Simulasi dan Deteksi Hubung Singkat Impedansi Tinggi pada Stator Motor Induksi Menggunakan Arus Starting Simulation and Detection of High Impedance Short Circuit on Stator Induction Motor Using Starting Current
Fallin Afrelia Adrianto 2209100083 Dosen Pembimbing : 1. Dimas Anton Asfani, ST., MT., Ph. D. 2. I G. N. Satriyadi Hernanda, ST., MT.
1
Diagram Alir START
STUDI LITERATUR
PEMBUATAN MODEL SIMULASI DENGAN MATLAB
SIMULASI GANGGUAN
ANALISA HASIL SIMULASI DAN PENYUSUNAN METODE DETEKSI
KESIMPULAN
SELESAI
2
Latar Belakang Pemodelan motor induksi 3 fasa:
Motor induksi adalah suatu mesin listrik yang merubah energi listrik menjadi
energi
gerak
yang
mempunyai slip antara medan stator dan medan rotor.
Motor induksi bekerja berdasarkan induksi
elektromagnetik
kumparan
stator
dari
kepada
kumparan rotornya. 3
Latar Belakang
Motor induksi paling banyak digunakan dalam bidang industri.
Motor induksi juga rawan terhadap kerusakan akibat adanya gangguan, salah satunya hubung singkat.
Hubung singkat pada belitan menyebabkan terjadinya penurunan kecepatan dan peningkatan panas pada inti.
Demi mencegah kerusakan yang lebih parah pada motor diperlukan pendeteksian dini, salah satunya dengan arus starting.
Sebuah metodologi berdasarkan Discrete Wavelet Transform (DWT) dengan arus starting stator diterapkan untuk mendiagnosis hubung singkat belitan pada mesin induksi. Uji coba metode ini menggunakan simulasi. 4
Permodelan Ideal Motor Induksi 3 Fasa as
ωr
.
+
-cs
-br +
ar
+
-bs
θr
cr as axis
+
bs
-cr
-ar br
+
cs
+
-as
M. Arkan, D. Kostic-Perovic, P. J. Unsworth, “Modelling and Simulation of Induction Motors with Inter-turn Faults for Diagnostic”, Elsevier, 2005.
5
Transformasi Discrete Wavelet Transform
Transformasi wavelet membagi suatu sinyal ke dalam dua bagian yaitu frekuensi tinggi (high pass) yang disebut detail dan frekuensi rendah (low pass) yang dinamakan aproksimasi.
High pass filter digunakan untuk melewatkan resolusi waktu dalam sebuah sinyal.
Low pass filter digunakan untuk memisahkan frekuensi tinggi dengan frekuensi rendah.
6
Transformasi Discrete Wavelet Transform Diagram dekomposisi Discrete Wavelet Transform: h (n)
↓2
detail
x(n) h (n)
l (n)
↓2
detail
↓2
h (n)
↓2
detail
l (n)
↓2
...
ca1
l (n)
↓2 ca2
7
Simulasi Transformasi abc Stationary Reference Frame Tegangan input pada blok Simulink: persama an
vag persamaan
persamaan
persamaan
vbg
vcg
8
Simulasi Transformasi abc Stationary Reference Frame menjadi qd0 Stationary Reference Frame Blok model abc ke qd0:
1
2
Mux
3
persamaan
1
persamaan
2
persamaan
3 4
persamaan
1 s
Sum
9
Simulasi Transformasi qdo Stationary Reference Frame menjadi abc Stationary Reference Frame
Persamaan
Mux
Persamaan
Persamaan
10
Simulasi motor induksi dengan stationary reference frame Plot Characteristic
waktu
m1
120π
q-axis Pers. abc to qd0
Pers.
rotor
qd0 to abc
x
Pers. x 1
Load mux
Damping Coefficient d-axis
∃
zero sequence
SC switch
mux
11
Simulasi Motor Induksi
Permodelan motor induksi dua fasa menggunakan stationary reference qd0.
Periode simulasi adalah 1 detik.
