Lompat ke konten Lompat ke sidebar Lompat ke footer

Rangkaian star delta, Prinsip kerja dan kenapa bisa mengurangi arus starting?

Apa itu rangkaian star delta?

Rangkaian star delta, Prinsip kerja dan kenapa bisa mengurangi arus starting?

Rangkaian star delta adalah sebuah rangkaian kontrol yang digunakan untuk menyalakan motor listrik 3 phase melalui 2 tahap starting yaitu rangkaian star kemudian rangkaian delta.

Pada saat pertama start, motor listrik 3 phase akan running dengan hubung star (bintang). Setelah beberapa saat, rangkaian akan berpindah ke hubung delta dan running operasional. 

Penggunaan 2 tahap starting ini bertujuan untuk mengurangi lonjakan arus starting pada motor listrik.

Baca juga : Apa itu TDR (Time delay relay) dan bagaimana cara kerjanya?

Rangkaian star delta biasanya digunakan sebagai starter motor listrik 3 phase dengan kapasitas 10 sampai 90 kW.

Baca juga : Belajar rangkaian DOL sederhana untuk pemula

Bagaimana rangkaian star delta bisa memperkecil arus starting?

Berikut ini adalah alasan kenapa rangkaian star delta bisa mengurangi arus starting.

Arus dan tegangan pada rangkaian Star (bintang) :

Rangkaian star delta
1. Koneksi Star (bintang)

Rangkaian star delta
2. Diagram phasor hubung star

Perhatikan gambar di atas, tegangan EAB, EBC dan ECA merupakan tegangan line dimana :

EAB = EAN + ENB = EAN - EBN
EBC = EBN + ENC = EBN – ECN
ECA = ECN + ENA = ECN – EAN

Gambar 2 memperlihatkan diagram phasor di mana tegangan phase EAN, EBN dan ECN memiliki magnitude yang sama tapi terpisah satu sama lain sebesar 120º.

Tegangan line EAB merupakan penjumlahan dari vector EAN dan – EBN begitupun dengan tegangan line EBC dan ECA dan juga terpisah 120º satu dengan yang lainnya. EAB = EBC = ECA = 2 EAN cos 30º 

Sedangkan arus yang mengalir dapat dihitung dengan persamaan :
IA = IB = IC = Iph(Ia, Ib, Ic) (magnitude)

 

Pada persamaan di atas, terlihat bahwa arus yang mengalir pada kumparan motor (Ia) sama dengan arus yang masuk (IA). dan diagram phasornya dapat dilihat pada gambar berikut :
Rangkaian star delta

Kesimpulan :
 
  1. Arus yang mengalir pada sisi line (sumber) sama dengan arus yang mengalir pada kumparan motor (I line = I phase)
  2. Tegangan pada sisi line sama dengan (Akar 3) x Tegangan pada kumparan motor (V line = 1.73 x V phase)

Arus dan tegangan pada rangkaian Segitiga (delta)

Rangkaian star delta
2. Diagram phasor hubung delta

Rangkaian star delta
1. Koneksi segitiga (delta)

Tegangan phase a (kumparan a) = tegangan line = VCA, Sementara arus dalam rangkaian dapat dihitung dengan persamaan :


dan arus line (IA,IB,IC) bisa diperoleh dengan menerapkan hukum Kirchhoff's :
IA = Iab – Ica
IB = Ibc - Iab
IC = Ica - Ibc

Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa magnitude arus yang mengalir pada line (IA) adalah √3 kali magnitude arus phasa Iph.

berikut perbandingan arus line yang mengalir pada kedua metode hubung di atas :

Dari persamaan di atas, dapat dilihat bahwa magnitude arus yang mengalir pada line (IA) adalah √3 kali magnitude arus phasa Iph.

berikut perbandingan arus line yang mengalir pada kedua metode hubung di atas :

Dalam transformasi dari rangkaian star ke delta (atau sebaliknya) maka nilai Z adalah :

Zdelta sama dengan 3 kali Zstar, dan Zstar sama dengan Zdelta dibagi 3 
Kesimpulan :

  1. Arus yang mengalir pada sisi line (sumber) sama dengan (Akar 3) x arus pada kumparan motor (I line = 1,73 x I phase)
  2. Tegangan pada sisi line sama dengan Tegangan pada kumparan motor (V line = V phase).
Kembali ke pertanyaan kenapa rangkaian star delta bisa memperkecil arus starting? Bisa saya jelaskan sebagai berikut.

