Memahami Cacat Stator pada Motor Listrik

Perangkat

Penyeimbang portabel & Penganalisis getaran Balanset-1A

Bagian

Sensor Optik (Laser Tachometer)

Kit diagnostik dan penyeimbangan getaran lengkap dari Vibromera, meliputi empat sensor getaran beserta kabel, modul antarmuka sinyal, takometer laser dengan dudukan magnetis, timbangan digital, kabel USB, dan wadah penyimpanan. Sistem ini dirancang untuk penyeimbangan rotor lapangan dan pemantauan kondisi pada peralatan industri.

Perangkat

Penyeimbang dinamis "Balanset-1A" OEM

Definisi: Apa itu Cacat Stator?

Cacat stator Terdapat kerusakan pada belitan stasioner dan inti motor listrik, termasuk kerusakan isolasi, hubung singkat antar-putaran, gangguan fasa-ke-fasa, gangguan arde, kontaminasi belitan, dan kerusakan laminasi. Kerusakan belitan stator menyumbang 30-40% dari semua kerusakan motor, menjadikannya cacat motor paling umum kedua setelah kegagalan bantalan. Masalah stator menciptakan ketidakseimbangan elektromagnetik karakteristik yang menghasilkan getaran pada frekuensi saluran dua kali lipat (120 Hz untuk motor 60 Hz, 100 Hz untuk motor 50 Hz) dan dapat dideteksi melalui ketidakseimbangan arus, pencitraan termal, dan pengujian resistansi isolasi.

Memahami cacat stator sangat penting karena cacat tersebut sering kali berkembang secara perlahan selama berbulan-bulan atau bertahun-tahun, sehingga memberikan peluang untuk deteksi dini, tetapi dapat berkembang menjadi kegagalan besar yang melibatkan kebakaran, kerusakan motor yang parah, atau bahaya keselamatan jika tidak ditangani.

Jenis Cacat Stator

1. Kegagalan Isolasi

Celana Pendek Turn-to-Turn

Deskripsi: Isolasi antara lilitan yang berdekatan dalam kumparan yang sama gagal
Memengaruhi: Lilitan korsleting membawa arus berlebih, menciptakan pemanasan lokal
Perkembangan: Dimulai dari yang kecil, secara bertahap melibatkan lebih banyak putaran
Deteksi: Ketidakseimbangan arus, titik panas pada pencitraan termal, peningkatan getaran 2×f
Paling Umum: Menyumbang sebagian besar kegagalan stator

Gangguan Antar Fasa

Deskripsi: Kegagalan isolasi antara fase yang berbeda
Memengaruhi: Dapat menyebabkan trip atau kerusakan motor secara langsung
Kerasnya: Lebih parah dari celana pendek turn-to-turn
Deteksi: Ketidakseimbangan arus besar, dapat memicu proteksi arus lebih

Gangguan Tanah (Fase-ke-Rangka)

Deskripsi: Isolasi lilitan pada rangka motor rusak
Masalah Keamanan: Dapat memberi energi pada rangka motor, sehingga menimbulkan bahaya sengatan listrik
Deteksi: Trip proteksi gangguan tanah, pengujian resistansi isolasi
Penyebab: Penuaan isolasi, kontaminasi, kerusakan mekanis, kelembaban

2. Kerusakan Fisik yang Berliku

Kerusakan Mekanis: Kumparan rusak selama pemasangan atau pemeliharaan
Kerusakan Termal: Panas berlebih yang merusak isolasi dan tembaga
Kontaminasi: Minyak, bahan kimia, atau debu konduktif pada belitan
Kerusakan Akibat Kelembaban: Masuknya air menyebabkan pelacakan dan hubungan pendek
Kerusakan Korona: Tegangan tinggi menyebabkan ionisasi udara dan erosi isolasi

3. Masalah Laminasi

Laminasi inti mengalami hubungan pendek (efisiensi berkurang, pemanasan)
Laminasi yang rusak atau longgar
Perpindahan atau pergeseran inti
Menciptakan kerugian arus eddy dan titik panas

Penyebab Kegagalan Stator

Degradasi Termal

Kelebihan muatan: Arus berlebih memanaskan lilitan melebihi nilai isolasi
Pendinginan Terblokir: Ventilasi yang tidak memadai mempercepat penuaan termal
Suhu Sekitar: Suhu sekitar yang tinggi mengurangi efektivitas pendinginan
Sering Memulai: Arus masuk selama start menciptakan tekanan termal
Kehidupan Isolasi: Setiap 10°C di atas suhu terukur akan mengurangi separuh masa pakai insulasi

Tekanan Listrik

Lonjakan Tegangan: Petir, peralihan transien yang menekan isolasi
Ketidakseimbangan Tegangan: Tegangan fasa yang tidak sama menyebabkan arus sirkulasi
Tegangan Lebih: Beroperasi di atas tegangan pengenal
Efek VFD: dV/dt tinggi dari serangan isolasi peralihan PWM

Kontaminasi dan Lingkungan

Kelembaban: Kelembaban atau masuknya air mengurangi resistensi isolasi
Debu Konduktif: Partikel logam atau debu karbon yang menjembatani isolasi
Bahan kimia: Uap korosif atau pelarut menyerang isolasi
Minyak dan Lemak: Produk minyak bumi yang merusak isolasi organik

Penyebab Mekanis

Getaran: Getaran yang berlebihan mengikis isolasi
Siklus Termal: Isolasi lentur dan retak akibat ekspansi/kontraksi
Serangan Rotor: Kontak rotor merusak belitan stator
Kerusakan Instalasi: Penanganan kasar selama penggulungan ulang atau penggantian

