Simulasi dan Deteksi Hubung Singkat Impedansi Tinggi pada Stator Motor Induksi Menggunakan Arus Urutan Negatif

Transkripsi

1 Simulai dan Deteki Hubung Singkat Impedani Tinggi pada Stator Motor Induki Menggunakan Aru Urutan Negatif Muhammad Amirul Arif Doen Pembimbing :. Dima Anton Afani, ST., MT., Ph. D.. I G. N. Satriyadi Hernanda, ST., MT. Juruan Teknik Elektro Fakulta Teknologi Indutr Intitut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya

2 Preentai ini berii. Pendahuluan. Tujuan 3. Metodologi 4. Bataan maalah 5. Pemodelan yang digunakan 6. Simulai dan analia 7. Keimpulan 8. Saran

3 PENDAHULUAN Kontruki Motor Induki 3 Faa yang Terhubung Singkat: 36% ganggunan pada motor induki terjadi pada tator, hal ini bia diebabkan karena hubung ingkat pada belitan tator. 3

4 TUJUAN Mendeteki gangguan hubung ingkat pada belitan tator motor induki ecara dini. Mengetahui pemodelan yang tepat dan dapat menimulaikan motor induki tiga faa yang tidak eimbang dengan menganalia aru urutan negatif, poitif, dan nol pada motor induki terebut. Membandingkan aru mana yang paling baik mendeteki kondii hubung ingkat pada belitan motor induki. 4

5 METODOLOGI Mulai Pengambilan data motor Menentukan parameter yang digunakan untuk pengujian untuk Simulai dan pengumpulan data Analia data hail imulai Keimpulan Penulian buku Tuga Akhir 5

6 BATASAN MASALAH. Kondii awal umber tiga faa diaumikan eimbang.. Jeni imulai adalah A. Hubung ingkat antar belitan tator (horted turn). B. Hubung ingkat antar belitan di tator (horted turn) dengan ariai impedani C. Kondii umber pada tator motor tidak eimbang D. Kondii belitan tator pada motor tidak eimbang E. Motor induki diberi beban pada rotor 3. Faa yang mengalami gangguan dan hubung ingkat belitan adalah faa A 4. Deteki gangguan aat motor dalam operai teady tate 6

7 PERMODELAN MOTOR INDUKSI TIGA FASA 7

8 Permodelan Ideal Motor Induki 3 Faa a ω r. -c ar -br cr -b θ r a axi b -cr br -ar c -a M. Arkan, D. Kotic-Peroic, P. J. Unworth, Modelling and Simulation of Induction Motor with Inter-turn Fault for Diagnotic, Eleier,

9 9 Pemodelan dua faa yang digunakan adalah qd0 tationary reference frame Pemodelan dua faa yang digunakan adalah qd0 tationary reference frame. Dimana pada qd0 tationary reference frame dimana. [ ] (6) 3 in 3 in in 3 co 3 co co 3 ) ( π θ π θ π θ π θ qdo = θ T 0 = = θ ω [ ] ) ( = Tqdo θ ω=θ =0

10 Model motor induki yang yang dihubung ingkat pada belitan di q-axi Hubungan antara q-axi ator dan rotor erta d-axi tator dan rotor bia dilihat pada gambar dibawah ini. q - r d r q - - rext - q - h q q λ h q = h q Sehingga pλ r i () h h h ( r i ) dt (3) = q q q q q q Dimana Dimana h q r qd 0 = pλ r = r r h q 3 r r i h h q q r r 3 r 3 r r 3 33 () 0

11 Peramaan tator dan rotor pada q-axi dan d-axi Jadi peramaan untuk fluk q-axi tator dan rotor adalah: λq = λ = r q ( h r i r i ) q dt (4) ( r r r ω λ r i ) dt (5) r d q r q q Jadi peramaan untuk fluk d-axi tator dan rotor adalah: d λ λ d r q = = ( r i r i ) d dt (6) ( r r r ω λ r i ) dt (7) r q q r d d

12 Sehingga peramaan aru tiga faa dalam pemodelan ini adalah: d q c d q b q a (9) 3 i i i i i i i i i i i = = = [ ] (8) 3 in 3 co 3 in 3 co in co ) ( π θ π θ π θ π θ θ qdo = θ T ω=θ =0 [ ] = 0 0 ) T f f f (θ f f f d q qd c b a qd0 tationary reference frame dikembalikan ke faa abc

13 Software Permodelan Motor Induki 3 Faa 3

14 Parameter Motor Parameter motor yang digunakan untuk pemodelan : Parameter Motor Daya (rating) 750 Watt Pf 0.8 Reitani tator 3.35 ohm Ineria rotor (J) 0.kg/m Induktani rotor Tegangan rating 6.94 mh. 00 Volt Jumlah kutub 4 Frekueni 60 Hz Jumlah belitan perphaa 5 Reitani rotor I(rating).99 ohm.7 A 4

