Analisis Kerapatan Magnet terhadap Daya yang Dihasilkan pada Motor BLDC Three Phase Axial Flux

Abstract

Terdapat 2 jenis motor DC sampai saat ini yaitu motor DC konvensional dan motor brushless DC. Pada motor DC konvensional, brush menjadi cepat rusak akibat terus menerus terkikis saat motor berputar, sehingga memerlukan pemeliharan secara berkala dan biayanya menjadi mahal. Untuk memenuhi kebutuhan akan motor yang memiliki efisiensi yang tinggi dan biaya perawatan yang rendah, maka solusinya yaitu motor BLDC. Motor BLDC memiliki beberapa komponen penting yang membentuknya yaitu antara lain rotor dan stator. Stator merupakan bagian pada motor yang diam/statis dan berfungsi sebagai medan putar motor untuk memberikan gaya elektromagnetik pada rotor. Rotor pada motor BLDC merupakan bagian yang berputar dan tersusun dari dua sampai delapan kutub magnet utara atau selatan. Rotor terbuat dari magnet permanen, sehingga diperlukan kerapatan medan magnet yang baik. Motor BLDC axial flux 3 fasa pada penelitian ini menggunakan rotor dengan 8 buah magnet permanen tipe Neodymium. Magnet tersebut memiliki tebal 3 mm dan diameter sebesar 10 mm. Pada bagian rotor tersebut, magnet disusun bersilangan Utara (N) dan Selatan (S). Bagian tengah rotor diberi lubang sebagai tempat as dengan diameter 3 mm. Motor BLDC dirancang dengan stator tunggal yang memiliki 6 buah kumparan dan 200 lilitan. Spull yang digunakan untuk kumparan berbentuk silinder dengan ukuran 10 mm x 13 mm. Kawat yang digunakan sebagai lilitan merupakan kawat email dengan diameter 0,5 mm. Setiap kumparan menggunakan inti besi berupa baut untuk melekatkan kumparan pada stator. Pengujian dilakukan terhadap 3 jenis motor dengan kerapatan magnet yang berbeda pada rotornya yaitu 2 mm, 3 mm, dan 4 mm. Data yang akan dianalisis menggunakan input berupa kecepatan putar motor yaitu 1.000 rpm dan 30.000 rpm dengan output arus, tegangan, daya, dan torsi. Hal ini dilakukan agar dapat menganalisis daya yang dihasilkan pada motor BLDC dengan kerapatan magnet yang berbeda pada rotornya. Saat jarak antar magnet pada sebuah rotor sejauh 2 mm, daya yang dihasilkan saat kecepatan 1.000 rpm dan 30.000 rpm adalah 0,0531 W dan 7,4444 W. Dengan jarak antar magnet 3 mm pada rotornya, saat diberi masukan kecepatan 1000 rpm dan 30000 rpm, daya yang dihasilkan yaitu 0,0569 W dan 8,2593 W. Pada motor dengan jarak antar magnet rotornya 4 mm, daya yang dihasilkan saat diberi input kecepatan 1000 rpm dan 30000 rpm, daya yang dihasilkan yaitu 0,0606 W dan 8,7238. Dari data tersebut, dapat disimpulkan bahwa daya yang dihasilkan motor 3 dengan kerapatan magnet 4 mm pada rotornya memiliki daya yang lebih besar daripada motor 1 dengan kerapatan 2 mm dan motor 2 dengan kerapatan 3 mm.