3.MAKALAH BLDC Motor [PDF]

Citation preview

BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang Dalam perkembangannya, kebutuhan energi listrik semakin meningkat, sedangkan masyarakat sebagai konsumen energi listrik juga bertambah jumlahnya dan menuntut mutu serta kualitas pelayanan energi listrik yang lebih baik secara kontinyu. Pada konsumen besar sering ditemukan suatu perangkat instalasi listrik yang sering disebut kubikel/ perangkat hubung bagi. Fungsinya adalah sebagai pembagi beban serta pengukuran Kubikel didalamnya mempunyai berbagai alat seperti PMT, PT, CT, Relay, dll. Untuk itu perlu dilakukan pemeliharaan khusus agar tetap sesuai dengan standart kinerjanya. Adapun fungsi dari cubicle disini sangat penting mengingat pada jaringan tranmisi tegangan yang disalurkan cukup besar dan cukup berbahaya apabila dilakukan pembagian maupun pemutusan tegangan transmisi secara langsung oleh manusia,maka dari itu digunakanlah panel hubung bagi atau bisa disebut dengan cubicle ini,pada komponen in dapat dilakukan pengawasan secara langsung terhadap tegangan,arus dan kualitas daya yang ditransmisikan ke konsumen,



1|P a g e



Mesin Listrik Lanjut



B. Rumusan Masalah 1. Mengapa digunakan cubicle 20 Kv pada sistem tranmisi ? 2. Bagaimana cara kerja cubicle 20 Kv? 3. Apa yang terjadi apabila cubicle 20 Kv tidak digunakan? C. Adapun tujuan penulisan makalah ini tidak lain untuk: 1. Dapat mengetahui apa yang dimaksud dengan cubicle 20 Kv? 2. Dapat mengetahui cara kerja cubicle 20 Kv. 3. Dapat mengetahui konstruksi cubicle 20 Kv.



2|



Mesin Listrik Lanjut



BAB II PEMBAHASAN 1. Brushless DC Motor BLDC Motor (Brush Less Direct Current 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 statornya.Setelah itu, dengan menggunakan sebuah rangkaiansederhana (Simpel Computer System), maka kita dapat merubah arus di eletro-magnet ketika bagian rotornya berputar. Dalam hal ini, motor BLDC setara dengan motor DC dengan komutator terbalik, di mana magnet berputar sedangkan konduktor tetap diam. Dalam komutator motor DC, polaritas ini diubah oleh komutator dan sikat. Namun, dalam Brushless motor DC, pembalikan polaritas dilakukan oleh transistor Switching untuk mensinkronkan dengan posisi rotor. Oleh karena itu, BLDC motor sering menggabungkan baik posisi sensor internal atau eksternal untuk merasakan posisi rotor yang sebenarnya, atau posisi dapat dideteksi tanpa sensor.(Leonard N. Elevich,2005).



Gambar 1. Konstruksi Motor BLDC



3|P a g e



Mesin Listrik Lanjut



(Sumber: http//:motor-listrik-bldc.jpg, diakses tanggal 20 April 2015) Adapun untuk fungsi sikat arang pada motor dc konvensional adalah sebagai penerus tegangan dari bagian statis ke bagian ang bergerak.kelebihan carbon brush adalah mampu untuk mengantarkan listrik tanpa menimbulkan percikan api yang menyebabkan mencairnya bagian tersebut 2. Konstruksi Motor BLDC



Setiap motor BLDC memiliki dua bagian utama, rotor (bagian berputar) dan stator (bagian stasioner). Bagian penting lainnya dari motor adalah gulungan stator dan magnet rotor. Adapun konstruksi dari motor BLDC dapat dilihat pada gambar dibawah.



4|



Mesin Listrik Lanjut



Gambar . kontstruksi BLDC Motor https://onexpirience.files.wordpress.com/2016/09/konstruksi.png) 1. Rotor Rotor adalah bagian pada motor yang berputar karena adanya gaya elektromagnetik dari stator, dimana pada motor DC brushless bagian rotornya berbeda dengan rotor pada motor DC konvensional yang hanya tersusun dari satu buah elektromagnet yang berada diantara brushes (sikat) yang terhubung. Rotor dibuat dari magnet permanen dan dapat desain dari dua sampai delapan kutub Magnet Utara (N) atau Selatan (S). Bahan material magnetis yang baik sangat diperlukan untuk mendapatkan kerapatan medan magnet yang baik pula.



5|P a g e



Mesin Listrik Lanjut



Biasanya magnet permanen dibuat menggunakan magnet ferrit. Tetapi saat ini dengan kemajuan teknologi, campuran logam sudah kurang populer untuk digunakan. Meskipun dinilai lebih murah, magnet ferrit mempunyai kekurangan yaitu kerapatan fluks yang rendah sebagai bahan material yang diperlukan untuk membuat rotor. 2. Stator Stator adalah bagian pada motor yang diam/statis dan berfungsi sebagai medan putar motor untuk memberikan gaya elektromagnetik pada rotor sehingga motor dapat berputar. Pada motor DC brushless statornya terdiri dari 12 belitan (elektromagnet) yang bekerja secara elektromagnetik dimana stator pada motor DC brushless terhubung dengan tiga buah kabel untuk disambungkan pada rangkaian kontrol sedangkan pada motor DC konvensional stator-nya terdiri dari dua buah kutub magnet permanen. 3. Hall Sensor Tidak sama dengan DC motor brushed, putaran suatu BLDC motor dikendalikansecara elektronis. Dalam proses berputarnya motor BLDC, gulunganstator 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 kirakira selisih 60°sampai 120° antara sensor yang satu dengan yang lain.



