MOTOR BLDC MOTOR BRUSHLESS DIRECT CURRENT MAKALAH Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Mesin Listrik 2 Dosen : Sofian Yahya, Drs., SST. MT. Di susun oleh : Kelompok 7 Ketua : Jamaludin Adya P (131321048) Anggota : Halida Zahara (131321045) Harfi Fauji Ulfah (131321046) Irfan Razan (131321047) Kelas : Teknik Listrik 2B PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
MOTOR BLDC
MOTOR BRUSHLESS DIRECT CURRENT
MAKALAH
Diajukan untuk memenuhi salah satu tugas Mata Kuliah Mesin Listrik 2
Dosen : Sofian Yahya, Drs., SST. MT.
Di susun oleh :
Kelompok 7
Ketua : Jamaludin Adya P (131321048)
Anggota : Halida Zahara (131321045)
Harfi Fauji Ulfah (131321046)
Irfan Razan (131321047)
Kelas : Teknik Listrik 2B
PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
POLITEKNIK NEGERI BANDUNG
2015
I. PENDAHULUAN
Motor dc tanpa sikat atau disebut Brushless DC Motor. Brushless DC Motor
adalah suatu jenis motor-sinkron. Artinya medan magnet yang dihasilkan oleh stator
dan medan magnet yang dihasilkan oleh rotor berputar di frekuensi yang sama. BLDC
motor tidak mengalami Slip, tidak seperti yang terjadi pada motor induksi biasa. Motor
jenis ini mempunyai permanen magnet pada bagian "rotor" sedangkan elektro-magnet
pada bagian "stator"-nya. Setelah itu, dengan menggunakan sebuah rangkaian
sederhana (simpel computer system), maka kita dapat merubah arus di eletro-magnet
ketika bagian "rotor"-nya berputar.
Motor Brushless Direct Current( BLDC) adalah salah satu jenis motor yang cepat
populer. BLDC motor digunakan di dunia industri seperti Permobilan, Atmosphere,
Konsumen, Otomasi Medis, Industri dan Peralatan Instrumentasi. Sesuai dengan
namanya, BLDC motor tidak menggunakan sikat atau Brush untuk pergantian medan
magnet(komutasi), tetapi dilakukan secara elektronis commutated. Motor BLDC
mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan DC motor dan Motor induksi
biasa.
Secara umum, motor BLDC dianggap motor performa tinggi yang mampu
memberikan jumlah besar torsi pada rentang kecepatan yang luas. BLDC motor adalah
turunan dari motor DC yang paling umum digunakan, DC disikat motor, dan mereka
berbagi sama torsi dan karakteristik kinerja kecepatan kurva. Perbedaan utama antara
keduanya adalah penggunaan kuas. BLDC motor tidak memiliki sikat (maka nama
"brushless DC") dan harus secara elektronik commutated.
Keuntungan BLDC motor listrik:
Jika Anda masih tidak yakin apakah motor ini tepat untuk Anda, berikut adalah rincian
dasar beberapa keuntungan utama dari motor BLDC.
- High Speed Operasi - Sebuah motor BLDC dapat beroperasi pada kecepatan di atas
10.000 rpm dalam kondisi dimuat dan dibongkar.
- Responsif & Percepatan Cepat - batin rotor Brushless DC motor memiliki inersia
rotor rendah, yang memungkinkan mereka untuk mempercepat, mengurangi
kecepatan, dan membalik arah dengan cepat.
- High Power Density - BLDC motor memiliki torsi berjalan tertinggi per inci kubik
setiap motor DC.
- Keandalan tinggi - BLDC motor tidak memiliki sikat, yang berarti mereka lebih
handal dan memiliki harapan hidup lebih dari 10.000 jam. Hal ini menghasilkan
lebih sedikit kasus penggantian atau perbaikan secara keseluruhan dan kurang down
time untuk proyek Anda.
