brushless dc electric BLDC BLDC MOTOR
Brushless DC motor listrik ( BLDC motor, motor BL ) juga dikenal sebagai motor elektronik commutated ( ECM , motor EC ) adalah motor sinkron yang didukung oleh sumber listrik DC melalui inverter / switching power supply yang terintegrasi , yang menghasilkan sinyal listrik AC ke menggerakkan motor . Dalam konteks ini , AC , arus bolak-balik , tidak berarti gelombang sinusoidal , melainkan arus bi – directional dengan tidak ada pembatasan pada gelombang .Sensor tambahan dan elektronik mengontrol amplitudo inverter output dan gelombang ( dan karenanya persen DC penggunaan / efisiensi bus ) dan frekuensi (yaitu kecepatan rotor ) . Motor bagian dari motor brushless sering magnet permanen motor sinkron , tetapi juga bisa menjadi motor engan beralih , atau motor induksi . Motor brushless dapat digambarkan sebagai stepper motor , namun motor stepper istilah cenderung digunakan untuk motor yang dirancang khusus untuk dioperasikan pada mode di mana mereka sering berhenti dengan rotor dalam posisi sudut didefinisikan . Halaman ini menjelaskan prinsip-prinsip brushless motor yang lebih umum , meskipun ada tumpang tindih . Dua parameter kinerja kunci brushless DC motor motor konstanta Kv dan Km (yang secara numerik adalah sama dalam satuan SI ) . Disikat motor DC telah digunakan secara komersial sejak tahun 1886. Brushless motor , di sisi lain , tidak menjadi komersial sampai tahun 1962 . Disikat motor DC mengembangkan torsi maksimum ketika stasioner , kemudian menurun secara linear dengan meningkatnya kecepatan , Beberapa keterbatasan motor disikat dapat diatasi dengan motor brushless , mereka termasuk efisiensi yang lebih tinggi dan kerentanan yang lebih rendah dari perakitan pembalik ke keausan mekanis . . Manfaat ini datang pada biaya berpotensi lebih kasar , lebih kompleks , dan lebih mahal kontrol elektronik . Sebuah motor brushless khas memiliki magnet permanen yang berputar dan angker tetap, menghilangkan masalah yang terkait dengan menghubungkan arus ke dinamo bergerak .Pengontrol elektronik menggantikan sikat / komutator perakitan motor DC brushed , yang terus-menerus beralih fase ke gulungan untuk menjaga balik bermotor. Controller melakukan distribusi tenaga waktunya sama dengan menggunakan sirkuit solid-state daripada sikat / komutator sistem . Motor brushless menawarkan beberapa keunggulan dibandingkan disikat motor DC , termasuk lebih torsi per berat badan, lebih banyak torsi per watt ( peningkatan efisiensi ) , peningkatan kehandalan , mengurangi kebisingan , lebih lama seumur hidup ( tidak ada sikat dan erosi komutator ) , penghapusan bunga api pengion dari komutator , dan pengurangan keseluruhan interferensi elektromagnetik ( EMI ) . Dengan tidak gulungan pada rotor , mereka tidak mengalami gaya sentrifugal , dan karena gulungan didukung oleh perumahan , mereka dapat didinginkan oleh konduksi , tidak memerlukan aliran udara di dalam motor untuk pendinginan .Hal ini pada gilirannya berarti bahwa internal motor dapat sepenuhnya tertutup dan dilindungi dari kotoran atau benda asing lainnya . Motor brushless pergantian dapat diimplementasikan dalam perangkat lunak menggunakan mikrokontroler atau komputer , atau alternatif dapat diimplementasikan dalam perangkat keras analog atau digital firmware menggunakan FPGA . Pergantian dengan elektronik bukannya sikat memungkinkan untuk fleksibilitas dan kemampuan tidak tersedia dengan disikat motor DC , termasuk membatasi
