunakan metode Research and Development (R&D) yang dimulai dari studi literatur, perancangan konsep generator menggunakan perangkat lunak Inventor, pembuatan fisik rotor dan stator, serta pengujian performa generator. Generator yang dirancang memiliki 24 kutub magnet Neodymium N52 dan 18 kumparan pada masing-masing stator, serta diuji menggunakan motor sebagai penggerak utama (primemover) dengan variasi kecepatan antara 150 hingga 250 RPM. Hasil pengujian menunjukkan bahwa pada kondisi tanpa beban, generator mampu menghasilkan tegangan line-to-line sebesar 156,4 V pada 150 RPM hingga 226,2 V pada 250 RPM, dengan frekuensi meningkat dari 24 Hz hingga 43 Hz. Ketika dihubungkan dengan beban resistif, daya keluaran maksimum tercatat sebesar 136,41 W pada 250 RPM. Efisiensi tertinggi tercapai pada 200 RPM sebesar 66,59%, namun menurun pada kecepatan lebih tinggi karena adanya kerugian mekanis dan listrik. Selain itu, pengujian dengan dummy load DC menunjukkan bahwa pada beban 300 ohm daya yang dihasilkan berkisar antara 40,3 hingga 69,2 W, sedangkan pada beban 4 ohm mencapai 122,21 hingga 197,42 W. Terdapat sedikit ketidakseimbangan antara fasa yang diduga disebabkan oleh rugirugi resistif, fluks bocor, dan faktor mekanis lainnya. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa axial flux generator tiga fasa tanpa inti yang dirancang mampu menghasilkan daya yang cukup stabil dan efisien dalam putaran rendah. Hal ini menunjukkan bahwa generator ini berpotensi besar untuk diterapkan pada sistem energi terbarukan seperti turbin angin rumah tangga. Namun, untuk meningkatkan kinerja ke depannya, disarankan adanya optimalisasi dalam konfigurasi magnet, peningkatan kualitas bahan, dan sistem pendinginan guna mengurangi kerugian dan meningkatkan efisiensi secara keseluruhan.