Memahami Plot Nyquist (Plot Polar)
A Plot Nyquist — yang umumnya disebut sebagai plot kutub dalam analisis getaran — adalah grafik yang menampilkan vektor getaran yang berubah pada sistem koordinat polar. Berbeda dengan sebuah Plot pertanda, yang menyebarkan amplitudo dan fase Pada dua grafik Kartesius yang terpisah, diagram Nyquist menggabungkan keduanya menjadi satu gambar. Jarak dari titik asal merupakan amplitudo getaran, sedangkan sudut di sekitar grafik merupakan sudut fasa, sehingga setiap titik pada kurva mewakili satu vektor getaran lengkap.
1. Definisi: Amplitudo dan Fase dalam Satu Diagram
Grafik ini menggambarkan lintasan yang dilalui ujung vektor getaran 1× (sinkron) seiring perubahan kecepatan mesin, biasanya selama proses penyalaan atau pematian. Kecepatan ditandai di sepanjang kurva dengan warna atau simbol yang berbeda-beda, sehingga analis dapat membaca tidak hanya besar dan arah vektor, tetapi juga RPM pada saat setiap titik tersebut direkam.
- The jarak dari titik asal (pusat) menunjukkan amplitudo getaran — semakin jauh ke luar, semakin besar responsnya.
- The sudut di sekitar plot represents the sudut fase getaran relatif terhadap takometer reference.
Karena kedua sumbu tersebut menggambarkan satu komponen rotasi, diagram Nyquist dibaca sebagai lintasan vektor, bukan sebagai sepasang garis tren, dan kesederhanaan itulah yang justru membuatnya begitu informatif di dekat titik resonansi.
2. Mengapa Grafik Nyquist Penting?
Grafik Nyquist memberikan gambaran yang ringkas dan jelas mengenai respons dinamis suatu mesin. Tujuan utamanya, sama seperti grafik Bode, adalah untuk mengidentifikasi dan menganalisis kecepatan kritis - yang resonansi dari sistem rotor-bantalan.
Indikator klasik kecepatan kritis pada plot Nyquist adalah lingkaran. Saat kecepatan mendekati frekuensi alami, amplitudo meningkat dan kurva menjauh dari titik asal. Saat kecepatan melampaui kecepatan kritis, fase mengalami pergeseran sebesar 180 derajat, sehingga ujung vektor berputar membentuk lingkaran atau loop. Titik amplitudo maksimum terletak di puncak loop, sedangkan kecepatan kritis itu sendiri berada pada titik pergeseran fase 90 derajat di loop — sebuah penanda yang jauh lebih jelas daripada perubahan fase bertahap pada diagram Bode.
3. Menafsirkan Grafik Nyquist
Bentuk, ukuran, dan orientasi lingkaran tersebut mengandung banyak informasi diagnostik mengenai kondisi dan sifat dinamis rotor.
- Pembasahan: diameter lingkaran berbanding terbalik dengan sistem pembasahan. Lingkaran yang besar dan berbentuk sempurna menandakan redaman rendah dan penguatan tinggi; sedangkan lingkaran kecil dan rapat menandakan sistem dengan redaman yang baik.
- Anisotropi (titik kritis terpisah): jika sistem rotor memiliki kekakuan yang berbeda pada arah horizontal dan vertikal, grafik mungkin menunjukkan dua lingkaran yang berbeda dan saling tumpang tindih — sebuah “titik kritis terpisah” yang jelas yang disebabkan oleh perbedaan arah kekakuan.
- Lokasi titik padat: Arah putaran lingkaran tersebut membantu menentukan titik pusat massa rotor — ketidakseimbangan — relatif terhadap tanda acuan fase pada poros, yang menentukan di mana koreksi berat should go.
- Perubahan sistem: Perbandingan grafik Nyquist dari waktu ke waktu menunjukkan perubahan pada kondisi mesin. Perubahan ukuran atau bentuk loop menandakan adanya perubahan pada redaman atau kekakuan, yang mungkin mengindikasikan adanya rotor retak, a loose dasar, atau perubahan karakteristik bantalan.
- Menyeimbangkan: alur ceritanya digunakan dalam tingkat lanjutan flexible-rotor penyeimbangan. Dengan mengamati bagaimana lingkaran itu bergerak setelah sebuah berat uji coba ditambahkan, seorang analis menyimpulkan bahwa koefisien pengaruh diperlukan untuk menghitung solusi penyeimbangan.
4. Pengumpulan Data di Lapangan
Kualitas grafik Nyquist sangat bergantung pada kualitas data amplitudo dan fase yang tersinkronisasi yang mendasarinya, dan data tersebut bergantung pada referensi fase yang bersih—yang diambil sekali per putaran—melalui pengukuran kecepatan yang bervariasi. Di lapangan, alat analisis portabel dua kanal seperti Keseimbangan-1a mengukur 1× amplitudo dan fase terhadap pulsa tachometer optiknya selama run-up atau pantai-bawah, yang menyediakan data vektor terhadap kecepatan yang digunakan untuk menggambar diagram polar. Pengukuran amplitudo dan fase yang sama menjadi dasar penyeimbangan lapangan, sehingga satu instrumen tersebut tidak hanya mengidentifikasi resonansi tetapi juga memperbaiki ketidakseimbangan yang menyebabkannya. Untuk memastikan bahwa garis urutan frekuensi memang akan melintasi frekuensi alami dalam rentang operasi, seorang analis dapat terlebih dahulu menggambarkan interferensi tersebut dengan Kalkulator diagram Campbell.
5. Diagram Nyquist vs Diagram Bode
Grafik Nyquist dan Bode menampilkan data yang persis sama — amplitudo dan fase 1× terhadap kecepatan — dalam format yang berbeda, dan pilihan di antara keduanya sering kali bergantung pada preferensi analis serta aspek yang ingin ditonjolkan.
- Plot pertanda: lebih baik untuk membaca nilai RPM yang tepat pada amplitudo puncak serta titik awal dan akhir yang tepat dari pergeseran fase 180 derajat, karena sumbu kecepatannya bersifat linier dan mudah diskalakan.
- Nyquist plot: lebih baik untuk memahami keseluruhan respons dinamis secara sekaligus. Grafik ini sangat efektif dalam menggambarkan tingkat redaman melalui ukuran lingkaran dan dalam menampilkan titik kritis terpisah sebagai lingkaran yang tumpang tindih, keduanya secara lebih intuitif daripada yang dapat dilakukan oleh diagram Bode.
Tampilan yang sangat mirip adalah orbit poros, yang menggambarkan pergerakan pada bidang sumbu alih-alih vektor tunggal terhadap kecepatan. Sebagian besar sistem modern analisis getaran dapat menggambarkan ketiganya, dan para analis berpengalaman menggunakannya secara bersamaan untuk mendapatkan gambaran yang komprehensif dinamika rotor diagnosis.
