PERANCANGAN PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR (PMSM) 3 kW UNTUK APLIKASI PENGGERAK ELECTRICAL SCOOTER SKRIPSI

(1)

PERANCANGAN PERMANENT MAGNET SYNCHRONOUS MOTOR (PMSM) 3 kW UNTUK APLIKASI PENGGERAK

ELECTRICAL SCOOTER

SKRIPSI

Disusun sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Teknik (S.T.)

Disusun oleh:

DANUR EKA RIYANTO NPM. 3332160065

JURUSAN TEKNIK ELEKTRO FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SULTAN AGENG TIRTAYASA

2022

(2)

ii

Universitas Sultan Ageng Tirtayasa

(3)

iii

(4)

iv

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas berkat dan karunia-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Skripsi ini. Penyusunan Skripsi ini dilaksanakan untuk memenuhi persyaratan mendapat gelar Sarjana Teknik dari Jurusan Teknik Elektro Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Penulis menyadari bahwa tanpa adanya dukungan dan bantuan dari berbagai pihak, maka sangat sulit bagi penulis untuk menyelesaikan Skripsi ini. Untuk itu penulis mengucapkan terima kasih kepada:

1. Orang tua dan keluarga saya yang telah memberikan bantuan dukungan material, moral, nasehat, semangat, dan doa yang tak terhingga nilainya;

2. Bapak Dr. Romi Wiryadinata, S.T., M.Eng. selaku Ketua Jurusan Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa;

3. Bapak Ir. Ri Munarto, M.Eng. selaku dosen pembimbing atas ilmu, arahan, motivasi dan nasihat-nasihat kepada Penulis selama ini;

4. Bapak Ricky Elson, B.Eng., M.Eng. dan Bapak M. Al Roshady Said Calle, S.T.

selaku pembimbing lapangan di PT. Lentera Bumi Nusantara atas waktu, kesabaran, dan ketersediaannya menemani dan memberikan ilmu, arahan dan nasihat-nasihat selama penelitian berlangsung;

5. Dan seluruh pihak yang telah membantu Saya dalam menyusun skripsi ini;

Penulis membuka diri atas kritik dan saran yang bersifat membangun. Harapan Penulis semoga Skripsi ini berguna sebagai acuan penelitian bagi penulis generasi selanjutnya dan bermanfaat bagi rekan-rekan lainnya yang membaca. Atas perhatiannya, penulis ucapkan terima kasih.

Cilegon, 5 Juli 2021

Danur Eka Riyanto

(5)

v

ABSTRAK

Danur Eka Riyanto Teknik Elektro

Perancangan Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) 3 kW untuk aplikasi penggerak Electrical Scooter

Electrical Scooter atau biasa sering disebut E-Scooter merupakan salah satu alternatif program green campus yang ramah lingkungan dan memiliki emisi gas buang nol.

Terdapat 2 topologi PMSM yang dapat diaplikasikan pada e-scooter, yaitu RFPM dan AFPM, RFPM dipilih karena menimbang sisi ekonomis yang lebih murah dibandingkan AFPM. Penelitian ini bertujuan untuk merancang, membandingkan performa dan memilih RFPMSM dengan topologi inner atau outer rotor yang cocok untuk aplikasi penggerak e-scooter dengan mempertimbangkan back EMF, torsi, torsi cogging, dan efisiensi yang diperoleh. Untuk mendapatkan parameter sebagai bahan pertimbangan tersebut digunakanlah software desain elektromagnetik dengan metode Finite Element Method (FEM). Hasil dari penelitian ini menunjukkan bahwa PMSM dengan outer rotor memiliki performa yang lebih tinggi dibandingkan dengan inner rotor dibeberapa parameter. Hal ini ditunjukkan oleh PMSM outer rotor dengan kombinasi 21 slot 10 pole yang menghasilkan torsi sebesar 34,74293 Nm dan torsi cogging yang kecil hanya sebesar 0,314555 Nm atau 0,851436% dari total torsi dengan back EMF sebesar 71,76553 V dengan efisiensi sebesar 94,42670487 %.