kecepatan yang lebih besar , ” mikro melangkah ” operasi untuk kontrol gerakan lambat dan / atau denda , dan torsi memegang ketika stasioner . Daya maksimum yang dapat diterapkan ke motor brushless dibatasi hampir secara eksklusif oleh panas , Terlalu banyak yang melemahkan magnet , Dan dapat merusak isolasi belitan itu . Brushless motor lebih efisien dalam mengkonversi listrik menjadi energi mekanik dari motor disikat . Peningkatan ini terutama disebabkan oleh kecepatan brushless motor yang ditentukan oleh frekuensi di mana listrik diaktifkan , bukan tegangan . Keuntungan tambahan karena tidak adanya sikat , mengurangi kerugian akibat gesekan . Peningkatan efisiensi yang terbesar di wilayah tanpa beban dan beban rendah kurva kinerja motor [ rujukan? ] Di bawah beban mekanik yang tinggi , brushless motor dan motor disikat berkualitas tinggi sebanding dalam efisiensi Lingkungan dan persyaratan di mana produsen menggunakan motor DC brushless -jenis termasuk operasi bebas perawatan , kecepatan tinggi, dan operasi di mana memicu berbahaya ( yaitu lingkungan peledak ) atau dapat mempengaruhi peralatan elektronik sensitif . implementasi kontroler Karena controller harus mengarahkan rotasi rotor , controller memerlukan beberapa cara untuk menentukan orientasi rotor / posisi ( relatif terhadap kumparan stator . ) Beberapa desain menggunakan sensor efek Hall atau rotary encoder untuk langsung mengukur posisi rotor .Lainnya mengukur EMF kembali di kumparan undriven untuk menyimpulkan posisi rotor , menghilangkan kebutuhan untuk efek Hall sensor terpisah , dan oleh karena itu sering disebut pengendali sensorless . Sebuah controller khas berisi 3 output bi-directional ( yaitu frekuensi dikendalikan tiga fase keluaran ) , yang dikendalikan oleh rangkaian logika . Pengendali sederhana menggunakan pembanding untuk menentukan kapan tahap output harus maju , sementara kontroler lebih maju menggunakan mikrokontroler untuk mengelola percepatan , kontrol kecepatan dan efisiensi menyempurnakan . Controller rasa posisi rotor berdasarkan back- EMF memiliki tantangan tambahan dalam memulai gerak karena ada back – EMF diproduksi ketika rotor stasioner . Hal ini biasanya dicapai dengan mulai rotasi dari fase sewenang-wenang, dan kemudian melompat-lompat ke fase yang benar jika ditemukan salah. Hal ini dapat menyebabkan motor untuk berjalan sebentar mundur , menambahkan lebih kompleksitas urutan startup . Pengendali sensorless lainnya adalah mampu mengukur berliku saturasi yang disebabkan oleh posisi magnet untuk menyimpulkan posisi rotor . Variasi dalam konstruks Motor brushless dapat dibangun dalam beberapa konfigurasi fisik yang berbeda : Dalam ‘ konvensional ‘ ( juga dikenal sebagai inrunner ) konfigurasi, magnet permanen adalah bagian dari rotor . Tiga gulungan stator mengelilingi rotor . Dalam lari cepat (atau eksternal – rotor ) konfigurasi, radial – hubungan antara kumparan dan magnet dibalik , kumparan stator membentuk pusat ( inti ) dari motor , sedangkan magnet permanen berputar dalam suatu rotor menggantung yang mengelilingi inti . Flat atau jenis aksial fluks , digunakan di mana ada keterbatasan ruang atau bentuk, menggunakan pelat stator dan rotor , dipasang tatap muka .Outrunners biasanya memiliki lebih banyak kutub , didirikan pada triplet untuk mempertahankan tiga kelompok gulungan , dan memiliki torsi yang lebih tinggi pada RPM rendah. Dalam semua motor brushless , kumparan stasioner . Ada dua konfigurasi umum berliku listrik , konfigurasi delta menghubungkan tiga gulungan satu sama lain ( sirkuit seri ) dalam rangkaian segitiga – seperti, dan kekuasaan diterapkan pada setiap koneksi . The Wye ( Y berbentuk ) konfigurasi , kadang-kadang disebut bintang berliku , menghubungkan semua gulungan ke titik pusat ( sirkuit paralel ) dan kekuasaan diterapkan ke ujung sisa setiap berliku .
