ANALISIS DAN SIMULASI PENGARUH BENTUK MAGNET DAN KECEPATAN PUTAR MOTOR TERHADAP FLUKS MAGNET DAN SUHU MOTOR BLDC PADA KENDARAAN LISTRIK

Abstrak

Motor Brushless Direct Current) merupakan komponen krusial pada kendaraan listrik karena efisiensinya yang tinggi , namun kinerjanya sangat dipengaruhi oleh distribusi fluks magnet dan suhu operasional, yang salah satunya ditentukan oleh bentuk magnet permanen pada rotor. Penelitian ini bertujuan untuk menganalisis dan membandingkan pengaruh variasi bentuk magnet serta kecepatan putar terhadap distribusi fluks magnet dan suhu pada motor BLDC. Variabel bebas yang dimanipulasi adalah bentuk magnet dengan dua variasi, yaitu persegi panjang (15mm x 4mm x 2mm) dan lingkaran (diameter 12mm x 2mm), serta kecepatan putar motor pada tiga tingkat: 1500, 2000, dan 3000 RPM. Variabel terikat yang diukur sebagai hasilnya adalah distribusi fluks magnet (Tesla) dan suhu operasional motor (K) , sementara variabel kontrol yang dijaga konstan adalah material magnet (Neodymium grade N38) dan ukuran magnet untuk setiap variasi bentuk. Metode yang digunakan adalah simulasi numerik dengan perangkat lunak Autodesk Inventor untuk pemodelan 3D dan SimScale untuk analisis elektromagnetik dan termal. Hasil penelitian menunjukkan bahwa magnet berbentuk persegi panjang secara konsisten menghasilkan nilai fluks magnet yang lebih tinggi (mencapai 1,854 T pada 3000 RPM) dibandingkan magnet berbentuk lingkaran (1,789 T pada 3000 RPM). Berlawanan dengan hipotesis awal , simulasi termal menunjukkan bahwa motor dengan magnet persegi panjang menghasilkan suhu operasional akhir yang sedikit lebih rendah (316,953 K pada 3000 RPM) dibandingkan dengan magnet lingkaran (317,524 K). Penelitian juga mengonfirmasi bahwa peningkatan kecepatan putar secara signifikan menaikkan nilai fluks magnet dan suhu operasional pada kedua bentuk magnet. Dapat disimpulkan bahwa dalam simulasi ini, magnet persegi panjang menunjukkan profil kinerja keseluruhan yang lebih unggul, baik dari segi fluks magnetik maupun manajemen termal.

The BLDC (Brushless Direct Current) motor is a crucial component in electric vehicles due to its high efficiency; however, its performance is significantly influenced by magnetic flux distribution and operational temperature, which are determined, in part, by the shape of the permanent magnets on the rotor. This study aims to analyze and compare the effects of varying magnet shapes and rotational speeds on the magnetic flux distribution and temperature in a BLDC motor. The manipulated independent variables are the magnet shape, with two variations—rectangular (15mm x 4mm x 2mm) and circular (12mm diameter x 2mm)—and the motor's rotational speed at three levels: 1500, 2000, and 3000 RPM. The dependent variables measured as outcomes are the magnetic flux distribution (Tesla) and the motor's operational temperature (K), while the controlled variables kept constant are the magnet material (Neodymium grade N38) and the overall dimensions for each magnet shape variation. The method employed is a numerical simulation using Autodesk Inventor software for 3D modeling and SimScale for electromagnetic and thermal analysis. The results show that rectangular magnets consistently produce higher magnetic flux values (reaching 1.854 T at 3000 RPM) compared to circular magnets (1.789 T at 3000 RPM). Contrary to the initial hypothesis, the thermal simulation indicates that the motor with rectangular magnets yields a slightly lower final operating temperature (316.953 K at 3000 RPM) compared to the one with circular magnets (317.524 K). The study also confirms that an increase in rotational speed significantly raises both the magnetic flux value and the operational temperature for both magnet shapes. It can be concluded that, within this simulation, the rectangular magnet demonstrates a superior overall performance profile in terms of both magnetic flux and thermal management.