Kata kunci: Electrical Scooter, PMSM, RFPM, FEM

(6)

vi

ABSTRACT

Danur Eka Riyanto Teknik Elektro

Design 3 kW Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM) for Electrical Scooter Drive Applications

Electrical Scooters Electrical Scooter or commonly called E-Scooter is an alternative green campus program that is environmentally friendly and has zero exhaust emissions.

There are 2 PMSM topologies that can be applied to e-scooters, namely RFPM and AFPM, RFPM was chosen because it weighs the economical side which is cheaper than AFPM. This study aims to design, compare performance and select RFPMSM with inner or outer rotor topologies suitable for e-scooter drive applications taking into account the back EMF, torque, cogging torque, and efficiency obtained. To get parameters from its, electromagnetic design software with the Finite Element Method (FEM) method is used. The results of this study show that PMSM with outer rotor has a higher performance compared to inner rotor in several parameters. This is indicated by the PMSM outer rotor with a combination of 21 10 pole slots which produces a torque of 34.74293 Nm and a small cogging torque of only 0.314555 Nm or 0.851436%

of the total torque with an EMF back of 71.76553 V with an efficiency of 94.42670487%.

Keywords: Electrical Scooter, PMSM, RFPM, FEM

(7)

vii

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL ... i

LEMBAR PERNYATAAN KEASLIAN SKRIPSI ... ii

LEMBAR PENGESAHAN ... iii

KATA PENGANTAR ... iv

ABSTRAK ... v

DAFTAR ISI ... vii

DAFTAR TABEL ... ix

DAFTAR GAMBAR ... x

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1. Latar Belakang ... 1

1.2. Rumusan Masalah ... 5

1.3. Tujuan Penelitian ... 5

1.4. Manfaat Penelitian ... 5

1.5. Batasan Masalah ... 5

1.6. Sistematika Penulisan ... 6

BAB II TINJAUAN PUSTAKA ... 7

2.1. PMSM ... 7

2.2. Perancangan PMSM ... 10

2.2.1. Jumlah Slot dan Pole ... 11

2.2.2. Ukuran Motor ... 11

2.2.3. Rancangan Stator ... 15

2.2.4. Rancangan Rotor ... 19

2.2.5. Winding ... 20

2.3. Analisa Performa ... 23

2.3.1. Back EMF ... 23

2.3.2. Torsi ... 24

2.3.3. Rugi-rugi ... 24

(8)

viii

2.3.4. Efisiensi ... 25

2.4. FEM ... 25

2.4.1. Mengatur Material ... 25

2.4.2. Parameter Akurasi ... 26

2.5. Kajian Pustaka ... 22

BAB III METODOLOGI PENELITIAN... 29

3.1. Metodologi Penelitian ... 29

3.2. Komponen Penelitian ... 42

3.2.1. Perangkat Keras ... 42

3.2.1. Perangkat Lunak... 42

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 45

4.1. Back EMF ... 45

4.2. Torsi vs Speed ... 47

4.3. Simulasi Electromagnetic Field ... 54

4.4. Torsi Cogging ... 56

4.5. Pengujian terhadap Beban ... 58

4.6. Daya, Rugi-Rugi, dan Efisiensi ... 62

4.7. Advance Angle ... 63

BAB V PENUTUP ... 65

5.1. Kesimpulan ... 65

5.2. Saran ... 66

DAFTAR PUSTAKA ... 67

LAMPIRAN ... 70 LAMPIRAN A PERHITUNGAN ... A-1 LAMPIRAN B HASIL PERANCANGAN ... B-1

(9)

