Rangkaian Star Delta Motor Listrik 3 Fasa

Pengasutan / proses starting dari sebuah motor listrik 3 phasa memang memerlukan arus start yang tinggi bisa mencapai 4 sampai 7 kali arus nominal dari motor tersebut. Ada banyak teknik yang dilakukan untuk memperkecil arus asut ini, salah satunya dengan metoda pengasutan star - delta, dan dalam artikel ini saya mencoba menyampaikan bagaimana rangkaian star delta motor listrik 3 fasa.

Kenapa metoda star - delta atau juga dikenal bintang - segitiga bisa memperkecil arus start ?
Saya pernah menjelaskan salah satu alasan star - delta bisa memperkecil arus start / arus asut pada artikel saya sebelumnya tentang bagaimana cara memehami hubungan belitan motor 3 phasa, ada perhitungan perbandingan tabel lengkap berdasarakan karakteristik star dan delta sehingga kesimpulan star bisa memperkecil arus lebih  bisa dipahami. Silahkan dicek kembali artikel tersebut.

Pada artikel ini saya hanya bisa langsung menyimpulkan bahwa pada motor yang memiliki sumber sesuai tegangan kerja di delta, jika motor dihubung star pada tegangan sumber yang sama tersebut maka motor akan berputar dibawah putaran normalnya ( putaran normal motor adalah putaran yang tertera di name plate motor ). Kenapa terjadi demikian, karena pada motor dengan hubungan star ini, motor hanya akan mendapatkan tegangan sebesar 57,7 % dari tegangan kerjanya sehingga menjadi wajar jika putaran motor tersebut menjadi lebih lambat, dan arus asut pun menjadi 3 kali lebih kecil. Ketika motor sudah berputar stabil pada putaran tegangan star maka bisa langsung dilakukan perpindahan hubungan belitan motor menjadi delta. Hal ini tidak akan menghasilkan arus asut delta yang tinggi karena motor sudah dalam keadaan berputar sehingga torsi awal motor pada kondisi delta menjadi rendah. Pada kondisi delta inilah motor bisa bekerja sesuai dengan spesifikasinya, putaran motor bisa optimal karena tegangan kerja motor sesuai dengan name plate motornya. Itulah penjelasan singkat dari metoda asut star - delta.

Berikutnya saya akan langsung menjelaskan bagaimana cara instalasi dari metoda asut star - delta tersebut.
Anda akan mengenal 2 macam diagram pada instalasi motor 3 phasa ini yaitu, diagram kontrol dan diagram daya.

Diagram kontrol merupakan diagram 1 phasa yang berfungsi untuk mengontrol kerja dari sebuah motor 3 phasa dengan cara memutus atau menyambung aliran arus ke motor melaluai coil kontaktornya. Sedangkan diagram daya adalah wiring jalur tegangan utama motor yaitu tegangan 3 phasa.

1. Instalasi pengasutan motor start - delta teknik manual

Pada instalasi ini saya sebut teknik manual karena proses perpindahan hubungan belitan motor dari star ke delta dilakukan secara manual yaitu dengan menekan satu tombol khusus yang berguna mengganti / menukar hubungan belitan motor dari star ke delta secara manual.

Diagram kontrol pengasutan star - delta manual

Diagram daya pengasutan motor star - delta

Berdasarkan diagram kontrol dan diagram daya diatas kita bisa menyimpulkan bagaimana prinsip dari instalasi start motor bintang ke delta secara manual, yaitu :

- Tekan push button S1 maka kontaktor utama k akan mendapatkan tegangan, kontak bantu NO 13-14 kontaktor k yang dipasang paralel dengan push button S1 akan segera mengunci. Seiring dengan bekerjanya kontaktor utama k, kontaktor KY juga mendapat tegangan sehingga motor akan berputar dalam keadaan hubungan belitan star / bintang. Pada kondisi ini lampu indikator H1 menyala yang menandakan hubungan belitan motor sedang bekerja pada hubungan bintang.

