Rangkaian Star Delta: Pengertian, Fungsi, Cara Kerja, dan Komponennya
Pengertian Rangkaian Star Delta
Rangkaian star delta adalah rangkaian yang digunakan untuk mengurangi lonjakan arus start pada motor listrik 3 fase. Rangkaian ini bekerja dengan menghubungkan motor ke sumber listrik dengan konfigurasi bintang (star) pada saat start, dan kemudian menghubungkannya ke sumber listrik dengan konfigurasi delta (delta) setelah motor berputar.
Motor listrik tiga fasa sering digunakan dalam industri/ Lonjakan saat arus starting motor dapat menyebabkan masalah pada peralatan listrik dan sistem jaringan. Rangkaian star delta merupakan solusi untuk mengurangi lonjakan arus tersebut.
Fungsi Utama 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.
Perbedaan Hubungan Star dan Delta
Untuk mengetahui perbedaan antara rangkaian star dan delta. Berikut ini Kelas Teknisi jabarkan beberapa karakteristik dari masing-masing rangkaian tersebut.
1. Hubungan Star (Bintang)
Hubungan star mememiliki beberapa karakteristik sebagai berikut:
Rangkaian star adalah rangkaian yang menghubungkan ujung-ujung kumparan stator motor listrik 3 fase secara seri dan titik tengahnya dihubungkan ke sumber listrik. Rangkaian ini memiliki beberapa karakteristik, yaitu:
- Tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor adalah 1/3 dari tegangan sumber listrik.
- Arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah sama dengan arus sumber listrik.
- Faktor daya rangkaian star adalah 0,866.
Berikut adalah penjelasan dari masing-masing karakteristik tersebut:
Tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor adalah 1/3 dari tegangan sumber listrik.
Pada rangkaian star, ujung-ujung kumparan stator motor dihubungkan secara seri. Hal ini menyebabkan tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor menjadi sama dengan tegangan sumber listrik dibagi dengan jumlah kumparan stator motor.
Misalnya, jika motor listrik memiliki 3 kumparan stator, maka tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor adalah:
Vs/3 = 400 V/3 = 133,33 V
Arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah sama dengan arus sumber listrik.
Pada rangkaian star, arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah sama dengan arus sumber listrik. Hal ini karena arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah arus yang sama yang mengalir dari sumber listrik.
Faktor daya rangkaian star adalah 0,866.
Faktor daya adalah perbandingan antara daya aktif dan daya total. Daya aktif adalah daya yang digunakan untuk melakukan kerja, sedangkan daya total adalah daya yang masuk ke rangkaian.
Faktor daya rangkaian star adalah 0,866 karena impedansi rangkaian star adalah √3 kali impedansi rangkaian delta. Impedansi adalah ukuran hambatan terhadap aliran arus listrik.
Berdasarkan karakteristik tersebut, rangkaian star memiliki beberapa kelebihan, yaitu:
- Tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor lebih kecil dari tegangan sumber listrik. Hal ini menyebabkan arus start motor juga menjadi lebih kecil.
- Faktor daya rangkaian star lebih tinggi dari faktor daya rangkaian delta. Hal ini menyebabkan efisiensi rangkaian star lebih tinggi.
Namun, rangkaian star juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu:
- Daya motor yang dapat dihasilkan lebih rendah dari daya motor yang dapat dihasilkan dengan rangkaian delta.
- Tegangan yang dihasilkan oleh motor lebih rendah dari tegangan sumber listrik.
Rangkaian star biasanya digunakan pada motor listrik 3 fase dengan daya yang kecil.
2. Hubungan Delta (Segitiga)
Rangkaian delta adalah rangkaian yang menghubungkan ujung-ujung kumparan stator motor listrik 3 fase secara paralel. Rangkaian ini memiliki beberapa karakteristik, yaitu:
- Tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor adalah sama dengan tegangan sumber listrik.
- Arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah √3 kali arus sumber listrik.
- Faktor daya rangkaian delta adalah √3 kali faktor daya rangkaian star.
