Analisis dengan frekuensi resolusi tinggi mengunakan FFT Frekuensi resolusi tinggi dari fast fourier transform (FFT) berhubungan dengan total panjang rentang waktu untuk memperhatikan banyaknya sample data pada arus stator. f fs N 1 NT s N: banyak sample arus stator Ts: Waktu sampling Fs: Frekuensi sampling Jika terjadi maka akan terjadi adanya frekuensi lain/sideband yang terjadi pada spektrum arus stator. Frekuensi lain tersebut membentuk 2 frekuensi sideband. f brb 1 2s f (5) F: Frekuensi sumber s: 13
Hasil motor keadaan normal (A) (B) (C) (D) 14
Perbandingan normal 1 broken bars 2 broken bars 3 broken bars 4 broken bars 5 broken bars 15
Kerusakan 5 dengan beban bevariasi 16
Gambar diatas menunjukkan kondisi arus stator pada saat beban 40% dengan mengalami dua. 0.0335, Dengan menggunakan persamaan rumus (5), 60(1 (2 x 0.0335)), maka batas frekuensi lain yang terjadi adalah sekitar 55.98 dan 64.02. Banyak data yang di ambil untuk frekuensi resolusi tinggi adalah 500000 data. Frekuensi sampling sebesar 50000, waktu sampling 20s. Dari persamaan (1) maka di dapatkan frekuensi resolusi sebesar 1x10-7. 17
Hasil simulasi dan perhitungan 0 3.29 56.052 63.948 56.05* 0.0159* 63.94* 0.0230* 1 4.17 54.996 65.004 56.17 0.1678 63.80 0.1290 2 4.69 54.372 65.628 54.65 0.1828 65.33 0.1516 3 5.92 52.896 67.104 53.31 0.3081 66.66 0.3470 4 6.40 52.320 67.680 53.64 0.6105 66.38 0.5354 5 6.50 52.200 67.800 51.45 0.6810 68.57 0.6830 100% Pembebanan 80% Pembebanan 0 2.78 56.664 63.336 56.66* 0.0203* 63.33* 0.0191* 1 3.12 56.256 63.744 56.25* 0.0175* 63.56* 0.0181* 2 3.35 55.980 64.020 52.45 0.1143 67.47 0.0717 3 4.17 54.996 65.004 50.02 0.3663 70.00 0.3359 4 7.82 50.616 69.384 51.45 0.6884 68.57 0.6522 5 8.12 50.252 69.748 49.97 0.8706 70.00 0.8714 18
60% Pembebanan 0 3.08 56.310 63.690 56.31* 0.0179* 63.69* 0.0155* 1 3.35 55.977 64.022 55.97* 0.0132* 64.02* 0.0135* 2 3.72 55.537 64.463 50.45 0.1246 69.57 0.1036 3 4.50 54.597 65.402 50.02 0.3926 70.00 0.3404 4 5.19 53.776 66.224 50.02 0.7874 70.00 0.6512 5 6.03 52.769 67.231 48.02 1.0340 72.00 0.9330 0 3.42 55.896 64.104 55.89* 0.0126* 64.10* 0.0122* 40% Pembebanan 1 3.88 55.344 64.656 55.34* 0.0116* 64.65* 0.0118* 2 4.14 57.432 62.568 46.87* 0.1067* 73.15* 0.0925* 3 7.24 51.312 68.688 49.07 0.3616 70.91 0.3657 4 7.46 51.048 68.952 48.49 0.3572 71.48 0.2892 5 8.40 49.920 70.080 48.02 1.1890 72.00 1.0500 19
20% Pembebanan 0 1.19 58.572 61.428 58.57* 0.0326* 61.42* 0.0292* 1 2.27 58.476 61.524 58.47* 0.0296* 61.52* 0.0291* 2 3.26 57.288 62.712 40.01* 0.1769* 80.01* 0.1925* 3 4.01 55.188 64.812 52.55 0.1397 67.52 0.1365 4 9.81 48.228 71.772 49.97 0.2807 70.00 0.2076 5 10 48.000 72.000 45.01 1.5510 75.01 1.2250 0 1.60 58.056 61.944 58.05* 0.0188* 61.94* 0.0217* 10% Pembebanan 1 1.62 58.080 61.920 58.08* 0.0176* 61.92* 0.0218* 2 2.40 57.120 62.880 40.01* 0.1951* 80.01* 0.1955* 3 3.40 55.920 64.080 52.65 0.1117 64.95 0.0980 4 3.37 55.956 64.044 45.01 0.9230 75.01 0.8578 5 4.94 54.072 65.928 45.01 1.6960 75.01 1.314 20
Tanpa beban 0 0 60 60 60* 0.1161* 60* 0.0535* 1 0 60 60 60* 0.1165* 60* 0.0609* 2 0 60 60 60* 0.1170* 60* 0.0610* 3 1.97 57.636 62.364 40.01 0.4501 80.01 0.5346 4 2.33 57.204 62.796 45.01 0.9669 75.01 0.9477 5 3.57 55.716 64.284 40.01 2.538 80.01 1.636 Keterangan: * menandakan adanya terjadi kegagalan pembacaan frekuensi sideband 21