ix

DAFTAR TABEL

Tabel 2.1 Kajian pustaka ... 22

Tabel 3.1Spesifikasi e-scooter jenis e-moped yang beredar di pasaran ... 25

Tabel 3.2 Parameter kebutuhan motor PMSM untuk e-scooter ... 27

Tabel 3.3 Parameter mikro pada berbagai konfigurasi PMSM ... 28

Tabel 3.4 Spesifikasi laptop acer aspire e-14 ... 37

Tabel 4.1 Nilai back EMF maksimal ... 40

Tabel 4.2 Torsi maksimal pada masing-masing kombinasi ... 43

Tabel 4.3 Kerapatan fluks pada masing-masing kombinasi ... 45

Tabel 4.4 Torsi cogging maksimal pada masing-masing kombinasi ... 46

Tabel 4.5 Pengujian beban dengan variasi arus ... 46

Tabel 4.6 Spesifikasi rata-rata pada berbagai kombinasi dengan suplai arus 20 A .... 48

Tabel 4.7 Advance angle pada setiap sudut ... 49

(10)

x

DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1 Radial flux PMSM ... 8

Gambar 2.2 RFPM dengan topologi inner rotor dan topologi outer rotor ... 8

Gambar 2.3 Axial flux PMSM ... 9

Gambar 2.4 Desain stator dan rotor ... 14

Gambar 2.5 Single layer dan double layer ... 17

Gambar 2.6 Coil span pada single dan double layer ... 18

Gambar 2.7 Rangkaian ekivalen PMSM ... 19

Gambar 2.8 Meshing pada software (perangkat lunak) ... 21

Gambar 3.1 Diagram alir penelitian ... 24

Gambar 3.2 Diagram blok PMSM sebagai penggerak electrical scooter ... 25

Gambar 3.3 Acuan rancangan motor PMSM ... 26

Gambar 3.4 Rancangan 2D stator dan rotor pada kombinasi 12 slot 10 pole ... 29

Gambar 3.5 Material yang digunakan pada rancangan PMSM ... 30

Gambar 3.6 Perancangan stator ... 30

Gambar 3.7 Parameter stator 12 slot 10 pole pada aplikasi FEM ... 31

Gambar 3.8 Boundary condition dan finite element meshing pada desain PMSM .... 31

Gambar 3.9 Parameter winding stator 12 slot 10 pole pada aplikasi FEM ... 32

Gambar 3.10Perancangan winding ... 33

Gambar 3.11Bentuk gelombang kumparan pada kombinasi 12 slot 10 pole ... 33

Gambar 3.12Hubungan kumparan 3 fasa ... 34

Gambar 3.13 Parameter rancangan rotor ... 35

Gambar 3.14 Bentuk akhir stator dan rotor pada konfigurasi outer rotor ... 35

Gambar 3.15 Bentuk akhir stator dan rotor pada konfigurasi inner rotor ... 35

Gambar 4.1 Perbandingan back EMF dari beberapa kombinasi slot dan pole ... 39

Gambar 4.2 Grafik torsi terhadap kecepatan beberapa kombinasi slot dan pole ... 40

Gambar 4.3 Torsi beberapa kombinasi slot dan pole pada outer rotor ... 41

Gambar 4.4 Torsi beberapa kombinasi slot dan pole pada inner rotor ... 42

(11)

x

Gambar 4.5 Analisis field topologi pada outer rotor ... 44

Gambar 4.6 Analisis field topologi pada inner rotor ... 44

Gambar 4.7 Torsi cogging semua kombinasi slot dan pole ... 45

Gambar 4.8 Grafik arus vs torsi ... 47

(12)

1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dunia telah mencatat bahwa sektor transportasi telah berkontribusi sebesar 15,5% dari total Global Warming Potential (GWP) [1]. Berdasarkan beberapa studi, kendaraan dengan bahan bakar fossil atau Internal Combustion Engine (ICE) berperan sangat besar dalam menyumbang polusi dari emisi gas buang kendaraan tersebut yang diakibatkan dari meledaknya jumlah kendaraan ICE yang digunakan. Kemudian berbagai studi bermunculan untuk mengganti kendaraan ICE tersebut, salah satunya adalah E-scooter, karena menawarkan beberapa keuntungan seperti nol emisi gas buang, kenyamanan, hemat perawatan, jarak tempuh yang tinggi serta meminimalisir polusi udara dan kebisingan yang kecil [2]. Selain itu penggunaan E-sooter ini dapat mendukung program green campus yang sedang diusung oleh berbagai Universitas termasuk Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

