ANALISIS EFISIENSI, POWER DENSITY, DAN COST DENSITY SMPMSM DENGAN VARIASI GEOMETRI ROTOR DAN MAGNET MENGGUNAKAN ANSYS MAXWELL - Pramudya, Bisma Andika; Wijono, n/a (Jurnal Mahasiswa TEUB, 2026)
Penelitian ini menganalisis pengaruh variasi geometri rotor dan magnet terhadap performa motor Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor (SMPMSM) 15 kW, 8-kutub, 3000 RPM menggunakan perangkat lunak RMxprt dan Ansys Maxwell berbasis metode elemen hingga (Finite Element Analysis/FEA). Dua puluh lima variasi model simulasi dibentuk dari kombinasi lima nilai celah udara (0,5; 1,0; 1,5; 2,0; dan 2,5 mm) dan lima nilai ketebalan magnet NdFeB (5,0; 6,5; 8,0; 9,5; dan 11,0 mm), dengan seluruh parameter stator dijaga konstan untuk mengisolasi pengaruh kedua variabel geometri rotor tersebut. Parameter performa yang dianalisis meliputi efisiensi, power density, dan cost density — termasuk analisis sensitivitas terhadap tiga skenario harga material NdFeB (minimum, rata-rata, dan maksimum) — serta torsi dan air gap flux density sebagai parameter validasi teoritis. Hasil analisis menunjukkan bahwa efisiensi menurun secara monoton seiring penambahan ketebalan magnet dan meningkat secara monoton seiring pembesaran celah udara. Power density cenderung menurun non-monoton terhadap perubahan jarak airgap dan ketebalan magnet. Cost density cenderung meningkat non-monoton seiring dengan meningkatnya ketebalan magnet, akan tetapi cenderung menurun non-monoton terhadap perubahan jarak airgap. Analisis Pareto mengidentifikasi dua konfigurasi optimal: celah udara 0,5 mm/magnet 5,0 mm sebagai desain paling seimbang (cost density terendah 27,948 USD/kW, efisiensi 87,47%, power density 249,3 W/kg), dan celah udara 0,5 mm/magnet 8,0 mm sebagai alternatif untuk aplikasi yang menuntut kerapatan daya maksimum (power density 281,3 W/kg, cost density 32,48 USD/kW). Tidak ditemukan konfigurasi tunggal yang unggul mutlak pada ketiga kriteria secara simultan, sehingga rekomendasi desain bersifat berbasis prioritas aplikasi. Kata Kunci — Surface Mounted Permanent Magnet Synchronous Motor (SMPMSM), Ketebalan Magnet, Air Gap, Power Density, Cost Density