- Kecepatan yang lebih baik untuk melawan karakteristik tenaga putaran
- Efisiensi tinggi
- Tahan lama atau usia pakainya lebih lama
Bagian yang sering diganti pada penggunan motor DC adalah Brush dan
komutator,hal ini karena pada saat motor DC bekerja,terjadi gesekan secara terus
menerus antara komutator dan brush, permukaan brush akan menipis sedikit demi
sedikit seiring berjalannya waktu,sehingga kita harus melakukan penggantian brush
motor,tetapi jika kita menggunakan BLDC motor,dengan tidak adanya brush dan
komutator maka motor akan tahan lama..
- Nyaris tanpa suara bila dioperasikan
- Torsi lebih besar.
Motor BLDC pada umumnya mempunyai torsi yang lebih besar,hal ini disebabkan
medan tarik yang dihasilkan oleh stator sepenuhnya diterima oleh rotor karena
rotor terbuat dari medan magnet permanen.. Tidak menyebabkan kebisingan. Saat
kita menggunakan motor dc,gesekan antara komutator dan brush akan menghasilkan
suara,hal ini akan menghasilkan ketidaknyamanan,tetapi tidak sama halnya dengan
motor BLDC, dengan tidak adanya komutator, menyebabkan tidak adanya kebisingan
yang ditimbulkan..
- Tidak adanya bunga api pada komutator.
Hubungan antara brush dan komutator yang longgar menyebabkan terjadinya
percikan api diantara keduanya,hal ini akan berbahaya jika motor digunakan pada
industri yang sensitif terhadap percikan api, tetapi dengan menggunakan BLDC motor,
dengan tidak adanya komutator dan brush menyebabkan tidak adanya percikan api yang
dirimbulkan oleh motor..
- Tidak adanya belitan pada rotor.
Motor BLDC tidak mengalami gaya sentrifugal, karena gulungan didukung oleh
suatu body sehingga motor dapat didinginkan dengan mudah. Jadi, tidak membutuhkan
aliran udara untuk mendinginkan motor. Hal ini menyebabkan motor BLDC tersebut
dapat sepenuhnya tetutup dan terlindung dari kotoran atau bahan asing lainnya.. Area
pengaplikasiannya dapat diperluas, termasuk daerah-daerah ledakan berbahaya.
Selain keunggulan yang dimiliki, motor BLDC pun memiliki kelemahan.
Diantaranya adalah:
- Biaya pengadaan yang tinggi.
Hal ini disebabkan karena Hall sensor mempunyai berbgai alat pengontrol untuk
menjalankannya,sedangkan padamotor DC hanya menggunakan pengontrol berupa
variable resistor..
- Membutuhkan pengendali kecepatan elektronik untuk menjalankannya.
Namun dari kelebihan dan kelemahan yang dimiliki,Motor BLDC tetap lebih
efisien untuk mengkonversi listrik menjadi energi mekanik dari motor DC bersikat.
kelebihan ini terutama disebabkan tidak adanya kerugian listrik dan gesekan brush. Di
bawah beban mekanik tinggi, motor BLDC dan motor dengan sikat berkualitas tinggi
sebanding dalam efisiensinya.
II. KONSTRUKSI
BLDC motor memiliki banyak kesamaan dengan motor AC induksi dan disikat
motor DC dalam hal konstruksi dan prinsip kerja masing-masing. Motor BLDC ini
terdiri dari empat bagian utama, yaitu: stator, rotor, hall sensor, dan rangkaian kontrol.
1. Stator.
Stator suatu BLDC motor terdiri dari tumpukan baja laminasi dengan lilitan
ditempatkan di slot. Secara kebiasaan, stator menyerupai motor induksi; tetapi
lilitannya dibuat sedikit berbeda. Kebanyakan BLDC motor mempunyai tiga gulungan-
stator dihubungkan secara bintang. Masing-Masing ini lilitan dibangun dengan banyak
coil saling behubungan untuk membentuk suatu lilitan. Satu atau lebih coil ditempatkan
dalam slot dan mereka saling behubungan untuk membuat suatu lilitan. Masing-Masing
ini lilitan dibagi-bagikan diatas batas luar stator untuk membentuk suatu bilangan genap
kutub.Ada dua jenis gulungan-stator: bentuk trapesium dan motor sinusoidal.