- Setelah motor berputar stabil pada putaran bintang, maka bisa dilakukan perpindahan / perubahan belitan motor dari bintang ke delta dengan cara menekan push button S-YD. Ketika push button S-YD ditekan, maka aliran arus ke kontaktor KY menjadi terputus, lampu H1 pun mati, sedangkan pada kontaktor KD mendapatkan tegangan dan kontak bantu NO 13-14 kontaktor KD yang terpasang paralel dengan NO push button S-YD  langsung mengunci sehingga motor berubah hubungan belitannya dari bintang menjadi delta. dan lampu H2 sebagai indikator bahwa motor sudah bekerja pada hubungan belitan delta akan menyala.

- Jika push button S0 ditekan maka aliran arus menuju semua coil kontaktor akan terputus dan motor akan berhenti bekerja ( stop )


- Jika proteksi dari THOR ( thermal Over Load ) aktif saat motor bekerja, maka kontak OL 95-96 akan terbuka sehingga aliran listrik menuju semua kontaktor akan terputus, motor akan mati dan kontak OL 97-98 kan tertutup dan menyebabkan lampu indikator H3 menyala sebagai tanda bahwa motor mati disebabkan THOR aktif.

- Ada kontaktor bantu NC 21-22 dari masing-masing kontaktor KY dan KD yang dipasang serial terhadap kontaktor lainnya ( lihat gambar ). kontak bantu NC kontaktor KY serial dengan kontaktor KD, pun sebaliknya. Ini dimaksudkan sebagai pengaman agar saat motor dihubung bintang maka tidak memungkinkan motor menjadi hubungan delta pada saat bersamaan karena saat kontaktor KY bekerja, kontak bantu NC serial dengan kontaktor KD terbuka, sehingga KD selamanya tidak bisa aktif ketika kontaktor KY bekerja. Pun sebaliknya.

2. Instalasi pengasutan motor start - delta otomatis

Pada instalasi ini saya sebut otomatis karena peran pushbutton S-YD diatas digantikan dengan komponen timer dimana kondisi On / Off kontak timer akan berubah secara otomatis berdasarkan setingan waktu dari timer tersebut.

Diagram kontrol pengasutan star-delta otomatis

Secara umum prinsip kerja instalasi star - delta otomatis ini sama dengan sistem manual hanya saja proses perpindahan hubungan belitan dari bintang menjadi segitiga menggunakan fungsi timer. Ketika timer mendapatkan tegangan maka kontak timer yang terpasang seperti pada diagram kontrol diatas akan berubah kondisi ketika seting waktu timer sudah tercapai. Kontak timer NC akan menjadi NO dan kontak timer NO akan menjadi NC hanya jika setting waktu yang telah di set di timer tersebut terpenuhi. Artinya ketika waktu timer sudah tercapai maka kontak NC jalur kontaktor KY akan menjadi terbuka sehingga motor terlepas dari hubungan bintang, dan secara bersamaan kontak NO timer akan tertutup yang menjadi triger mengalirnya arus pada kontaktor KD. Saat kontaktor KD bertegangan maka kontak bantu NO 13-14 dari kontaktor KD yang terpasang paralel dengan kontak timer NO akan langsung mengunci  dan motor berputar dengan hubungan belitan delta. Pada kondisi ini fungsi timer sudah tidak berpengaruh lagi. Pada saat motor sudah bekerja pada belitan delta, kontaktor KY dan timer sudah tidak aktif karena aliran arusnya terputus via kontak bantu NC 21-22 dari kontaktor KD. Ini adalah salah satu cara pengaman motor agar hubungan belitan bintang dan delta tidak bekerja bersamaan, dan juga merupakan cara menghemat umur timer, karena timer tidak selamanya bekerja, hanya aktif ketika hubungan belitan motor pada kondisi bintang saja. Anda akan menemukan diagram kontrol yang beragam dengan konsep yang sama yaitu pengasutan bintang ke delta, tetapi anda juga harus memperhatikan ada aspek kekurangan dan kelebihan suatu desain diagram kontrol meskipun prinsip kerja intinya sama.

Adapun diagram kontrol dari instalasi star - delta otomatis ini tidak ada bedanya dengan diagram daya pada instalasi star - delta yang manual.

Demikian sekilas tentang rangkaian star delta motor listrik 3 fasa. Anda juga bisa menggabungkan rangkaian kontrol star-delta teknik manual dan otomatis dalam satu rangkaian ( baca artikel: cara instalasi selektor switch man-auto pada pengasutan motor star-delta ). Baca juga artikel tentang instalasi motor DOL starter dan  mengenal instalasi motor 3 phasa forward - reverse serta modifikasinya menyesuaikan dengan aplikasinya.