Pada simulasi ini diberikan beberapa macam kondisi diantaranya yaitu kondisi normal, dimana nilai hubung singkat sama dengan nol dan beban nol, kondisi ketika terjadi hubung singkat dengan beban nol, serta kondisi ketika terjadi hubung singkat dengan keadaan berbeban.
Pada simulasi ini diberikan kondisi hubung singkat pada salah satu belitan. 12
Kondisi Hubung Singkat pada Salah Satu Fasa
a b
Shorted turn belitan fasa a
pada
c 13
Simulasi Transformasi Wavelet
Simulasi transformasi wavelet menggunakan enam macam mother wavelet yaitu discrete meyer, daubechies 4, daubechies 5, daubechies 6, daubechies 7, dan daubechies 8.
Kelima macam mother wavelet tersebut ditransformasikan sebanyak delapan level dengan menggunakan simulink 7.9.
Dari buffer sinyal dimasukkan pada blok DWT dalam bentuk sinyal s untuk ditransformasikan sebanyak delapan level sehingga mendapatkan sinyal d1, a1, d2, a2, d3, a3, d4, a4, d5 ,a5, d6, a6, d7, a7, dan d8, a8. 14
Transformasi Wavelet Meyer Nilai energi level lima filter meyer:
15
Transformasi Daubechies 4 Nilai energi level lima filter daubechies 4:
16
Transformasi Daubechies 5 Nilai energi level lima filter daubechies 5:
17
Transformasi Daubechies 6 Nilai energi level lima filter daubechies 6:
18
Transformasi Daubechies 7 Nilai energi level lima filter daubechies 7:
19
Transformasi Daubechies 8 Nilai energi level lima filter daubechies 8:
20
Sinyal Hasil Transformasi Wavelet Meyer pada Kondisi Normal Ia 20 0 -20 1 0 -1 5 0 -5 20 0 -20 20 0 -20 50 0 -50 50 0 -50 200 0 -200 100 0 -100
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d1 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d2 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d3 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d4 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d5 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d6 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d7 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6 0.5 approximation coefficients d8 Ia
0.7
0.8
0.9
1
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.6
0.7
0.8
0.9
1
0.5
21
Kesimpulan 1.
Deteksi gangguan dapat diketahui dengan transformasi wavelet dari arus starting.
2.
Transformasi pada arus starting menggunakan wavelet meyer, daubechies 4, daubechies 5, daubechies 6, daubechies 7, dan daubechies 8.
3.
Wavelet meyer memberikan hasil yang paling baik dalam mendeteksi gangguan.
22
Pertanyaan 1.
2. 3.
4.
Maksud hubung singkat impedansi tinggi? Caranya bagaimana? Maksud dari shorted turn itu apa? Shorted turn, load, bagaimana cara mengeceknya? Yang dihitung apa? Analisis sinyalnya bagaimana? Mana fasa starting? Klasifikasi dan macam motor induksi apa saja?
23
1. Maksud hubung singkat impedansi tinggi? Caranya bagaimana? Hubung singkat impedansi tinggi ditujukan untuk mensimulasikan gejala awal kerusakan isolasi stator. Disimulasikan dengan menambahkan resistansi hubung singkat yang dipasang seri dengan rangkaian gangguan.
24
25
26
Rf=5 Ohm
27
Persamaannya :
Rf : R gangguan
28
2. Maksud dari shorted turn itu apa? Kumparan yang terhubung singkat:
Shorted Turn. Jumlah koil atau kumparan yang terhubung singkat
29
3. Shorted turn, load, bagaimana cara mengeceknya?
Variable yang menyatakan jumlah shorted turn
30
4. Mana fasa starting? Klasifikasi dan macam motor induksi apa saja? Kalo starting, semua phasa (ketiga-tiga-nya) ya ikut start dan dapat dilihat bentuk arus starting-nya seperti yang dilingkari dibawah ini. Ia 25 20
Klasifikasi? Bisa 3 phasa, 1 phasa. Rotor sangkar dan rotor belit.
15 10 5 0 -5 -10 -15 -20 -25
0
0.1
0.2
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
31
TERIMA KASIH
32
