Starter Star-Delta: Arus Start 1/3, Torsi, Setting Timer

Sebuah pump skid atau kompresor dari Jepang tiba di pabrik dengan panel starter bertuliskan "Y-Δ shido" (start bintang-segitiga). Beberapa tahun kemudian motornya rusak, dan motor pengganti yang ada di gudang punya kW yang sama tetapi pelat nama (nameplate) yang berbeda. Apakah motor itu bisa langsung dipasang ke panel yang ada? Apakah timer boleh dibiarkan? Jawabannya bergantung pada arti "1/3" dalam star-delta yang sebenarnya.
Jawaban singkat: starter star-delta (bintang-segitiga) adalah cara menjalankan motor induksi tiga fasa dengan belitan terhubung star (Y) saat start, lalu pindah ke delta (Δ) setelah motor berakselerasi. Pada star, arus saluran saat start adalah sepertiga dari arus saluran motor yang sama bila di-start langsung (DOL) dalam delta pada pasokan yang sama. Torsi start juga turun menjadi sekitar sepertiga. Angka 1/3 itu bukan sepertiga dari arus nominal saat motor berputar, dan bukan berarti komponen panel, kabel, atau konsumsi energi bisa diperkecil menjadi sepertiga.
Artikel ini membahas cara kerja sambungannya, asal angka 1/3, cara memikirkan waktu star dan jeda perpindahan, kapan metode ini cocok, dan apa yang perlu dicek sebelum mengganti motor pada panel star-delta. Di bagian akhir ada daftar periksa, pertanyaan untuk pemasok di Jepang, dan contoh email.
Daftar isi
Starter Star-Delta Adalah: Cara Kerja Dasar
Jika motor induksi tiga fasa rotor sangkar tupai di-start dari keadaan diam dengan tegangan penuh, motor menarik arus besar dalam waktu singkat. Cara ini disebut start langsung atau DOL (direct-on-line), dan pada gambar Jepang disebut jikaire shido. Tergantung kondisi pasokan, arus itu bisa menyebabkan tegangan turun (voltage dip) yang terasa oleh peralatan lain.
Arus besar ini bukan sekadar tenaga mekanis untuk menggerakkan poros. Arus itu berasal dari kondisi listrik motor induksi yang rotornya belum berputar, sehingga menarik arus jauh di atas arus nominal saat berjalan. Berapa kali lipatnya bergantung pada desain motor dan kondisi start. Anda mungkin menemukan angka seperti "8–10 kali", tetapi kelipatan itu tidak tetap. Mulailah dari data pabrikan: arus start, torsi start, dan waktu start yang diizinkan.
Star-delta adalah salah satu jenis start tegangan turun (gen-den'atsu shido). Tegangan pada tiap belitan diturunkan hanya selama motor start. Yang diubah bukan tegangan saluran dari pasokan, melainkan cara menyambung ketiga belitan.
Pada sambungan star, satu ujung dari setiap belitan disatukan di satu titik, dan ujung lainnya dihubungkan ke pasokan tiga fasa. Pada sambungan delta, belitan membentuk segitiga, dan ketiga sudutnya dihubungkan ke pasokan.
Rangkaian konseptual untuk pasokan tiga fasa seimbang. Setiap persegi panjang mewakili impedansi belitan per fasa yang sama, Z.
Syarat yang Harus Dipenuhi Motor
Untuk start star-delta, kedua ujung setiap belitan harus dikeluarkan ke kotak terminal agar starter bisa menyambungnya ulang. Motor yang umum punya enam terminal atau enam kabel, meskipun sebagian motor multi-tegangan punya 12 kabel. Kotak terminal enam terminal bisa bertanda U1, V1, W1 dan U2, V2, W2; peralatan yang lebih lama mungkin memakai U, V, W dan X, Y, Z. Pasangan terminalnya jangan ditebak, cek pada diagram sambungan dari pabrikan.
Motor juga harus berperingkat untuk berjalan dalam delta pada tegangan pasokan. Punya enam terminal saja tidak cukup: tidak semua motor bisa disambung star-delta pada sembarang pasokan. Ambil contoh pelat nama bertuliskan Δ230 V / Y400 V. Pada pasokan 400 V, motor ini dirancang berjalan terus dalam star. Memindahkannya ke delta pada 400 V akan melampaui peringkat belitan, jadi baca tegangan dan sambungan di pelat nama sebagai satu pasangan.