15 Simulai motor induki dengan qd0 tationary reference frame waktu Plot Characteritic m 0π q-axi Per. Per. Per. abc to qd0 x rotor qd0 to abc x Load mux Damping Coefficient d-axi SC witch zero equence mux 5

16 SIMULASI DAN ANALISIS 6

17 MOTOR INDUKSI 3 FASA SEIMBANG TIDAK SEIMBANG MOTOR DALAM KONDISI BERBEBAN HUBUNG SINGKAT ANTAR BELITAN KONDISI SUMBER PADA MOTOR TIDAK SEIMBANG HUBUNG SINGKAT ANTAR BELITAN DI STATOR DENGAN VARIASI IMPEDANSI KONDISI BELITAN PADA STATOR TIDAK SEIMBANG

18 Kondii Motor Seimbang 8

19 Aru Urutan Poitif, Negatif, dan Nol aat kondii normal 8 Aru Urutan Poitif 6 4 Aru (A) Waktu (detik) Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Muncul Aru (A) Waktu (detik) Aru urutan nol Aru Urutan Negatif = 0 Aru (A) Aru Urutan Nol = Waktu (detik) 9

20 Hubung Singkat pada Salah Satu Faa 0

21 Kondii Hubung Singkat Pada Salah Satu Faa a b c Shorted Turn Pada Belitan Faa a

22 Aru Urutan Poitif, Negatif, dan Nol aat 5 belitan dihubung ingkat 6 Aru Urutan Poitif Aru Urutan Negatif 4 Aru (A) 0 8 Aru (A) Waktu (S) Waktu (detik) Muncul tidak bear Muncul ignifikan

23 Kondii Belitan Dihubung Singkat Pada Faa A Hubung Aru (A) Singkat Urutan Urutan (belitan) Negatif Poitif Urutan Nol E E E E E E E E E E-09 KENAIKAN LINEAR DENGAN HUBUNG SINGKAT Dimana ARUS URUTAN NEGATIF NAIK LEBIH SIGNIFIKAN 3

24 Kondii Belitan Dihubung Singkat Pada Faa A Hubung Aru (A) ingkat Urutan Urutan (belitan) Negatif Poitif Urutan Nol E E E E E E E E E E E-09 KENAIKAN LINEAR DENGAN HUBUNG SINGKAT dimana ARUS URUTAN NEGATIF NAIK LEBIH SIGNIFIKAN 4

25 Grafik Perbandingan Aru Urutan Poitif, Negatif, Nol Saat Belitan Dihubung Singkat Pada Faa A Aru Urutan Poitif, Aru Urutan Negatif, Aru Urutan Nol Aru (A) Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Aru Urutan Nol Zooming Jumlah belitan yang dihubung ingkatkan pada faa A 5

26 Aru Urutan Negatif, Poitif, Nol Belitan Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Aru Urutan Nol Aru Urutan Negatif naik lebih ignifikan dari Aru Urutan Poitif 6

27 Hubung Singkat Dengan Variai Impedani 7

28 Simulai Hubung Singkat Dengan Variai Impedani Parameter Impedani :. Rf = 0.. Rf = Rf = 4. Rf = 8

29 Belitan Dihubung Singkat Di Faa A Dengan Variai Impedani Hubung Aru Urutan Aru Urutan Aru Urutan Rf Singkat Negatif Poitif Nol (belitan) Ω (A) (A) (A) E E E E E E E E E E- KENAIKAN IMPEDANSI BERBANDING TERBALIK DENGAN ARUS, Aru urutan negatif dengan hubung ingkat pada belitan di faa A walaupun dalam impedani tinggi,maih lebih bear arunya dari kondii tanpa hubung ingkat yang bernilai

30 Belitan Dihubung Singkat Di Faa A Dengan Variai Impedani Hubung Singkat Rf Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Aru Urutan Nol (belitan) Ω (A) (A) (A) E E E E E E E E E E-09 KENAIKAN IMPEDANSI BERBANDING TERBALIK DENGAN ARUS 30

31 Aru (A) Aru Urutan Poitif, Negatif, Nol Saat Kondii Belitan Dihubung Singkat Dengan Variai Impedani Aru Urutan Negatif Dengan Perubahan Rf Hubung ingkat belitan Hubung ingkat 5 belitan Hubung ingkat 5 belitan Hubung ingkat 30 belitan Hubung ingkat 60 belitan Aru (A) Aru Urutan Poitif Dengan Perubahan Rf Hubung ingkat belitan Hubung ingkat 5 belitan Hubung ingkat 5 belitan Hubung ingkat 30 belitan Hubung ingkat 60 belitan Impedani tinggi (ohm) Aru (A) x Aru Urutan Nol Dengan Perubahan Rf Hubung ingkat belitan Hubung ingkat 5 belitan Hubung ingkat 5 belitan Hubung ingkat 30 belitan Hubung ingkat 60 belitan Impedani Tinggi (ohm) Impedani Tinggi (ohm) 3

