64

## Unjuk Kerja Motor
Brushless Direct Current 3 Phase Tipe Axial Flux dengan Perbedaan Bentuk Magnet Neodymium
Eka Fitrianingsih Adelina Widyono Hadi Andi Setiawan ekaadelina20@gmail.com widyono@unej.ac.id setiawan.teknik@unej.ac.id Universitas Jember Universitas Jember Universitas Jember
Abstrak
Meningkatnya penggunaan kendaraan konvensional yang menggunakan  bahan  bakar  fosil  berdampak  pada lingkungan.  Salah satu solusi dari  masalah tersebut  yaitu dengan  merubah  mesin  penggerak  utamanya  dari  motor bakar  yang  berbahan  bakar  fosil  menjadi  motor  listrik. Tujuan  dari  penelitian  ini  untuk  mengetahui  pengaruh perbedaan  magnet  terhadap  kinerja  motor  BLDC.  Pada penelitian  ini  menggunakan  magnet neodymium dengan penampang berbentuk persegi dengan ukuran 15 mm x 15 mm x 5 mm dan 10 mm x 10 mm x 2 mm. Pengujian pada penelitian ini juga dilakukan dengan memberikan variasi tegangan  sumber  sebesar  11  V  hingga  24  V.  Metode pengumpulan  data  pada  penelitian  ini  menggunakan  dua cara  yaitu  dengan  pengukuran  dan  perhitungan.  Dari pengukuran  didapat  data  berupa  nilai  arus  sumber,  V pp , frekuensi,  dan  kecepatan  motor.  Sedangkan  dari perhitungan,  didapat  data  berupa  nilai  tegangan  motor, arus  motor,  daya  input,  daya output ,  efisiensi  daya, kecepatan hitung, error persen kecepatan, dan torsi motor. Pengujian  pada  penelitian  ini  dilakukan  sebanyak  empat kali.  Dari  keempat  pengujian  yang  dilakukan,  pengujian dengan  hasil  performa  motor  terbaik  terdapat  pada pengujian  motor  BLDC  3 ϕ axial  Flux ketika  nilai tegangan sumber dan frekuensi berbeda.
Kata  Kunci — axial  flux,  magnet  neodymium,  motor BLDC
Abstract
The  increasing  use  of  conventional  vehicles  using  fossil fuels  has  an  impact  on  the  environment.  One  solution  to the  problem  is  to  convert  its  main  drive  engine  from  a fossil fuel motor into an electric motor. The purpose of this study is to determine the influence of magnetic differences on  BLDC  motor  performance.  In  this  study,  neodymium magnets with a square-shaped cross-section with a size of 15  mm  x  15  mm  x  5  mm  and  10  mm  x  10  mm  x  2  mm. Testing  in  this  study  was  also  conducted  by  providing  a variety  of  source  voltages  of  11  V  to  24  V.  The  data collection method in this  study uses two ways, namely by measurement  and  calculation.  From  the  measurement obtained  data  in  the  form  of  the  value  of  the  source
current,  Vpp,  frequency,  and  speed  of  the  motor.  While from  the  calculation,  in  the  form  of  data  in  the  form  of motor  voltage  value,  motor  current,  input  power,  output power,  power  efficiency,  calculate  speed,  error  percent speed,  and  torque  motor.  The  tests  in  this  study  were conducted four times. Of the four tests conducted, testing with the best motor performance results is found in BLDC 3 ϕ axial  Flux  motor  tests  when  the  source  voltage  and frequency values differ.
Keywords — axial flux, neodymium magnet, BLDC motor

## I. PENDAHULUAN
Kemajuan teknologi di bidang transportasi khususnya pada kendaraan  listrik  berkembang  cukup  pesat.  Meningkatnya penggunaan  kendaraan  konvensional  yang  menggunakan bahan  bakar  fosil  berdampak  pada  lingkungan.  Kerusakan ekosistem timbul karena emisi gas buang yang dihasilkan oleh pembakaran  motor  bakar  [1].  Salah  satu  solusi  dari  masalah tersebut  yaitu  dengan  merubah  mesin  penggerak  utamanya dari  motor  bakar  yang  berbahan  bakar  fosil  menjadi  motor listrik. Penggunaan motor listrik akan menghemat penggunaan Bahan Bakar Minyak dan impor BBM akan berkurang. [2]
Motor  listrik  merupakan  alat  konversi  energi  listrik menjadi  energi  mekanik.  [3]. Berdasarkan  sumber tegangannya, motor listrik dibedakan menjadi dua yaitu motor AC  dan  motor  DC. Dari  beberapa  kelemahan  yang  terdapat pada  motor  DC  membuat  motor  BLDC  ( Brushless  direct current )  dipilih  sebagai  salah  satu  alternatif. Sebenarnya, motor  BLDC  merupakan  motor  sinkron  AC  3  fasa  tetapi motor  ini  tetap  disebut  dengan  BLDC  karena  sumber  energi utama  yang  digunakan  adalah  sumber  DC  yang  nantinya diubah menjadi tegangan AC oleh inverter 3 fasa [4].
Pada  penelitian  ini  menggunakan  magnet neodymium dengan penampang berbentuk persegi dengan ukuran 15 mm x 15  mm  x  5  mm  dan  10  mm  x  10  mm  x  2  mm.  Jumlah kumparan pada stator sebanyak 6 buah dan magnet permanen yang digunakan pada masing-masing rotor sebanyak 8 magnet. Jumlah lilitan yang digunakan pada tiap-tiap kumparan stator sebanyak  450  lilitan  dengan  menggunakan  kawat  email berukuran 0,3 mm.