Pasokan pabrik di Indonesia umumnya 380 V, 50 Hz, sedangkan motor dari mesin Jepang bisa berperingkat 200 V dan 50/60 Hz. Karena itu cek tegangan, frekuensi, dan sambungan di pelat nama sebelum menyimpulkan bahwa motor bisa dipakai pada panel yang ada.
Mengapa Arus Start Turun Menjadi 1/3
Untuk membandingkan arus, pisahkan arus saluran (line current) yang mengalir di penghantar pasokan dari arus fasa (phase current) yang mengalir di satu belitan. Hubungan keduanya berbeda antara star dan delta.
Model di bawah mengasumsikan pasokan tiga fasa seimbang dengan tegangan saluran VL, dan |Z| sebagai besar impedansi per fasa saat start. Model ini membandingkan star dan delta pada motor yang sama dalam kondisi diam yang sama.
Pada star, tiap belitan mendapat 1/√3 dari tegangan saluran. Arus yang melewati satu belitan juga merupakan arus di saluran pasokan, sehingga:
Pada delta, tegangan saluran penuh muncul di tiap belitan. Pada sistem seimbang, arus saluran juga √3 kali arus fasa:
Satu faktor 1/√3 berasal dari tegangan belitan yang lebih rendah, dan satu lagi dari hubungan arus saluran terhadap arus fasa. Keduanya bersama-sama menghasilkan 1/3. Jangan campur kedua perbandingan ini: arus yang melewati satu belitan turun sebesar 1/√3, sedangkan arus saluran di sisi pasokan turun sebesar 1/3.
VL dan |Z| sama, pasokan tiga fasa seimbang, kondisi start sama.
Sebagai contoh hitungan, anggap tegangan saluran 200 V dan |Z| per fasa 2 Ω. Pada star, tiap belitan mendapat sekitar 115,47 V, dan arus fasa maupun arus saluran sekitar 57,74 A.
Membandingkan 57,74 A dengan 173,21 A menegaskan rasio sekitar 1/3. Setelah motor bertambah cepat, kondisi listriknya berubah, sehingga arus setelah pindah ke delta tidak selalu 173,21 A.
Saat membandingkan nilai ukur, pastikan kedua pembacaan diambil di tempat yang sama: pada saluran pasokan, atau di dalam loop delta pada sisi belitan.
Torsi Start Juga Turun Menjadi 1/3
Harga dari arus yang lebih rendah adalah torsi start yang lebih rendah. Jika torsi didekati sebanding dengan kuadrat tegangan, pada frekuensi dan kondisi start yang sama, torsi start star juga sekitar sepertiga dari torsi DOL delta.
Agar bisa berakselerasi, torsi motor harus melebihi torsi yang diminta beban. Jika selisihnya kecil, akselerasi memakan waktu lebih lama. Jika torsi beban lebih besar, motor tidak bisa mencapai kecepatan yang memadai dalam star.
Perbandingan kualitatif. Tinggi kurva hanya menunjukkan mana yang lebih besar, bukan data motor sebenarnya.
Karena itu star-delta cocok untuk mesin yang bisa di-start tanpa beban atau dengan beban ringan. Pompa pun berbeda menurut tipe dan kondisi operasinya, jadi jangan menganggap semua pompa punya beban start yang sama.
Urutan Perpindahan dan Setting Timer
Starter tiga kontaktor yang umum memakai kontaktor utama (line), kontaktor star, dan kontaktor delta. Kontaktor utama dan kontaktor star menutup, lalu motor berakselerasi dalam star. Setelah itu kontaktor star membuka, kontaktor delta menutup, dan motor masuk ke operasi normal.

Jika kontaktor star dan kontaktor delta menutup bersamaan, pasokan bisa terhubung singkat (short circuit). Jangan hanya mengandalkan timer: urutan kontaktor harus bekerja bersama interlock listrik dan interlock mekanis.
Contoh starter tiga kontaktor dengan perpindahan terbuka (open transition). Sumbu horizontal menunjukkan urutan, bukan detik yang sebenarnya.