Sebuah motor dengan gulungan dalam konfigurasi delta memberikan torsi rendah pada kecepatan rendah , namun dapat memberikan kecepatan tertinggi lebih tinggi . Wye konfigurasi memberikan torsi tinggi pada kecepatan rendah , tapi bukan sebagai top speed tinggi Meskipun efisiensi sangat dipengaruhi oleh konstruksi motor , Wye berliku biasanya lebih efisien . Dalam gulungan delta-terhubung , setengah tegangan diterapkan di gulungan berdekatan dengan didorong timbal ( dibandingkan dengan berkelok-kelok langsung antara memimpin didorong ) , meningkatkan kerugian resistif . Selain itu, gulungan dapat memungkinkan frekuensi tinggi arus listrik parasit beredar sepenuhnya dalam motor . Sebuah berliku Wye – terhubung tidak mengandung loop tertutup di mana arus parasit dapat mengalir , mencegah kerugian tersebut . Dari sudut pandang controller, dua gaya gulungan diperlakukan persis sama . aplikasi Empat kutub di stator dari motor brushless dua fase . Ini adalah bagian dari kipas pendingin komputer, rotor telah dihapus . Motor brushless memenuhi banyak fungsi awalnya dilakukan oleh disikat motor DC , tetapi biaya dan kontrol kompleksitas mencegah motor brushless dari motor disikat menggantikan sepenuhnya dalam biaya terendah daerah . Namun demikian , motor brushless telah mendominasi banyak aplikasi , terutama perangkat seperti hard drive komputer dan pemutar CD / DVD . Kipas pendingin kecil dalam peralatan elektronik yang didukung secara eksklusif oleh motor brushless . Mereka dapat ditemukan dalam peralatan listrik tanpa kabel di mana peningkatan efisiensi motor mengarah ke periode penggunaan sebelum baterai perlu diisi .Kecepatan rendah , rendah motor brushless listrik digunakan dalam direct -drive turntable untuk piringan hitam . transportasi Tinggi motor brushless listrik ditemukan di kendaraan listrik dan kendaraan hibrida . Motor ini pada dasarnya motor AC sinkron dengan rotor magnet permanen . The Segway Scooter dan Vectrix Maxi – Scooter penggunaan teknologi brushless . Sejumlah sepeda listrik menggunakan motor brushless yang kadang-kadang dibangun ke dalam hub roda itu sendiri , dengan stator tetap kokoh untuk as roda dan magnet yang melekat dan berputar dengan roda . Pemanasan dan ventilasi Ada kecenderungan di HVAC dan pendinginan industri untuk menggunakan motor brushless bukannya berbagai jenis motor AC . Alasan yang paling signifikan untuk beralih ke motor brushless adalah penurunan dramatis dalam daya yang diperlukan untuk mengoperasikannya versus khas motor AC . [ 8 ] Sementara berbayang – tiang dan permanen perpecahan kapasitor motor pernah mendominasi sebagai motor fan pilihan , banyak fans sekarang menjalankan menggunakan motor brushless . Beberapa fans menggunakan motor brushless juga dalam rangka meningkatkan efisiensi sistem secara keseluruhan . Selain efisiensi yang tinggi brushless motor , sistem HVAC tertentu ( terutama yang menampilkan variabel kecepatan dan / atau modulasi beban ) menggunakan motor brushless karena built -in mikroprosesor memungkinkan untuk programabilitas , kontrol yang lebih baik atas aliran udara , dan komunikasi serial . teknik industri Penerapan brushless DC motor dalam teknik industri terutama berfokus pada rekayasa manufaktur atau desain otomasi industri . Dalam manufaktur , motor brushless terutama digunakan untuk gerakan kontrol, posisi atau aktuasi sistem . Motor Brushless secara ideal cocok untuk aplikasi manufaktur karena kepadatan daya tinggi ,
karakteristik kecepatan – torsi yang baik , efisiensi tinggi dan kecepatan berkisar antara luas dan pemeliharaan rendah . Penggunaan yang paling umum dari brushless DC motor di teknik industri adalah motor linear . servomotors , aktuator untuk robot industri , extruder motor drive dan pakan drive untuk peralatan mesin CNC . Sistem kontrol gerak Motor Brushless biasanya digunakan sebagai pompa , kipas dan spindle drive dalam aplikasi kecepatan disesuaikan atau variabel . Mereka dapat mengembangkan torsi tinggi dengan kecepatan respon yang baik . Selain itu, mereka dapat dengan mudah otomatis untuk remote control . Karena konstruksi mereka , mereka memiliki karakteristik termal yang baik dan efisiensi energi yang tinggi . [ 11Untuk mendapatkan respon kecepatan variabel , motor brushless beroperasi dalam sistem elektromekanis yang mencakup motor controller elektronik dan sensor umpan balik posisi rotor . Brushless motor dc