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
Penelitian  ini  dilakukan  dengan  menguji  kinerja  motor saat motor BLDC 3 ϕ axial flux menggunakan magnet dengan dimensi 15 mm x 15 mm x 5 mm dan magnet dengan dimensi 10 mm x 10 mm x 2 mm. Pengujian pada penelitian ini juga dilakukan  dengan  memberikan  variasi  tegangan  sumber sebesar  11  V  hingga  24  V.  Metode  pengumpulan  data  pada penelitian ini menggunakan dua cara yaitu dengan pengukuran dan  perhitungan.  Dari  pengukuran  didapat  data  berupa  nilai arus sumber, V pp , frekuensi, dan kecepatan motor. Sedangkan dari  perhitungan,  didapat  data  berupa  nilai  tegangan  motor, arus motor, daya input , daya output , efisiensi daya, kecepatan hitung,  error  persen  kecepatan,  dan  torsi  motor.  Pengujian pada penelitian ini dilakukan sebanyak empat kali.

## II. METODE PENELITIAN
A. Desain Alat
Perancangan motor brushless direct current 3 phase flux axial ini  menggunakan  rotor  dan  stator  tunggal.  Kumparan pada  stator  diletakkan  berhadapan  langsung  dengan  magnet pada  rotor. Air  gap atau  jarak  antar  rotor  dan  stator disesuaikan dengan penelitian sebelumnya. Rancangan motor terdiri dari stator, rotor, as motor, dan encoder.
Pada  rotor  ini  menggunakan  magnet  neodymium sebanyak 8 buah sehingga jumlah pole yang digunakan yaitu sebanyak  8  pole.  Magnet  neodymium  yang  digunakan mempunyai  panjang  15  mm,  lebar  15  mm,  dan  tebal  5  mm dan  pada  magnet  lainnya  mempunyai  panjang  10  mm,  lebar 10  mm,  dan  tebal  2  mm.  Diameter  piringan  rotor  di  desain sebesar  8,2  cm  dengan  tebal  5  mm.  Penempatan  magnet neodymium  disesuaikan  dengan  piringan  rotor  dengan  jarak dari  diameter  luar  sebesar  7  mm  dan  jarak  antar  magnet membentuk  sudut  45°.  Untuk  desain  dari  rotor  dapat  dilihat pada gambar 2-5.
Gbr 1. Desain 3D Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux Secara Keseluruhan
Gbr 2. Desain 2D Rotor Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux
Gbr 3. Desain 3D Rotor Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux Magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm
Gbr 4. Desain 2D Rotor Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux Magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm

## Gbr 5. Desain 3D Rotor Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux Magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm
Bagian  stator  pada  motor  BLDC  ini  memiliki  6 kumparan,  dimana  pada  setiap  kumparannya  terdiri  dari  450 lilitan.  Kawat  email  yang  digunakan  memiliki  diameter  0,3 mm.  Piringan  stator  terbuat  dari  bahan  akrilik  dengan ketebalan 5 mm dan berukuran 10 cm x10  cm. Untuk desain stator dapat dilihat pada gambar 6-8.
Gbr 6. Desain 2D Stator Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux
Gbr 7. Desain 3D Stator Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux Tampak Belakang
66
Gbr 8. Desain 3D Stator Motor BLDC 3 ϕ Axial Flux Tampak Depan
B. Metode Pengumpulan Data
1) Pengukuran
Pengujian  motor  BLDC  3 ϕ axial  Flux dengan  perbedaan bentuk  magnet  ini  dilakukan  dengan  memberikan  tegangan sumber  sebesar  11  V  hingga  24  V.  Parameter  yang  diukur dalam pengujian ini yaitu nilai tegangan sumber, arus sumber, V pp , frekuensi, dan kecepatan motor. Arus dan tegangan motor diukur menggunakan multimeter digital sedangkan kecepatan motor  diukur  menggunakan tachometer dimana  pada  motor telah  dipasang  encoder  sebagai  media  dalam  pembacaan kecepatan putaran motor.