Pada kampus Sindang Sari merupakan tempat diusungnya green campus pada Universitas Sultan Ageng Tirtayasa, perlu memperhatikan kondisi lingkungan yang berupa perbukitan dengan banyak tanjakan yang secara langsung membutuhkan torsi yang tinggi dan karakteristik torsi yang sehalus mungkin. Sehingga perlu memperhatikan rancangan penggerak dari E-scooter itu sendiri untuk mendapatkan motor penggerak yang memiliki efisiensi tinggi, kecepatan tinggi, dan torsi tinggi [3][4][5]. Permasalahan tersebut perlu diatasi pada rancangan motor penggerak untuk mendapatkan performa motor yang diinginkan. E-Scooter memiliki 3 jenis diantaranya adalah electric kick scooter, self-balancing scooter, dan, electric moped. Electric Moped (E-Moped) menjadi pilihan karena memiliki daya yang paling besar yaitu 1,5 kW sampai 5 kW dan memiliki torsi yang besar pula.

(13)

2

Diperlukan pertimbangan untuk memilih jenis motor yang digunakan untuk mengatasi permasalahan tersebut, salah satu alternatif jenis motor yang dapat digunakan untuk E-Scooter adalah Permanent Magnet Synchronous Motor (PMSM), walaupun PMSM memiliki control yang sulit tapi untuk control E-scooter yang bersifat transient (sementara) dalam operasi normalnya dapat mengurangi ripple torsi yang sangat dibutuhkan oleh E-scooter karena karakteristik torsi yang dimiliki harus sehalus mungkin. Selain itu karakteristik PMSM secara umum memiliki kerapatan daya dan torsi yang tinggi, efisiensi yang tinggi, operasi jangka panjang, tidak bising, dan jangkauan kecepatan yang tinggi [5][6][7][8][9][10]. Alasan lain mengapa PMSM menjadi pilihan untuk sistem penggerak karena PMSM merupakan motor listrik yang menggunakan magnet permanen yang telah diketahui bahwa motor magnet permanen memiliki keuntungan efisiensi yang tinggi dibandingkan dengan motor lain yang masih menggunakan eksitasi dari lilitan elektromagnetik (eksitasi lilitan), power factor yang lebih tinggi dibandingkan motor sinkron, tingginya kerapatan daya untuk penggunaan di bawah 10 kW yang secara langsung memiliki ukuran yang kecil dibandingkan dengan motor sinkron (eksitasi lilitan), transfer panas yang lebih baik dibandingkan motor sinkron (eksitasi lilitan), usia motor yang lebih lama dibandingkan motor DC, kecepatan yang lebih tinggi, ukuran yang lebih kecil dibandingkan motor DC, serta transfer panas yang lebih baik dibandingkan motor DC [11][12][13].

Terdapat 2 topologi PMSM yang dapat diaplikasikan pada E-Scooter jenis e- moped, yaitu Radial Flux Permanent Magnet (RFPM) SM, dan Axial Flux Permanent Magnet (AFPM) SM. Jika dilihat dari sisi pendinginan motor jenis AFPM memiliki pendinginan yang lebih baik dibandingkan dengan jenis RFPM, hal ini sangat penting untuk dipertimbangkan karena magnet dan isolator magnet tidak dapat mencapai suhu di atas 150° [14]. Namun biaya manufacturing dari stator AFPM sangat mahal [14], karena itu topologi ini tidak dipilih, sehingga RFPM dipilih menjadi subjek rancangan penelitian ini. Walaupun sistem pendinginan dari RFPM tidak sebaik AFPM, akan tetapi dari segi biaya manufacturing RFPM lebih murah, karena memiliki desain yang

