Aplikasi Motor DC Brushless pada Industri

Capture

Motor DC tanpa sikat atau lebih dikenal dengan Brushless DC motor merupakan mesin listrik yang menjadi penggerak mobil listrik dan kendaraan-kendaraan listrik lainnya.Brushless DC motor ternyata juga merupakan bagian penting dari industri masa kini. Keuntungan yang brushless DC motor berikan kepada setiap aplikasi yang digunakan pada industri sangat besar.Penggunaan motor ini dapat menghemat biaya dan waktu pada hampir semua industri. Selain itu keunggulan Brushless motor DC adalah efisiensinya yang unggul, umur panjang , pengiriman torsi halus, dan dapat beroperasi dengan kecepatan tinggi.

Sebelum ada brushless motor DC,ada  motor DC yang memakai sikat, motor ini menggantikan motor induksi yang kurang efisien. Motor DC sikat ini diciptakan pada tahun 1856 oleh penemu Jerman yang terkenal dan pakar industri Ernst Werner von Siemens . Von Siemens sangat terkenal dengan unit standar internasional mengenai konduktansi listrik. Von Siemens mempelajari teknik elektro setelah meninggalkan tentara dan menghasilkan banyak kontribusi untuk dunia teknik elektro , termasuk lift listrik pertama pada tahun 1880 . Motor DC sikat ciptaan Von Siemens cukup sederhana dan diperbaiki oleh Harry Ward Leonard , yang hampir disempurnakan sistem kontrolnya secara efektif menjelang akhir abad ke-19 . Sistem ini menggunakan rheostat untuk mengontrol arus dalam lilitan medan , yang dapat menyesuaikan tegangan output dari generator DC , yang pada akhirnya kecepatan motor dapat disesuaikan. Sistem Ward Leonard dipakai sampai tahun 1960,selanjutnya perusahaan elektronik memproduksi controller solid state yang dapat langsung mengkonversi daya listrik AC menjadi daya listrik DC.Sistem ini menggantikan sistem Ward Leonard karena kesederhanaan dan efisiensinya.

Pada tahun 1980-an , ketika munculnya bahan-bahan magnet permanen,penggunaan magnet permanen dikombinasikan dengan transistor tegangan tinggi,memungkinkan brushless motor DC untuk menghasilkan daya  sebanyak motor DC sikat lama . Menjelang akhir tahun 1980-an , Robert E. Lordo dari POWERTEC Industrial Corporation menciptakan motor brushless DC besar yang pertama,yang memiliki kurang lebih sepuluh kali kekuatan brushless DC motor sebelumnya.

Untuk aplikasi Brushless DC Motor pada industri banyak digunakan sebagai servo,penggerak, pengeposisian, dan aplikasi kecepatan variabel dimana membutuhkan kontrol gerak yang tepat dan operasi yang stabil untuk operasi yang memuaskan pada proses di industri.Berikut ini penjabaran penggunaan Brushless DC motor di Industri :

Motor Linear

Motor linear menghasilkan motion linear tanpa perlu sistem penghubung, seperti ball-and-lead screw, rack-and-pinion,cam,roda gigi,atau belt, yang akan diperlukan untuk putaran motor. Sebuah motor linear yang terintegrasi dengan aktuator adalah aktuator linier yang terintegrasi dengan motor. Mengintegrasikan aktuator ke motor menghilangkan kebutuhan untuk kopling.Menghilangkan kopling dapat menimbulkan masalah sehingga inersia harus diminimalkan,seperti pada lengan robot. Sebagai penggerak angsung motor linear l, Brushless DC motor memiliki keuntungan tambahan yaitu  bebas perawatan.

 

Capture

Ball and Lead screw

Capture.JPG

  rack-and-pinion

Motor Servo

Motor Servo digunakan untuk perpindahan mekanis , posisi,atau gerakan penggerak yang presisi  berbasis pada pengendalian input dan sinyal output umpan balik yang membutuhkan pengendalian yang ketat , stabil ,dan sistemnya loop tertutup . Motor servo yang umum digunakan antara lain pada alat mesin servo dan penggerak actuator pada robot.yang membuat membuat aplikasi motor servo berbeda dari jenis lain dari motor penggerak lainnya adalah responnya tinggi serta dinamis , menghasilkan torsi yang halus, keandalan yang tinggi dan penggerak yang kuat bahkan ketika ada variasi yang luas dalam beban inersia atau motor yang memiliki parameter tertentu .Motor DC stepper digunakan sebagai motor servo , namun karena beroperasi dengan sistem loop terbuka , motor DC stepper biasanya menimbulkan torsi yang fluktuatif. Brushless DC motor lebih cocok sebagai motor servo karena kemampuan umpan balik.

Aktuator untuk robot pada industri

Permanen magnet DC motor berfungsi sebagai aktuator untuk memindahkan sendi robot industri untuk mengambil dan meletakkan atau alat pengeposisian dalam perakitan , pengelasan dan pengecatan.Brushless DC motor lebih disukai daripada motor DC sikat dalam aplikasi robot karena ukurannya yang kompak , kerapatan daya , dan bebas perawatan. Brushless DC motor juga lebih andal dalam lingkungan yang kurang menguntungkan atau berbahaya.

Motor penggerak Extruder

Fungsi pengendali extruder & motor adalah menyediakan energi untuk mengkompres sekrup.Motor DC adalah penggerak extruder yang paling populer karena biaya rendah dan fleksibilitas. Karena variasi dalam kecepatan sekrup dapat mengubah dimensi dari produk diakir yang diekstrusi, sistem kontrol gerak yang presisi diperlukan untuk memastikan kualitas produk.Penggerak dengan Brushless DC motor  telah sering digunakan dalam penggerak extruder karena dapat memberikan torsi penuh atas seluruh rentang kecepatan dengan kesalahan kecepatan jangka pendek serendah 0 % .

Capture

Gambar Komponen Extruder

Penggerak untuk peralatan mesin CNC

Ada dua driver yang digunakan pada peralatan mesin CNC yaitu spindle dan feed drive.Spindle drive memberikan gerak dan daya untuk pengeboran , penggilingan atau grinding,sedangkan feed drive berfungsi sebagai sumbu kendaraan bermotor dan pada dasarnya menggantikan kontrol roda manual yang menggunakan tangan manusia dalam peralatan mesin konvensional.Sementara spindle drive menggunakan motor DC shunt atau AC induksi motor sangkar tupai.Feed drive biasanya menggunakan Motor servo DC dengan kontrol elektronik. Brushless DC servo motor digunakan untuk sistem pembuangan panas pada industri, mengurangi inersia rotor dan keuntungan lainnya adalah bebas perawatan.