## 2) Perhitungan
Berdasarkan hasil pengukuran yang telah diperoleh, dapat dilakukan perhitungan nilai tegangan motor, arus motor, daya input ,  daya output ,  efisiensi  daya,  kecepatan  hitung,  error persen kecepatan, dan torsi motor. Dari data hasil pengukuran nilai  frekuensi  dan  jumlah pole yang  digunakan,  dapat diperoleh  nilai  kecepatan  putaran  motor  sesuai  dengan persamaan berikut.
Nr = (1)
Nilai  torsi  diperoleh  dari  perhitungan  daya output dibagi dengan nilai kecepatan sudut seperti persamaan di bawah ini.
T = (2)
Tegangan motor pada penelitian ini sama dengan tegangan root  mean  square atau  V rms .  Nilai  V rms dapat  dirumuskan dengan persamaan di bawah ini :
(3)
Reaktansi induktif dirumuskan pada persamaan berikut.
(4)
Impedansi  ini  dilambangkan  dengan  Z.  Persamaan  dari impedansi sebagai berikut :
(5)
Arus  motor  pada  penelitian  ini  sama  dengan arus  root mean  square. Untuk  rumus  arus  motor  dapat  dilihat  pada persamaan berikut :
(6)
Perhitungan daya  yang digunakan  pada  penelitian  ini  ada dua  yaitu  daya input dan  daya output .  Untuk  daya input merupakan  hasil  perkalian  dari  tegangan  sumber  dan  arus sumber sesuai dengan persamaan di bawah ini.
(7)
Untuk  nilai  daya output diperoleh  dari  perkalian  antara nilai  tegangan  motor,  arus  motor  dan  √3    seperti  pada persamaan berikut.
(8)
Dari  hasil  perhitungan  nilai  daya  input  dan  daya output dapat dihitung nilai efisiensi seperti persamaan berikut.
(9)
Error  persen  kecepatan  yang  dihasilkan  dirumuskan dengan persamaan di bawah ini.
(10)

## C. Blok Diagram

## Gbr 9. Blok Diagram Sistem
Blok  diagram  (Gambar  9)  menggambarkan  prinsip  kerja dari  motor brushless  direct  current 3  phase axial  Flux menggunakan  magnet  dengan  bentuk  penampang  persegi. Sumber tegangan yang digunakan yaitu sumber tegangan DC yang berasal dari power supply atau catu daya. Power supply ini dihubungkan dengan driver motor dan driver motor sendiri.

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
67

## D. Tahapan Penelitian
Gbr 10.  Flowchart Penelitian

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Pengujian  pada  penelitian  ini  dilakukan  sebanyak  empat kali.  Pengujian  yang  pertama  yaitu  ketika  nilai  tegangan sumber  berbeda  dan  nilai  frekuensi  sama.  Pengujian  kedua yaitu ketika nilai frekuensi berbeda dan nilai tegangan sumber sama.  Pengujian  yang  ketiga  yaitu  ketika  nilai  tegangan sumber dan frekuensi berbeda. Serta pengujian yang keempat yaitu  ketika  nilai  tegangan  sumber  dan  frekuensi  sama. Pengujian  pada  penelitian  ini  juga  dilakukan  dengan memberikan variasi tegangan sumber sebesar 11 V hingga 24 V.  Metode  pengumpulan  data  pada  penelitian  ini menggunakan  dua  acara  yaitu  dengan  pengukuran  dan perhitungan.
A. Pengujian Motor BLDC 3 ϕ Tipe Axial Flux Ketika Nilai Tegangan Sumber Berbeda dan Frekuensi Sama

## TABEL I
HASIL PENGUKURAN MOTOR BLDC 3Φ AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER BERBEDA DAN FREKUENSI SAMA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 11 0,2 6,48 20,24 313,2 12 0,18 6,32 20,61 307,2 13 0,17 6,32 20,4 306,9 14 0,16 6,48 20,57 304,8 15 0,16 6,64 20,4 304,3 16 0,15 6,4 20,24 306,8 17 0,15 6,4 20,97 303,6 18 0,14 6,56 20,93 302,4 19 0,13 6,56 20,66 303,4 20 0,12 6,64 20,64 302 21 0,12 6,48 20,16 301,5 22 0,11 6,48 20,64 300,6 23 0,11 6,64 20,79 300,4 24 0,11 6,48 20,21 298
TABEL  II HASIL PENGUKURAN MOTOR BLDC 3Φ AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER BERBEDA DAN FREKUENSI SAMA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 11 0,11 6,56 120,1 1829 12 0,1 6,8 120,6 1811 13 0,1 6,72 120,6 1793 14 0,1 6,72 120,4 1791 15 0,1 6,64 120,3 1786 16 0,09 6,64 120,9 1785 17 0,09 6,8 120,7 1782 18 0,08 6,8 120,1 1777 19 0,08 6,8 120,7 1783 20 0,08 7,04 120,7 1786 21 0,08 6,88 120,6 1790 22 0,08 6,88 120,7 1795 23 0,08 6,8 120,9 1798 24 0,07 6,88 120,3 1803 TABEL  III HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3Φ AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER BERBEDA
DAN FREKUENSI SAMA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 11 303,6 2,291 0,104 12,598 2,2 0,413 18,790 12 309,15 2,234 0,102 12,210 2,16 0,393 18,193 13 306 2,234 0,102 12,227 2,21 0,393 17,788 14 308,55 2,291 0,104 12,938 2,24 0,413 18,444 15 306 2,347 0,107 13,611 2,4 0,434 18,080 16 303,6 2,262 0,103 12,546 2,4 0,403 16,801 17 314,55 2,262 0,103 12,662 2,55 0,403 15,793 18 313,95 2,319 0,105 13,356 2,52 0,423 16,791 19 309,9 2,319 0,105 13,319 2,47 0,423 17,139 20 309,6 2,347 0,107 13,709 2,4 0,434 18,072 21 302,4 2,291 0,104 13,089 2,52 0,413 16,406 22 309,6 2,291 0,104 13,117 2,42 0,413 17,070
68
Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 23 311,85 2,347 0,107 13,779 2,53 0,434 17,139 24 303,15 2,291 0,104 13,242 2,64 0,413 15,659

