Mengenal Rangkaian Star Delta Manual dan Otomatis

Randra Agustio Efryansah

Des 24, 2023

Pengertian Rangkaian Star Delta

Rangkaian star delta atau yang sering disebut sebagai rangkaian bintang segitiga merupakan metode sirkuit yang paling umum digunakan untuk mengoperasikan motor tiga fasa. Hal ini dikarenakan kemampuannya dalam mengatasi daya besar yang diperlukan.

Motor tiga fasa membutuhkan daya awal yang besar untuk dapat dioperasikan. Pada jenis rangkaian ini, rangkaian star digunakan untuk menjaga stabilitas. Setelah stabil, rangkaian akan diubah menjadi delta.

Fungsi Utama Rangkaian Star Delta

Star delta memiliki fungsi utama, antara lain:

1. Mengurangi arus starting atau awal pada motor listrik tiga fasa.

2. Melindungi sistem dan peralatan listrik dari lonjakan arus.

3. Mengurangi beban pada sistem daya listrik.

Hubungan Star (Y) Delta (∆) Pada Motor Induksi 3 Phasa

Hubungan Star (Y) dan Delta (∆) pada motor induksi 3 phasa adalah metode yang digunakan untuk mengurangi arus awal yang tinggi saat motor dinyalakan. Berikut penjelasannya:

1. Hubungan Delta (Segitiga)

Koneksi: Dalam konfigurasi Delta, ujung kumparan fase dihubungkan secara seri membentuk segitiga (fase A ke B, B ke C, dan C ke A).
Karakteristik: Tegangan penuh (tegangan lini) diterapkan pada masing-masing kumparan, yang memungkinkan motor menghasilkan torsi penuh dan daya maksimum.
Penggunaan: Setelah motor mencapai kecepatan tertentu dalam hubungan Star, biasanya saklar atau kontaktor akan mengubah koneksi motor ke hubungan Delta. Ini memungkinkan motor bekerja pada kapasitas penuh.

1. Hubungan Star (Bintang)

Koneksi: Dalam konfigurasi Star, ujung-ujung kumparan motor (fase A, B, dan C) dihubungkan ke titik netral (N), membentuk huruf 'Y'.
Karakteristik: Tegangan yang diterapkan pada masing-masing kumparan adalah 1/√3 dari tegangan lini (tegangan antar fase). Hal ini menyebabkan arus start lebih rendah.
Penggunaan: Hubungan ini digunakan saat motor pertama kali dinyalakan untuk mengurangi arus awal yang besar. Karena tegangan yang lebih rendah diterapkan pada setiap kumparan, arus yang ditarik motor juga lebih rendah, biasanya sekitar sepertiga dari arus start yang akan terjadi jika motor langsung dinyalakan dalam hubungan Delta.

Komponen Rangkaian Motor Star Delta

Dalam merangkai motor 3 fasa star delta, kita harus tau komponen-komponen yang harus digunakan serta fungsinya, berikut penjabarannya.

1. MCB 3 Fasa

MCB adalah perangkat yang berfungsi sebagai saklar penghubung dan pemutus arus listrik, digunakan untuk memutus aliran listrik baik dalam kondisi operasi normal maupun abnormal. Biasanya, MCB dilengkapi dengan perlindungan termal untuk mengatasi beban berlebihan, serta perlindungan relay untuk mengatasi hubungan singkat. Dalam kondisi operasi normal, MCB digunakan untuk membuka sirkuit listrik, seperti untuk keperluan pemeliharaan. Namun, saat terjadi situasi abnormal, seperti peningkatan arus yang signifikan, MCB secara otomatis akan membuka kontaknya. Hal ini bertujuan untuk segera mengisolasi sirkuit yang terganggu agar dapat diperbaiki dengan cepat.

2. Push Button

Push Button adalah saklar tekan yang digunakan dalam rangkaian pengendalian. Mereka bekerja dengan prinsip kontak normally closed (NC) atau normally open (NO), dengan 2 atau 4 terminal baut. Push Button akan memutus atau menghubungkan sesuai jenisnya ketika ditekan, dan kembali ke posisi semula saat tekanan dilepas.

3. Kontaktor

Kontaktor merupakan salah satu jenis peralatan listrik yang berfungsi untuk menghubungkan atau memutuskan rangkaian listrik, terutama pada motor listrik, dengan prinsip kerja elektromagnetik. Kontakor memiliki belitan yang, saat dialiri arus listrik, menghasilkan gaya magnetik yang mengoperasikan kontak-kontaknya. Kontak-kontak ini terdiri dari kontak utama, yang menghubungkan rangkaian daya, dan kontak bantu, yang digunakan pada rangkaian kontrol.

Prinsip kerja kontaktor didasarkan pada gaya elektromagnetik. Kontak-kontak pada angker (inti gerak) pada awalnya berada pada posisi kontak normally open (NO) dan kontak normally close (NC). Saat diberi tegangan, kontak NO akan menutup dan NC akan membuka. Begitu tegangan dilepas, mereka akan kembali ke posisi semula. Kumparan kontaktor umumnya disuplai dengan tegangan 220 V.