Waktu star ditentukan dari karakteristik motor dan beban agar motor berakselerasi secukupnya sebelum pindah. Dead time (jeda perpindahan) ditentukan dari spesifikasi pabrikan starter agar kontaktor star sudah benar-benar terbuka sebelum kontaktor delta menutup. Sebagian timer relay star-delta mengunci dead time; misalnya ABB CT-YDEW memakai perpindahan tetap sekitar 50 ms setelah waktu star yang bisa diatur. Anggap itu desain satu produk, bukan setting umum.
Satu angka seperti "pindah sekitar 0,5 detik setelah start" tidak bisa dipakai sebagai setting universal. Pindah terlalu cepat berarti kontak membuka dan menutup saat arus masih besar. Sebaliknya, sekadar memperlama waktu di star juga bukan solusi: pastikan akselerasi tidak macet dan start tetap berada dalam waktu start yang diizinkan motor.
Pada starter open transition, motor terputus sebentar dari pasokan. Saat delta menutup, tegangan sisa motor (residual voltage) berinteraksi dengan tegangan pasokan, sehingga bisa terjadi lonjakan arus dan sentakan mekanis. Walaupun arus start ditekan menjadi sepertiga, arus pada saat perpindahan belum tentu tertahan pada rasio yang sama.
Prinsip mencegah penutupan serentak ini sama dengan rangkaian interlock pada umumnya. Saat menelusuri starter yang tidak mau jalan, cari kondisi mana yang belum terpenuhi. Jangan menonaktifkan kondisi proteksi hanya supaya motor bisa jalan.
Kapan Star-Delta Dipakai
1. Pengaruh ke pasokan. Pertanyaan pertama adalah bagaimana arus start memengaruhi pasokan listrik. Motor yang sama menimbulkan tegangan turun yang berbeda tergantung kapasitas peralatan penerima daya, impedansi sistem, dan panjang kabel. Misalnya, men-start motor besar pada trafo kecil bisa mengganggu beban lain. Jangan memutuskan dari kW motor saja; lihat bersama kapasitas dan karakteristik trafo, beban lain yang berjalan bersamaan, dan fluktuasi tegangan yang diizinkan.
2. Apakah torsi yang berkurang masih bisa mempercepat beban? Meski sisi pasokan aman, starter gagal memenuhi tujuannya jika motor tidak berputar dalam star atau macet di tengah jalan. Selain beban itu sendiri, inersia bagian yang berputar dan jumlah start juga berpengaruh. Untuk mesin yang butuh waktu lama berakselerasi atau sering di-start, cek juga kenaikan suhu motor dan kondisi pakai kontaktor.
3. Apakah motornya sesuai? Pastikan motor bisa berjalan dalam delta pada tegangan pasokan dan ujung belitannya bisa dipindahkan. Motor dengan peringkat berbeda tidak boleh dipaksakan ke panel yang ada hanya demi menyamakan cara start.
Anda mungkin menemukan batas kW yang dikutip, seperti "11 kW ke atas pada 200 V" atau "30 kW ke atas pada 400 V". Memutuskan hanya dari angka itu akan melewatkan ketiga poin di atas. Cek kondisi pasokan dari penyedia listrik (di Indonesia, PLN), standar desain pabrik, dan data pemilihan dari pabrikan sebelum memilih cara start.
Perbandingan metode start. Pilih berdasarkan akselerasi yang dibutuhkan, kondisi pasokan, dan operasi normal.
Star-delta bukan alat hemat energi yang memotong daya saat berjalan menjadi sepertiga. Setelah akselerasi, motor menggerakkan beban dalam delta dan menarik daya listrik sesuai daya poros yang dibutuhkan beban.
Jika Anda ingin mengatur kecepatan menyesuaikan debit atau aliran udara, pertimbangkan pengaturan kecepatan secara terpisah dari cara start. Soft starter dan inverter (variable frequency drive, VFD) punya fungsi berbeda; keduanya tidak bisa saling menggantikan hanya karena sama-sama "membatasi arus".
Perbandingan biaya juga perlu lebih dari harga kontaktor. Bandingkan pada tingkat sistem: ruang panel, perkabelan, kontrol, proteksi, perawatan, dan pengaruh perpindahan terhadap mesin.