Kenapa Star-Delta Menurunkan Arus Start Menjadi Sepertiga

Saat belitan dihubung bintang, tegangan yang diterima tiap belitan bukan lagi tegangan jaringan, melainkan tegangan jaringan dibagi √3. Akibatnya arus yang ditarik dari jaringan turun menjadi sepertiga dibanding kalau motor langsung dihubung delta.

Konsekuensinya, torsi juga ikut turun. Torsi motor induksi sebanding dengan kuadrat tegangan, sehingga (1÷√3)² = sepertiga torsi. Inilah pertukaran yang harus disadari: arus start lebih ramah ke jaringan, tetapi motor start dengan tenaga yang jauh lebih kecil.

Aspek	DOL	Star-Delta
Arus start	5–7 × arus nominal	Sekitar sepertiganya, kira-kira 1,7–2,3 × arus nominal
Torsi start	Penuh	Sepertiga dari DOL
Jumlah kontaktor	1	3 (utama, bintang, delta)
Syarat name plate	Bebas	Motor harus mampu bekerja delta pada tegangan jaringan
Cocok untuk	Motor kecil sampai menengah	Beban yang ringan saat start, seperti pompa sentrifugal dan blower
Tidak cocok untuk	Jaringan lemah	Beban yang berat sejak diam, seperti konveyor bermuatan atau crusher

Kesalahan Paling Sering: Motor Tidak Cocok untuk Star-Delta

Star-delta hanya bisa dipakai bila motor memang dirancang bekerja delta pada tegangan jaringan yang tersedia. Cara memastikannya ada di name plate:

Name plate	Pada jaringan 380 V	Bisa star-delta?
380 / 660 V	Dipasang delta untuk operasi normal	Bisa — start bintang, jalan delta
220 / 380 V	Dipasang bintang untuk operasi normal	Tidak bisa — belitan akan terbakar bila dipaksa delta

Memaksa motor 220/380 V bekerja delta pada jaringan 380 V berarti memberi tiap belitan 380 V padahal rancangannya hanya 220 V. Motor akan menarik arus jauh di atas nominal dan belitan terbakar dalam waktu singkat. Kekeliruan membaca dua angka tegangan di name plate ini dibahas tuntas di meluruskan kekeliruan pembacaan name plate tegangan motor 3 fasa.

Pertanyaan yang Sering Diajukan

Berapa lama motor harus berada di posisi bintang?
Sampai putaran motor mendekati putaran kerjanya, umumnya 5 sampai 10 detik untuk beban ringan. Yang menentukan bukan angka timer-nya, melainkan apakah motor sudah hampir mencapai putaran penuh. Pindah ke delta terlalu cepat membuat lonjakan arus hampir sebesar DOL, sehingga manfaat star-delta hilang.

Kenapa ada lonjakan arus saat pindah dari bintang ke delta?
Pada rangkaian star-delta biasa, motor sesaat terlepas dari jaringan sebelum tersambung delta. Saat tersambung kembali, tegangan sisa pada motor belum sefase dengan jaringan sehingga timbul lonjakan arus sesaat. Lonjakan ini wajar, tetapi menjadi besar bila perpindahan dilakukan terlalu dini.

Kenapa motor tidak mau berputar saat di posisi bintang?
Karena torsi start hanya sepertiga, beban yang terlalu berat membuat motor hanya mendengung tanpa berputar. Kalau ini terjadi, bebannya tidak cocok untuk star-delta dan perlu metode pengasutan lain.

Kenapa arus di posisi delta tetap tinggi setelah beberapa menit?
Periksa beban mekanik dan keseimbangan arus antar fasa. Arus yang tetap tinggi setelah motor mencapai putaran kerja bukan persoalan pengasutan, melainkan persoalan beban atau motor itu sendiri — lihat penyebab dan solusi unbalance arus pada motor 3 fasa.

Baca juga

• 3 jenis pengasutan motor listrik paling populer
• Rangkaian DOL motor listrik 3 fasa
• Rangkaian star delta dengan switch manual-auto
• Cara memahami hubungan belitan motor listrik 3 fasa
• Cara membaca name plate motor listrik

Saran, masukan ataupun koreksi silahkan meninggalkan jejak di kolom komentar.

Wassalam.