Di artikel ini kita akan belajar rangkaian star delta. Untuk memulai pembelajaran ini, kita akan membahasnya mulai dari pemberian penjelasan pengertian rangkaian listrik bintang segitiga. Rangkaian star delta ini dikenal juga dengan nama rangkaian bintang segitiga / Y Δ / Way Delta. Rangkaian bintang segitiga ini tidak terdapat pada listrik 1 phase.

Pada Sistem kelistrikan, rangkaian star delta merupakan rangkaian listrik yang digunakan untuk mengontrol motor listrik 3 fasa / phase yang bertujuan mengurangi arus start yang tinggi saat motor pertama kali dinyalakan. Pada awal pengoperasiannya, motor dihubungkan dalam konfigurasi star (bintang), rangkaian bintang ini berfungsi untuk menurunkan tegangan pada masing-masing lilitan stator sehingga arus start berkurang. Setelah motor mencapai kecepatan tertentu, rangkaian secara otomatis beralih ke konfigurasi delta, yang memungkinkan motor beroperasi pada tegangan penuh untuk mendapatkan torsi dan daya maksimum yang mana arus listrik yang dihasilkan cukup besar bila dibandingkan dengan rangkaian bintang. Metode ini umumnya digunakan pada motor dengan daya besar yang bertujuan untuk menghindari lonjakan arus yang dapat memberikan gangguan pada sistem kelistrikan dan bisa untuk menghemat daya listrik.

Dari dari penjelasan di atas dapat disimpulkan bahwa fungsi rangkaian bintang segitiga adalah untuk mengurangi arus awal listrik pada saat beban listrik (motor listrik) 3 phase / fasa pertama kali dinyalakan.

Sebelum menjelaskan lebih lanjut, kita akan membahas masing-masing rangkaian, dimulai dari rangkaian bintang, rangkaian segitiga dan kemudian rangkaian bintang segitiga.

Motor listrik 3 fasa terdiri dari 2 bagian yaitu bagian stator (tetap) dan bagian rotor (berputar). Pada motor listrik 3 fasa terdapat tiga belitan / tiga lilitan di bagian stator (tetap) motor tersebut. Belitan tersebut dapat digambarkan seperti di bawah:

Dari ketiga belitan motor inilah nantinya akan dihubungkan menjadi rangkaian bintang atau segitiga sehingga motor dapat bekerja jika diberi tegangan pada ke 3 phasenya.

Rangkaian Star

Rangkaian star atau rangkaian bintang adalah sebuah rangkaian listrik tiga fasa yang terdiri dari tiga bagian (belitan / lilitan / induktor) yang disusun dengan cara yang sama seperti huruf Y, dengan ujung-ujungnya dihubungkan sebagai garis dan bagian netral di tengah. Rangkaian ini biasanya digunakan pada lilitan 3 fasa seperti rangkaian trafo 3 fasa atau motor induksi 3 fasa. Perhatikan gambar rangkaian star di bawah ini:

Fungsi Rangkaian Star

Seperti yang disebutkan di atas bahwa rangkaian star mempunyai fungsi untuk menurunkan arus listrik pada beban listrik 3 phase (motor listrik), namun torsi yang dihasilkan tidak besar.

Rangkaian Delta

Rangkaian Delta (Δ) atau rangkaian segitiga  adalah konfigurasi hubungan pada sistem listrik tiga fasa di mana ujung-ujung setiap lilitan stator motor atau beban listrik dihubungkan secara seri membentuk segitiga tertutup. Dalam konfigurasi ini, setiap fasa terhubung langsung ke dua fasa lainnya tanpa titik netral, sehingga tegangan fasa sama dengan tegangan saluran (line). Sama halnya dengan rangkaian star, rangkaian delta juga digunakan pada lilitan 3 fasa seperti trafo 3 fasa dan motor induksi 3 fasa.