Mengganti Motor pada Starter Star-Delta
Motor: Pelat Nama dan Kotak Terminal
Saat mengganti motor, menyamakan kW saja tidak cukup. Cek tegangan, frekuensi, jumlah kutub, arus nominal, dan sambungan. Perbedaan efisiensi bisa mengubah karakteristik arus pada daya yang sama, jadi kecocokan dengan starter yang ada mungkin perlu dicek ulang.
Periksa pelat nama (meiban) dan kotak terminal. Apakah ujung belitan yang dibutuhkan sudah dikeluarkan, dan apakah motor bisa berjalan dalam sambungan yang ditentukan? Walaupun rangka motor cocok untuk dudukannya, jumlah terminal, sekrup terminal, dan lubang masuk kabel bisa berbeda.
Meski hanya mengganti motor, cek kebutuhan listrik dan mekaniknya bersama-sama.
Panel: Peringkat dan Setting Proteksi
Di panel, cek tipe dan rentang setting breaker, kontaktor, dan proteksi beban lebih. Arus start sepertiga tidak berarti semua alat dan kabel boleh diperkecil menjadi sepertiga dari peringkatnya.
Thermal overload relay (TOR) bisa mengukur arus saluran atau arus belitan (fasa), tergantung posisinya di rangkaian. Panduan Schneider Electric, misalnya, menyetel overload di dalam loop delta pada 0,58 kali arus beban penuh motor, dan overload di hulu pada sisi pasokan pada 100%. Jangan menerapkan satu pengali ke semua rangkaian; pastikan setting dari diagram rangkaian dan tabel pemilihan pabrikan. Untuk latar belakang breaker dan alat proteksi beban lebih pada panel Jepang, lihat artikel tentang NFB, MCCB, dan ELB serta tentang shock relay vs overload relay. Bedakan dalam benak Anda kontaktor start dan alat proteksi: yang satu menjalankan motor, yang lain melindungi rangkaian saat terjadi masalah.
Mengubah Ukuran Motor
Lebih besar: evaluasi ulang apakah arus dan waktu start tetap dalam rentang peralatan yang ada. Cek juga tegangan turun di sepanjang kabel yang ada, pelepasan panas di dalam panel, dan ruang untuk komponen tambahan.
Lebih kecil: cek rentang setting alat proteksi dan ukuran sambungannya juga. Daripada memaksa kabel lama yang tebal masuk ke terminal baru yang lebih kecil, sepakati cara penyambungan yang dapat diterima bersama pelaksana pemasangan.
Beban: Daya Poros dan Kondisi Start
Di sisi beban, pastikan daya poros yang dibutuhkan pompa atau mesin lain dan beban saat start. Motor yang lebih kecil tidak otomatis menghemat energi; pahami dulu daya yang dibutuhkan dan titik operasinya. Arus yang rendah saat operasi normal tidak membuat pengecekan torsi start dan kondisi transien boleh dilewati.
Kontrol, Trial Run, dan Pencatatan
Pada rangkaian kontrol, tinjau ulang waktu star, dead time, interlock, dan pengecekan status kontak. Sebelum menyalin setting lama ke motor baru, pastikan dulu bagaimana start berlangsung dan apa batas yang diizinkan.
Setelah ada perubahan perkabelan, cek arah putaran dan kondisi beban saat trial run sesuai prosedur. Alasan putaran bisa terbalik dibahas di artikel tentang pompa berputar terbalik dan urutan fasa. Pekerjaannya sendiri harus mengikuti prosedur pabrik untuk menghentikan peralatan, memutus dan mengunci sumber daya (lockout-tagout), serta memastikan tidak ada tegangan.
Dalam catatan trial run, catat arus dan waktu secara terpisah untuk masa star, saat perpindahan, dan saat operasi normal. Jika breaker trip hanya pada saat perpindahan, selidiki secara terpisah dari kasus ketika arus beban normalnya yang terlalu tinggi.
Terakhir, simpan data pelat nama yang baru, setting proteksi, nilai timer, dan diagram rangkaian bersama dalam kondisi setelah perubahan. Memastikan inspeksi berikutnya tidak menemukan dokumen motor lama bercampur dengan setting baru adalah bagian dari pekerjaan penggantian.
