Pengertian Rangkaian Star Delta Beserta Prinsip Kerjanya

Baca Cepat Buka

Finoo.id – Pengertian Rangkaian Star Delta Beserta Prinsip Kerjanya. Rangkaian star delta, yang juga sering disebut rangkaian bintang, digunakan untuk sistem listrik baik dengan 1 fasa maupun 3 fasa.

Untuk menjelaskan lebih detail, kita akan membahas secara menyeluruh pengertian, fungsi, jenis, prinsip kerja, dan komponen rangkaian star delta dengan rinci. Jadi, jangan lewatkan informasi lengkapnya di bawah ini!

Pengertian Rangkaian Star Delta

Rangkaian star delta merupakan sebuah rangkaian sirkuit yang umumnya digunakan untuk mengoperasikan motor tiga fasa. Secara umum, rangkaian ini bisa digunakan baik untuk listrik satu fasa maupun tiga fasa.

Namun, penggunaan yang paling umum dari rangkaian ini adalah pada sistem listrik tiga fasa. Hal ini dikarenakan tipe listrik tiga fasa membutuhkan daya yang cukup besar untuk memulai gerakan. Oleh karena itu, rangkaian star delta ini dianggap sangat cocok untuk aplikasi dengan tipe listrik tiga fasa.

Fungsi Rangkaian Star Delta

Secara umum, fungsi rangkaian star delta adalah untuk mengurangi lonjakan arus start yang dihasilkan oleh motor listrik. Namun, rangkaian star delta juga memiliki fungsi dan kelebihan lainnya yang perlu diperhatikan. Berikut ini adalah penjelasan lebih lengkapnya:

Mengurangi Lonjakan Arus: Rangkaian star delta mampu mengurangi jumlah arus yang keluar saat motor pertama kali dihidupkan. Dengan adanya koneksi star delta, lonjakan arus dapat berkurang secara signifikan.
Tidak Mengurangi Torsi: Meskipun berfungsi untuk mengurangi lonjakan arus, penggunaan rangkaian star delta tidak akan mengurangi torsi pada motor listrik. Motor tetap dapat menghasilkan torsi yang diperlukan tanpa mengorbankan kinerja.
Stabilisasi Tegangan dan Arus: Koneksi star delta juga dapat digunakan untuk menstabilkan tegangan dan arus pada motor listrik. Hal ini membantu dalam menjaga kinerja motor agar tetap stabil dan terlindungi dari fluktuasi tegangan yang berlebihan.
Perlindungan Kelebihan Beban: Jika motor listrik mengalami beban yang terlalu tinggi, rangkaian star delta akan memutuskan tegangan secara otomatis. Hal ini berfungsi sebagai perlindungan terhadap kelebihan muatan yang dapat merusak motor. Rangkaian akan menghentikan arus yang melebihi batas yang ditentukan.

Cara Kerja Rangkaian Star Delta

Prinsip kerja rangkaian star delta sangat sederhana dan mudah dipahami. Berikut ini penjelasan tentang cara kerja rangkaian star delta:

Ketika tombol push button ditekan atau dalam kondisi “on”, tegangan dari MCB (Miniature Circuit Breaker) mengalir menuju koil magnetik kontaktor (K1). Tegangan push button off juga akan mengalir sebagai pengunci.
Timer pada rangkaian menerima arus listrik dari terminal koil K1.
Tegangan dari terminal NC (Normally Closed) koil dialirkan ke koil magnetik kontaktor (K3).
Kontaktor K1 mengalirkan tegangan R-S-T ke gulungan elektromotor.
Kontaktor K3 menghubungkan terminal untuk pertama kalinya. Pada tahap ini, jaringan beroperasi dalam mode hubungan bintang (star).
Setelah beroperasi dengan tegangan rendah, timer melakukan penyesuaian dan membuat arus pada rangkaian menjadi lebih stabil.
Terminal NO (Normally Open) terhubung ke koil magnetik K2 dan K3, sehingga tegangan R-S-T beroperasi pada gulungan elektromotor.
Pada kondisi ini, hubungan rangkaian sedang beralih dari bintang (star) menuju delta.
Ketika tombol push button off ditekan, semua arus dalam rangkaian terputus, dan elektromotor berhenti.