(14)

3

lebih sederhana. Selain itu jenis ini memiliki kerapatan daya dan torsi yang baik dan efisiensi yang masih terbilang tinggi, hal ini yang menjadi solusi untuk mencapai tujuan rancangan motor yang memiliki efisiensi yang tinggi dan berat motor yang ringan [14][15]. Pada toplogi RFPM pun terbagi menjadi 2 lagi berdasarkan letak rotor berada pada sisi dalam (inner rotor) atau sisi luar (outer rotor). Keduanya mempunyai karakteristik yang berbeda yang akan menjadi pertimbangan dan dibandingkan untuk memilih topologi mana diantara jenis tersebut yang menjadi aplikasi penggerak E- scooter jenis E-moped.

Aspek perancangan perlu dipertimbangkan sebagai acuan saat merancang PMSM. Salah satu aspek tersebut adalah pemilihan jumlah slot dan pole. Pemilihan kombinasi jumlah slot dan pole yang tepat dapat meningkatkan performa dan mengurangi biaya dari rancangan motor yang dirancang [16]. Hal ini menjadi aspek utama dalam merancang motor karena pada aplikasi penggerak hal ini membuat flux linkage dan kerapatan torsi memiliki nilai semaksimal mungkin. Jumlah slot dan pole yang beredar saat ini bermacam-macam tergantung dengan performa keluaran yang diinginkan. Ada batas jumlah pole yang dapat digunakan berdasarkan kecepatan putar yang diinginkan, karena semakin banyak pole yang digunakan pada PMSM maka kecepatan putar yang dapat didapatkan akan semakin kecil selain itu jumlah pole yang terlalu besar akan membawa kesulitan saat manufaktur untuk stator [16]. Masalah lain pada jumlah slot dan pole yang beredar saat ini masih berupa nilai yang integer untuk slot per pole per phase (q), motor dengan kombinasi slot dan pole berupa integer memiliki ripple torsi yang tinggi, hal ini perlu dihindari dengan memilih topologi PMSM yang berupa fractional dengan concentrated winding [17]. Sehingga dipilihlah konfigurasi berupa 9 slot 8 pole, 12 slot 10 pole, 18 slot 8 pole, dan 21 slot 10 pole untuk menyelesaikan masalah-masalah tersebut.

Aspek-aspek perancangan akan dianalisa untuk aplikasi penggerak e-scooter dengan jenis e-moped dengan menggunakan software berbasis Finite Element Method (FEM) untuk mendapatkan keluaran performa yang diinginkan dengan mempertimbangkan transfer panas yang dapat dilihat dari distribusi fluks pada

(15)

4

rancangan PMSM. Selanjutnya karakteristik dan performa inner rotor dan outer rotor akan dibandingkan dengan semua konfigurasi yang paling mendekati dengan tujuan objektif dari penelitian ini.

1.2 Rumusan Masalah

Berdasarkan latar belakang masalah, maka dapat dirumuskan masalah pada penelitian skripsi ini sebagai berikut;

1. Bagaimana kriteria merancang motor PMSM yang digunakan untuk aplikasi penggerak E-Scooter?

2. Bagaimana menentukan tipe motor PMSM inner rotor atau outer rotor yang sesuai untuk aplikasi penggerak E-Scooter?

3. Bagaimana Peforma motor yang dipilih untuk aplikasi penggerak E-Scooter?

1.3 Tujuan Penelitian

Tujuan dari penelitian skripsi yang akan dilakukan ini adalah sebagai berikut, 1. Merancang motor PMSM dengan kriteria yang sesuai untuk aplikasi penggerak

E-Scooter.

2. Mengetahui tipe motor PMSM inner rotor ataupun outer rotor yang sesuai digunakan pada E-Scooter.

3. Memilih performa motor berdasarkan kriteria efisiensi, torsi, daya, dan torsi cogging yang baik untuk aplikasi penggerak E-Scooter.