## TABEL  IV
HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER BERBEDA
DAN FREKUENSI SAMA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 11 1801,5 2,319 0,071 1,494 1,21 0,286 23,655 12 1809 2,404 0,074 1,617 1,2 0,307 25,570 13 1809 2,376 0,073 1,595 1,3 0,300 23,051 14 1806 2,376 0,073 1,599 1,4 0,300 21,425 15 1804,5 2,347 0,072 1,566 1,5 0,293 19,532 16 1813,5 2,347 0,072 1,562 1,44 0,292 20,289 17 1810,5 2,404 0,074 1,643 1,53 0,307 20,046 18 1801,5 2,404 0,074 1,652 1,44 0,308 21,358 19 1810,5 2,404 0,074 1,642 1,52 0,307 20,178 20 1810,5 2,489 0,076 1,757 1,6 0,329 20,546 21 1809 2,432 0,075 1,675 1,68 0,314 18,697 22 1810,5 2,432 0,075 1,670 1,76 0,314 17,839 23 1813,5 2,404 0,074 1,627 1,84 0,306 16,653 24 1804,5 2,432 0,075 1,665 1,68 0,315 18,723
Gbr 11.  Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Kecepatan  Motor BLDC 3  Axial Flux
Ketika  nilai  tegangan  sumber  semakin  besar  dan frekuensi tetap, dapat  diketahui bahwa  nilai kecepatan motor yang  didapatkan  konstan  dikarenakan  nilai  frekuensi  diatur tetap.  Dapat  dilihat  pada  Gambar  11  terlihat  bahwa  pada motor  dengan  magnet  15  mm  x  15  mm  x  5  mm  nilai kecepatan  konstan  pada range 300  rpm  dan  pada  motor dengan  magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm  nilai  kecepatan konstan pada range 1800 rpm. Jika dilihat dari garis trendline maka  hubungan  antara  sumber  tegangan  dan  kecepatan  saat tegangan sumber dan frekuensi sama tidak berpengaruh.
Pada  Gambar  12  jika  dilihat  dari  garis trendline dapat diketahui  bahwa  hubungan  antara  sumber  tegangan  dan  torsi saat tegangan sumber berbeda dan frekuensi sama pada motor dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm dan dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm tidak berpengaruh. Artinya, semakin besar nilai tegangan sumber maka  nilai torsi yang dihasilkan tetap atau konstan.
Gbr 12.  Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Torsi  Motor  BLDC 3  Axial Flux
Gbr 13.  Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Daya  Output  Motor BLDC 3  Axial Flux
Pada  Gambar  13  jika  dilihat  dari  garis trendline dapat diketahui hubungan  antara  tegangan  sumber  dan  daya output pada pada motor BLDC 3 ϕ axial Flux dengan magnet 15 mm x  15  mm  x  5  mm  dan  magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm berbanding  lurus.  Di  mana  semakin  besar  nilai  tegangan sumber maka daya output yang dihasilkan semakin besar pula. Pada  Gambar  14  jika  dilihat  dari  garis trendline dapat diketahui  bahwa  hubungan  antara  tegangan  sumber  dan efisiensi daya pada motor dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm dan pada motor dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm berbanding  terbalik.  Dimana  semakin  besar  nilai  sumber tegangan  maka  daya output yang  dihasilkan  semakin  kecil. Nilai efisiensi daya  pada  motor BLDC 3  axial  Flux dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm lebih besar dibanding dengan motor BLDC 3  axial Flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm.
Gbr 14. Grafik Hubungan Tegangan Sumber Terhadap Efisiensi Daya Motor BLDC 3  Axial Flux