banyak digunakan sebagai servomotors untuk mesin servo drive alat .Servomotors digunakan untuk perpindahan mekanik , posisi atau kontrol gerak presisi . Di masa lalu DC stepper motor yang digunakan sebagai servomotors , . Namun, karena mereka beroperasi dengan kontrol loop terbuka , mereka biasanya menunjukkan denyutan torsi Brushless motor dc lebih cocok sebagai servomotors sejak gerakan tepat mereka didasarkan pada kontrol loop tertutup sistem yang menyediakan operasi yang dikontrol ketat dan stabil . Posisi dan aktuasi sistem Motor brushless digunakan dalam posisi dan digerakkan aplikasi industri Untuk robot perakitan , brushless stepper atau motor servo yang digunakan untuk memposisikan bagian untuk perakitan atau alat untuk proses manufaktur , seperti pengelasan atau lukisan . . Motor brushless juga dapat digunakan untuk menggerakkan aktuator linier Aktuator yang menghasilkan gerakan linier disebut motor linear . Keuntungan dari motor linier adalah bahwa mereka dapat menghasilkan gerakan linier tanpa perlu sistem transmisi , seperti sekrup bola – dan -lead , rak – dan – pinion , cam , gigi atau ikat pinggang , yang akan diperlukan untuk motor rotary . Sistem Transmisi dikenal untuk memperkenalkan kurang tanggap dan akurasi berkurang . Penggerak langsung , brushless DC motor linier terdiri dari stator ditempatkan dengan gigi magnet dan aktuator bergerak , yang memiliki magnet permanen dan gulungan kumparan . Untuk mendapatkan gerakan linier , pengontrol motor menggairahkan gulungan kumparan dalam aktuator menyebabkan interaksi medan magnet menghasilkan gerakan linier . Model rekayasa Sebuah motor BLDC mikroprosesor yang dikendalikan menyalakan pesawat radio kontrol mikro .Motor ini rotor eksternal berat 5 gram , mengkonsumsi sekitar 11 watt dan menghasilkan dorong lebih dari dua kali berat pesawat. Motor brushless adalah pilihan motor yang populer untuk pesawat model termasuk helikopter .Rasio power- to-weight yang menguntungkan mereka dan berbagai macam ukuran yang tersedia , dari bawah 5 gram hingga motor besar peringkat baik ke kisaran keluaran kilowatt , telah merevolusi pasar untuk penerbangan Model bertenaga listrik , menggusur hampir semua motor listrik disikat . Mereka juga telah mendorong pertumbuhan yang sederhana , ringan pesawat model listrik , daripada mesin pembakaran internal sebelumnya powering model yang lebih besar dan lebih berat . Rasio power- to-weight besar baterai modern dan motor brushless memungkinkan model untuk naik secara vertikal , daripada memanjat secara bertahap .Kebisingan yang rendah dan kurangnya berantakan dibandingkan dengan cahaya bahan bakar mesin pembakaran internal kecil yang digunakan adalah alasan lain untuk popularitas mereka .
Pembatasan hukum atas penggunaan mesin pesawat model didorong pembakaran di beberapa negara [ klarifikasi diperlukan ] juga telah mendukung pergeseran menuju sistem listrik daya tinggi . Radio mobil dikendalikan Popularitas mereka juga meningkat di daerah mobil dikendalikan radio . Motor brushless telah hukum di Amerika balap mobil RC Utara sesuai dengan ROAR sejak 2006 . Motor ini memberikan sejumlah besar kekuatan untuk pembalap RC dan jika dipasangkan dengan tepat gearing dan tinggi debit Li – Po ( lithium polimer ) atau baterai LiFePO4 jauh lebih aman , mobil ini dapat mencapai kecepatan lebih dari 161 kilometer per jam ( 100 mph ) .
gambar. BLDC Motor
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
Nyaris tanpa suara bila dioperasikan 1. Konstruksi 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. a. 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 pada dua buah motor hingga delapan pasang kutub magnet permanen berbentuk persegi pajang yang saling direkatkan menggunakan semacam “epoxy” dan tidak adabrushes-nya.
gambar 1.1 Rotor BLDC 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. b. Stator Stator adalah bagian pada motor yang diam/statis dimana fungsinya adalah 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 statornya terdiri dari dua buah kutub magnet permanen.
gambar 1.2 Stator BLDC Belitan stator pada motor DC brushless terdiri dari dua jenis, yaitu belitan stator jenis trapezoidal dan jenis sinusoidal.Yang menjadi dasar perbedaan kedua jenis belitan stator tersebut terletak pada hubungan antara koil dan belitan stator yang bertujuan untuk memberikan EMF (Electro Motive Force) balik yang berbeda.