Daftar Periksa: Mengganti Motor pada Panel Star-Delta
Gunakan daftar ini sebelum motor baru disambung. Isinya ringkasan poin di atas; keputusan akhir tetap ada pada pihak yang bertanggung jawab atas desain listrik dan peralatan.
| Item | Yang dipastikan | Dilihat di mana |
|---|---|---|
| Tegangan dan sambungan | Motor berperingkat berjalan dalam delta pada tegangan pasokan (bukan hanya star pada tegangan itu) | Pelat nama, data pabrikan |
| Terminal | Enam (atau lebih) ujung belitan dikeluarkan; tanda dan pasangan terminal | Kotak terminal, diagram sambungan pabrikan |
| Frekuensi, kutub, arus nominal | Sesuai panel dan beban yang ada; catat jika arus nominal berubah | Pelat nama, catatan motor lama |
| Data start | Arus start, torsi start, waktu start yang diizinkan | Datasheet pabrikan |
| Beban saat start | Torsi beban dan inersia bisa dipercepat dengan torsi star; jumlah start | Data mesin, kondisi operasi |
| Kontaktor dan breaker | Peringkat dan duty masih cocok dengan arus dan waktu start yang baru | Gambar panel, tabel pemilihan |
| Overload relay | Posisi (di dalam loop delta atau di saluran pasokan) dan setting berdasarkan posisi itu | Diagram rangkaian, panduan pabrikan relay |
| Kabel dan sambungan | Tegangan turun, ukuran terminal, cara penyambungan yang dapat diterima | Daftar kabel, pelaksana pemasangan |
| Timer | Waktu star dan dead time ditinjau untuk motor baru, tidak disalin begitu saja | Gambar kontrol, spesifikasi pabrikan starter |
| Interlock | Interlock listrik dan mekanis antara kontaktor star dan delta masih utuh | Gambar kontrol, inspeksi panel |
| Trial run | Arah putaran; arus dan waktu dicatat untuk star, perpindahan, dan berjalan | Catatan trial run |
| Dokumen | Data pelat nama, setting, nilai timer, dan diagram diperbarui bersama | Catatan perawatan |
Pertanyaan untuk Pemasok di Jepang
- Pada tegangan pasokan kami, motor ini dirancang berjalan dalam sambungan apa, dan apakah cocok untuk start star-delta?
- Bisakah Anda mengirim diagram terminal motor beserta arus start, torsi start, dan waktu start yang diizinkan?
- Berapa waktu star dan dead time yang diset di pabrik, dan bagaimana menentukannya?
- Di mana posisi overload relay pada rangkaian starter (di dalam loop delta atau di saluran pasokan), dan setting apa yang Anda sarankan untuk arus nominal motor baru?
- Apakah kontaktor, breaker, dan kabel yang ada masih dalam peringkatnya dengan motor pengganti?
- Apakah cara start dipilih karena kondisi pasokan di lokasi awal? Apakah kondisi itu berlaku di lokasi kami?
Contoh Email ke Pemasok
Nomor peralatan dan rinciannya fiktif. Ganti dengan data Anda.
Subjek: Motor pengganti untuk starter star-delta P-201: permintaan data
Selamat siang,
Kami berencana mengganti motor pada pompa P-201 (nomor pesanan Anda XXXX) yang memakai starter star-delta di panel dari Anda. Motor pengganti punya kW yang sama tetapi pelat namanya berbeda. Sebelum kami menyambungkannya, mohon konfirmasi hal berikut:
1. Sambungan yang dipakai motor asli pada pasokan 380 V kami, dan apakah motor baru (pelat nama terlampir) bisa dipakai untuk start star-delta pada panel ini.
2. Setting pabrik untuk waktu star dan dead time star-delta, beserta dasarnya.
3. Posisi overload relay di rangkaian dan setting yang disarankan untuk motor baru.
4. Apakah kontaktor, breaker, dan kabel yang ada masih dalam peringkatnya.Gambar panel saat ini dan datasheet motor baru terlampir. Terima kasih atas bantuannya.
Hormat kami,
Batasan Panduan Ini
- Rasio 1/3 adalah nilai teoretis untuk pasokan seimbang dan kondisi diam yang sama. Motor dan beban sebenarnya berbeda; gunakan data pabrikan.