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
69
B. Pengujian Motor BLDC 3 ϕ Tipe Axial Flux Ketika Nilai Frekuensi Berbeda dan Tegangan Sumber Sama
TABEL  V HASIL PENGUJIAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA FREKUENSI BERBEDA DAN TEGANGAN SUMBER SAMA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 24 0,06 6,48 9,891 148,1 24 0,08 6,48 15,31 231,8 24 0,1 6,48 19,64 299,7 24 0,13 6,48 24,5 371,9 24 0,16 6,56 30,03 455,2 24 0,2 6,8 35,06 528 24 0,23 6,88 40 605,6 24 0,27 6,64 45,2 681,2
TABEL  VI HASIL PENGUJIAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA FREKUENSI BERBEDA DAN
TEGANGAN SUMBER SAMA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 24 0,03 6,56 9,93 149,2 24 0,03 6,96 15,36 231,2 24 0,03 6,8 20,24 307,2 24 0,04 6,64 25,74 387,5 24 0,04 7,04 30,52 447,1 24 0,04 6,64 35,61 531,4 24 0,04 6,72 40,19 590,7 24 0,04 6,72 45,57 680,6 TABEL  VII HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3Φ AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA FREKUENSI BERBEDA DAN TEGANGAN SUMBER SAMA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 24 148,36 2,291 0,106 27,003 1,44 0,419 29,095 24 229,65 2,291 0,105 17,151 1,92 0,416 21,692 24 294,6 2,291 0,104 13,179 2,4 0,414 17,241 24 367,5 2,291 0,103 10,525 3,12 0,410 13,143 24 450,45 2,319 0,103 8,704 3,84 0,415 10,809 24 525,9 2,404 0,106 7,957 4,8 0,440 9,170 24 600 2,432 0,105 6,999 5,52 0,444 8,045 24 678 2,347 0,100 5,699 6,48 0,407 6,277 TABEL  VIII HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET
10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA FREKUENSI BERBEDA DAN TEGANGAN SUMBER SAMA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 24 148,95 2,319 0,107 27,469 0,72 0,429 59,633 24 230,4 2,460 0,113 19,836 0,72 0,480 66,728 24 303,6 2,404 0,109 14,144 0,72 0,455 63,224 24 386,1 2,347 0,106 10,579 0,96 0,429 44,734 24 457,8 2,489 0,111 10,193 0,96 0,477 49,733 24 534,15 2,347 0,103 7,527 0,96 0,419 43,649 24 602,85 2,376 0,103 6,842 0,96 0,423 44,105 24 683,55 2,376 0,101 5,835 0,96 0,416 43,341
Pada  Gambar  15  dapat  dianalisis  bahwa  ketika  nilai frekuensi  semakin  besar  pada  tegangan  sumber  yang  sama, didapat nilai kecepatan yang semakin besar pula. Jika ditinjau dari  ukuran  magnet,  nilai  kecepatan  yang  dihasilkan  relatif sama pada kedua motor dengan magnet berbeda karena variasi frekuensi yang digunakan saat tegangan sumber tetap, nilainya sama.
Pada  Gambar  16  jika  dilihat  dari  garis trendline ,  nilai frekuensi  dan  torsi  berbanding  terbalik.  Semakin  besar  nilai frekuensi maka semakin kecil nilai torsi motor yang diperoleh. Nilai  torsi  pada  motor  dengan  magnet  15  mm  x  15  mm  x  5 mm tidak jauh berbeda bila dibanding dengan nilai torsi pada motor dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm.
Dari  grafik  hasil  pengujian  daya output ketika  frekuensi berbeda  dan  tegangan  sumber  sama  dapat  di  analisis  bahwa, jika  dilihat  dari  garis trendline antara  frekuensi  dan  daya output berbanding lurus (Gambar 17).
Gbr 15.  Grafik  Hubungan  Frekuensi  Terhadap  Kecepatan  Motor  BLDC  3  Axial Flux
Gbr 16.  Grafik Hubungan Frekuensi Terhadap Torsi Motor BLDC 3  Axial Flux
Gbr 17. Grafik Hubungan Frekuensi Terhadap Daya Output Motor BLDC 3  Axial Flux
70
Gbr 18.  Grafik  Hubungan  Frekuensi  Terhadap  Efisiensi  Daya Motor  BLDC
3  Axial Flux
Pada Gambar 18 ketika dilihat dari garis trendline antara frekuensi  dan  efisiensi  daya  berhubungan  terbalik  di  mana semakin  besar  nilai  frekuensi  maka  nilai  efisiensi  daya semakin kecil. Nilai efisiensi daya pada motor BLDC 3  axial Flux dengan  magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm  lebih  besar dibanding dengan nilai efisiensi daya yang didapat pada motor BLDC 3  axial Flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm.
C. Pengujian Motor BLDC 3 ϕ Tipe Axial Flux Ketika Nilai Tegangan Sumber dan Frekuensi Berbeda
TABEL  IX HASIL PENGUJIAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN FREKUENSI BERBEDA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 12 0,1 6,32 10,13 153,7 0,13 6,56 14,08 206,6 0,17 6,56 18,05 270,3 0,21 6,56 22,07 328,8 16 0,1 6,64 13,07 195,9 0,14 6,48 19,19 284 0,19 6,72 25 377 0,25 6,8 31,15 464 20 0,1 6,56 15,12 225,9 0,15 6,72 23,09 345,1 0,21 6,8 31,05 464,1 0,28 7,12 39 583,2 24 0,11 6,8 18,01 270,3 0,17 6,88 28,08 421,2 0,23 6,72 38,16 572,9 0,3 6,96 48,26 721,8 TABEL  X HASIL PENGUJIAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN FREKUENSI BERBEDA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 12 0,07 6,8 45,66 681 0,09 6,64 65,01 972,3 0,1 6,72 85,03 1272 0,12 6,88 105,5 1588 16 0,08 7,04 75,87 1138 0,1 7,04 95,05 1425 0,12 6,88 125,6 1887 0,13 6,88 145,6 2183 20 0,06 6,64 50,1 755,1 0,08 6,96 90 1349 0,1 6,96 130,3 1953
Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 0,13 7,2 170,2 2556 24 0,07 7,04 80,71 1208 0,09 7,2 120,8 1814 0,11 6,96 160,6 2402 0,14 7,04 200,3 3003 TABEL  XI HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3Φ AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN FREKUENSI BERBEDA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 12 151,9 2,234 0,1030 24,745 1,2 0,398 33,204 211,2 2,319 0,1064 19,752 1,56 0,428 27,404 270,75 2,319 0,1059 15,014 2,04 0,425 20,841 331,05 2,319 0,1051 12,259 2,52 0,422 16,756 16 196,05 2,347 0,1079 21,367 1,6 0,439 27,407 287,85 2,291 0,1044 13,918 2,24 0,414 18,487 375 2,376 0,1071 11,155 3,04 0,441 14,492 467,25 2,404 0,1068 9,149 4 0,445 11,119 20 226,8 2,319 0,1063 18,040 2 0,427 21,347 346,35 2,376 0,1075 12,233 3 0,442 14,742 465,75 2,404 0,1068 9,150 4,2 0,445 10,592 585 2,517 0,1094 7,808 5,6 0,477 8,519 24 270,15 2,404 0,1097 16,134 2,64 0,457 17,306 421,2 2,432 0,1089 10,394 4,08 0,459 11,242 572,4 2,376 0,1035 7,098 5,52 0,426 7,718 723,9 2,460 0,1038 5,848 7,2 0,442 6,142 TABEL  XII HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN
FREKUENSI BERBEDA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 12 684,9 2,404 0,1023 5,970 1,2 0,398 33,204 975,15 2,347 0,0928 3,703 1,56 0,428 27,404 1275,4 2,376 0,0860 2,655 2,04 0,425 20,841 1582,5 2,432 0,0800 2,026 2,52 0,422 16,756 16 1138,0 2,489 0,0939 3,394 1,6 0,439 27,407 1425,7 2,489 0,0860 2,483 2,24 0,414 18,487 1884 2,432 0,0729 1,552 3,04 0,441 14,492 2184 2,432 0,0665 1,225 4 0,445 11,119 20 751,5 2,347 0,0983 5,054 2 0,427 21,347 1350 2,460 0,0870 2,624 3 0,442 14,742 1954,5 2,460 0,0721 1,502 4,2 0,445 10,592 2553 2,545 0,0625 1,030 5,6 0,477 8,519 24 1210,6 2,489 0,0919 3,129 2,64 0,457 17,306 1812 2,545 0,0780 1,808 4,08 0,459 11,242 2409 2,460 0,0630 1,067 5,52 0,426 7,718 3004,5 2,489 0,0541 0,742 7,2 0,442 6,142
Pada Gambar 19, simbol M10 merupakan motor BLDC 3  axial Flux magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm dan simbol M15 merupakan motor BLDC 3  axial Flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm. Berdasarkan grafik tersebut dapat diketahui bahwa  hasil  kecepatan  yang  didapat  pada  motor  dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm lebih besar dibanding pada motor  dengan  magnet  15  mm  x  15  mm  x  5  mm  karena frekuensi  maksimum  yang  dapat  diatur  pada  masing-masing variasi tegangan juga lebih besar.
71
Gbr 19.  Grafik  Hubungan  Frekuensi  Terhadap  Kecepatan  Motor  BLDC  3 
Axial Flux
Gbr 20.  Grafik Hubungan Frekuensi Terhadap Torsi Motor BLDC 3  Axial

