Apa Itu Motor BLDC Dan Kelebihannya

1.Konsep Motor DC Brushless

Motor DC Brushless (BLDC), juga dikenal sebagai motor brushless atau motor DC sinkron, adalah jenis motor yang tidak memerlukan sikat atau komutator untuk pengoperasiannya. Input ke motor BLDC adalah arus searah (DC), namun pada dasarnya motor ini mensimulasikan arus bolak-balik (AC) dengan mengalihkan saklar inverter utama secara siklis. Hal ini menciptakan perubahan medan magnet pada belitan kumparan, memungkinkan rotor motor mengalami torsi terus menerus dan dengan demikian berputar terus menerus. Motor BLDC dapat dikonfigurasi sebagai satu fasa, dua fasa, atau tiga fasa tergantung pada jumlah belitan stator. Motor BLDC yang paling sering ditemui adalah motor tiga fasa. Diagram di bawah mengilustrasikan pembongkaran motor DC brushless tiga fasa.

2.Aplikasi Motor DC Brushless

Diperkirakan ukuran pasar motor BLDC akan mencapai sekitar $19,76 miliar pada tahun 2022. Dengan semakin matangnya teknologi motor BLDC, motor BLDC telah banyak diterapkan di berbagai bidang termasuk militer, dirgantara, industri, otomotif, sistem kendali sipil, dan peralatan rumah tangga. Mereka biasanya digunakan pada perangkat bertegangan rendah dan berdaya rendah seperti robot kecil, drone, sepeda listrik, penyedot debu, dan perkakas listrik.

Di bawah ini beberapa aplikasi populer:

Penyedot Debu/Pengering Rambut: Kalau bicara tentang pengering rambut atau penyedot debu, merek terkenalnya adalah Dyson. Pengering rambut Dyson, dipromosikan sebagai 'teknologi hitam generasi berikutnya,' dilengkapi motor digital cerdas V9, yang lebih kecil, lebih ringan, dan lebih cepat daripada motor tradisional. Tanpa menggunakan sikat karbon, motor dapat mencapai kecepatan hingga 110.000 putaran per menit, dan lebih kecil serta ringan dibandingkan motor lainnya. Motor yang digunakan dalam motor digital Dyson adalah 'motor DC brushless satu fase,' yang pada dasarnya merupakan jenis motor BLDC.

Drone/Gimbal:

Kunci kendali motor pada drone adalah kendali kecepatan dan arah. Drone yang paling populer tidak diragukan lagi adalah drone dari DJI. Diagram di bawah menunjukkan pembongkaran drone Spark, dengan empat motor BLDC terlihat di setiap sudut.

Aplikasi serupa termasuk gimbal.

Perkakas Listrik: Perkakas listrik genggam yang umum ditemukan dalam kehidupan sehari-hari termasuk kunci pas listrik Bosch, bor, dan lain-lain. Motor DC brushless yang hemat energi dan berefisiensi tinggi, ditambah dengan pengurangan biaya perkakas listrik genggam secara terus-menerus, telah menyebabkan perkembangan pesat dalam penggunaan motor BLDC pada perkakas listrik. Pabrikan internasional ternama, seperti Bosch, Dewalt, Milwaukee, dan lainnya, memimpin tren ini.

3. Konstruksi Motor DC tanpa sikat

Stator: Stator motor BLDC terdiri dari lembaran baja yang dilaminasi, dengan belitan ditempatkan pada slot yang diukir di sepanjang sumbu keliling internal. Stator mirip dengan motor induksi tetapi dengan distribusi belitan yang berbeda. Kebanyakan motor BLDC mempunyai tiga belitan stator yang terhubung bintang, masing-masing terdiri dari beberapa kumparan yang saling berhubungan. Kumparan ditempatkan pada slot-slotnya dan saling berhubungan membentuk belitan. Gulungan ini didistribusikan sepanjang keliling stator untuk menciptakan kutub magnet yang berjarak sama.

Rotor: Motor BLDC menggunakan magnet permanen sebagai rotornya, tanpa kumparan di dalamnya. Kutub magnet selatan dan utara rotor tersusun bergantian. Selain itu, dengan kemajuan teknologi bahan magnet lunak dan penurunan harga, bahan tanah jarang besi neodymium boron berkinerja tinggi semakin banyak digunakan untuk membuat rotor magnet permanen. Produk energi magnetnya yang tinggi dan karakteristiknya yang stabil memungkinkan motor BLDC memiliki sifat mekanik dan respons dinamis yang lebih baik, serta efisiensi dan rentang kecepatan yang lebih tinggi. Berikut adalah diagram skema penampang magnet rotor dari dokumen prinsip BLDC oleh Microchip:

Sensor Hall: Aspek terpenting dari kontrol motor BLDC adalah identifikasi posisi rotor. Ada dua metode untuk identifikasi posisi: pertama menggunakan sensor posisi untuk mengidentifikasi posisi rotor, yang dikenal sebagai sensor Hall; metode lainnya adalah tanpa sensor, yang melibatkan identifikasi posisi rotor dengan mendeteksi kembali gaya gerak listrik. Untuk motor BLDC dengan sensor, kebanyakan motor BLDC menyematkan tiga sensor Hall pada statornya. Selama setiap pergantian, satu belitan dihubungkan ke kutub positif catu daya kontrol (arus masuk ke belitan), belitan kedua dihubungkan ke kutub negatif (arus mengalir keluar), dan belitan ketiga dalam keadaan terputus. Torsi dihasilkan oleh interaksi antara medan magnet yang dihasilkan oleh kumparan stator dan magnet permanen. Ketika kutub magnet rotor lewat di dekat sensor Hall, sensor akan mengeluarkan sinyal tingkat tinggi atau rendah, yang menunjukkan bahwa kutub magnet selatan/utara melewati wilayah yang terdeteksi oleh sensor Hall. Pergeseran fasa antara keluaran sinyal oleh sensor Hall dapat berupa 60° atau 120°.