2.4.1 BLDC Hub Motor

Perkembangan teknologi BLDC motor serta berbagai keunggulanya dibandingkan jenis

motor lain membuat aplikasi jenis motor ini menjadi semakin luas. Di sektor transfortasi

khususnya, tidak hanya sepeda listrik yang memanfaatkan keunggulan motor ini namun juga

Untuk aplikasi penggunaan pada sektor transportasi, modifikasi banyak dilakukan pada

perkembanganya dan kini muncul tipe konstruksi baru dari motor BLDC motor yaitu BLDC hub

motor. Sesuai dengan namnya BLDC hub motor digunakan dan dipasang langsung pada hub

sehingga berfungsi pula sebagai roda biasa pad umumnya.

Gambar 2.8 BLDC Hub Motor

Konstruksi BLDC Hub motor merupakan inverse atau kebalikan dari konstruksi BLDC

motor yang biasa. Perbedaannya terdapat pada posisi rotor dengan stator yang ditukar. Bagian

rotor dari BLDC hub motor sama dengan BLDC biasa yaitu berupa permanent magnet dengan

variasi jumlah kutub yang beragam namun letaknya berbeda. Apabila pada BLDC biasanya

posisi rotor ada di dalam armature dan langsung terhubung ke poros, pada BLDC hub motor

terletak rotor ada diluar dan berperan sebagai armature motor itu sendiri. Karena posisinya yang

berada diluar, rotor dapat langsung dihubungkan ke velg atau rim.

Ada dua jenis tipe BLDC Hub Motor secara umum yaitu Hub motor dengan dan tanpa

gear. BLDC Hub Motor dengan gear biasanya menggunakan susunan planetary gear sebagai

sistem transmisi dari motor menuju hub. Sementara BLDC hub Motor tanpa gear di hubungkan

langsung.

Gambar 2.9 Konstruksi rotor dan stator BLDC Hub Motor tanpa Gear

(Sumber: http:www.ebikes.ca/hubmotors.shtml)

Gambar 2.10 konstruksi Hub Motor BLDC pada planetary geared hub motor

(sumber: www.avdweb.nl)

Konstruksi BLDC Hub Motor tanpa gear disebut Direct-drive transmission karena tidak

diperlukan lagi sistem transmisi untuk menyalurkan daya mekanis dari motor roda. Hal ini

membuat RPM roda sama dengan di motor dan juga efisiensi kerja di roda sama dengan di motor

karena karakter motor yang memiliki torsi besar di RPM rendah sehingga tidak memerlukan

transmisi untuk menghasilkan torsi besar.

2.5 Cara Kerja BLDC

Motor BLDC ini dapat bekerja ketika stator yang terbuat dari kumparan diberikan arus 3

fasa. Akibat arus yang melewati kumparan pada stator timbul medan magnet (B):

B= μNl2l

Dimana N merupakan jumlah lilitan, I merupakan arus, l merupakan panjang lilitan μ

merupakan permeabilitas bahan.

Karena arus yang diberikan berupa arus AC 3 fasa sinusoidal, nilai medan

magnet, polarisasi dan besar medan magnet tiap kumparan adalah terciptanya medan putar

magnet dengan kecepatan ns.

ns=120. fp

Dimana f merupakan frekuensi tegangan input dinyatakan dalam Hz per satuan detik, p

merupakan jumlah kutub (pole) pada rotor dan 120 didapat dalam 1 putaran (360) per 3 fasa

motor. ketika motor berputar permanent magnet pada motor bergerak melewati kumparan stator

dan menginduksi potensial listrik dalam kumparan tersebut, maka terjadinya Bemf. Bemf

berbanding lurus dengan kecepatan motor dan ditentukan dalam KV.

http://ww1.microchip.com/downloads/en/appnotes/00857a.pdf. Journal of AN857 Microchip

Corp. Diakses pada tanggal 18 januari 2016.

RPM = K v xVolts

BEMF = RPM / K v

Dimana Rpm (Revolutions per Minute) dan KV menyatakan kecepatan konstan motor di ukur

dalam RPM per volt.

Gambar 2.6 Wiring diagram BLDC

Sumber: http://circuitelec.blogspot.com/2009/07/brushless-dc-motors-theoryand-driver.html.

Diakses pada tanggal 18 januari 2016.

Berdasarkan gambar 2.6, medan putar magnet stator timbul akibat adanya perubahan polaritas

stator U, V, dan W. perubahan polaritas ini terjadi akibat adanya arus yang mengalir pada stator.\

Gambar 2.7 Tegangan Stator BLDC Motor

Sumber: http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/20248993-R030970.pdf . Diakses pada tanggal 18

januari 2016.

Berdasarkan gambar 2.7, ketika U diberikan tegangan negative maka akan timbul medan

magnet dengan polaritas negative sedangkan V dan W yang diberikan tegangan positive akan

memiliki polaritas positive. Akibat adanya perbedaan polaritas antara medan magnet kumparan

stator dan magnet rotor, sisi positif magnet rotor akan berputar mendekati medan magnet U,

sedangkan sisi negatifnya akan berputar mengikuti medan magnet stator V dan W. akibat

tegangan yang digunakan berupa tegangan AC sinusoidal, medan magnet stator U, V, dan W

akan berubah-ubah polaritasnya dan besarnya mengikuti perubahan tegangan sinusoidal AC.

Ketika U dan V memiliki medan magnet negatif akibat mendapatkan tegangan negatif dan W

memiliki medan magnet positif akibat tegangan positif, magnet permanen rotor akan berputar

menuju ke polaritas yang bersesuaian yakni bagian negatif akan berputar menuju medan magnet

stator W dan sebaliknya bagian positif akan berputar menuju medan magnet stator U dan V.

selanjutnya ketika V memiliki medan magnet negatif dan U serta W memiliki medan magnet

positif, bagian positif magnet permanen akan berputar menuju V dan bagian negatif menuju U

dari kumparan W. karena tegangan AC sinusoidal yang digunakan berlangsung secara kontinu,

proses perubahan polaritas tegangan pada stator ini akan terjadi secara terus menerus sehingga

menciptakan medan putar magnet stator dan magnet permanen rotor akan berputar mengikuti

medan putar magnet stator ini. Hal inilah yang menyebabkan rotor pada BLDC dapat berputar.

Dharmawan, Abc. Pengendali Motor DC Brushless dengan Metode PWM sinusoidal ATMega

16. Diakses pada tanggal 18 januari 2016.

Secara umum brushless DC motor dibagi menjadi 2, yaitu Sensored dan sensorles;

Sensored, brushless motor jenis ini dilengkapi dengan encoder dan atau hall effect

sensor yang berfungsi sebagai detektor pada medan magnet, atau hall effect sensor akan

menghasilkan sebuah tegangan yang proposional dengan kekuatan medan magnet yang

diterima oleh sensor tersebut. Motor jenis ini memiliki tingkat efisiensi yang tinggi dan

lebih halus pergerakan dibanding dengan motor brushless sensorless.

Sensorless , brushless motor jenis ini tidak dilengkapi dengan encoder dan atau atau hall

effect sensor, sehingga untuk mengetahui pergerakan dari motor jenis ini bisa dilakukan

dengan cara mendeteksi dari BEMF dan zero-crossing.