## Flux
Pada  Gambar  20  dapat  diketahui  bahwa  hasil  torsi  yang didapat  pada  motor  BLDC  3  axial  flux dengan  magnet  10 mm x 10 mm x 2 mm lebih kecil dibanding pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm. Hal ini dikarenakan  torsi  berbanding  terbalik  dengan  kecepatan, kecepatan  motor  yang  didapat  pada  motor  BLDC  3  axial Flux dengan  magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm  di  pengujian sebelumnya bernilai lebih besar sehingga pada pengujian torsi nilai yang dihasilkan lebih kecil.
Pada Gambar 21 dapat diketahui bahwa hasil daya output yang didapat pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm lebih rendah dibanding pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm.
Gbr 21 Grafik Hubungan Frekuensi Terhadap Daya Output Motor BLDC 3  Axial Flux
Gbr  22.  Grafik  Hubungan  Frekuensi  Terhadap  Efisiensi  Daya Motor  BLDC 3  Axial Flux
Pada  Gambar  22  dapat  diketahui  bahwa  hasil  efisiensi daya  yang  didapat  pada  motor  BLDC  3  axial  flux dengan magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm  pada  tiap  variasi tegangannya  lebih  besar  dibanding  pada  motor  BLDC  3  axial flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm.
D. Pengujian Motor BLDC 3 ϕ Tipe Axial Flux Ketika Nilai Tegangan Sumber dan Frekuensi Sama

