Pada artikel kali ini saya akan membahas tentang cara memahami konsep hubungan belitan motor 3 phasa bintang / Y dan segitiga / delta. Untuk membantu anda memahaminya saya sangat merekomendasikan anda membaca artikel saya sebelumnya tentang cara membaca dan memahami name plate motor, karena tanpa memahami name plate motor anda mungkin akan kesulitan memahami tentang konsep hubungan belitan motor yang akan saya bahas.
Hubungan Belitan Bintang / Y
Pada hubungan belitan ini bisa dilakukan dengan menghubungkan salah satu ujung tiap pasang belitan menjadi 1, misalkan jika penamaan pasangan belitan itu adalah U-X; V-Y; W-Z, maka ujung belitan XYZ dihubungkan menjadi 1, atau jika penamaan pasangan belitan tersebut U1-U2; V1-V2; W1-W2, maka ujung belitan U2V2W2 dihubungkan menjadi 1. Silahkan anda kondisikan jika penamaan belitannya memakai standar yang lain, yang jelas konsepnya bisa anda pahami.
Hubungan belitan motor bintang / Y
Jika : VL = tegangan line to line ( Volt )
Vph = tegangan untuk 1 belitan motor ( Volt )
IL = Arus Sumber yang mengalir ( Amper )
Iph = Arus yang mengalir dalam 1 belitan motor ( Amper )
Maka pada hubungan belitan motor bintang / Y berlaku :
VL = √3 * Vph ... (1) ---> lihat gambar, Vph adalah V line to Netral sehingga muncul faktor kali √3
IL = Iph ............(2) ---> lihat gambar Iph serial tanpa cabang dengan IL sehingga IL = Iph
Silahkan pahami dulu 2 persamaan hubungan belitan bintang diatas, baru anda bisa melanjutkan kebahasan selanjutnya.
Hubungan Belitan Segitiga / Delta
Pada hubungan belitan ini bisa dilakukan dengan menghubungkan salah satu ujung tiap pasang belitan dengan salah satu pangkal belitan lain, misalkan jika penamaan pasangan belitan itu adalah U-X; V-Y; W-Z, maka ujung dan pangkal belitan yang dihubungkan adalah UZ, VX, WY, atau jika penamaan pasangan belitan tersebut adalah U1-U2; V1-V2; W1-W2, maka ujung dan pangkal belitan yang dihubungkan adalah U1W2, V1U2, W1V2. Silahkan anda kondisikan jika penamaan belitannya memakai standar yang lain, yang jelas konsepnya bisa anda pahami.
Hubungan belitan motor segitiga / delta
Jika : VL = tegangan line to line ( Volt )
Vph = tegangan untuk 1 belitan motor ( Volt )
IL = Arus Sumber yang mengalir ( Amper )
Iph = Arus yang mengalir dalam 1 belitan motor ( Amper )
Maka pada hubungan belitan motor bintang / Y berlaku :
VL = Vph ....... (1) ----> lihat gambar, Vph adalah V line to line sehingga VL = Vph
IL = √3*Iph ....(2) ----> lihat gambar Iph bercabang dengan sumber utama IL sehingga IL =√3*Iph
nilai √3 yang muncul pada rumus-rumus diatas sementara ini tidak perlu anda pusingkan, nilai tersebut muncul dari proses-proses rumus perhitungan sistem 3 phasa, terus terang saya pun tidak mau ambil pusing dari mana urutan proses angka tersebut keluar. Kita tinggal pakai saja rumus jadi tersebut yang telah dijamin secara empiris kebenarannya, dan ijinkan saya menyampaikan apresiasi setinggi-tingginya kepada para founder dan engineer yang berperan menghasilkan angka unik tersebut, he..he..
Dari rumus-rumus hubungan belitan bintang dan segitiga diatas, ilustrasi gambar bisa membantu anda mengingat lebih kuat lagi, dan tidak perlu khawatir lagi rumus-rumus tersebut dalam aplikasinya tertukar antara bintang dan segitiga. Saya rasa jika anda paham, hal tersebut tidak akan terjadi.
Perbandingan Hubungan Belitan Bintang dan Segitiga
Berikut ini adalah tabel perbandingan antara hubungan belitan bintang dan segitiga :
perbandingan hub. belitan bintang dan segitiga
Apa yang bisa anda simpulkan dari tabel perbandingan diatas ?
Arus I bintang 3x lebih rendah dari arus I delta ? atau daya S bintang 3x lebih rendah dari daya S delta ?
