Siapa yang tidak kenal dengan motor brushless, di era modern ini banyak sekali produk yang menggunakan motor brushless, perangkat ini lebih dipilih karena keunggulannya, lalu apa sih motor Brushless itu?

Motor brushless pada dasarnya hanyalah sebuah motor DC, hanya saja memiliki konstruksi yang berbeda dengan motor DC biasa. Motor brushless banyak dipakai pada konstruksi pesawat tanpa awak atau Drone. Motor brushless ini semakin populer digunakan, bersama dengan berkembangnya teknologi mikrokontroller sebagai kontrol utamanya.

Berbeda dengan motor DC biasa yang bisa langsung digunakan, motor brushless selalu memerlukan modul tambahan yaitu ESC atau Electronics speed controller.
Motor brushless memberi kelebihan seperti kecepatan atau RPM yang sangat tinggi, walaupun begitu, motor brushless tetap memiliki suhu yang relatif rendah. Sehingga sangat cocok sebagai mesin Drone ataupun kapal cepat tak berawak atau biasa disebut RC sebagai penggerak utama propeller atau baling baling.

Artikel ini akan menjelaskan pengertian Motor brushless atau BLDC, Konstuksi motor brushless, bagaimana cara kerjanya, Jenis jenis dari motor brushless, Kelebihan dari motor ini dibanding dengan motor jenis lain dan bagaimana aplikasi penerapannya.

Pengertian Motor Brushless

Motor brushless juga disebut dengan BLDC atau BrushLess Direct Current. motor jenis BLDC adalah motor DC hanya saja bedanya motor ini tidak memiliki sikat atau brush. Pada motor DC Brushed, sikat digunakan sebagai pengirim daya ke rotor saat kumparan berbalik di medan magnet. Karena BLDC tidak menggunakan brush, komutasi motor ini menggunakan rangkaian elektronik ESC.

Konstruksi pada Motor Brushless

konstruksi dari motor DC dan motor brushless sangat berbeda,dalam motor DC penggantian komutator masih memanfaatkan fungsi mekanis dengan Rangkaian elektronis. Sedangkan pada motor BLDC menggunakan jenis motor sinkron yang berarti bahwa motor brushless memanfaatkan medan magnet yang dihasilkan oleh stator dan kemudian rotor dapat berputar pada frekuensi yang sama.

Seperti pada motor DC pada umumnya, Motor brushless terdiri dari dua bagian utama, yaitu stator dan rotor. Motor brushless memiliki magnet permanen yang dipasang pada rotor, dan stator terdiri dari belitan untuk kutub tertentu. ESC terhubung ke belitan stator, namun ada juga jenis motor brushless yang ESC nya ditanamkan secara internal.  ESC menyediakan frekuensi tiga fasa pada belitan stator dengan daya cukup besar, sehingga stator menghasilkan daya ke kutub stator pada titik waktu tertentu magnet yang terpasang pada rotor akan saling menarik dan mendorong, gaya ini menyebabkan rotor dapat berputar.

Apa itu Stator?

Stator pada brushless adalah bagian yang mirip dengan motor induksi. Bagian ini terdiri lapisan luminasi logam yang dipotong secara aksial dan kemudian dilapisi dengan kumparan tembaga. Pada dasarnya, stator terdiri dari tiga belitan, dengan belitan yang dikonfigurasi star atau Y.
 

Apa itu Rotor?

Rotor adalah Bagian dari motor brushless terdiri atas magnet permanen yang sangat kuat, biasanya magnet dari rotor ini menggunakan magnet Neodinium, Samarium Cobalt, Neodinium Ferrite dan Boron. Magnet permanen pada rotor ini biasanya memiliki jumlah genap dan kemudian magnet ini dipasang secara bergantian antara kutub utara dan kutub selatan.

Cara Kerja dari motor Brushless

Belitan tembaga Stator motor brushless terhubung dengan ESC. Dalam rangkaian ESC ini akan memberikan sinyal frekuensi dengan daya yang besar, sehingga membuat belitan stator menciptakan medan magnet dengan kutub yang berlawanan dengan magnet permanen pada rotor. Dengan sifat medan magnet yang dimana kutub yang sama akan tolak menolak dan kutub yang berlawanan akan tarik menarik. Hal ini menyebabkan magnet pada belitan memiliki kutub utara dan kemudian belitan tadi akan menarik kutub selatan rotor dan menolak kutub Utara dari magnet sebelumnya ditarik. Begitupun dengan gaya sebaliknya, ketika belitan stator memiliki kutub selatan, maka belitan stator tersebut akan menarik kutub utara motor dan menolak kutub selatannya magnet pada rotor.