Fungsi Rangkaian Delta

Adapun fungsi Rangkaian Delta, rangkaian ini sering digunakan pada motor listrik untuk operasi penuh karena menghasilkan torsi yang lebih besar dibandingkan dengan rangkaian bintang (Y) dan lebih efisien dalam mendistribusikan daya pada beban tinggi. Perhatikan gambar rangkaian delta di bawah ini:

Dimana :

• V_L (Tegangan line) ialah Voltage / tegangan line ke line
• V_P (Tegangan phase) ialah Voltage / tegangan untuk setiap 1 lilitan motor
• I_L (Arus Line) ialah Ampere atau arus yang mengalir pada line motor
• I_P (arus phase) ialah Ampere atau arus yang mengalir pada lilitan motor

Perbedaan Rangkaian Star dan Delta

Jika dilihat dari penjelasan di atas, maka perbedaan antara rangkaian star dan delta adalah :

Hubungan Rangkaian

• Star  (Hubungan Bintang): Pada motor dihubungkan dengan menggabungkan ujung ketiga lilitan ke satu titik pusat sehingga membentuk pola bintang atau Y.
• Delta (Hubungan Delta): Ujung ketiga lilitan dihubungkan sehingga membentuk segitiga tertutup yang disebut Delta Connection.

Titik Netral

• Star : Memiliki titik netral atau koneksi bersama yang terdapat ditengah sambungan (lihat gambar rangkaian star).
• Delta Circuit: Tidak memiliki titik netral.

Hubungan Arus

• Star Circuit: Arus line sama dengan arus fasa (IL=Iph).
• Delta Circuit: Arus line sama dengan akar tiga kali arus fasa (IL=Iph x √3).

Hubungan Tegangan

• Star Circuit: Tegangan line sama dengan akar tiga kali tegangan fasa (VL=Vph x √3).
• Delta Circuit: Tegangan line sama dengan tegangan fasa (VL=Vph).

Kecepatan Motor

• Star Circuit: Motor dalam koneksi bintang hanya menerima tegangan phase (1/√3) dari tegangan line pada lilitan motor tersebut, sehingga bergerak lebih lambat.
• Delta Circuit: Motor dalam koneksi delta menerima tegangan phase sama dengan tegangan line pada lilitan, sehingga bergerak lebih cepat.

Jumlah Putaran

• Star Circuit: Karena putaran motor lebih lambat maka jumlah putarannya lebih sedikit.
• Delta Circuit: Karena putaran motor lebih cepat maka jumlah putarannya lebih banyak.

Insulasi

• Star Circuit: Karena arus listrik yang melewati lilitan lebih kecil maka rangkaian star Membutuhkan isolasi yang rendah.
• Delta Circuit: Karena arus listrik yang melewati lilitan lebih besar maka rangkaian delta lebih membutuhkan isolasi yang besar.

Jenis Jaringan

• Star Circuit: Secara umum digunakan pada Jaringan Transmisi Daya.
• Delta Circuit: Secara umum digunakan pada Jaringan Distribusi Daya.

Jenis Sistem

• Star Circuit: Dapat menghasilkan sistem tiga fasa 4 kawat (R, S, T, N) dan 3 kawat (R, S, T).
• Delta Circuit: Hanya dapat menghasilkan sistem tiga fasa 3 kawat (R,S,T).

Torsi

• Star Circuit : Pada motor induksi 3 fasa rangkaian ini menghasilkan torsi yang lebih kecil
• Delta Circuit : Menghasilkan torsi yang lebih besar

Prinsip Kerja Rangkaian Listrik Star Delta

Prinsip kerja rangkaian star delta adalah pertama kali beban listrik (motor) pada belitannya di rangkai rangkaian star, setelah beberapa saat kemudian diubah rangkaian beban listrik tersebut menjadi rangkaian delta. Rangkaian ini digunakan pada motor induksi 3 fasa yang berfungsi untuk starting motor.

Demikianlah sekilas penjelasan tentang rangkaian listrik bintang segitiga. Adapun aplikasi rangkaian ini dapat ditemukan pada panel listrik star delta.