Berikut adalah penjelasan dari masing-masing karakteristik tersebut:
Tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor adalah sama dengan tegangan sumber listrik.
Pada rangkaian delta, ujung-ujung kumparan stator motor dihubungkan secara paralel. Hal ini menyebabkan tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor menjadi sama dengan tegangan sumber listrik.
Misalnya, jika motor listrik memiliki 3 kumparan stator, maka tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor adalah:
Vs = 400 V
Arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah √3 kali arus sumber listrik.
Pada rangkaian delta, arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah √3 kali arus sumber listrik. Hal ini karena arus yang mengalir ke setiap kumparan motor adalah arus yang sama yang mengalir dari sumber listrik, tetapi dibagi dengan impedansi rangkaian delta yang √3 kali impedansi rangkaian star.
Faktor daya rangkaian delta adalah √3 kali faktor daya rangkaian star.
Faktor daya adalah perbandingan antara daya aktif dan daya total. Daya aktif adalah daya yang digunakan untuk melakukan kerja, sedangkan daya total adalah daya yang masuk ke rangkaian.
Faktor daya rangkaian delta adalah √3 kali faktor daya rangkaian star karena impedansi rangkaian delta adalah √3 kali impedansi rangkaian star.
Berdasarkan karakteristik tersebut, rangkaian delta memiliki beberapa kelebihan, yaitu:
- Daya motor yang dapat dihasilkan lebih tinggi dari daya motor yang dapat dihasilkan dengan rangkaian star.
- Tegangan yang dihasilkan oleh motor lebih tinggi dari tegangan sumber listrik.
Namun, rangkaian delta juga memiliki beberapa kekurangan, yaitu:
- Tegangan yang diberikan ke setiap kumparan motor lebih besar dari tegangan sumber listrik. Hal ini menyebabkan arus start motor juga menjadi lebih besar.
- Faktor daya rangkaian delta lebih rendah dari faktor daya rangkaian star. Hal ini menyebabkan efisiensi rangkaian delta lebih rendah.
Rangkaian delta biasanya digunakan pada motor listrik 3 fase dengan daya yang besar.
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
Seperti namanya, MCB atau kepanjangan dari Miniature Circuit Breaker merupakan alat yang memiliki fungsi menghubungkan serta memutus aliran arus listrik. Apabila terjadi lonjakan arus yang melebihi ambang batas maka MCB secara otomatis akan memutur aliran arus.2. Push Button
Push button berfungsi sebagai saklar penghidup dan mematikan rangkaian motor star delta.3. Kontaktor
Pada rangkaian star delta, kontaktor memiliki peran penting yang berfungsi dalam memutus dan menghubungkan arus listrik. Arus yang dihasilkan dari rangkaian ini bersumber dari lilitan koil yang menghasilkan medan magnet. Pada rangkaian star delta motor 3 fasa terdapat 3 buah kontaktor, antara lain:- Kontak utama (main kontaktor).
- Kontaktor kedua digunakan pada saat rangkaian dalam konfigurasi star.
- Kontaktor ketiga digunakan pada rangkaian saat konfigurasi delta.
4. Thermal Overload Relay
Thermal Overload Relay (TOR) merupakan komponen yang difungsikan sebagai pengaman. TOR juga akan melakukan deteksi berdasarkan thermal.5. Timer
Timer adalah komponen yang berfungsi untuk memutus dan menyambungkan arus berdasarkan sistem alat ukur waktu.Cara Kerja Star Delta
Cara kerja star delta, sebagai berikut:
1. Motor dihidupkan dalam konfigurasi bintang (star).
2. Tegangan fasa berkurang sehingga mengurangi arus starting.
3. Motor mencapai kecepatan yang cukup (80-90% kecepatan) maka rangkaian star delta akan mengubah konfigurasi koneksi motor menjadi delta (segitiga).
4. Motor beroperasi secara terus-menerus pada posisi delta pada tegangan garis penuh dan torsi penuh.
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.