Mengenal Motor Brushless : Pengertian, Cara kerja dan Jenisnya

Daftar isi

• 1. Introduction
• 2. Pengertian Brushless
• 3. Konstruksi Brushless
  • 3.1 Stator
  • 3.2 Rotor
• 4. Cara Kerja
• 5. Jenis-jenis Brushless
• 6. Kelebihan
• 7. Aplikasi dan Penerapan

Apa itu motor Brushless ? motor jenis ini pada dasarnya adalah motor DC, namun dengan konstruksi yang berbeda. Motor jenis ini banyak dipakai pada pesawat tanpa awak atau Drone. Motor ini semakin populer digunakan seiring berkembangnya teknologi mikrokontroller sebagai kontrolnya. 

Berbeda dengan motor DC biasa yang dapat langsung digunakan ketika diberi daya, motor brushless memerlukan modul tambahan yaitu ESC (Electronics speed controller).

Motor brushless memberikan keuntungan berupa kecepatan atau RPM yang sangat tinggi. Sehingga sangat cocok untuk mesin Drone maupun kapal cepat tak berawak sebagai penggerak propeller atau baling-baling. 

Motor Brushless via : rcgroups.com

Pada artikel ini akan dijelaskan pengertian Motor Brushless atau BLDC, Konstuksi dari motor, Cara kerjanya, Jenis-jenis brushless, Kelebihan motor ini dibanding motor jenis lain dan Aplikasi serta penerapannya. 

Pengertian Motor Brushless

Motor brushless biasa juga disebut dengan BLDC (BrushLess Direct Current). Seperti namanya, motor BLDC adalah jenis motor DC namun tidak memiliki sikat atau brush. 

Pada motor DC konvensional atau  Brushed, sikat digunakan untuk mengirimkan daya ke rotor saat mereka berbalik di medan magnet tetap. 

Karena BLDC tidak menggunakan brush, komutasi dilakukan meggunakan rangkaian elektronik yaitu Electronics Speed Controller (ESC). 

Brushless dan ESC Module

Konstruksi Motor Brushless

Yang berbeda dari konstruksi motor DC konvensional dan motor brushless adalah penggantian komutator mekanis dengan Rangkaian elektronis. Maka dari itu,  Motor BLDC adalah jenis motor sinkron dalam arti bahwa medan magnet yang dihasilkan oleh stator dan rotor berputar pada frekuensi yang sama.

Seperti Motor DC pada umumnya, Motor brushless terdiri dua bagian utama, yaitu stator dan rotor. Magnet permanen dipasang pada rotor, dan stator terdiri dari belitan untuk kutub tertentu. 

Rangkaian kontrol elektronik terhubung pada pada belitan stator, namun terdapat pula jenis brushless yang sudah ditanamkan sirkuit kontrol internal.  

Rangkaian kontrol brushless yang dimaksud adalah ESC (Electronics speed controller). ESC menyediakan frekuensi tiga fasa pada belitan stator dengan daya besar, sehingga menghasilkan daya untuk kutub stator pada titik waktu tertentu.

Stator

Stator pada brushless mirip dengan motor induksi. Bagian ini terdiri dari lapisan luminasi logam yang dipotong secara aksial untuk dibelitkan kumparan tembaga. Pada umumnya, stator terdiri dari tiga belitan dengan konfigurasi star atau Y (tanpa titik netral).  

Rotor

Bagian ini terdiri dari magnet permanen yang sangat kuat, biasanya adalah magnet Neodinium (Nd), Samarium Cobalt (SmCo) dan panduan antara Neodinium Ferrite dan Boron (NdFeB).  Magnet permanen pada stator berjumlah genap (biasanya 8 magnet) dan dipasang dengan kutub Utara  (N) dan Selatan (S) dipasang bergantian. 

Konstruksi Brushless via : dronenodes.com

Cara Kerja motor Brushless

Belitan Stator pada brushless terhubung dengan rangkaian kontrol. Rangkaian ini akan memberikan sinyal frekuensi dengan daya besar, sehingga pada belitan stator timbul medan magnet dengan kutub yang berlawanan dengan magnet permanen pada rotor.

Sesuai dengan sifat medan magnet, dimana kutub yang sama akan tolak-menolak dan kutub yang berlawanan akan tarik menarik. 

Magnetisme via : stickmanphysics

Hal ini juga terjadi pada motor. Ketika magnet pada belitan memiliki kutub utara, maka belitan tersebut akan menarik kutub selatan rotor dan menolak kutub Utaranya. Begitupun sebaliknya, ketika belitan memiliki kutub selatan, maka belitan tersebut akan menarik kutub utara motor dan menolak kutub selatannya.

Karena dipasang melingkar dengan titik tengah, maka rotor akan menghasilkan gerak putaran sesuai dengan perubahan kutub medan magnet pada stator. Agar mudah dipahami, perhatikan animasi dibawah ini :

Brushless tipe Inrunner via : electricaleasy.com

Brushless tipe outrunner via : electricaleasy.com

Jenis-Jenis motor Brushless

Motor jenis Brushless pada umumnya terdiri dari 3 jenis konfigurasi yaitu :

• Satu fasa
• Dua fasa 
• Tiga fasa 

Dari semua jenis brushless, konfigurasi tiga fasa BLDC adalah yang paling umum digunakan. 

Berdasarkan desain konstruksinya, motor brushless terdiri dari dua jenis utama yaitu inner rotor (rotor dalam) dan outer rotor (rotor luar). Walau demikian, dapat diperhatikan bahwa magnet permanen selalu berada pada rotor sedangkan belitan pada stator.  

1. Inner rotor (Inrunner), adalah desain yang konvensional dimana rotor terletak pada inti dan belitan stator berada ditengahnya. 

2. Outer rotor (Outrunner), adalah desain sebaliknya, dimana rotor berada di luar, sedangkan stator berada di dalam inti rotor. 

Kelebihan Motor Brushless

Karena motor brushless dikomunikasikan secara elektronik, ada beberapa keunggulan dibandingkan Motor DC konvensional yang memiliki sikat (brush). Beberapa kelebihannya diantaranya :

1. Tidak ada keausan (karena tidak ada sikat)
2. Efisiensi tinggi
3. Karakteristik kecepatan vs torsi yang lebih baik
4. Umur penggunaan yang panjang
5. Lebih sedikit kebisingan
6. Kemampuan RPM yang jauh lebih tinggi

Aplikasi dan Penerapan Motor  Brushless

Motor jenis Brushless banyak digunakan sebagai penggerak pada :

1. Pesawat Drone
2. Kapal (boat) tanpa awak
3. Hard drive komputer 
4. Pemutar DVD/CD
5. Kendaraan listrik (mobil listrik, sepeda listrik dan kendaraan hybrid)
6. Robotika
7. Mesin CNC 
8. Mesin cuci  
9. Kompresor
10. Kipas (fan) dan Blower