1.4 Manfaat Penelitian

Manfaat dari penelitian ini adalah mengetahui cara merancang PMSM yang sesuai digunakan pada e-scooter sebagai alternatif sarana transportasi dalam kampus Universitas Sultan Ageng Tirtayasa Sindang Sari yang memiliki semboyan green campus.

(16)

5

1.5 Batasan Masalah

Untuk memfokuskan pembahasan dalam penelitian ini, maka masalah dibatasi sebagai berikut;

1. Masalah yang diatasi hanya dari sisi penggerak motornya secara elektromagnetik.

2. Topologi magnet yang digunakan adalah radial flux PMSM baik outer rotor dan inner rotor untuk aplikasi e-scooter.

3. Metode yang digunakan dalam menganalisis rancangan motor adalah Finite Element Method (FEM)

4. Material yang digunakan pada inti besi rotor dan stator adalah M250-50 A 5. Material yang digunakan pada magnet permanen adalah Neodymium Iron

Boron: 48/11

6. Material yang digunakan pada lilitan adalah Copper : 577e7 siemens/meter

1.6 Sistematika Penulisan

Mengenai permasalahan yang akan dibahas dalam penulisan penelitian ini, secara garis besar isi dari setiap bab dengan sistematika pembahasan sebagai berikut :

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menjelaskan tentang latar belakang masalah dalam penelitian ini, rumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, dan sistematika penulisan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisikan teori-teori yang dibutuhkan dalam penelitian, yang diantaranya mengenai PMSM, perancangan PMSM, peforma PMSM, Finite Element Method (FEM), dan kajian pustaka.

(17)

6

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini membahas tentang metode-metode yang digunakan pada penelitian skripsi ini, yaitu meliputi metode penelitian, rancangan penelitian, dan komponen penelitian.

BAB IV ANALISIS DAN PEMBAHASAN

Bab ini menjelaskan tentang pembahasan utama yaitu, back EMF, torsi vs speed, simulasi electromagnetic field, torsi cogging, pemgujian terhadap beban, daya, rugi-rugi, dan efisiensi, serta advance angle.

BAB V PENUTUP

Bab ini membahas tentang kesimpulan dan saran, dimana kesimpulan diperoleh dari uraian-uraian hasil penjelasan laporan penelitian skripsi yang dipaparkan secara singkat, padat dan jelas.

(18)

DAFTAR PUSTAKA

[1] Khande, P. M. S., A. S. Patil, G. C. Andhale, and R. S. Shirsat, “Design and Development of Electric scooter,” no. May, 2020.

[2] Anonim, Electric Two-Wheelers in India and Viet Nam, no. 2 (30). 2009.

[3] Libert, F., and J. Soulard, “DESIGN STUDY OF A DIRECT-DRIVEN SURFACE MOUNTED PERMANENT DESIGN STUDY OF A DIRECT- DRIVEN SURFACE MOUNTED PERMANENT MAGNET MOTOR FOR LOW SPEED APPLICATION,” no. May, 2014.

[4] Rechkemmer, K., O. Sawodny, K. Sabrina, K. Rechkemmer, and S. K.

Rechkemmer, “ScienceDirect Modeling of a Permanent Magnet Modeling of a Permanent Magnet Modeling of a Permanent Magnet for Synchronous Motor of E-Scooter Modeling of a Permanent Magnet for Synchronous Motor of E- Scooter Synchronous Motor of E-Scooter for Simulation w,” IFAC- PapersOnLine, vol. 50, no. 1, pp. 4769–4774, doi: 10.1016/j.ifacol.2017.08.956.

[5] Ravi, N., S. Ekram, and D. Mahajan, “Design and Development of a In-Wheel Brushless D.C. Motor Drive for an Electric Scooter,” pp. 8–11.