Jenis – jenis Rangkaian Star Delta

Hubungan star delta dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu rangkaian star delta otomatis dan manual. Berikut ini adalah perbedaan antara keduanya:

1. Rangkaian Star Delta Manual

Pada rangkaian star delta manual, terdapat 3 push button yang digunakan. Push button tersebut meliputi push button on star, push button on delta, dan push button off. Dengan menggunakan push button tersebut, perpindahan awal start pada rangkaian ini dilakukan secara manual.

Berikut adalah beberapa karakteristik yang dimiliki oleh rangkaian manual ini:

Tidak Rumit dalam Wiring: Rangkaian star delta manual tidak memerlukan wiring yang rumit. Pengaturan hubungan star dan delta dilakukan melalui pengoperasian push button dengan koneksi yang relatif sederhana.
Tidak Memerlukan Timer: Rangkaian manual tidak memerlukan timer sebagai komponen penyusunnya. Perpindahan antara star dan delta dilakukan berdasarkan pengoperasian push button secara manual, tanpa adanya pengaturan waktu otomatis.
Risiko Terbakar: Namun, jika tombol Push Button Delta ditekan terlalu lama atau terlambat, hal ini dapat mengakibatkan motor terbakar. Oleh karena itu, pengoperasian yang cermat dan tepat waktu sangat penting dalam rangkaian manual ini.
Pengoperasian Mengikuti Insting: Perpindahan antara hubungan star dan delta pada rangkaian manual dilakukan berdasarkan keputusan dan insting operator. Operator harus memahami prinsip kerja rangkaian dan melakukan pengoperasian dengan penilaian yang tepat.

2. Rangkaian Star Delta Otomatis

Pada rangkaian star delta otomatis, timer menjadi salah satu komponen penting yang diperlukan dalam penyusunannya.

Berikut ini adalah beberapa karakteristik dari rangkaian otomatis tersebut:

Sistem Wiring yang Rumit: Rangkaian star delta otomatis cenderung memiliki sistem wiring yang lebih rumit dibandingkan dengan jenis rangkaian manual. Hal ini disebabkan oleh adanya komponen tambahan seperti timer dan perangkat kontrol otomatis lainnya.
Timer untuk Peralihan Otomatis: Adanya timer pada rangkaian otomatis membantu dalam proses peralihan antara hubungan star dan delta secara otomatis. Timer mengatur waktu perpindahan yang tepat sesuai dengan pengaturan yang ditentukan.
Pengaturan Waktu yang Disesuaikan: Karena terdapat timer, waktu perpindahan dari hubungan star ke delta dapat diatur sesuai dengan kebutuhan spesifik. Hal ini memungkinkan adanya fleksibilitas dalam pengaturan waktu yang lebih optimal.
Penggunaan Push Button yang Lebih Sedikit: Pada rangkaian otomatis, penggunaan push button cenderung lebih sedikit. Biasanya hanya terdapat 2 push button yang digunakan, seperti push button on dan push button off, karena perpindahan otomatis dikendalikan oleh timer dan perangkat kontrol.

Skema Rangkaian Listrik Delta

Untuk memperjelas pemahaman tentang rangkaian star delta, kami akan membahas secara singkat skema komponen yang ada dalam panel star delta beserta fungsinya. Berikut adalah penjelasan masing-masing komponen:

1. MCB 3 Phole

MCB atau Miniature Circuit Breaker, seperti namanya, adalah perangkat yang berfungsi untuk menghubungkan dan memutus arus listrik. Pada rangkaian star delta, MCB juga berperan dalam mengendalikan aliran arus listrik di dalam jaringan.

MCB 3 phase ini memiliki fungsi untuk secara otomatis memutuskan aliran arus listrik jika terjadi kondisi seperti konsleting, lonjakan arus listrik, atau hubungan pendek. Tujuan utama MCB adalah menjaga keamanan dan mencegah kerusakan pada rangkaian dengan memutuskan aliran listrik secara otomatis dalam situasi yang tidak aman.