4. Thermal Overload Relay

Thermal Overload Relay (TOR) merupakan komponen pengaman terhadap arus beban lebih pada motor listrik.

5. Timer

Timer adalah komponen yang berfungsi untuk memutus dan menyambungkan arus berdasarkan sistem alat ukur waktu.

Cara Kerja Rangkaian Star Delta

1. Konsep Dasar

Sebelum memahami cara kerja rangkaian kontrol motor star delta, penting untuk memahami konsep dasarnya. Motor induksi tiga fasa memiliki tiga terminal: satu terminal masing-masing untuk fasa R, S, dan T. Ketika motor dihidupkan, arus awal yang tinggi dapat menyebabkan gangguan pada sistem daya dan mesin.

Rangkaian kontrol star delta mengurangi lonjakan arus awal dengan memulai motor dalam mode bintang (star) dan kemudian beralih ke mode delta setelah motor mencapai kecepatan operasional.

2. Tahap Bintang (Star)

Pada tahap ini, terminal motor dihubungkan dalam konfigurasi bintang. Ini dilakukan dengan menghubungkan ujung masing-masing gulungan fasa motor satu sama lain dan menyambungkan titik tengah dari ketiga gulungan tersebut ke sumber daya. Konfigurasi bintang menghasilkan impedansi yang lebih tinggi, yang mengurangi arus awal yang mengalir melalui motor saat dihidupkan.

3. Tahap Delta

Setelah motor mencapai kecepatan operasional (sekitar 80-90% dari kecepatan penuh), rangkaian bintang dibuka dan diubah menjadi konfigurasi delta. Ini dilakukan dengan menghubungkan terminal fasa motor secara langsung ke sumber daya.

Konfigurasi delta menghasilkan impedansi yang lebih rendah, memungkinkan motor beroperasi pada kecepatan penuh dengan arus yang lebih rendah dibandingkan dengan mode bintang.

4. Pengendalian

Rangkaian kontrol motor star delta otomatis biasanya dikendalikan oleh sebuah starter yang terdiri dari kontaktor dan timer. Kontaktor digunakan untuk mengatur koneksi antara terminal motor, sedangkan timer digunakan untuk mengatur durasi waktu antara tahap bintang dan delta. Timer memastikan motor memiliki waktu yang cukup untuk mencapai kecepatan operasional sebelum beralih ke mode delta.

Kelebihan dan Kekurangan Rangkaian Star Delta

Rangkaian star delta memiliki beberapa keuntungan, yaitu:

Mengurangi lonjakan arus start motor, sehingga mengurangi beban pada sistem kelistrikan. Dengan menggunakan rangkaian star-delta, arus awal dapat dikurangi sekitar tiga kali lipat dari nilai arus awal pada saat motor yang secara langsung dihubungkan ke sistem daya.
Memperpanjang umur motor, karena mengurangi panas yang dihasilkan oleh motor pada saat start.
Meningkatkan keselamatan kerja, karena mengurangi risiko terjadinya kecelakaan akibat lonjakan arus start.

Namun, rangkaian star delta juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu:

Membutuhkan komponen tambahan, seperti kontaktor dan timer.
Memerlukan waktu untuk melakukan perubahan konfigurasi dari bintang ke delta.

Maka dari itu, sebelum menggunakan rangkaian motor star delta, perlu dipertimbangkan terhadap kelebihan dan kekurangannya serta kebutuhan instalasi listrik pada lokasi yang akan digunakan.

Daftar Referensi

1. Kurniawan, Y. (2017). Analisis Pengaruh Penggunaan Sistem Star Delta Dengan Rangkaian Manual Dan Plc Pada Motor Listrik 3 Phasa. Simki-Techsain, 01(03), 1–14.

2. Kurniawan, A., & Yandri, W. (2020). Operasi Motor Listrik Dengan Sistem Kendali Star Delta Menggunakan Plc Zelio Sr3B101Fu. Jurnal.Ensiklopediaku.Org, 2(5), 1–6.

3. Putra, Jefri Sando Mala. Prabakti Endramawan dan Agus Hariwibowo. 2016. Pembuatan Trainer Instalasi Motor 3 Phase, Pendidikan Teknik Elektro, FPTK, IKIP PGRI Madiun, Vol.1, No.2.

4. Widodo, Gunawan, S. (2021). RАNCАNG BАNGUN KОNTRОL ЅTАR-DЕLTА ЅTАRTЕR UNTUK MОTОR INDUKЅI 3 РHАЅА– DАYА 7,5 KW MОNITОRING LЕWАT ЅMАRTРHОNЕ BЕRBАЅIЅ РLC ОUTЅЕАL V4 DАN BLUЕTООTH HC06. JURNAL KAJIAN TEKNIK ELEKTRO - VOL. 6 NO. 2.

Randra Agustio Efryansah

Blogger | Instalasi Tenaga Listrik | Elektronika | Energi Terbarukan