[6] Kovacik, M., P. Rafajdus, and S. Kocan, “ScienceDirect ScienceDirect Comparison of Various PMSM Rotor Topologies for High-speed Comparison of Various PMSM Rotor Topologies for High-speed Drives in Automotive Applications Drives in Automotive Applications,” Transp. Res. Procedia, vol.

55, no. 2019, pp. 995–1002, 2021, doi: 10.1016/j.trpro.2021.07.070.

[7] Ilka, R., Y. Alinejad-beromi, and H. Yaghobi, “Cogging Torque Reduction of Permanent Magnet Synchronous Motor using Multi-objective Optimization,”

Math. Comput. Simul., 2018, doi: 10.1016/j.matcom.2018.05.018.

[8] Shi, Z., X. Sun, Y. Cai, X. Tian, and L. Chen, “Design optimisation of an outer- rotor permanent magnet synchronous hub motor for a low-speed campus patrol EV,” pp. 2111–2118, 2020, doi: 10.1049/iet-epa.2020.0130.

[9] Sharouni, S., P. Naderi, M. Hedayati, and P. Hajihosseini, “and aircraft

(19)

applications,” no. July 2020, pp. 243–254, 2021, doi: 10.1049/elp2.12019.

[10] Paitandi, S., and M. Sengupta, “Design, fabrication and parameter evaluation of a surface mounted permanent magnet synchronous motor,” 2014 IEEE Int. Conf.

Power Electron. Drives Energy Syst. PEDES 2014, pp. 9–14, 2014, doi:

10.1109/PEDES.2014.7042047.

[11] Senevirathna N., “Design of a Permanent Magnet Synchronous Motor for an Electric Traction Application Hewa Gamage Nandun Senevirathna,” 2020.

[12] Sorgdrager, A. J., and A. J. Grobler, “Influence of magnet size and rotor topology on the air-gap flux density of a radial flux PMSM,” Proc. IEEE Int.

Conf. Ind. Technol., pp. 337–343, 2013, doi: 10.1109/ICIT.2013.6505695.

[13] Łebkowski, A., “Design, analysis of the location and materials of neodymium magnets on the torque and power of in-wheel external rotor PMSM for electric vehicles,” Energies, vol. 11, no. 9, 2018, doi: 10.3390/en11092293.

[14] Martínez, D., “Design of a Permanent-Magnet Synchronous Machine with Non- Overlapping Concentrated Windings Design of a Permanent-Magnet Synchronous Machine with Non-Overlapping Concentrated Windings for the Shell Eco Marathon Urban Prototype,” pp. 66–114, 2012.

[15] Fauziayanti, R., “PERANCANGAN BRUSHLESS DC ( BLDC ) MOTOR UNTUK APLIKASI SKUTER LISTRIK MENGGUNAKAN FINITE ELEMENT METHOD ( FEM ),” 2021.

[16] Xu, P., K. Shi, Y. Sun, and H. Zhua, “Effect of pole number and slot number on performance of dual rotor permanent magnet wind power generator using ferrite magnets,” AIP Adv., vol. 7, no. 5, 2017, doi: 10.1063/1.4974497.

[17] Meier, F., and J. Soulard, “PMSMs with Non-Overlapping Concentrated Windings: Design Guidelines and Model References,” Ecol. Veh. Renew.

Energies EVER 09, no. September, pp. 26–29, 2009, [Online]. Available:

http://scholar.google.com/scholar?hl=en&btnG=Search&q=intitle:PMSMs+wit h+Non-

Overlapping+Concentrated+Windings+:+Design+Guidelines+and+Model+Ref

(20)

erences#0.

[18] Ba, X., Z. Gong, Y. Guo, C. Zhang, and J. Zhu, “Development of Equivalent Circuit Models of Permanent Magnet Synchronous Motors Considering Core Loss,” Energies, vol. 15, no. 6, 2022, doi: 10.3390/en15061995.

