This study investigates the optimization of rotor design in Permanent Magnet Generators (PMG) using the Finite Element Method (FEM) focus on reducing cogging torque and optimizing magnetic flux distribution. The research addresses cogging torque reduction on a fractional slot PMG design comprising 18 slots and 8 poles. Cogging torque and magnetic flux distribution in the air gap of electrical machines are critical parameters associated with the machine’s capability to generate electrical or mechanical energy. Cogging torque is a major issue inherent to PMGs, appearing at the design stage due to machine material influences. This research emphasizes cogging torque mitigation at the design phase by applying a combination of magnet slotting and edge shaping techniques on the rotor magnets. The design optimization process employs Response Surface Methodology (RSM) with performance validation and analysis conducted via Finite Element Magnetic Method (FEMM) version 4.2. The combined slotting and edge shaping technique with a specific shaping angle resulted in a cogging torque value of 0.00000160345 N·m in the third experimental design, reduced from 0.0002100367 N·m in the baseline structure. Consequently, cogging torque was decreased by 99.24%. The proposed design also demonstrated a reduction in flux density from 1.425 Tesla to 1.376 Tesla, meets the maximum allowable limit of 1.5 Tesla.

Penelitian ini melakukan kajian optimasi desain rotor pada Generator Magnet Permanen dengan metode elemen hingga yang berfokus pada pengurangan torka cogging dan optimalisasi distribusi fluks magnet. Penelitian membahas pengurangan torka cogging pada desain generator magnet permanen dengan jumlah alur fraksional sebanyak 18 alur dan 8 kutub. Torka cogging dan distribusi fluks magnetik pada celah udara mesin listrik merupakan parameter kunci yang berhubungan dengan kemampuan mesin dalam menghasilkan energi listrik atau mekanik. Torka cogging merupakan masalah utama pada generator magnet permanen yang telah muncul sejak tahap desain akibat pengaruh material mesin. Penelitian ini memfokuskan pengurangan torka cogging pada tahap desain dengan menerapkan kombinasi teknik magnet coakan (sloting) dan pangkasan (Shaping) pada magnet rotor. Proses penentuan desain di optimasi dengan metode Response Surface Methodology di mana performansi desain Generator divalidasi dan dianalisis menggunakan metode elemen hingga magnetik (FEMM versi 4.2). Teknik kombinasi coakan dan pangkasan pada ujung magnet dengan sudut pangkasan spesifik menghasilkan torka cogging pada struktur generator pada desain percobaan ke tiga dengan nilai torka cogging sebesar 0,00000160345 N.m, menurun dari 0,0002100367 N.m pada struktur dasar. Dengan demikian, torka cogging dapat dikurangi sebesar 99,24%. Nilai kerapatan fluks pada desain yang diusulkan juga menurun dari 1,425 Tesla menjadi 1,376 Tesla, memenuhi kriteria batas maksimum 1,5 Tesla.