Alat Rekayasa Gratis #039
Kalkulator Frekuensi Kerusakan Listrik Motor
Hitung kecepatan sinkron, slip, 2× frekuensi saluran, frekuensi lintasan kutub, frekuensi lintasan batang rotor, dan sideband diagnostik untuk analisis motor listrik.
Hasil
Kecepatan Sinkron
Kecepatan sinkron motor induksi AC bergantung pada frekuensi saluran dan jumlah kutub:
Slip
Slip adalah selisih antara kecepatan rotor sinkron dan kecepatan rotor aktual, yang dinyatakan sebagai pecahan atau persentase:
Slip beban penuh tipikal untuk motor induksi standar adalah 1–5%.
Frekuensi Slip
2× Frekuensi Saluran
Frekuensi ini (100 Hz pada suplai 50 Hz, 120 Hz pada 60 Hz) selalu ada dalam getaran motor akibat medan magnet bolak-balik. Komponen 2× jala-jala yang tinggi menunjukkan masalah kelistrikan: fase tidak seimbang, eksentrisitas celah udara, atau kerusakan lilitan stator.
Frekuensi Pole Pass
Frekuensi lintasan kutub merupakan indikator kunci untuk analisis kerusakan batang rotor. Pita samping pada frekuensi lintasan kutub sekitar 1× frekuensi saluran dalam spektrum arus (MCSA) adalah tanda klasik kerusakan batang rotor.
Frekuensi Lewatnya Batang Rotor
Contoh Praktis
Diberikan: Fjala-jala = 50 Hz, Kutub = 4, N = 1475 RPM
Ns = 120 × 50 / 4 = 1500 putaran per menit
s = (1500 - 1475) / 1500 = 1.67%
Fslip = 0,0167 × 50 = 0,833 Hz
2× jala-jala = 2 × 50 = 100 Hz
Lintasan kutub = 2 × s × fjala-jala = 2 × 0.0167 × 50 = 1,67 Hz
⚠️ Catatan: Kecepatan motor bervariasi tergantung beban. Pastikan Anda menggunakan kecepatan terukur sebenarnya dalam kondisi operasi, bukan kecepatan yang tertera pada label. Pengukuran dengan tachometer atau stroboskop memberikan hasil yang paling akurat untuk perhitungan yang bergantung pada slip.
2× line frequency (2FL) is 100 Hz for 50 Hz systems and 120 Hz for 60 Hz systems. It is the vibration frequency generated by the alternating magnetic attraction in the motor air gap (the magnetic field reverses twice per cycle, creating a force at 2× the supply frequency).
It is always present in motor vibration at some level. Elevated 2FL can indicate:
- Stator eccentricity (uneven air gap)
- Shorted stator laminations
- Unbalanced supply voltage or phase problems
- Loose stator iron
Broken rotor bars produce characteristic patterns in both vibration and current spectra:
- Current spectrum (MCSA): Sidebands at fline ± n × fpole pass around the supply frequency peak
- Vibration: Rotor bar pass frequency with sidebands at 2× line frequency
- Amplitude modulation: The 1× vibration amplitude varies at pole pass frequency rate
- Speed variation: Slight cyclic speed fluctuation at pole pass frequency
The severity is judged by the amplitude difference (dB) between the line frequency peak and the pole-pass sidebands in the current spectrum.
Both electrical and mechanical unbalance produce vibration at or near 1× shaft speed. The key tests:
- Power-off test: Turn off power and observe. If vibration drops instantly at disconnect, it's electrical. If it coasts down with speed, it's mechanical.
- Frequency precision: Electrical unbalance peaks appear at exact line frequency or 2× line. Mechanical unbalance appears at shaft running speed.
- Sidebands: Electrical problems show sidebands at slip frequency or pole pass frequency around line frequency harmonics.
Slip frequency is the electrical frequency corresponding to the difference between synchronous and actual rotor speed:
fslip = s × fline
where s = (Ns − N) / Ns
Slip is essential for torque production in induction motors — without slip, no current is induced in the rotor. Typical full-load slip values:
- Large motors (>100 kW): 1–2%
- Medium motors (10–100 kW): 2–4%
- Small motors (<10 kW): 3–5%
Systematic approach to identifying fault origin:
- Step 1 — Power-off test: Instantly disappearing vibration = electrical source
- Step 2 — Frequency analysis: Peaks at exact multiples of line frequency = electrical; peaks at shaft speed multiples = mechanical
- Step 3 — Sideband analysis: Slip-related sidebands = rotor electrical fault; bearing frequencies = mechanical
- Step 4 — Current analysis: Use MCSA to identify rotor bar, eccentricity, or stator faults independently of vibration
- Step 5 — Phase analysis: Electrical 2× line is typically in-phase across all measurements; mechanical unbalance shows phase shift between positions
Prosedur yang dijelaskan pada halaman ini dikembangkan dan diuji langsung di lapangan oleh tim Vibromera menggunakan Balanset-1A, sebuah balancer dua saluran portabel dan penganalisis getaran untuk penyeimbangan rotor di lokasi.
Instrumen analisis getaran profesional untuk diagnostik motor, penyeimbangan lapangan, dan pemantauan kondisi. Digunakan di lebih dari 50 negara.
Nikolai Shelkovenko
Nikolai Shelkovenko adalah insinyur analisis getaran sekaligus pendiri dan CEO Vibromera. Selama lebih dari 15 tahun ia telah menyeimbangkan peralatan berputar langsung di lapangan, bukan di bangku uji: mulcher, kipas industri, penghancur, sentrifus, poros, dan spindel. Dari pekerjaan itulah lahir alat-alat Balanset — dirancang sebagai alat yang dapat dibawa oleh seorang spesialis ke mesin dan digunakan sendiri, di lokasi, bukan sebagai peralatan laboratorium. Vibromera didirikan pada tahun 2017 dan sejak 2023 berbasis di Porto, Portugal. Pengembangan, perakitan, dan dukungan untuk lini Balanset semuanya dilakukan di sini. Instrumen andalannya adalah Balanset-1A, penganalisis portabel untuk penyeimbangan satu dan dua bidang serta diagnostik getaran. Nikolai terlibat langsung dalam dukungan pelanggan, penanganan kasus penyeimbangan yang rumit, dan pengembangan perangkat lunak. Ia bekerja dengan pelanggan di seluruh dunia, dalam bahasa apa pun.