2. Kontaktor

Pada rangkaian motor 3 fase star delta, kontaktor memiliki peran penting sebagai komponen yang mengatur pemutusan dan penyambungan arus listrik. Namun, arus yang mengalir dalam rangkaian ini berasal dari lilitan koil yang menghasilkan medan magnet.

Dalam rangkaian star delta, terdapat tiga buah kontaktor yang digunakan, yaitu:

Kontaktor Utama (Main Contactor): Kontaktor utama berfungsi sebagai saklar utama yang mengontrol aliran arus listrik ke motor. Kontaktor ini bertanggung jawab untuk menghubungkan atau memutuskan daya utama ke motor saat rangkaian sedang beroperasi dalam mode star atau delta.
Kontaktor Kedua (Star Contactor): Kontaktor kedua digunakan saat rangkaian berada dalam mode star. Fungsinya adalah untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik pada lilitan motor yang terhubung dalam konfigurasi star.
Kontaktor Ketiga: Kontaktor ketiga digunakan saat rangkaian beroperasi dalam mode delta. Fungsinya adalah untuk menghubungkan atau memutuskan aliran arus listrik pada lilitan motor yang terhubung dalam konfigurasi delta.

Dengan adanya tiga kontaktor ini, rangkaian star delta dapat mengatur perpindahan antara hubungan star dan delta sesuai dengan kebutuhan dan mengontrol aliran arus listrik ke motor dengan efektif.

3. Thermal Overload Relay (TOR)

Thermal Overload Relay (TOR) merupakan komponen penting dalam rangkaian bintang yang berfungsi sebagai perangkat pengaman. Fungsinya adalah melindungi jaringan dari beban listrik yang berlebihan.

Apabila terjadi kelebihan muatan listrik dalam jaringan, TOR akan beroperasi untuk melindunginya. Komponen ini bekerja berdasarkan prinsip termal, di mana ia mendeteksi kenaikan suhu yang tidak normal yang disebabkan oleh arus listrik yang berlebihan.

TOR akan memutuskan arus listrik secara otomatis ketika suhu mencapai batas yang ditentukan. Hal ini mencegah terjadinya kerusakan pada motor atau rangkaian akibat panas berlebih. Dengan adanya Thermal Overload Relay, keamanan dalam operasi rangkaian bintang dapat terjamin dan risiko kerusakan akibat overloading dapat diminimalisir.

4. Timer

Timer merupakan komponen yang berfungsi untuk mengontrol pemutusan dan penyambungan arus listrik dengan menggunakan sistem pengukuran waktu.

Pada rangkaian star delta, saat arus mengalir melalui koil, timer akan memainkan peran dalam mengatur operasional induksi motor. Prosesnya adalah dengan memindahkan induksi dari mode star ke mode delta sesuai dengan waktu yang telah ditentukan. Timer mengontrol peralihan ini untuk mencapai pengoperasian yang optimal sesuai dengan kebutuhan.

5. Transformer

Transformer adalah komponen yang berperan dalam mengubah nilai tegangan arus listrik. Prinsip kerjanya adalah mengubah tegangan dari nilai yang tinggi menjadi nilai yang rendah.

Sebagai contoh, dalam gambar yang disebutkan sebelumnya, transformer berfungsi untuk menurunkan tegangan. Misalnya, dari tegangan awal sebesar 380 VAC, transformer dapat mengubahnya menjadi tegangan 220 VAC yang lebih rendah.

6. RT 18-32

Komponen ini juga dikenal sebagai sekring atau fuse. Fungsinya adalah untuk melindungi jaringan star delta dari hubungan arus pendek. Jika terjadi hubungan arus pendek dalam jaringan, fuse akan secara otomatis memutuskan aliran arus listrik untuk mencegah kerusakan yang lebih parah.

Bagaimana Perbedaan Hubungan Star dan Delta?

