Hasil dan Analisis. f brb. Analisis dengan frekuensi resolusi tinggi mengunakan FFT

(1)

Hasil dan Analisis

• 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.

– Jika terjadi kerusakan bars rotor maka akan terjadi adanya frekuensi

lain/sideband yang terjadi pada spektrum arus stator. Frekuensi lain

tersebut membentuk 2 frekuensi sideband.

13 

s



f

_brb



1 

2 s

s

NT

N

f



1 

 N: Jumlah banyak sample arus stator

 Ts: Waktu sampling

 Fs: Frekuensi sampling

 F: Frekuensi sumber

 s: Slip

(2)

Hasil dan Analisis

• Hasil motor keadaan normal

(A)

_(B)

(3)

Hasil dan Analisis

• Perbandingan kerusakan bars rotor

15 normal

1 broken bars

2 broken bars

(4)

Hasil dan Analisis

(5)

Hasil dan Analisis

• Gambar diatas menunjukkan kondisi arus stator pada saat beban 40%

dengan mengalami kerusakan dua bars rotor. Slip 0.0335, Dengan

menggunakan persamaan rumus (5), 60(1



(2 x 0.0335)), maka batas

frekuensi lain yang terjadi adalah sekitar 55.98 Hz dan 64.02 Hz.

• Banyak data yang di ambil untuk frekuensi resolusi tinggi adalah 500000

data. Frekuensi sampling sebesar 50000 Hz, waktu sampling 20s. Dari

persamaan (1) maka di dapatkan frekuensi resolusi sebesar 1x10-7 Hz.

(6)

Hasil dan Analisis

• Hasil simulasi dan perhitungan

Jumlah kerusakan bars rotor

Slip (%)

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 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 Jumlah kerusakan bars rotor Slip (%)

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 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

 100% Pembebanan

 80% Pembebanan

(7)

Hasil dan Analisis

Jumlah kerusakan bars rotor Slip (%)

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 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

19

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 0 3.42 55.896 64.104 55.89* 0.0126* 64.10* 0.0122* 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

 60% Pembebanan

 40% Pembebanan

(8)

Hasil dan Analisis

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 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 Jumlah kerusakan bars rotor Slip (%)

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 0 1.60 58.056 61.944 58.05* 0.0188* 61.94* 0.0217* 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% Pembebanan

 10% Pembebanan

(9)

Hasil dan Analisis

Nilai Perhitungan Fast Fourier Transform (FFT) (1 - 2s) f Hz (1 + 2s) f Hz (1 - 2s) f Hz Amplitude (dB) (1 + 2s) f Hz Amplitude (dB) 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

21  Tanpa beban

(10)

Kesimpulan dan Saran

• Kesimpulan

– Kerusakan bars rotor dapat terlihat dengan Teknik Frekuensi Resolusi

Tinggi menggunakan FFT yang ditunjukkan munculnya frekuensi

sideband di sekitar frekuensi sumber.

– Kerusakan bars rotor 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 kerusakan bars rotor yang masih sedikit dan

pembebanan yang masih rendah.

• Saran

– Sistem simulasi yang di rancang dapat di aplikasikan untuk

pendeteksian kerusakan bars rotor secara on-line.

– Teknik pendeteksian supaya dikembangkan lagi karena dengan

menggunakan FFT masih terjadi fail pembacaan frekuensi sideband di

sekitar frekuensi sumber.

(11)

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.