Karena konstruksinya melingkar dengan titik tengah, maka rotor akan menghasilkan gerak putar sesuai dengan perubahan kutub medan magnet pada stator.
 

Konfigurasi pada motor Brushless

Motor brushless pada umumnya terdiri dari 3 jenis konfigurasi yaitu :
1. Satu fasa
2. Dua fasa
3. Tiga fasa

Dari semua jenis konfigurasi motor brushless, konfigurasi tiga fasa BLDC adalah yang paling umum digunakan dalam motor brushless. Berdasarkan konstruksinya, motor brushless terdiri dari dua jenis komponen utama yaitu inner rotor dan outer rotor. Walaupun begitu, dapat dilihat bahwa magnet permanen akan selalu berada pada rotor sedangkan belitan akan selalu berada pada stator. 

1. Inner rotor adalah desain yang dimana rotor terletak pada inti dan belitan stator berada ditengahnya.

2. Outer rotor adalah desain yang dimana rotor berada di luar dan sedangkan stator berada di dalam inti rotor.

Kelebihan dari Motor Brushless

Beberapa kelebihan motor brushless dibandingkan dengan motor biasa dengan brush diantaranya :

1. Tidak ada keausan
Dikarenakan tidak ada sikat atau brush yang terhubung ke stator, maka dari itu tidak akan terjadi aus pada bagian bagian utama.

2. Efisiensi tinggi
Efisiensi ini didapatkan karena dengan memakai brushless tidak membutuhkan daya yang besar untuk bisa digunakan.

3. Karakteristik kecepatan dan torsi yang lebih baik
Seperti diatas tadi, karena motor brushless tidak memiliki sikat untuk bisa bekerja, maka tidak akan ada kaya gesek yang berlebih yang menyebabkan hambatan putaran.

4. Umur penggunaan yang panjang
Walaupun brushless digunakan dalam jangka waktu yang lama, brushless tidak akan cepat overheat karena pendinginan brushless sangat baik dibanding motor konvensional biasa yang lebih tertutup.

5. Lebih sedikit kebisingan
Gaya gesek yang menyebabkan bising tidak akan terjadi pada brushless karena putarannya memakai bearing yang dimana gesekan sangat minim.

6. Kemampuan RPM yang jauh lebih tinggi
Karena bagian motor brushless yang berputar hanya rotor dan magnet, maka dari itu brushless tidak memiliki hambatan yang dimana jika pada motor dc konvensional biasa akan terjadi delay untuk berubah kumparan magnetnya, ini memungkinkan motor brushless dapat dipacu pada RPM yang tinggi.

Pengaplikasian dan Penerapan Motor  Brushless banyak digunakan pada :

1. Pesawat Drone
2. Kapal tanpa awak
3. Hard drive komputer
4. Pemutar DVD/CD
5. Kendaraan listrik
Contohnya sepeda listrik, mobil listrik.
6. Robotika
7. Mesin CNC
8. Mesin cuci 
9. Kompresor
10. Kipas dan Blower
11. Bor

Perbedaan dari penggunaan motor brush dan brushless pada bor

Sekarang banyak sekali jenis power tools seperti bor cordless atau bor baterai yang kini juga menggunakan jenis motor brush dan juga brushless. Karena sebelumnya memang mesin bor baterai dahulu sering menggunakan jenis brush.

Lalu apa sih perbedaan dari penggunaan motor brush dan juga brushless pada bor?
Perbedaan umum antara brushed motor dan brushless motor adalah pada bagian brush terdapat varian carbon brush yang dibuat dari arang. Sedangkan pada unit brushless menggunakan magnet untuk menghasilkan tenaga. Brushed motor membutuhkan perawatan lebih dibanding dengan brushless karena seringnya bergesekan dan menjadikannya aus.