Saya banyak menemukan artikel perbandingan berdasarkan persamaan seperti pada tabel diatas dengan penarikan kesimpulan yang keliru. Mereka beranggapan bahwa untuk menghasilkan arus I motor yang rendah maka motor bisa dihubung bintang, dan untuk menginginkan daya S motor yang besar maka motor bisa dihubung delta. Mereka beranggapan bahwa tabel perbandingan tersebut adalah salah satu acuan pilihan apakah motor harus dihubung bintang atau delta berdasarkan kebutuhan user tentang menginginkan arus I motor yang kecil atau daya S motor yang besar ? Anda mungkin salah satu orang yang berkesimpulan sama terhadap tabel perbandingan tersebut ? Saya katakan sekali lagi bahwa kesimpulan tersebut KELIRU.
Tabel diatas adalah tabel perbandingan hubungan belitan bintang dan delta yang diambil pada nilai tegangan sumber VL yang sama. Memang kita bisa mendapatkan suatu konstanta angka yang valid pada suatu perbandingan jika data yang diambil dikondisikan pada parameter yang sama, dalam hal ini adalah tegangan sumber VL yang sama. Padahal jika anda sudah paham tentang artikel saya sebelumnya yang membahas name plate motor, anda tidak akan terkecoh dengan kesimpulan yang salah. Tegangan kerja VL pada name plate motor antara bintang dan delta selalu berbeda. Tegangan kerja adalah tegangan yang dibutuhkan agar motor bekerja optimal. VL bintang selalu lebih besar √3 kali dari VL delta.
Pada tabel perbandingan diatas merupakan data yang diambil pada motor dengan tegangan kerja VL yang nilainya sama dengan Vph ( lihat kembali rumus VL = Vph diawal pembahasan ) atau dengan kata lain perbandingan pada tabel tersebut diambil pada motor yang bekerja optimal jika dihubung delta sesuai dengan tegangan kerjanya. Karena VL yang dipakai adalah VL delta, otomatis nilai VL tersebut jika diterapkan pada motor yang dihubung bintang maka tegangan kerja VL motor bintang tidak terpenuhi ( hanya mendapat tegangan kerja 1/√3 nya, atau hanya 57,7 % dari tegangan kerjanya ) sehingga kinerja motor bintang tersebut terpengaruh atau tidak optimal. Oleh karena itu dari tabel perbandingan tersebut didapatkanlah data I bintang / I delta = 1/3 atau S bintang / S delta = 1/3.
Jadi, kesimpulan yang tepat untuk tabel perbandingan diatas adalah : pada motor yang optimal dengan tegangan kerja delta, jika motor dihubung bintang maka akan ada penurunan arus 3 x lebih rendah daripada motor dihubung delta karena motor yang dihubung bintang tersebut mendapatkan hanya 57,7 % dari tegangan kerjanya. Dan dengan alasan yang sama, daya S motor yang dihubung bintang tersebut juga menjadi 3 x lebih rendah daripada daya S motor dihubung delta, sehingga kinerja motor yang dihubung bintang pada tegangan sumber VL ini menjadi tidak optimal. Dari kesimpulan inilah anda akan mulai paham dan mengerti kenapa ada rangkaian motor dengan starter bintang ke delta ( pembahasan dan cara merangkai motor dengan starter bintang ke delta akan saya bahas di artikel selanjutnya ).
Cara Menentukan Hubungan Belitan Motor yang Benar
Cara untuk menentukan apakah motor harus diinstalasi dengan hubungan belitan bintang atau delta adalah dengan membaca name plate tegangan motor disesuaikan dengan tegangan yang ada yang akan menjadi tegangan sumber motor. Pemesanan motor kepada produsen, salah satu aspek yang harus dipertimbangkan adalah spesifikasi dari tegangan kerja motor disesuaikan dengan tegangan yang ada yang akan menjadi tegangan sumber motor nantinya. Kesalahan pemesanan karena tidak memenuhi spesifikasi tegangan tersebut bisa berakibat makin besar lagi pengeluaran yang harus ditanggung user karena harus menyediakan alat tambahan seperti trafo step-up atau step-down untuk menyesuaikan tegangan sumber dengan tegangan motor yang sudah dipesan. Hal ini tentu bisa dihindari jika seorang user paham cara membaca name plate motor.