EMF balik sendiri adalah tegangan balik yang dihasilkan oleh belitan motor BLDC ketika motor BLDC tersebut berputar yang memiliki polaritas tegangan berlawanan arahnya dengan tegangan sumber yang dibangkitkan. Besarnya EMF balik dipengaruhi oleh kecepatan sudut putaran motor (ω), medan magnet yang dihasilkan rotor (B), dan banyaknya lilitan pada belitan stator (N) sehingga besarnya EMF balik dapat dihitung dengan persamaan : EMF balik = B.N.1.r.ω dimana : B = kerapatan medan magnet yang dihasilkan rotor (Tesla) N = banyaknya lilitan pada belitan stator per phasa 1 = panjangnya batang rotor (m) r = jari-jari dalam motor (m) ω = kecepatan sudut putaran motor (rad) (dimana ω=2πf Ketika motor BLDC sudah dibuat, jumlah lilitan pada stator dan besarnya medan magnet yang dihasilkan nilainya sudah dibuat konstan sehingga yang mempengaruhi besarnya EMF balik adalah besarnya kecepatan sudut yang dihasilkan motor, semakin besar kecepatan sudut yang dihasilkan. Perubahan besarnya EMF balik ini mempengaruhi torsi motor BLDC, apabila kecepatan motor yang dihasilkan lebih besar dari tegangan potensial pada belitan stator
sehingga arus yang mengalir pada stator akan turun dan torsi pun akan ikut turun, sebagaimana rumus torsi pada BLDC motor menurut persamaan diatas bahwa besarnya torsi yang dihasilkan motor BLDC dapat dihitung dengan :
T = Krms. Ф.I (Nm)
Dimana : Krms = tegangan rata-rata konstan (Volt) Ф = besarnya fluks magnet (Tesla) I = besarnya arus (Ampere) Karena berbanding lurus dengan faktor-faktor lain yang mempengaruhi torsi maka kenaikan dan penurunan arus sangat berpengaruh pada besarnya torsi yang dihasilkan motor BLDC.
c.
Axle Axle atau sumbu adalah batang yang berfungsi sebagai sumbu putar motor, terpusat pada rotor dan dirangkai bersama rotor.
gambar 1.3 Axle
d. Sensor Hall Tidak seperti motor DC brushed komutasi dari motor DC brushless diatur secara elektronik agar motor dapat berputar, stator harus di-energize secara berurutan dan teratur. Sensor hall inilah yang berperan dalam mendeteksi pada bagian rotor mana yang terenergize oleh fluks magnet sehingga proses komutasi yang berbeda (enam step komutasi) dapat dilakukan oleh stator dengan tepat karena sensor hall ini dipasang menempel pada stator.
gambar 1.4 Posisi Hall Sensor Pada Motor BLDC Hall sensor ini ditempatkan setiap 120˚ pada jarak antar kutub stator hal ini bertujuan agar deteksi terhadap vector fluks stator yang dihasilkan akurat setiap perpindahan komutasi, arus yang mengalir tetap terjaga konstan pada setiap phasa.
Prinsip kerja hall sensor sendiri membutuhkan arus yang mengalir terus jika ingin digunakan
sebagai
pendeteksi
fluks
magnet.
Bila
butiran-butiran
yang
terdapat
pada gambar 1.4 dimisalkan sebagai gambaran sebagai medan magnet, maka daya elektromagnet dibuat atas dasar gerakan elektron seperti yang diberikan oleh kaedah tangan kiri Fleming. Sewaktu daya elektron dibiaskan pada sisi kiri, akibatnya kutub negatif di sisi kiri dan kutub positifdi sisi yang lain (kanan). Polaritas elektrostatik bergantung pada yang dialami butir apakah berkutub utara atau berkutub selatan, dan digunakan untuk menyatakan sinyal pada posisi rotor dalam batas polaritas magnet. Bila motor DC brushless menggunakan elemen hall sebagai sensor posisi, maka semua elemen-elemen penting dibuat dalam bentuk terpadu sesuai. Misalnya, jika
level output adalah H untuk kutub utara, maka level output akan L bila diletakkan pada kutub selatan. Dalam hal ini ketiga IC hall digunakkan sebagai driver untuk motor BLDC tiga phasa.
e.
