Motor Elektrik – Merevolusi Dunia Automotif

Kita diperkenalkan dengan motor elektrik seawal di sekolah menengah. Secara umumnya, motor elektrik ialah alat yang mampu menukarkan tenaga elektrik kepada tenaga mekanikal. Dengan kata lain, apabila motor dibekalkan dengan tenaga elektrik, ia akan menghasilkan tenaga kinetik yang mampu menggerakkan sebarang objek atau sistem yang disambung padanya.

Sedar atau pun tidak, melalui prinsip kerja tersebut, motor elektrik kini digunakan dalam hampir kesemua sistem automasi di dunia. Contoh paling hampir termasuklah pintu pagar automatik, mesin basuh, palang keselamatan yang terdapat di plaza tol dan sebagainya.

Selain itu, daya tujah (thrust), daya kilas (torque) dan laju putaran motor elektrik juga boleh dikawal dengan menggunakan sistem kawalan, menjadikannya sesuai untuk diguna pakai pada pelbagai jenis beban. Artikel ini akan menceritakan serba sedikit cara motor elektrik ini boleh dimanfaatkan dalam sistem yang berada di dalam kenderaan.

Aplikasi umum motor elektrik

Struktur motor elektrik

Secara umumnya, motor elektrik mempunyai sepasang medan magnet, gegelung konduktor, berus karbon dan bekalan kuasa arus terus. Walau bagaimanapun, terdapat beberapa jenis motor elektrik yang tidak menggunakan berus karbon. Ada juga motor elektrik yang menggunakan bekalan kuasa ulang-alik, yang dipanggil motor arus ulang alik. Jenis-jenis motor ini akan dibincangkan pada artikel yang akan datang.

Apabila gegelung konduktor menerima bekalan kuasa, arus akan mengalir di dalamnya, seterusnya menyebabkan tindak balas medan magnet berlaku dengan magnet kekal, lalu menghasilkan daya kilas yang memutarkan gegelung tersebut. Semakin tinggi bekalan kuasa yang dibekalkan, semakin tinggi daya yang dihasilkan oleh motor. Daya inilah yang menggerakkan aci dan sistem lain yang disambung pada motor tersebut.

Rajah 2: Struktur asas motor elektrik. Sumber: www.orientalmotor.com

Motor elektrik di dalam sistem automotif

Kita sudah mengenali struktur asas dan prinsip kerja motor elektrik serta kelebihan-kelebihan yang ditawarkan. Sekarang, mari kita lihat penggunaan motor elektrik di dalam sistem automotif dan caranya meningkatkan taraf kecekapan kenderaan.

Enjin kereta

Sesuai dengan namanya, kereta elektrik menggunakan kuasa elektrik untuk bergerak. Berbanding dengan kereta konvensional yang menggunakan kuasa hasil pembakaran petrol di dalam enjin untuk menggerakkan tayar, kereta elektrik pula menggunakan motor elektrik untuk menghasilkan daya kilas kepada tayarnya. Motor elektrik ini kebiasaannya memperolehi bekalan kuasa dari bateri kereta atau sumber kuasa yang lain seperti superkapasitor, atau sistem penyimpanan tenaga (energy storage system). Motor elektrik tidak memerlukan petrol untuk beroperasi, maka, sistem elektrik adalah lebih bersih dan mesra alam berbanding kereta konvensional [1]. Beberapa kajian telah membuktikan bahawa halaju kereta boleh diubah dengan mengawal daya kilas dan halaju putaran motor elektrik di dalam enjin [2], seterusnya mampu memberi sokongan pada sistem brek kenderaan.

Sistem brek kenderaan

Motor elektrik juga terbukti memberi sumbangan yang besar dalam sistem brek kenderaan. Apabila brek ditekan, permukaan kasut brek akan bergeser dengan cakera brek, seterusnya mengurangkan halaju kenderaan. Motor elektrik akan berfungsi sebagai penjana (generator), yang mana ia akan menukarkan tenaga kinetik kenderaan kepada tenaga elektrik. Tenaga elektrik ini seterusnya disimpan di dalam sistem penyimpanan tenaga berasingan, atau digunakan semula untuk membekalkan kuasa pada sistem elektronik berbeban rendah seperti radio, lampu dan sebagainya. Konsep ini disebut sebagai brek janaan semula (regenerative brake). Brek janaan semula telah terbukti membantu mengurangkan beban daripada bateri dan pengulang alik (alternator).

Sistem ini terbukti lebih cekap berbanding sistem brek biasa yang mana tenaga kinetik kenderaan akan ditukar kepada tenaga haba dan terus meresap ke udara. Sistem brek janaan semula telah mula digunakan pada kenderaan hibrid (contohnya Toyota Prius) dan elektrik (contohnya Hyundai Kona, Audi e-Tron, Tesla Model 3).

Pemasangan brek janaan semula pada kenderaan

Sistem gantungan kenderaan

Sistem gantungan kenderaan (SGK) umumnya bertindak sebagai penstabil kenderaan dan penyerap hentakan agar penumpang di dalamnya merasa selesa ketika memandu. SGK yang biasa menggunakan spring dan peredam (damper). Walau bagaimanapun, beberapa kajian yang dijalankan oleh penyelidik universiti dan industri menunjukkan bahawa motor elektrik mampu menggantikan fungsi SGK yang biasa. Bose, syarikat yang terkenal dengan penghasilan pembesar suara, telah berjaya menghasilkan SGK menggunakan motor elektrik sepenuhnya bagi menggantikan spring dan peredam. Bukan itu sahaja, syarikat tersebut juga membuktikan bahawa hentakan dari permukaan jalan dapat diserap dengan lebih baik serta kereta lebih stabil ketika membelok apabila menggunakan motor elektrik sebagai SGK [3].

Motor elektrik sebagai pengganti spring dan peredam dalam SGK

Semenjak itu, banyak kajian telah dijalankan untuk menambah baik prestasi SGK dengan menggunakan motor elektrik.

Rujukan 

  • [1] Kiuchi T, Ogata M, Lizawa M et al. (2001) “A Report on Advantage of A Heavy-Duty Hybrid Electric Vehicle” SAE Technical Paper.
  • [2] Lei Jun, Luo Min, Chen Zhi (2012) “Design And Development Of Smart Car DC Motor Speed Control System”, IEEE.
  • [3] Bose Corporation https://www.bose.com/en_us/index.html

Disunting oleh Johari Talib

MENGENAI PENGARANG

PROFIL | + ARTIKEL TERDAHULU

Hazril Bin Md Isa adalah pelajar Doktor Falsafah (PhD) dalam bidang kejuruteraan di Universiti Islam Antarabangsa (UIA). Mempunyai Ijazah Sarjana Muda dalam Kejuruteraan (Telekomunikasi) dan juga Ijazah Sarjana dalam Kejuruteraan Sains dari Universiti Malaya. Mempunyai minat mendalam pada sistem kecerdasan buatan (artificial inteligence, AI). Tesis terkini beliau di peringkat PhD ialah berkenaan rekabentuk sistem AI dalam brek automatik kenderaan.

Tinggalkan Balasan

Alamat e-mel anda tidak akan disiarkan. Medan diperlukan ditanda dengan *

sixteen − eleven =