Tanda Getaran

Indikator Utama: Frekuensi Garis 2×

Ciri khas masalah stator:

Frekuensi: 120 Hz (sistem 60 Hz) atau 100 Hz (sistem 50 Hz)
Mekanisme: Ketidakseimbangan gaya elektromagnetik dari medan magnet asimetris
Motor Normal: 2×f hadir tetapi amplitudonya rendah (< 10% dari 1×)
Cacat Stator: Amplitudo 2×f meningkat (> 20-50% dari 1× atau lebih tinggi)
Perkembangan: Amplitudo meningkat seiring memburuknya patahan

Komponen Tambahan

Frekuensi saluran (1×f) dapat meningkat
Harmonik yang lebih tinggi (4×f, 6×f) dapat muncul
Tingkat getaran keseluruhan mungkin meningkat
Kebisingan elektromagnetik yang terdengar sebagai dengungan 120/100 Hz

Metode Deteksi

Analisis Getaran

Monitor amplitudo dan tren frekuensi garis 2×
Bandingkan dengan motor dasar atau motor serupa
Peringatan jika 2×f > 30% dari getaran kecepatan lari 1×
Tren peningkatan dari waktu ke waktu mengkonfirmasi kesalahan progresif

Pengukuran Saat Ini

Keseimbangan Arus Fasa: Mengukur arus di setiap fase
Ketidakseimbangan > 10%: Menunjukkan masalah belitan
Alat Ukur Klem: Pengukuran lapangan sederhana
Penganalisis Kualitas Daya: Analisis bentuk gelombang arus terperinci

Pengujian Resistansi Isolasi

Megohmmeter (Megger): Mengukur resistansi belitan ke tanah
Penerimaan: Biasanya > 1 MΩ per kV + minimum 1 MΩ
Sedang tren: Nilai yang menurun menunjukkan kemunduran
Indeks Polarisasi: Rasio membaca 10 menit / 1 menit (> 2,0 baik, < 2.0 tersangka)

Pencitraan Termal

Kamera inframerah menunjukkan titik panas pada rangka motor
Pemanasan lokal menunjukkan lokasi kesalahan belitan
Ketidakseimbangan suhu antar fase
Dapat mendeteksi kesalahan yang berkembang sebelum pengujian kelistrikan menunjukkan masalah

Pengujian Lonjakan

Menerapkan impuls tegangan, membandingkan respons fase
Mendeteksi short turn-to-turn yang tidak terlihat pada pengujian lain
Membutuhkan peralatan khusus
Sering digunakan di bengkel motor untuk verifikasi kualitas

Perkembangan dan Konsekuensi

Tahap Awal

Sedikit penurunan resistensi isolasi
Ketidakseimbangan arus kecil (< 5%)
Peningkatan getaran sedikit sebesar 2×f
Mungkin hanya dapat dideteksi melalui pengujian yang sensitif

Tahap Sedang

Ketidakseimbangan arus jernih (5-15%)
Peningkatan getaran 2×f (20-50% dari 1×)
Titik panas terlihat pada pencitraan termal
Resistansi isolasi menurun

Tahap Lanjutan

Ketidakseimbangan arus besar (> 15%)
Getaran 2×f yang sangat tinggi
Terlalu panas yang jelas
Resistansi isolasi rendah
Risiko kegagalan langsung

Kegagalan Bencana

Kelelahan belitan total
Kemungkinan kebakaran atau asap
Trip proteksi atau sekring putus
Kerusakan motor yang luas yang memerlukan penggulungan ulang atau penggantian

Tindakan Korektif

Setelah Terdeteksi

Tingkatkan frekuensi pemantauan berdasarkan tingkat keparahan
Kurangi tingkat keparahan pengoperasian (beban lebih rendah, siklus tugas) jika memungkinkan
Rencanakan penggantian atau penggulungan ulang motor
Selidiki akar penyebabnya untuk mencegah terulangnya kembali

Opsi Perbaikan

Motor Rewind: Mengganti gulungan stator (motor besar, > 100 HP biasanya ekonomis)
Penggantian Motor: Lebih ekonomis untuk motor kecil (< 50 HP biasanya)
Penggantian Koil: Pada beberapa desain, penggantian kumparan individual dimungkinkan
Operasi Sementara: Kesalahan tahap awal dapat memungkinkan operasi berlanjut dengan pemantauan ketat

Pencegahan

Beroperasi dalam tegangan, arus, dan suhu terukur
Pastikan ventilasi dan pendinginan yang memadai
Lindungi dari kontaminasi (kandang, penyegelan)
Gunakan proteksi lonjakan arus untuk motor kritis
Pengujian isolasi berkala (tahunan untuk motor kritis)
Survei termal untuk mendeteksi perkembangan titik panas

Cacat stator merupakan salah satu mode kegagalan motor utama yang seringkali dapat dideteksi sejak dini melalui kombinasi pemantauan getaran (frekuensi saluran 2x), analisis arus, pencitraan termal, dan pengujian kelistrikan berkala. Memahami perkembangan kerusakan insulasi minor hingga kegagalan belitan yang fatal memungkinkan strategi pemeliharaan prediktif yang mencegah kegagalan motor dan mengoptimalkan keputusan perbaikan vs. penggantian.

← Kembali ke Indeks Utama

Apa itu Cacat Stator? Kegagalan Lilitan pada Motor

Diterbitkan oleh admin pada Oktober 31, 2025 Oktober 31, 2025