Penjelasan Rumus Diagram Wiring Rangkaian Star Delta

Rangkaian Star Delta adalah gabungan antara rangkaian star dan rangkaian delta pada suatu rangkaian motor listrik dengan tujuan digunakan untuk meminimalisir dan mengurangi lonjakan arus ketika motor baru dinyalakan, sehingga disebut rangkaian Star Delta.

Rangkaian ini juga memiliki istilah lain, yakni rangkaian bintang segitiga, karena bentuknya mirip seperti bentuk bintang dan bentuk segitiga. Starter rangkaian motor ini dioperasikan secara khusus untuk elektro motor.

Pengantar Umum

Rangkaian bintang segitiga (Star Delta) yaitu sistem starter motor 3 phase R-S-T dengan tujuan meminimalkan terjadinya lonjakan arus yang terjadi ketika elektro motor dinyalakan (starting) atau dioperasikan, memiliki sistem rangkaian dan hubungan gulungan atau disebut winding.

Adapun sistem rangkaian pada elektro motor tersebut terdiri dari :

• Rangkaian Star (bintang).
• Rangkaian Delta (segitiga).

Kedua rangkaian Star Delta otomatis pada sistem starter elektro motor tersebut digabungkan menjadi satu kesatuan rangkaian pada winding elektro motor. Rangkaian bintang segitiga memiliki besar elektro motor yakni 5,5KW sampai dengan 22KW.

Pada saat sistem starter elektro motor pertama kali dioperasikan, rangkaian bintang segitiga ini akan menghubungkan sumber tegangan dengan elektro motor sehingga lonjakan arus ketika menyalakan mesin (starting) bisa diminimalkan hingga sekecil mungkin.

Tegangan mengalir menuju elektro motor harus melewati dua gabungan winding rangkaian tersebut dengan satu gulungan rangkaian menerima tegangan sebesar 380 Volt √ 3 = 220 Volt.

Pembahasan Utama Hubungan Rangkaian

Pada poin pembahasan ini, dijelaskan mengenai cara kerja rangkaian Star Delta otomatis dan hubungannya pada bagian mesin elektro motor.

Ketika elektro motor berputar dengan normal perpindahannya diatur atau di setting dengan timer, sistem rangkaian ini akan bekerja lalu mengubah hubungan rangkaian gulungan menjadi bentuk Star (bintang). Setiap satu gulungan, menerima tegangan sebesar 380 Volt.

Adapun perbedaan hubungan rangkaian Star dan rangkaian Delta pada elektro motor adalah rangkaian Star memiliki arus starting yang kecil dan torsi (tegangan) yang kurang kuat, sedangkan rangkaian Delta memiliki arus starting yang besar dengan torsi yang kuat.

Komponen dan Cara Kerja Wiring Diagram Rangkaian

Pada wiring diagram rangkaian bintang segitiga terdiri dari beberapa komponen. Adapun penjelasan mengenai komponen-komponen tersebut adalah sebagai berikut.

1. MCCB

MCCB; berfungsi sebagai pemutus dan penyambung/penghubung utama pada rangkaian bintang segitiga elektro motor.

Selain itu, MCCB juga berfungsi sebagai pengaman saat terjadinya arus tegangan lebih pada rangkaian elektro motor yang juga disebut dengan hubungan singkat (short circuit). Ukuran pengaman MCCB umumnya sebesar 125% kali In dari elektro motor.

2. Magnetic Contactor

Magnetic Contactor K1; berfungsi sebagai penghubung jalur (line) rangkaian Star Delta 3 phase R-S-T menuju elektro motor.

Magnetic Contactor K2; berfungsi untuk penghubung rangkaian Delta juga sebagai penghubung jalur (line) rangkaian Star Delta 3 phase R-S-T menuju ke elektro motor.

Magnetic Contactor K3; berfungsi sebagai penghubung terminal untuk mendapatkan hubungan rangkaian Star pada gulungan elektro motor dan tidak memiliki atau menerima aliran tegangan.

3. Timer

Timer; berfungsi sebagai pengatur waktu perpindahan Magnetic Contactor K2 dan K3. Setting pada timer dapat diatur dan disesuaikan dengan kondisi kinerja motor dan beban masing-masing elektro motor yang digunakan.

Pada umumnya setting pada timer diatur sekitar 4-5 secon (detik).

4. Thermal Overload Relay (TOR)

Thermal Overload Relay (TOR); berfungsi untuk mengamankan elektro motor saat terjadinya kelebihan beban (overload). Prinsip kerja TOR adalah bimetal akan melengkung saat melewati arus yang besarnya melebihi pengaturan (setting) dari ukuran TOR tersebut.