Berdasarkan persamaan di atas, kita melihat bahwa arus yang masuk ke kumparan motor saat terhubung bintang ternyata lebih kecil daripada saat terhubung delta. Begitupun dengan tegangannya.

ARUS : Pada hubung Star, Arus yang masuk ke kumparan motor besarnya sama dengan arus pada sumber. Sedangkan pada hubung delta, arus pada kumparan lebih besar sebanyak 1.73 kali arus pada sumber. 

TEGANGAN : Pada hubung delta, tegangan pada sisi sumber besarnya sama dengan tegangan pada kumparan motor. Sedangkan pada hubung star, tegangan pada sisi sumber lebih besar sebanyak 1,73 kali tegangan pada kumparan motor. Artinya tegangan pada kumparan motor lebih kecil dari tegangan pada sisi sumber.

Contoh :

Saat terhubung star, arus starting pada motor A misalkan sebesar 35 Ampere. Berapa arus pada sisi sumber? Jawabannya adalah sama 35 Ampere. Jika motor ini terhubung delta, maka arus startingnya nya akan menjadi 1.73 x 35 = 65 Ampere. Bisa dilihat bahwa arus starting pada koneksi delta hampir dua kali koneksi star.

Begitupun dengan besar tegangannya. Saat terhubung delta, tegangan pada kumparan motor sama degan tegangan sumber misal 400 volt, sedangkan saat terhubung star, teganganya adalah 400/1.73 = 230 Volt.

Inilah alasan kenapa motor dengan hubung delta memliki speed dan torsi yang lebih besar dibandingkan saat dihubung star.

Wiring diagram starter delta bintang dan prinsip kerjanya

Berikut ini adalah wiring diagram untuk starter delta bintang. Bagian pertama adalah rangkaian daya, dan yang ke dua adalah rangkaian kontrolnya.

A. Rangkaian Daya

Rangkaian star delta

Jika gambar wiring di atas dirangkai pada kontaktor maka akan menjadi seperti ini :

Rangkaian star delta

B. Rangkaian kontrol

Rangkaian star delta
Prinsip kerja rangkaian star delta
  • Mula-mula, arus masuk menuju fuse/MCB kemudian masuk ke kontak normally close (NC) overload Main kontaktor
  • Dari kontak NC overload, kemudian masuk ke terminal NC push button Stop
  • Arus dari NC push button stop kemudian bercabang (paralel) menuju NO tombol start dan kontak bantu NO K1.
  • Pada saat tombol start ditekan, maka arus akan mengalir dan menghidupkan kontaktor K1 (main), timer T1 dan kontaktor K2 (Star). Saat tombol start dilepas, arus yang melalui NO tombol  start putus, namun arus masih tertahan melalui kontak NO K1 sehingga baik koil K1, T1 dan K2 tetap ON. Dalam kondisi ini, motor running dalam koneksi Star (Arus starting rendah).
  • Setelah ellapse time pada timer T1 mencapai setting timenya, maka kontak NC pada K3 dan NC pada T1 akan berubah ke posisi open. Di saat yang sama kontak NC K2 dan kontak NO T1 akan berubah ke posisi close sehingga kontaktor K2 (Star) mati dan K3 (Delta) ON. Dalam kondisi ini, motor running dalam koneksi delta (high RPM).

Posting Komentar untuk "Rangkaian star delta, Prinsip kerja dan kenapa bisa mengurangi arus starting?"