Saya ambil contoh untuk tegangan sumber yang ada adalah tegangan sumber standar PLN 220/380 Volt, dan motor yang akan diinstalasi adalah motor dengan spesifikasi tegangan 220 V delta / 380 V bintang. Apakah hubungan belitan yang benar untuk motor tersebut ? Apakah anda akan menginstalasi motor tersebut dengan hubungan belitan bintang atau segitiga ? Jawaban yang benar atas pertanyaan tersebut adalah : Dengan tegangan sumber yang tersedia, motor tersebut HANYA bisa dihubung bintang. Jika anda coba-coba menginstalasi motor tersebut dengan hubungan delta, bersiap-siaplah membeli motor pengganti baru karena motor tersebut akan rusak bahkan terbakar lilitannya. Bagaimana penjelasannya ?
Pertama-tama anda harus bisa membedakan cara membaca tegangan sumber dengan cara membaca name plate tegangan motor. Sumber 220 V / 380 V menunjukan bahwa V line to netral (VLN) = 220 Volt ( tegangan 1 phasa ), dan V line to line (VLL) = 380 Volt ( tegangan 3 phasa ). Adapun name plate tegangan motor 220 V delta / 380 V bintang, menunjukan tegangan kerja 3 phasa pada motor dimana tegangan kerja VLL jika motor dihubung delta = 220 Volt, dan tegangan kerja VLL jika motor dihubung bintang = 380 Volt.
Sumber 220 V / 380 V artinya tegangan sumber 3 phasa adalah 380 Volt. Jika motor dengan spec tegangan 220 V delta / 380 V bintang diinstalasi dengan hubungan delta maka motor tersebut yang seharusnya mendapatkan VLL 220 Volt akan mendapatkan VLL 380 Volt sehingga yang terjadi adalah over voltage pada lilitan motor. Inilah alasan kenapa saya katakan motor tersebut bisa rusak atau terbakar. Sedangkan jika motor tersebut diinstalasi dengan hubungan bintang maka motor tersebut akan mendapatkan tegangan VLL sesuai dengan tegangan kerjanya yaitu 380 Volt. Inilah alasan kenapa saya katakan motor tersebut HANYA bisa dihubung bintang.
Contoh lain, dengan tegangan sumber yang sama yaitu 220 V / 380 V anda akan menginstalasi motor 3 phasa dengan spec tegangan 380 V delta / 660 V bintang. Apakah hubungan belitan yang benar untuk motor tersebut? Anda seharusnya sudah bisa menjawab pertanyaan tersebut. Yup, benar sekali... motor tersebut bisa diinstalasi dengan hubungan delta karena VLL tegangan kerja motor sudah sama dengan tegangan VLL sumber. Lalu bagaimana jadinya jika motor tersebut diinstalasi dengan hubungan bintang ? Apakah motor akan rusak atau terbakar seperti kasus sebelumnya ? Jawabannya adalah tidak apa-apa dan motor tidak akan rusak atau terbakar. Jika motor tersebut diinstalasi dengan hubungan bintang maka motor hanya mendapat tegangan kerja 57,7 % dari tegangan kerjanya sehingga kinerja motor tersebut menjadi terpengaruh. Anda mungkin akan melihat motor yang dihubung bintang tersebut berputar pada rpm dibawah rpm normalnya. Bukankah spec Rpm motor menjadi pertimbangan user juga? Dengan motor diinstalasi hubungan bintang maka motor tidak bekerja pada keadaan optimal meskipun dari sisi keamanan motor tetap aman. Jadi pada kasus ini hubungan belitan yang cocok untuk motor dengan spec tegangan 380 V delta / 660 V bintang dengan sumber 220 V / 380 V adalah dengan dihubung delta agar motor bekerja optimal. Pada kasus spec motor ini sebenarnya anda bisa manfaatkan dengan cara hubungan kombinasi bintang ke delta untuk memperkecil arus start, tapi tidak usah dipikirkan dulu, yang pasti anda pahami dulu alasan kenapa motor harus dihubung delta atau bintang.
Kesimpulan lain yang bisa saya ambil adalah bahwa motor dengan hubungan belitan bintang ataupun delta, akan mempunyai kinerja yang sama selama dari masing-masing hubungan belitan tersebut terpenuhi tegangan kerjanya sesuai dengan tegangan kerja pada name plate motornya. Yang membedakan hanyalah pada motor yang dihubung bintang akan membutuhkan tegangan sumber √3 x lebih besar dari motor yang dihubung delta, sedangkan arus IL motor hubungan delta akan membutuhkan arus √3 x lebih besar dari motor yang dihubung bintang. Anda mungkin lebih mahir untuk mengklasifikasikan pemesanan motor dengan jenis belitan yang cocok jika ditinjau dari biaya instalasi, karena jenis belitan tersebut nantinya akan berhubungan dengan jenis dan luas penampang kabel yang dibutuhkan serta besarnya proteksi motor yang diperlukan
No comments:
Post a Comment