[19] Jung, J. W., J. J. Lee, S. O. Kwon, J. P. Hong, and K. N. Kim, “Equivalent circuit analysis of interior permanent magnet synchronous motor considering magnetic saturation,” 24th Int. Batter. Hybrid Fuel Cell Electr. Veh. Symp. Exhib. 2009, EVS 24, vol. 1, pp. 424–428, 2009.

[20] Pérez, S. R., “Analysis of a light permanent magnet in-wheel motor for an electric vehicle with autonomous corner modules an electric vehicle with autonomous corner modules,” 2011.

[21] Atallah, K., D. Howe, P. H. Mellor, and D. A. Stone, “Rotor loss in permanent magnet brushless AC machines,” IEEE Int. Electr. Mach. Drives Conf. IEMDC 1999 - Proc., vol. 36, no. 6, pp. 60–62, 1999, doi:

10.1109/IEMDC.1999.769027.

[22] Meier, F., Permanent-Magnet Synchronous Machines with Non-Overlapping Concentrated Windings for. 2008.

[23] Zhu J. G., and V. S. Ramsden, “Improved Formulations for Rotational Core Losses in Rotating Electrical Machines,” vol. 34, no. 4, pp. 2234–2242, 1998.

[24] Hendershot, J.R., and T.J.E Miller, "Design of Brushless Permanent-Magnet Machines", USA, 1994.

[25] Soong, W., “Sizing of electrical machines,” Power Eng. Brief. Notes, vol. 9, no.

2, pp. 17–18, 2008, [Online]. Available:

http://www.eleceng.adelaide.edu.au/research/power/pebn/pebn009 sizing of electrical machines.pdf.

[26] Masmoudi, A., Y. Tang, J. J. h. Paulides, E. Kazmin, and E. A. Lomonova,

“Investigation of winding topologies for permanent magnet in-wheel motors,”

COMPEL - Int. J. Comput. Math. Electr. Electron. Eng., vol. 31, no. 1, pp. 88–

107, 2011, doi: 10.1108/03321641211184841.

(21)

[27] Goryca, Z., and A. Pakosz, “Model of the multipolar engine with decreased cogging torque by asymmetrical distribution of the magnets,” pp. 42–45, 2018.

[28] Jussila, H., P. Salminen, M. Niemelä, and J. Pyrhönen, “Guidelines for designing concentrated winding fractional slot permanent magnet machines,”

POWERENG 2007 - Int. Conf. Power Eng. - Energy Electr. Drives Proc., pp.

191–194, 2007, doi: 10.1109/POWERENG.2007.4380186.

[29] Anonim, “T HE E FFECT OF M AGNET S TRUCTURE ON THE C OGGING T ORQUE,” 2021.

[30] Chikouche, B. L., K. Boughrara, and R. Ibtiouen, “Cogging Torque Minimization of Surface-Mounted Permanent Magnet Synchronous Machines Using Hybrid Magnet Shapes,” vol. 62, pp. 49–61, 2015.

[31] Rezaeealam, B., and F. Rezaee-alam, “Optimization of Permanent Magnet Synchronous Motors Using Conformal Mappings,” vol. 32, no. 10, pp. 915–923, 2017.

[32] Taha, H. M., and I. Alnaab, “Designs of PMSMs with Inner and Outer Rotors for Electric Bicycle Applications,” Kurdistan J. Appl. Res., vol. 4, no. 1, pp. 20–

25, 2019, doi: 10.24017/science.2019.1.4.

[33] Lee, J., B. Woo, J. Kim, and H. Oh, “In-wheel Motor Design for an Electric Scooter,” vol. 12, no. 6, pp. 2307–2316, 2017.

[34] Fodorean, D., and L. Szabo, “Study of PMSM for E-Scooter.pdf.” Trans Tech Publications Ltd, Switzerland, pp. 397–404, 2013.

[35] Srivastava, S. P. and Agarwai Pramod, "A comprehensive analysis and implementationof vector of permanent magnet synchronous motor", India, 2014