6|



Mesin Listrik Lanjut



Gambar 1. Sensor hall (http://www.electronics-tutorials.ws/electromagnetism/halleffect.html)



Namun sekarang hall sensor mulai ditinggalkan, dan diganti dengan resolver. Fungsidari Resolver ini sama dengan Hall Sensor hanya bentuk dan cara menentukan posisimagnet rotor berbeda. Resolver sebenarnya gabungan dari Rotary Encoder danHall Sensor. Satu sisi Encoder difungsikan sebagai Speed feedback sekaligus jugasebagai penentu posisi rotor, sedangkan hall sensor untuk melihat posisi medan magnet rotor.



7|P a g e



Mesin Listrik Lanjut



4. Rangkaian Pengendalian



Untuk menghasilkan medan putar pada motor DC,koneksi sumber ke rotormenggunakan brush namun pada BLDC motor,pemberian sumber dilakukan olehsebuah rangkaian pengontrol,rangkaian ini mendapat sumber dari listrik DC yangkemudian diolah sehingga menghasilkan gelombang sinusoida atau kotak stator,Kontrol ini mendapat masukan data dari hall sensor utuk mengatur pemberian sumber pada stator.



Gambar 2. Rangkaian control Motor BLDC(https://www.anaheimautomation.com/products/brushless/brushless-drivercontroller-item.php?sID=275&serID=1&pt=i&tID=999&cID=23)



8|



Mesin Listrik Lanjut



5. Cara Kerja Motor Brushless DC motor



Gambar 2.Bagian dalam Cara kerja pada motor BLDC cukup sederhana, yaitu magnet yang berada pada poros motor akan tertarik dan terdorong oleh gaya elektromagnetik yang diatur oleh driver pada motor BLDC. Hal ini membedakakn motor BLDC dengan motor DC yang menggunakan sikat mekanis yang berada pada komutator untuk mengatur waktu dan memberikan medan magnet pada lilitan. Motor BLDC ini juga berbeda dengan motor AC yang pada umumnya menggunakan siklus tenaga sendiri untuk mengatur waktu dan memberi daya pada lilitan. BLDC dapat memberikan rasio daya dan beban yang lebih tinggi secara signifikan dan memberikan efisiensi yang lebih baik dibandingkan motor tanpa sikat tradisional. Pada prinsip dasar medan magnet adalah kutub yang sama akan saling tolak menolak sedangkan apabila berlainan kutub maka akan tarik menarik. Jadi jika



9|P a g e



Mesin Listrik Lanjut



kita mempunyai dua buah magnet dan menandai satu sisi magnet tersebut dengan north (utara) dan yang lainnya south (selatan), maka bagian sisi northakan coba menarik south, sebaliknya jika sisi north magnet pertama akan menolak sisi north yang kedua dan seterusnya apabila kedua sisi magnet mempunyai kutub yang sama . Prinsip mengenai kutub magnet tersebut dapat diterapkan dalam prinsip kerja motor BLDC. Secara umum motor BLDC memiliki medan magnet permanen pada rotor dan magnet yang berasal dari gaya elektromagnet (magnet yang ditimbulkan dari pemberian input arus listrik) pada bagian kumparan stator. Pada motor BLDC, kontroler berfungsi untuk mengatur arus masukan yang harus dialirkan ke kumparan stator untuk dapat menimbulkan medan elektromagnet yang sesuai untuk memutar rotor. Hal inilah yang menjadi pembeda dengan motor DC konvensional, dan menggantikan kerja komutasi mekanisnya. Magnet permanen pada motor BLDC dilengkapi dengan kumparan tiga fase. Kumparan-kumparan tersebut terletak di bagian stator. Magnet bergerak terletak di stator. Fase kumparan diaktifkan dengan penyesuain gerakan rotor. Rotasi berbasis rotasi medan magnet diilustrasikan pada Gambar dibawah, bagian kiri adalah fase pergerakan dan bagian kanan adalah fase eksitasi. Fluks stator dihasilkan pada saat fase eksitasi, dan fluks rotor dihasilkan oleh magnet permanen.



10 |



Mesin Listrik Lanjut



Gambar 3.Cara Kerja Motor BLDC



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



11 | P a g e



Mesin Listrik Lanjut



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: 12 |



Mesin Listrik Lanjut



-



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.



13 | P a g e



Mesin Listrik Lanjut



BAB III



PENUTUP



Demikianlah makalah yang saya buat ini, semoga bermanfaat dan menambah pengetahuan para pembaca.saya mohon maaf apabila ada kesalahan ejaan dalam penulisan kata dan kalimat yang kurang jelas, dimengerti, dan lugas.Karena saya hanyalah manusia biasa yang tak luput dari kesalahan Dan saya juga sangat mengharapkan saran dan kritik dari para pembaca demi kesempurnaan makalah ini.Sekian penutup dari saya semoga dapat diterima di hati dan saya ucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya.



14 |



Mesin Listrik Lanjut



DAFTAR PUSTAKA



1) https://onexpirience.wordpress.com/2016/09/04/blog-post-title-2/ 2) http://sistem-tenaga-listrik.blogspot.co.id/2011/05/gangguan-pada-sistemtenaga-listrik.html 3) http://www.blogteknisi.com/2015/08/sebab-sebab-timbulnya-gangguanpada.html



15 | P a g e



Mesin Listrik Lanjut