Mengapa Arus Motor BLDC Berbelit?

Ketegaran pada bentuk gelombang arus motor Brushless DC (BLDC) terjadi karena proses pergantian dan karakteristik yang melekat pada motor DC Brushless (BLDC). motor BLDC .  Pengoperasian Fenomena ini sering diamati selama peralihan fase ketika motor bertransisi antara rangkaian belitan yang berbeda.

Alasan Utama Ketegaran Arus Motor BLDC

1. Efek Pergantian

Motor BLDC menggunakan pergantian elektronik, dimana arus dialihkan antara belitan stator yang berbeda berdasarkan posisi rotor. Selama transisi ini, arus berubah arah atau besarnya sesaat, menyebabkan sedikit gangguan atau kekusutan pada bentuk gelombang arus.

• Saat rotor bergerak, pengontrol mengalihkan arus dari satu fase ke fase lainnya.

• Momen peralihan ini menciptakan periode sementara di mana arus tidak mengikuti lintasan yang mulus sempurna, sehingga menyebabkan kekusutan.

2. Induktansi Gulungan Motor

Induktansi belitan stator menahan perubahan arus yang tiba-tiba. Ketika terjadi pergantian, arus pada belitan yang dimatikan tidak langsung turun menjadi nol, sedangkan arus pada belitan berikutnya membutuhkan waktu yang singkat untuk menumpuk. Penundaan dalam penyesuaian arus ini berkontribusi terhadap kekusutan yang diamati dalam bentuk gelombang.

• Induktansi motor menghaluskan arus tetapi menimbulkan jeda selama transisi fase.

• Hal ini menghasilkan kekusutan yang terlihat saat arus menyesuaikan dengan belitan baru.

3. Interaksi Gaya Gerak Listrik Balik (EMF Belakang).

Saat rotor berputar, ia menghasilkan EMF balik yang melawan tegangan yang diberikan. Selama transisi fase, EMF balik berinteraksi dengan proses pergantian, menyebabkan sedikit variasi pada bentuk gelombang arus.

• Kembali EMF mempengaruhi laju kenaikan atau penurunan arus selama peralihan fasa.

• Interaksi ini menghasilkan non-linearitas dalam bentuk gelombang saat ini, sehingga menimbulkan kekusutan.

4. Peralihan MOSFET/IGBT yang Tidak Ideal

Perangkat switching (biasanya MOSFET atau IGBT) yang digunakan dalam inverter tidak berpindah secara instan. Terdapat jeda singkat antara mematikan satu fase dan menghidupkan fase berikutnya. Selama interval ini:

• Peluruhan arus dari belitan sebelumnya dan penumpukan pada belitan berikutnya saling tumpang tindih, menyebabkan ketidakseimbangan.

• Respons yang tertunda menimbulkan kekusutan pada bentuk gelombang saat ini.

5. Kapasitansi Parasit dan Efek Induktif

Kapasitansi parasit dan interaksi antara elemen induktif pada motor dan sistem penggerak dapat menyebabkan osilasi kecil selama peralihan fasa. Osilasi ini bermanifestasi sebagai kekusutan kecil pada bentuk gelombang arus.

Dampak Ketegaran Saat Ini pada Motor BLDC

Meskipun kekusutan pada bentuk gelombang saat ini adalah hal yang normal, distorsi yang berlebihan dapat menyebabkan:

• Mengurangi Efisiensi: Pergantian yang tidak tepat dapat menyebabkan peningkatan kehilangan daya.

• EMI (Interferensi Elektromagnetik) yang Lebih Tinggi: Kekusutan berkontribusi terhadap kebisingan dan EMI, yang dapat memengaruhi perangkat elektronik di sekitar.

• Riak Torsi: Transisi arus yang tidak teratur dapat menimbulkan riak torsi, sehingga mengurangi kelancaran pengoperasian motor.

Cara Meminimalkan Kekusutan Arus pada Motor BLDC

1. Memperbaiki Algoritma Pergantian

Menggunakan teknik pergantian tingkat lanjut seperti PWM sinusoidal (SPWM) atau PWM vektor ruang (SVPWM) meminimalkan efek transisi fase yang tiba-tiba.

2. Meningkatkan Frekuensi Peralihan

Frekuensi peralihan yang lebih tinggi mengurangi penundaan antar transisi fase, menghaluskan bentuk gelombang arus dan meminimalkan kekusutan.

3. Optimalkan Manajemen Waktu Mati

Mengurangi waktu mati antara peristiwa peralihan memastikan distorsi arus yang minimal, mencegah kekusutan yang berlebihan.

4. Gunakan Komponen Berkualitas Lebih Tinggi

MOSFET atau IGBT berkinerja tinggi dengan kerugian peralihan yang lebih rendah dan waktu respons yang lebih cepat meminimalkan efek transien.

5. Menerapkan Teknik Penghalusan Saat Ini

Menambahkan kapasitor penyaringan dan penghalusan dapat mengurangi osilasi dan menghaluskan variasi arus selama transisi fasa.

Kesimpulan

Ketegaran dalam a Arus motor BLDC terutama disebabkan oleh proses pergantian, induktansi belitan, dan karakteristik peralihan transistor daya. Meskipun distorsi arus pada tingkat tertentu tidak dapat dihindari, mengoptimalkan sistem kontrol dan perangkat keras dapat meminimalkan dampaknya, memastikan pengoperasian motor lebih lancar dan efisien.