Untuk memahami perbedaan antara rangkaian star dan delta, berikut ini beberapa karakteristik masing-masing rangkaian:

1. Hubungan Star

Berikut adalah beberapa karakteristik dari hubungan bintang (star):

Arus Start yang Rendah: Hubungan bintang umumnya digunakan pada rangkaian yang membutuhkan arus start yang lebih rendah. Dalam konfigurasi bintang, arus start dapat dikurangi, sehingga mengurangi beban pada sistem saat motor dihidupkan.
Insulasi yang Rendah: Hubungan bintang juga cocok digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan isolasi yang rendah, terutama untuk kontrol jarak jauh. Konfigurasi bintang memungkinkan penggunaan kabel dengan isolasi yang lebih tipis karena tegangan fase yang lebih rendah.
Arus Masuk dan Keluar yang Sama: Pada hubungan bintang, jumlah arus yang masuk (input) dan keluar (output) pada koneksi bintang adalah sama. Hal ini memastikan bahwa arus listrik terdistribusi secara merata di antara gulungan motor.
Cocok untuk 1 Phase dan 3 Phase: Hubungan bintang sering digunakan baik untuk rangkaian listrik 1 phase maupun 3 phase. Konfigurasi ini memberikan fleksibilitas dalam penerapannya pada berbagai jenis sistem listrik.

Dengan karakteristik-karakteristik tersebut, hubungan bintang menjadi pilihan yang umum digunakan dalam berbagai aplikasi untuk mengoptimalkan performa dan efisiensi sistem listrik.

2. Hubungan Delta

Berikut adalah beberapa karakteristik dari hubungan delta:

Torsi Awal yang Tinggi: Hubungan delta umumnya digunakan pada komponen elektronik yang membutuhkan torsi awal yang tinggi. Konfigurasi delta dapat menghasilkan torsi yang lebih besar pada saat motor dihidupkan.
Kontrol Jarak Dekat: Hubungan delta lebih sering digunakan untuk aplikasi yang membutuhkan kontrol jarak dekat. Dalam pengaturan jarak dekat, konfigurasi delta memungkinkan penggunaan kabel dengan panjang yang lebih pendek, mengurangi kerugian daya dan biaya instalasi.
Jumlah Arus Input dan Output: Pada hubungan delta, jumlah arus input (masukan) dan arus output (keluaran) pada koneksi delta adalah √3 (akar tiga) kali arus input. Ini karena dalam konfigurasi delta, arus yang mengalir melalui setiap gulungan motor lebih besar dibandingkan dengan arus garis (line current).
Khusus untuk Rangkaian Star Delta 3 Fase: Hubungan delta hanya digunakan pada rangkaian star delta dengan tiga fase. Konfigurasi delta memainkan peran penting dalam mengatur peralihan antara hubungan star dan delta pada sistem motor tiga fase.

Dengan karakteristik-karakteristik ini, hubungan delta digunakan dalam aplikasi yang membutuhkan torsi awal yang tinggi dan kontrol jarak dekat pada sistem listrik tiga fase.

Baca Juga :

Penutup

Sebagai penutup, kita telah mengeksplorasi pengertian rangkaian star delta secara mendalam. Fungsionalitas dan pentingnya rangkaian ini dalam bidang teknik listrik tidak bisa dipkalianng sebelah mata.

Rangkaian star delta memiliki peran krusial dalam mengendalikan arus dan tegangan dalam suatu sistem, serta mereduksi lonjakan arus saat motor starter. Sebagai penerapan praktis dan teori listrik yang signifikan, rangkaian star delta patut diperhatikan dan dipelajari lebih lanjut.

Diharapkan, pembahasan ini dapat membantu pembaca dalam mengenal dan memahami lebih jauh tentang rangkaian star delta. Selamat belajar dan teruslah bereksplorasi dalam dunia elektrika!

Demikianlah artikel finoo.id yang membahas tentang Pengertian Rangkaian Star Delta Beserta Fungsi & Prinsip Kerjanya. Semoga artikel kami dapat bermanfaat dan terimakasih telah membaca!