Rancang Bangun Motor Three-Phase Brushless Direct Current Tipe Axial Flux Konstruksi Rotor Ganda Magnet Permanen

Abstract

Indonesia diperkirakan tidak akan memproduksi minyak lagi apabila perkiraan berdasarkan persediaan minyak sekarang 3.6 miliar barel dengan rata-rata produksi 800.000 barel per hari. Oleh karena itu pengembangan motor listrik menjadi salah satu solusi untuk menghadapi isu persediaan minyak yang akan habis. (Kementerian ESDM, 2019) Motor listrik menjadi salah satu solusi permasalahan tersebut. Motor listrik banyak diteliti untuk menggantikan motor bahan bakar pada beberapa bidang penerapan motor. Motor Brushless Direct Current (BLDC) merupakan salah satu motor yang sedang banyak diteliti. Motor ini dapat diterapkan di berbagai sektor, seperti: otomotif, astronomi, medis, dan industri. Motor BLDC banyak digunakan di sektor industri. Hal ini disebabkan desain yang simpel dan memiliki kemampuan tinggi untuk berputar pada kecepatan kencang. (Shenov, Latha, Kumar, & Satyendra, 2016) Motor BLDC terdapat dua jenis yaitu Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) dan PMBLDC. (Sim, 2014) Motor BLDC terdapat dua jenis berdasarkan konstruksinya, yaitu bentuk radial dan axial. Beberapa penelitian sebelumnya membuktikan bahwa motor BLDC bentuk axial flux memiliki torsi yang lebih tinggi daripada bentuk radial flux. (Simsir & Ertan, 1999) Selain itu, Motor BLDC bentuk radial flux memiliki rugi daya yang lebih tinggi daripada bentuk axial flux. (Qu, Aydin, & Lipo, 2003) Motor BLDC radial memiliki efisiensi yang semakin tinggi apabila kecepatan putar juga semakin tinggi, namun pada kecepatan maksimal efisiensi tersebut mengalami penurunan. (Alberti & Berardi, 2018) Motor BLDC 3 fasa dapat bekerja salah satunya menggunakan sensor hall efect. (Wu, Wen, & Wong, 2016) Terdapat penelitian sebelumnya bahwa kemampuan sensor hall efect sangat efektif untuk bekerja meskipun salah satu sensor hall efect rusak atau tidak berfungsi. (Nama, Gogoi, & Tripathy, 2017) Motor BLDC memiliki efisiensi daya yang berubah saat kecepatan juga berubah. Apabila kecepatan semakin tinggi maka efisiensi daya motor juga semakin tinggi. (Lee & Kim, 2019) Penelitian ini membahas rancang bangun motor three-phase brushless direct current tipe axial flux konstruksi rotor ganda magnet permanen (AFPM BLDC rotor ganda). Motor ini menggunakan magnet permanen jenis neodimium yang memiliki spesifikasi fluks magnet paling besar. Penelitian dilakukan untuk mengetahui kecepatan putar motor (rpm) yang dihasilkan pada variasi tegangan DC 10 V sampai 24 V. Analisis dilakukan berdasarkan data dari nilai kecepatan putar dan pengaruh tegangan masukan terhadap kecepatan putar motor, torsi motor, daya motor, rugi daya motor, daya mekanis motor, dan efisiensi motor. Berdasarkan pengujian yang dilakukan, diperoleh kecepatan terbesar terukur 2365 rpm dan arus tertinggi 1.47 A. Berdasarkan analisis perhitungan yang dilakukan, diperoleh persentase eror kecepatan putar motor tertinggi 1.67%, torsi tertinggi 0.057 Nm, dan efisiensi tertinggi diperoleh 71.30%. Hasil pengujian dan analisis perhitungan performa motor AFPM BLDC rotor ganda dibandingkan dengan motor AFPM BLDC rotor tunggal. Berdasarkan perbandingan dilakukan diperoleh kecepatan, torsi, dan efisiensi motor AFPM BLDC rotor ganda lebih tinggi daripada motor AFPM BLDC rotor tunggal.