- Panduan ini membahas starter tiga kontaktor open transition yang umum. Desain starter lain berperilaku berbeda saat perpindahan.
- Nilai timer, overload, dan breaker yang disebut di sini adalah contoh dari produk atau pabrikan tertentu, bukan setting untuk disalin.
- Panduan ini tidak menggantikan desain listrik, peraturan yang berlaku, atau prosedur keselamatan lokasi. Di Indonesia, instalasi listrik mengacu pada PUIL (SNI 0225) dan ketentuan K3, antara lain UU No. 1 Tahun 1970 tentang Keselamatan Kerja. Kesesuaian motor dan komponen Jepang dengan SNI jangan diasumsikan; tanyakan ke pemasok. Pekerjaan pada panel dan motor harus mengikuti prosedur K3 lokasi untuk menghentikan peralatan, memutus dan mengunci sumber daya, serta memastikan tidak ada tegangan.
FAQ
Apakah starter star-delta men-start motor pada sepertiga arus nominal?
Tidak. Pembandingnya adalah arus saluran yang akan ditarik motor yang sama bila di-start langsung dalam delta pada pasokan yang sama. Arus nominal saat berputar adalah kondisi yang berbeda, jadi arus start bukan sepertiga dari arus nominal.
Apakah bisa hemat energi dengan membiarkan motor tetap di star?
Tidak. Motor star-delta dirancang menggerakkan bebannya dalam sambungan delta yang ditentukan setelah akselerasi. Berjalan terus di star bisa menyebabkan torsi kurang atau panas berlebih, jadi jangan mengunci motor di star demi menghemat energi.
Berapa setting timer star-delta?
Tidak ada satu nilai tunggal. Cek secara terpisah waktu star yang dibutuhkan untuk akselerasi dan dead time untuk perpindahan kontaktor. Keduanya bergantung pada motor, beban, dan starter, jadi angka tetap seperti 0,5 detik tidak bisa diterapkan di mana-mana.
Jika motor punya enam terminal, apakah bisa dipakai untuk start star-delta?
Hanya jika motor juga bisa berjalan dalam delta pada tegangan pasokan. Selain ujung belitan yang bisa dipindahkan, motor harus berperingkat delta pada tegangan itu. Cek tegangan dan sambungan di pelat nama serta rangkaian yang ditentukan pabrikan.
Apakah lonjakan arus saat perpindahan juga terbatas sepertiga?
Belum tentu. Pada starter open transition, tegangan sisa motor dan pasokan berinteraksi saat perpindahan dan menimbulkan arus transien. Lihat secara terpisah saat start, saat perpindahan, dan saat operasi normal, lalu pastikan cara start, kontaktor, dan proteksi cocok pada tiap tahap.
Sumber
- Start star-delta menurunkan arus start menjadi 1/3 dari DOL: Mitsubishi Electric FA FAQ 15032, "Apa itu start star-delta?" (bahasa Jepang)
- Struktur terminal dan sambungan motor: Mitsubishi Electric, katalog umum motor tiga fasa, hlm. 61 (bahasa Jepang)
- Metode start motor: Fuji Electric, "Metode start motor" (bahasa Jepang); Fuji Electric, pemilihan metode start motor dan data teknis (bahasa Jepang)
- Metode start dan start tegangan turun: Mitsubishi Electric e-learning, metode start motor (bahasa Jepang); Mitsubishi Electric e-learning, sambungan dan pemilihan start tegangan turun (bahasa Jepang)
- Starter star-delta tiga kontaktor: Schneider Electric, TeSys Giga star-delta starters
- Posisi dan setting overload relay (0,58 × FLC di dalam loop delta, 100% di hulu): Schneider Electric FAQ FA173001
- Tegangan motor dan sambungan star-delta: ABB, Softstarter Handbook
- Perpindahan star-delta tetap 50 ms pada timer relay: ABB, datasheet timer star-delta CT-YDEW
Artikel asli dalam bahasa JepangPanduan ini disusun dari artikel MONOSCOPE yang ditulis untuk pembaca di Jepang: スターデルタ始動法とは?電流1/3の理由・トルクと切替時間、更新時の確認点