Pembedaan ini dibuat atas dasar interkoneksi coil di dalam gulungan-stator untuk
memberikan tipe yang berbeda terhadap Back Electromotive Force (EMF) terdapat dua
macam pola koneksi gulungan yang digunakan pada stator motor BLDC,yaitu koneksi
bintang dan segitiga.
Perbedaan utama antara kedua pola adalah bahwa pola Y memberikan torsi
tinggi pada RPM rendah dan pola Δ memberikan torsi rendah pada RPM rendah. Hal
ini karena dalam konfigurasi Δ, setengah dari tegangan diterapkan di seluruh berliku
yang tidak didorong, sehingga meningkatkan kerugian dan, pada gilirannya, efisiensi
dan torsi.
Laminasi baja di stator atau slotless dapat ditempatkan seperti yang ditunjukkan
pada Gambar 2. Sebuah inti slotless memiliki induktansi rendah, sehingga dapat
berjalan pada kecepatan yang sangat tinggi. Karena tidak adanya gigi di laminasi stack,
persyaratan untuk torsi cogging juga turun, sehingga membuat mereka yang sesuai
untuk kecepatan rendah juga (saat magnet permanen di rotor dan gigi pada stator sejajar
satu sama lain maka, karena interaksi antara dua, torsi cogging tidak diinginkan
mengembangkan dan menyebabkan riak dalam kecepatan). Kerugian utama dari inti
slotless adalah biaya yang lebih tinggi karena memerlukan lebih berliku untuk
mengimbangi celah udara yang lebih besar.
2. rotor
Rotor dari motor BLDC khas terbuat dari magnet permanen. Tergantung pada
kebutuhan aplikasi, jumlah kutub pada rotor dapat bervariasi. Peningkatan jumlah
kutub yang memberikan torsi lebih baik tapi pada biaya mengurangi kecepatan
maksimum yang mungkin.
Parameter rotor lain yang berdampak pada torsi maksimum adalah bahan yang
digunakan untuk pembangunan magnet permanen; semakin tinggi kerapatan fluks
material, semakin tinggi torsi.
Rotor dibuat dari magnet tetap dan dapat desain dari dua sampai delapan kutub
Magnet Utara(N) atau Selatan(S). Material magnetis yang bagus sangat diperlukan
untuk mendapatkan kerapatan medan magnet yang bagus pula. Biasanya magnet ferrit
yang dipakai untuk membuat magnet tetap. Tetapi dewasa ini dengan kemajuan
teknologi, campuran logam sudah kurang populer untuk digunakan.Benar sekali magnet
Ferrit lebih murah, tetapi material ini mempunyai kekurangan yaitu flux density yang
rendah untuk ukuran volume material yang diperlukan untuk membentuk rotor.
3. Hall Sensor
Tidak sama dengan DC motor brushed, putaran suatu BLDC motor
dikendalikansecara elektronis. Dalam proses berputarnya motor BLDC, gulungan-stator
harusdiberi tenaga dengan suatu urutan. Hal ini penting untuk mengetahui posisi
rotorsehingga kontrol dapat mengetahui lilitan mana yang harus diberi
tegangan sesuaiurutan.Posisi rotor, digunakanlah Hall Sensor yang ditempelkan ke
dalam stator.Pemasangan Hall sensor ini harus benar-benar sesuai dengan posisi
magnet padarotor. Kesalahan posisi pada pemasangan akan menyebabkan kesalahan
pula padasaat pemberian tegangan pada lilitan stator. Biasanya Hall sensor ini dipasang
pada suatu board atau PCB dengan posisi yang sudah fix kira-kira selisih 60°sampai