Kesimpulan dan Saran Kesimpulan Kerusakan dapat terlihat dengan Teknik Frekuensi Resolusi Tinggi menggunakan FFT yang ditunjukkan munculnya frekuensi sideband di sekitar frekuensi sumber. Kerusakan yang bertambah banyak dengan pembebanan yang semakin tinggi akan membuat frekuensi sideband semakin banyak muncul di sekitar frekuensi sumber. Teknik Frekuensi Resolusi Tinggi menggunakan FFT berhubungan dengan banyaknya data yang di ambil untuk di proeses ke bentuk sinyal sehingga frekuensi sideband di sekitar frekuensi sumber dapat terlihat. Kegagalan pembacaan pada frekuensi sideband di sekitar frekuensi sumber di karenakan yang masih sedikit dan pembebanan yang masih rendah. Saran Sistem simulasi yang di rancang dapat di aplikasikan untuk pendeteksian secara on-line. Teknik pendeteksian supaya dikembangkan lagi karena dengan menggunakan FFT masih terjadi fail pembacaan frekuensi sideband di sekitar frekuensi sumber. 22
Daftar Pustaka [1] Thomson WT, Rankin D. Case histories of rotor winding fault diagnosis in induction motor. Proceedings of the 2 nd International Conference on Condition Monitoring, University of Swansea 1987; 798-819. [2] Manolas SJ. Analysis of squirrel cage induction motor with broken bars and rings. IEEE Transactions on Energy Conversion 1999; 14; 1300-1305. DOI: 10.1109/60.815063. [3] Chen S, Zivanovic R. A novel high-resolution technique for induction machine broken bar detection. AUPEC 07, Perth, Australia, 9-12 December 2007; 1-5. DOI: 10.11099/AUPEC.2007.4548040. [4] Bangura JF, Demerdash NA. Diagnosis and characterization of effects of broken bars and connectors in squirrel-cage induction motor by a time-stepping coupled finite element-state space modelling approach. IEEE Transactions on Energy Conversion 1999; 14:1167-1176. DOI: 10.1109/60.815043. [6] Benbouzid MEH. A review of induction motors signature analysis as a medium for faults detection. IEEE Transactions on Industrial Electronic 2000;47:984-993. DOI: 10.1109/41.873206. [7] Thomson WT, Fenger M. Current signature analysis to detect induction motor fault. Industry Application Magazine, IEEE 2001; 7:26-34. DOI: 10.1109/2943.930988. [9] Hargis C, GaydonBG, Kamash K. The detection of rotor defect in induction motors. Proceedings of IEEE Conference on Electrical Machines design an Application 1982: 216-220. [10] Ion Boldea and Syed A. Nasar, The Induction Machine Handbook, CRC Press LLC Boca Raton, London, New York, Washington D.C., 2002. [11] C.M. Ong, Dynamic Simulation of Electric Machinery, Prentice Hall PTR, 1998, ISBN 013-723785-5. [12] A. Bellini, G. Franceschini, and C. Tassoni, Monitoring of induction machines by maximum covariance method for frequency tracking, IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 42, no. 1, pp. 69 78, Jan./Feb. 2006. [13] Chen, S. and Zivanovic, R. (2009). Modelling and simulation of stator and rotor fault conditions in induction machines for testing fault diagnostic techniques. European Transaction On Electrical Power, 20:611-629. 23