## TABEL  XIII
HASIL PENGUJIAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN
FREKUENSI SAMA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 12 0,2 6,48 22,28 332,2 16 0,24 6,64 31,03 463,7 20 0,28 6,8 39,61 590,3 24 0,31 6,96 48,07 720,1 TABEL  XIV HASIL PENGUJIAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN
FREKUENSI SAMA Vs (V) Is (A) Vpp (V) f (Hz) Nr (rpm) 12 0,06 6,64 22,3 337,9 16 0,06 6,8 31,4 472,6 20 0,06 6,88 39,71 597,2 24 0,06 6,88 48,2 722,9
TABEL  XV
HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3Φ AXIAL FLUX MAGNET
15 MM X 15 MM X 5 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN FREKUENSI SAMA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 12 334,2 2,291 0,104 11,834 2,4 0,412  17,161 16 465,45 2,347 0,104 8,732 3,84  0,424  11,047 20 594,15 2,404 0,104 7,023 5,6 0,434 7,756 24 721,05 2,460 0,104 5,865 7,44  0,442 5,947
72

## TABEL  XVI HASIL PERHITUNGAN MOTOR BLDC 3  AXIAL FLUX MAGNET 10 MM X 10 MM X 2 MM KETIKA TEGANGAN SUMBER DAN
FREKUENSI SAMA Vs (V) Nr (rpm) Vm (V) Im (A) T (m- Nm) Pin (W) Pout (W) ⴄ (%) 12 334,5 2,347 0,106 12,216 0,72 0,432 60,060 16 471 2,404 0,107 8,977 0,96 0,444 46,298 20 595,65 2,432 0,106 7,104 1,2 0,444 37,039 24 723 2,432 0,103 5,707 1,44 0,432 30,012
Dari grafik yang ditunjukan pada Gambar 23 dapat dilihat bahwa  perbedaan  ukuran  magnet  ketika  pengujian  saat  nilai tegangan  sumber  dan  frekuensi  sama  tidak  berpengaruh terhadap  nilai  kecepatan  motor.  Nilai  kecepatan  motor  yang didapat  pada  motor  dengan  ukuran  magnet  yang  berbeda hasilnya sama.
Pada Gambar 24 saat tegangan sumber dan frekuensi sama menghasilkan  nilai  torsi  yang  tidak  jauh  berbeda.  Artinya perbedaan  ukuran  magnet  tidak  berpengaruh  pada  nilai  torsi yang  didapat.  Dapat  diketahui  bahwa  nilai  tegangan  sumber dan  torsi  berbanding  terbalik  artinya  semakin  besar  nilai tegangan sumber maka nilai torsi semakin rendah dapat dilihat pada grafik hasil pengujian torsi.
Pada Gambar 25 jika dilihat dari trendline antara tegangan sumber dan daya output nilainya berbanding lurus. Perbedaan ukuran  magnet  pada  pengujian  ini  menghasilkan  nilai  daya output yang lebih besar pada magnet yang lebih kecil.
Gbr 23.  Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Kecepatan  Motor BLDC 3  Axial Flux
Gbr 24.  Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Torsi  Motor  BLDC 3  Axial Flux
Gbr 25.  Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Daya  Output  Motor BLDC 3  Axial Flux
Pada grafik yang ditunjukkan Gambar 26 menunjukkan hasil pengujian efisiensi daya motor BLDC 3  axial flux saat tegangan  sumber  dan  frekuensi  sama.  Jika  dilihat  dari trendline diketahui  bahwa  hubungan  antara  tegangan  motor dan  efisiensi  daya  berbanding  terbalik.  Perbedaan  ukuran magnet  berpengaruh  terhadap  nilai  efisiensi  daya.  Semakin kecil nilai ukuran magnet yang digunakan maka nilai efisiensi daya semakin besar. Hal ini dikarenakan nilai daya input pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm lebih besar dibanding pada motor BLDC 3  axial flux dengan  magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm  sehingga pembaginya  lebih  besar  dan  menyebabkan  nilai  efisiensi dayanya lebih kecil.
Gbr 26. Grafik  Hubungan  Tegangan  Sumber  Terhadap  Efisiensi  Daya Motor BLDC 3  Axial Flux