Berbeda dengan mesin bor cordless jenis brushless yang tidak memerlukan perawatan lebih. Karena dalam motor brushless tidak ada kontak fisik antara rotor dan stator, itulah kenapa motor jenis ini tidak memerlukan perawatan seperti motor brushed.

Lalu, mana yang lebih baik?

mesin bor memang dirancang untuk mendapatkan tenaga dan kecepatan yang baik untuk keperluan mekanik, pada dasarnya pada prinsip fisik bor brushed dan brushless sama, tetapi kinerja dan kontrolnya sangat berbeda secara signifikan. Seiring berjalannya waktu pada mesin bor baterai yang memakai motor brushless semakin populer Karena bor cordless brushless memberikan kinerja yang lebih baik, tangguh, dan memiliki berbagai keunggulan dibanding yang masih menggunakan motor brushed.
Singkatnya, bor yang menggunakan motor brushless tentunya jauh lebih baik dibanding yang masih menggunakan motor brushed.

beberapa keuntungan menggunakan brushless motor, antara lain:

1. Tanpa menggunakan Karbon Brush
Bor yang tidak menggunakan carbon brush akan menghilangkan kebutuhan perawatan berjangka. Kerusakan motor brushed jika karbon brushnya habis dan terselip didalam mesin akan membutuhkan waktu untuk memperbaikinya.

2. Tidak terjadi Panas Berlebih
brushless tidak mempunyai zona kontak atau zona bersentuhan, sehingga tidak akan ada percikan akibat gesekan karbon brush yang menyebabkan panas.

3. Hemat Energi
Dengan motor yang tidak memiliki zona kontak, akan membuat penggunaan bor semakin lama karena dapat meningkatkan efisiensi daya.
 

Perbandingan Kinerja dari motor brushed dan brushless

perbedaan dari motor brushed dan brushless juga banyak, diantaranya : 

Motor Brushed

1. Efisiensi rendah.
2. Perawatan yang sering, membuat biaya tambahan yang tinggi.
3. Memiliki tingkat gesekan tinggi, sehingga menyebabkan bising.
4. Gesekan yang sering terjadi selama penggunaan, memperpendek umur dari motor brushed
 

Motor Brushless

1. Memiliki tingkat efisiensi yang tinggi, dengan begitu bor jenis ini sangat diandalkan.

2. Karena motor brushless tidak memiliki kontak, maka perawatan tidak diharuskan. Tidak perlu mengganti carbon brush seperti brushed motor, karena memang tidak ada.

3. Bor dengan brushless tidak membutuhkan daya yang besar, sehingga dapat menghemat daya baterai dan bisa digunakan dalam jangka waktu yang lama.

4. karena tidak memiliki kontak fisik dalam motor brushless, maka tidak akan menyebabkan suara yang bising dalam penggunaannya.

5. Dengan tidak adanya kontak fisik, maka keausan dapat dicegah, karena bagian yang berputar hanya pada rotor dan terdapat bearing, maka keausan tidak akan terjadi.
 
Motor brushless juga banyak ditemukan pada kendaraan bertenaga listrik, kendaraan jenis hybrid atau kendaraan yang memiliki dua tenaga untuk bisa bergerak, contohnya mesin yang membutuhkan bensin kemudian terhubung ke generator yang menciptakan listrik, baru kemudian menjadikan listrik tersebut menjadi tenaga mekanik, pengangkut pribadi contohnya skuter, skateboard listrik dan lain lain.

Sebagian besar sepeda listrik menggunakan motor brushless yang sering terpasang pada hub roda itu sendiri sehingga rasio tenaga dapat digunakan sepenuhnya untuk roda itu sendiri, dengan posisi stator terpasang kokoh pada poros roda dan magnet yang terpasang dan berputar didalam roda. Prinsip ini juga diterapkan pada roda skuter self balancing. Sebagian besar model RC juga sering menggunakan motor brushless karena efisiensinya yang tinggi, dan dapat mencapai tingkat RPM yang tinggi.


Dan itulah pembahasan singkat mengenai motor brushless, banyak sekali fungsi motor brushless yang mungkin belum tercantum dalam artikel ini, demikian artikel ini, semoga menjadi bahan belajar yang bermanfaat bagi kita semua, sampai jumpa di artikel lainnya.