Controller dan Inverter (perubah tegangan DC menjadi AC) Controller pada motor DC brushless berperan sangat penting dan dapat dikatakan sebagai penunjang utama operasi motor DC brushless karena motor DCbrushless membutuhkan suatu trigger pulsa yang masuk ke bagian elektromagnetik (stator) motor DC brushless untuk memberikan pengaturan besarnya arus yang mengalir sehingga putaran motor dapat diatur secara akurat. Inverter pada motor DCbrushless berperan untuk mengubah tegangan DC yang masuk controller menjadi tegangan AC karena jenis motor DC brushless biasanya multipole tiga phase maka dibutuhkan inverter tiga phasa tegangan DC menjadi AC agar dapat berputar. Berdasarkan kemampuan control power supply, kita dapat memilih dengan tepat rating tegangan untuk motor yang dibutuhkan. Untuk tegangan 48 volt atau kurang dari itu, biasanya digunakan untuk bidang otomotif, robotic atau penggerak lengan mekanik kecil. Untuk rating tegangan 100 volt dan lebih dari itu digunakan dalam bidang otomasi industri dan penggerak alat-alat industri.
2. Prinsip Kerja Hal yang paling dasar pada prinsip dasar medan magnet adalah kutub yang sama akan saling tolak menolak sedangkan apabila berlainan kutub maka akan tarik menarik. Jadi jika kita mempunyai dua buah magnet dan menandai satu sisi magnet tersebut dengannorth (utara) dan yang lainnya south (selatan), maka bagian sisi north akan coba menariksouth, sebaliknya jika sisi north magnet pertama akan menolak sisi north yang kedua dan seterusnya apabila kedua sisi magnet mempunyai kutub yang sama.
gambar 2. Aturan Tangan Kiri Untuk Prinsip Kerja Motor DC Pada gambar 5 kita dapat melihat dua buah magnet pada motor. Rotor adalah sebuah elektro magnet (magnet yang dihasilkan dari arus listrik) sedangkan sebagai medan magnet digunakan magnet permanen pada medan statornya dan tidak memiliki lilitan penguat medan magnet. Jika arus DC mengalir, maka rotor akan berputar 180 derajat karena perbedaan kutub antara electromagnet. 2.1 Cara Kerja Motor DC Brushless Melihat prinsip kerja motor DC brushless dan cara kerja system half bridgepada proses peng-energize-an koil motor DC brushless maka cara kerja putaran motor DC brushless sekarang dapat kita gambarkan, skema cara putaran motor DCbrushless adalah sebagai berikut :
gambar 2.1.1 Posisi Komutasi Step 1 Dan 2 Komutasi menghasilkan medan putar. Pada step 1, phasa U dihubungkan ke kutub positif pada bus motor DC brushless Q1, lalu phasa V dihubungkan ke ground netral(kutub negative baterai) melalui Q4, untuk phasa W tidak ter-energize, 2 buah vektor fluks dihasilkan oleh phasa U (panah merah) dan phasa V(panah biru). Jumlah kedua vektor tersebut menghasilkan vektor fluks pada stator(panah hijau) dimana rotor akan berusaha mengikuti arah fluks stator tersebut.
Pada kondisi ini motor sedang standby untuk berputar, ketika posisi rotor sudah mencapai posisi tertentu yang diberikan, maka nilai pernyataan logika pada Hall sensor berubah dari “101” ke “001” dan pola tegangan baru tercipta pada motor DC brushless(BLDC) dimana phasa V sekarang tidak ter-energize tetapi phasa W yang sekarang terhubung ke netral ground(Q6) dimana posisi vector fluks stator(panah hijau) sekarang berada pada posisi yang ditunjukan gambar step 2.
gambar 2.1.2 Posisi Komutasi Step 3 Dan 4 Kita sekarang dapat menentukan switch(Q) mana saja yang aktif ketika phasa tertentu yang ter-energize sehingga arah putaran rotor dapat terlihat. Padastep 3 phasa yang aktif adalah W-V dan posisi vector fluks stator berada pada posisi tersebut, lanjut ke step 4 phasa yang aktif adalah U-V dan rotor terus berputar kearah fluks stator pada step 4. (sumber : AVR194 “BLDC motor control using ATmega32M1”)
gambar 2.1.3 Posisi Komutasi Step 5 Dan 6 Pada gambar step 5 dan step 6 terlihat phasa lain lagi yang ter-energize dan arah putaran rotor terus mengikuti arah vektor fluks stator yang dihasilkan dan selanjutnya proses putaran kembali lagi ke step 1. Itulah 6 langkah(step) putaran elektris motor BLDC untuk melakukan 1 putaran penuh mekanis motor BLDC.