## IV. KESIMPULAN (PENUTUP)
Dari  penelitian  yang  berjudul  “Unjuk  Kerja  Motor Brushless Direct 3 Phase Tipe Axial Flux Dengan Perbedaan Bentuk Magnet Neodymium ” dapat disimpulkan bahwa: 1. Pada  pengujian  motor  BLDC  3  axial  flux saat  tegangan sumber  berbeda  dan  frekuensi  sama,  semakin  besar  nilai tegangan  sumber  maka  nilai  kecepatan,  torsi,  dan  daya output yang  didapat  pada  motor  BLDC  3  axial  flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm  dan magnet  10 mm  x  10  mm  x  2  mm  bernilai  konstan.  Hal  ini dikarenakan nilai frekuensi yang digunakan nilainya tetap, kecepatan  yang  didapat  dipengaruhi  oleh  nilai  frekuensi. Selain itu, semakin besar nilai tegangan sumber maka nilai efisiensi  daya  yang  dihasilkan  semakin  kecil.  Untuk  nilai kecepatan  dan  efisiensi  daya  pada  motor  BLDC  3  axial Flux dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm lebih besar

## Jurnal Arus Elektro Indonesia (JAEI)
nilainya dibanding pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet  15  mm  x  15  mm  x  5  mm.  Namun  hal  ini berkebalikan  untuk  nilai  torsi  dan  daya output yang didapat.
2. Pada pengujian motor BLDC 3  axial Flux saat frekuensi berbeda  dan  tegangan  sumber  sama,  semakin  besar  nilai frekuensi  maka  nilai  kecepatan  yang  didapat  pada  motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm dan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm semakin besar pula.  Namun  untuk  nilai  torsi  dan  efisiensi  daya  nilainya semakin kecil. Untuk nilai daya output dan efisiensi daya pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm lebih besar nilainya dibanding pada motor BLDC 3  axial flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm. Tetapi, untuk nilai kecepatan dan torsi nilainya sama karena frekuensi yang digunakan nilainya tetap. 3. Pada  pengujian  motor  BLDC  3  axial  flux saat  tegangan sumber  dan  frekuensi  berbeda  berpengaruh  pada  nilai kecepatan,  torsi,  daya output dan  efisiensi  daya.  Semakin besar variasi tegangan sumber dengan nilai frekuensi yang semakin  besar  pula,  maka  nilai  torsi  dan  efisiensi  daya pada  kedua  motor  semakin  kecil.  Namun  untuk  nilai kecepatan  semakin  besar.  Sedangkan  untuk  nilai  daya output pada motor BLDC 3  axial Flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm semakin naik dan pada motor BLDC 3  axial  Flux dengan  magnet  10  mm  x  10  mm  x  2  mm semakin  kecil.  Untuk  nilai  torsi  dan  daya output pada motor  BLDC  3  axial  Flux dengan  magnet  15  mm  x  15 mm x 5 mm lebih besar dibanding pada motor BLDC 3 
axial Flux dengan magnet 10 mm x 10 mm x 2 mm. Tetapi hal  ini  berkebalikan  untuk  nilai  kecepatan  dan  efisiensi daya.
4. Pada pengujian motor BLDC 3  axial Flux saat tegangan sumber dan frekuensi sama, nilai kecepatan dan torsi yang didapat  pada  kedua  motor  bernilai  sama.  Tetapi,  untuk nilai  daya output dan  efisiensi  daya  yang  didapat  pada motor  BLDC  3  axial  Flux dengan  magnet  10  mm  x  10 mm x 2 mm lebih besar dibanding pada motor BLDC 3  axial Flux dengan magnet 15 mm x 15 mm x 5 mm. 5. Pengujian  dengan  hasil  performa  motor  terbaik  terdapat pada  pengujian  motor  BLDC  3  axial  Flux ketika  nilai tegangan sumber dan frekuensi berbeda.

## REFERENSI
[1] Yunus  Chandra  Wibowo; Slamet  Riyadi,  “Analisa  Pembebanan  pada Motor Brushless  direct  current (BLDC),”  Analisa  Pembebanan  pada Motor Brushless direct current (BLDC), p. 1, 2018.
[2] K. ESDM, “Penggunaan Motor Listrik Dukung Konservasi Energi,” 24 10  2017.  [Online].  Available:  https://www.esdm.go.id/id/berita- unit/direktorat-jenderal-ebtke/penggunaan-motor-listrik-dukung- konservasi-energi.
[3] Wikipedia, “Motor Listrik,” 15 May 2021.
[Online].Available:https://id.wikipedia.org/wiki/Motor_listrik.
[4] V.  Andrean,  Rancang  Bangun  Sistem  Pengereman  Regeneratif Brushless  DC  Motor  Menggunakan  Bidirectional  Voltage  Source Inverter (VSI), Malang: Universitas Brawijaya, 2016.