Mengenal Permanent Magentic Synchronous Motor ( PMSM ) Yang Digunakan Pada Mobil Listrik

lksotomotif.com - Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) adalah motor sinkron AC yang medan eksitasinya disediakan oleh magnet permanen. Motor sinkron magnet permanen sangat efisien, tanpa sikat ( brushless ) , sangat cepat, aman, dan memberikan kinerja dinamis yang tinggi. Karena kelebihannya, motor sinkron permanen memiliki banyak aplikasi dan digunakan di beberapa bidang, termasuk salah satunya adalah diaplikasikan pada mobil listrik ( electric vehicle ). 

Saat ini hampir semua mobil litrik yang tersedia menggunakan jenis motor listrik Permanent Magnet Synchronous Motor. Ini karena dinilai cocok dengan karakteristrik yang dimilikinya dan layak digunakan untuk mobil listrik.

Apa itu Motor Sinkron Magnet Permanen?

Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) tanpa sikat dan memiliki keandalan dan efisiensi yang sangat tinggi. Karena rotor magnet permanennya, ia juga memiliki torsi tinggi dengan ukuran frame yang  kecil dan tidak ada arus pada  rotor. 

Alih-alih menggunakan lilitan temabaga pada  rotor, magnet permanen dipasang dipasang untuk menciptakan medan magnet yang berputar. Karena tidak ada pasokan sumber DC, jenis motor ini sangat sederhana dan biayanya lebih murah. 

Motor sinkron magnet permanen adalah motor sinkron AC yang eksitasi medannya disediakan oleh magnet permanen dan memiliki bentuk gelombang EMF balik sinusoidal. Magnet permanen memungkinkan PMSM menghasilkan torsi pada kecepatan nol. Motor ini memberikan operasi efisiensi tinggi dan memerlukan inverter yang dikontrol secara digital.

Konstruksi Permanent Magnet Synchronous Motor

Motor sinkron magnet permanen, seperti motor listrik yang berputar, terdiri dari rotor dan stator. Konstruksi motor sinkron magnet permanen mirip dengan motor sinkron dasar, tetapi satu-satunya perbedaan ada pada rotornya. Pada motor jenis ini, magnet permanen dipasang pada rotor dan rotor tidak memiliki lilitan medan magnet.

Magnet permanen digunakan untuk membuat kutub medan magnet. Magnet permanen yang digunakan pada motor terbuat dari material samarium kobalt dan medium, besi, dan boron karena permeabilitasnya yang lebih tinggi. Magnet permanen yang paling banyak digunakan adalah neodymium-boron-iron karena biaya yang efektif dan kemudahan ketersediaan.

Prinsip Kerja Permanent Magnet Synchronous Motor

Prinsip kerja motor sinkron magnet permanen mirip dengan motor sinkron. Prinsip operasi didasarkan pada interaksi medan magnet putar stator dan medan magnet konstan rotor. Itu tergantung pada medan magnet berputar yang menghasilkan gaya gerak listrik pada kecepatan sinkron.

Ketika lilitan stator diberi energi dengan memberikan suplai 3 fase, medan magnet berputar dibuat di antara celah udara. Ini menghasilkan torsi ketika kutub medan rotor menahan medan magnet yang berputar pada kecepatan sinkron dan rotor berputar terus menerus. Karena motor ini tidak dapat memulai sendiri, maka perlu menyediakan catu daya frekuensi variabel.

Karakter Permanent Magnet Synchronous Motor

Berikut beberapa karakter pada permanent magnet synchronous motor.

• Tidak ada percikan api, lebih aman di lingkungan yang mudah meledak
• Bersih, cepat, dan efisien
• Lebih ringkas, efisien, dan lebih ringan daripada ACIM
• Dirancang untuk aplikasi servo berkinerja tinggi
• Berjalan dengan/tanpa encoder posisi
• Kebisingan rendah dan EMI
• Performa kecepatan rendah dan tinggi yang mulus
• Menghasilkan torsi optimal saat digabungkan dengan Field-Oriented Control (FOC)

Jenis Permanent Magnet Synchronous Motor

Tergantung pada bagaimana magnet melekat pada rotor dan desain rotor, motor sinkron magnet permanen dapat diklasifikasikan menjadi dua jenis:

1. Surface permanent magnet synchronous motor (SPMSM) 
2. Interior permanent magnet synchronous motor (IPMSM)

SPMSM memasang semua potongan magnet di permukaan, dan IPMSM menempatkan magnet di dalam rotor. Juga, tergantung pada desain stator, motor sinkron magnet permanen dapat:

• Dengan belitan terdistribusi
• Dengan belitan terkonsentrasi

Kontrol Motor Sinkron Magnet Permanen

Karena motor sinkron magnet permanen harus digerakkan dengan bentuk gelombang sinusoidal, kompleksitas kontrol meningkat. Motor sinkron magnet permanen memerlukan sistem kontrol, misalnya, penggerak frekuensi variabel atau penggerak servo.

Ada sejumlah besar teknik kontrol yang diterapkan sistem kontrol. Pilihan metode kontrol optimal terutama tergantung pada tugas yang diletakkan di depan penggerak listrik. Untuk menyelesaikan tugas-tugas sederhana biasanya digunakan kontrol trapesium dengan sensor Hall. Untuk mengatasi masalah yang membutuhkan kinerja maksimum dari penggerak listrik, kontrol berorientasi medan biasanya dipilih.

Apakah Motor Sinkron Memiliki Magnet Permanen?

Magnet permanen yang ditempatkan di rotor baja memberikan medan magnet kontinu dalam motor sinkron magnet permanen (PMSM). Medan magnet yang berputar dibuat oleh belitan yang digabungkan ke sumber AC di stator (seperti pada motor asinkron).

Keuntungan Permanent Magnet Synchronous Motor

Keuntungan dari motor sinkron magnet permanen meliputi,

1. Performa dinamis dalam operasi kecepatan tinggi dan rendah
2. Kepadatan daya tinggi
3. Inersia rotor rendah membuatnya mudah dikendalikan
4. Tidak ada riak torsi saat motor dikomutasi
5. Torsi tinggi dan halus
6. Efisiensi tinggi pada kecepatan tinggi
7. Tahan terhadap keausan
8. Tersedia dalam ukuran kecil dengan paket yang berbeda
9. Perawatan dan pemasangan yang mudah
10. Mampu mempertahankan torsi penuh pada kecepatan rendah
11. Keandalan tinggi
12. Pembuangan panas yang efisien
13. Kurang berisik

Kerugian Permanent Magnet Synchronous Motor

Kerugian dari motor sinkron magnet permanen adalah:

1. Biaya pembuatan yang tinggi
2. Harganya  mahal
3. Sulit untuk memulai putaran pertama, ini karena bukan tipe motor yang dapat hidup sendiri

Aplikasi Penggunaan Permanent Magnet Synchronous Motor

Permanent magent synchronous motor banyak diaplikasikan pada peralatan - peralatan elektronik yang dilengkapi dengan motor listrik. Namun pada bidang otomotif, motor ini digunakan sebagai motor penggerak roda kemudi atau electronic power steering ( EPS ). 

Sedangkan pada mobil - mobil listrik, motor jenis magnet permanen digunakan sebagai komponen utama penggerak roda. 

Share this post