32 Motor Dengan Pembebanan 3

33 Motor Dengan Pembebanan Dalam imulai ini, rotor pada motor induki diberikan pembebanan dengan kondii 0%, 0%, 30%, 40%, 50%, 60%, 70%, 80%, 90%, dan 00% maka akan dilihat kondii dari aru urutan negatif, aru urutan poitif, dan aru urutan nol pada motor terebut. 33

34 Aru Ketika Motor Diberi Pembebanan Load(%) Negatie Sequence Poitie Sequence Zero Sequence 0 3.0E E E E E E E E E E E E E E E E E E-0 00.E E- ARUS URUTAN POSITIF LINEAR DENGAN PEMBEBANAN 34

35 Aru Urutan Poitif, Negatif Dan Nol Saat Motor Diberi Pembebanan 4 3 Aru Urutan Poitif, Negatif, Nol Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Aru Urutan Nol Aru (A) Aru Urutan Negatif dan Aru Urutan Nol yang Pembebanan (%) Aru Urutan Poitif naik linier dengan bear beban yang diberikan Aru Urutan Negatif tetap bernilai nol Aru Urutan nol tetap bernilai nol 35

36 Kondii Motor Dengan Sumber Yang Tidak Seimbang 36

37 Kondii Motor Dengan Sumber Yang Tidak Seimbang A a B C 37

38 Kondii Sumber Pada Faa A Tidak Seimbang Nilai V Negatie Sequence Poitie Sequence Zero Sequence 50% % % % % % E-09 0% % % % % Ketika mendekati kondii umber eimbang aru urutan negatif mengecil edangkan aru urutan poitif membear mengikuti bear tegangan 38

39 Grafik Aru Urutan Poitif, Negatif dan Nol Ketika Kondii Sumber Tidak Seimbang 4 Aru Urutan Poitif, Negatif, Nol 3 Aru (A) Sumber tidak eimbang (%) Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Aru Urutan Nol 39

40 Kondii Belitan Pada Faa A Tidak Seimbang Dengan Faa Yang Lainnya 40

41 Kondii Belitan Pada Faa A Tidak Seimbang Dengan Faa Yang Lainnya a Na Nb Nb = Nc 4

42 Aru Ketika Kondii Belitan Pada Faa A Tidak Seimbang Na Negatie equence poitie equence zero equence E E E E E E E E E E-09 KENAIKAN BERBANDING TERBALIK DENGAN JUMLAH LILITAN 4

43 Aru Ketika Kondii Belitan Pada Faa A Tidak Seimbang Na Negatie equence poitie equence zero equence E E E E E E E E E E E-09 KENAIKAN BERBANDING TERBALIK DENGAN JUMLAH LILITAN 43

44 Grafik aru urutan poitif, negatif, nol ketika belitan pada faa A tidak eimbang Aru Urutan Poitif, Negatif, Nol Aru Urutan Negatif Aru Urutan Poitif Aru Urutan Nol Aru Belitan di faa A 44

45 Dari kelima percobaan diata didapat tabel eperti dibawah ini Simulai Hubung ingkat pada faa A Hubung ingkat pada faa A dengan ariai reitani Sumber pada faa A Belitan pada faa A Motor berbeban kondii motor Aru urutan negatif Aru urutan poitif Aru urutan nol eimbang E-09 Tidak eimbang 00% Hubung ingkat 60 impedani 0 Ω Hubung ingkat 60 impedani Ω E E E-0 eimbang 6.E E-09 tidak eimbang 50% eimbang E-09 Tidak eimbang 00% eimbang beban 00% E E E-09 45

46 Keimpulan & Saran 46

47 Keimpulan. Aru urutan negatif dapat mendeteki kondii hubung ingkat pada motor induki di faa A dengan baik karena aru urutan negatif bernilai mendekati nol aat kondii tidak ada hubung ingkat dan bernilai 7,58 A aat hubung ingkat 00% lebih ignifikan dari aru urutan poitif. Yang bernilai.5a pada aat tidak ada hubung ingkat dan bernilai 8.5A aat kondii hubung ingkat 00%. Aru urutan negatif maih punya kelemahan yaitu aru terebut maih terpengaruh kondii umber tidak eimbang dan belitan tidak eimbang ehingga bila dipakai langung metode ini bia menimbulkan alah deteki hubung ingkat dengan ketidak eimbangan yang lain. 47

48 Saran Simulai yang dirancang dapat di aplikaikan untuk pendetekian hubung ingkat di belitan tator motor induki ecara dini, tapi mai butuh metode lain agar aru urutan negatie tidak terpengaruh oleh kondii tidak eimbang aat terjadi hubung ingkat. 48

49 TERIMA KASIH 49

50 Permodelan Motor Induki 3 Faa 50 ( ) (3)... 3 co ()... 3 co ()... co = = = π ω π ω ω e m g c e m g b e m g a Perputaran medan inkron tator (rp) Tegangan umber maingfaa Tegangan maing,, e m = = = = b g c g b g a ω ω

51 5 ( ) ( ) [ ] ( ) ( ) ( ) g g c g b g a g c g b d g c g b g a q = = = ( ) b b g c b a g g z c dt i i i c ω = = 50 (0)... Dimana