Untuk menentukan TOR pada rangkaian bintang segitiga, ukuran maksimal dapat ditentukan dengan rumus berikut.

Thermal Overload Relay (TOR) = In/2

Untuk memberikan perlindungan pada elektro motor yang lebih baik dan maksimal, sebaiknya setting pada TOR lebih rendah dari perhitungan dengan menggunakan rumus di atas sebesar 10%.

Hal ini untuk menghindari pendeknya life time (masa awet penggunaan) pada elektro motor jika elektro motor terus menerus bekerja secara maksimal.

Berikutnya pembahasan mengenai wiring diagram rangkaian starting motor Star Delta serta penjelasan mengenai cara kerjanya. Adapun prinsip kerja rangkaian Star Delta adalah sebagai berikut.

• Ketika push button perintah ON ditekan atau dihidupkan, MCCB mengalirkan tegangan menuju Magnetic Contactor K1 dan menjadi terhubung.
• Terminal NO pada Magnetic Contactor K1 juga terhubung dan tegangan mengalir dari push button OFF menuju Magnetic Contactor K1 sebagai pengunci. Saat push button ON dilepas, Magnetic Contactor K1 akan tetap terhubung karena Pengunci menerima tegangan.
• Secara bersamaan, timer ikut juga menerima tegangan dari terminal Magnetic Contactor
• Pada timer, tegangan Terminal NC mengalir menuju Magnetic Contactor K3 sehingga menjadi terhubung juga.
• Magnetic Contactor K1 yang terhubung, mengalirkan tegangan 3 phase R-S-T menuju terminal winding elektro motor, sedangkan Magnetic Contactor K3 terhubung juga dengan terminal dan menjadi hubungan rangkaian Star.
• Proses ini menyebabkan elektro motor berjalan atau beroperasi dengan hubungan rangkaian Star (bintang) untuk starting pertama kali.
• Sesuai dengan setting timer yang ada, setelah beberapa saat timer pun bekerja sehingga Terminal NO pada timer menjadi terhubung dan Terminal NC menjadi terputus.
• Saat Terminal NC pada timer terputus maka Magnetic Contactor K3 juga akan terputus.
• Lalu, Terminal NO pada timer terhubung dan tegangan mengalir menuju Magnetic Contactor K2 sehingga menjadi terhubung, sedangkan di sisi lain Magnetic Contactor K1 tetap terhubung.
• Magnetic Contactor K1 tetap dalam keadaan terhubung dan mengalirkan tegangan motor 3 phase R-S-T menuju terminal winding elektro motor, begitupun juga dengan Magnetic Contactor
• Proses ini menyebabkan hubungan rangkaian Star (bintang) yang semula beroperasi pada elektro motor berubah menjadi berjalan atau beroperasi dengan menggunakan hubungan rangkaian Delta (segitiga).
• Ketika push button OFF ditekan, semua sumber tegangan ke Magnetic Contactor K1, K2, dan K3 menjadi terputus dan membuat elektro motor menjadi berhenti beroperasi.

Contoh dan Cara Perhitungan Menentukan Ukuran Magnetic Contactor

Sebelum membahas mengenai contoh soal dan cara pengerjaan hitungannya, perlu diketahui beberapa rumus Star Delta yang digunakan untuk menghitung ukuran Magnetic Contactor. Adapun rumus Star Delta adalah sebagai berikut.

• Rumus Magnetic Contactor Rangkaian Delta = In / √ 3 (untuk menentukan ukuran Magnetic Contactor K1 dan K2).
• Rumus Magnetic Contactor Rangkaian Star = In / 3 (untuk menentukan ukuran Magnetic Contactor K3).

Contoh Soal

Jika suatu elektro motor dengan daya 11KW (11.000W), 380V, Cosphi 0,80 menggunakan sistem starting rangkaian bintang segitiga, maka berapakah besar Magnetic Contactor yang dibutuhkan?

Jawab :            W = V x A x Cosphi x √ 3

11.000W = 380V x A x 0,80 x √ 3

A = 11.000W : 525,92

A = 20,91 Ampere (In)

Magnetic Contactor K2 dan K3 (Rangkaian Delta) = In / √ 3

= 20,91A / 1,73

= 12,08A

Magnetic Contactor K1 (Rangkaian Star) = In / 3

= In / 3

= 20,91A / 3

= 6,97A

Sekian pembahasan lengkap mengenai rangkaian Star Delta beserta rumus Star Delta dan cara menghitung ukuran Magnetic Contactor pada elektro motor. Semoga ilmu yang dibagikan kali ini bermanfaat untuk anda semua!