BAB IIDASAR TEORI

2.1 Pengertian Saklar Wye-Delta dan MCB

Saklar wye-delta digunakan untuk menyalakan motor induksi yang besar. Sehingga umumnya digunakan untuk starting motor induksi 3 fasa. Starter wye delta digunakan untuk mengurangi tegangan saat start. Terdapat 2 metode yang dapat digunakan untuk mengurangi tegangan saat start yaitu star delta starting dan auto transformer starting.

Gambar 2.1 Star-delta panel

(Sumber :electrical-engineering-portal.com/star-delta-motor-starter)

Starter Wye-Delta merupakan salah satu jenis starter motor dengan prinsip menurunkan arus serta torsi pada saat start. Starter jenis ini tersusun atas 3 buah contactor yaitu main contactor, start contactor, dan delta contactor, serta timer untuk pengalihan dari start ke delta. Gulungan stator hanya akan menerima tegangan sekitar

.

Main Circuit Breaker (MCB), pemutus hubungan listrik secara otomatis bilamana daya/tegangan melampaui standar yang ditentukan. Gunanya untuk mencegah terjadinya korsleting/hubungan pendek ataupun kerusakan peralatan listrik akibat melonjaknya tegangan listrik. Pada rumah model lama, pemutus arus listrik ini berupa fuse (sekering) yang sudah tidak praktis lagi, karena bilamana putus, harus mengganti sekering tersebut. Dengan adanya MCB maka setiap kali arus listrik over sehingga circuit terputus, sesudah instalasi normal kembali maka untuk menghidupkan listrik cukup dengan menekan tuas/saklar pada mcb.

Gambar 2.2 MCB

( Sumber : http://akirajunto.wordpress.com/2011/08/02/the-ee-handblog-circuit-breaker-dan-tripping-curve/ )

2.2 Pengertian Hubungan wye (Bintang)

Dianggap hubungan lilitan generator 3 fase terdapat pada gambar 1.a), ketiga fase dinamai a-b-c. Hubungan tersebut disebut dengan hubungan wye. Output tegangan digambarkan dalam fasor seperti gambar 1.b). yaitu Ean (fase a ke netral), Ebn, dan Ecn.

Gambar 2.1. Hubungan wye

Berdasarkan hukum kirchoff tegangan, dapat ditulis persamaan:

Ketiga persamaan diatas merupakan representasi dari gambar 2.a). kemudian kita ambil satu persamaan Eab. Pada gambar 2.b) terlihat berbentuk seperti segitiga

sama kaki. Dari rumusan dasar segitiga, kita dapat menentukan besarnya Eab (fasa a ke fasa b):

Gambar 2.4 tegangan pada hubungan wye

Dalam keadaan seimbang dan ideal, ketiga fasa berbeda 120o, magnitude

Eab=Ebc=Eca sama, magnitude Ean=Ebn=Ecn sama. Sehingga Eab dapat mencerminkan EL

(line to line) dan Ean mencerminkan Eln(line to neutral) sistem. Persamaan sebelumnya

(untuk Eab) dapat ditulis kembali:

2.3 Pengertian Hubungan Delta

Dianggap hubungan lilitan beban 3 fase berupa terdapat pada gambar 3.a), ketiga fase

dinamai a-b-c. Arus Ia, Ib, dan Ic mengalir masuk ke beban, dan di beban mengalir arus

I1,I2, dan I3.

Gambar 2.5 Hubungan delta

Diasumsikan tegangan antar saluran seimbang, arus saluran sama dan ketiga beban

identik. Gambar 3.b) menggambarkan fasor arus serta tegangan untuk gambar 3. a).

Berdasarkan hukum kirchoff arus, dapat ditulis persamaan:

Mirip dengan hubungan wye sebelumnya. Kemudian kita ambil satu persamaan,

misalnya untuk Ia. Dari rumusan dasar segitiga, kita dapat menentukan besarnya Ia:

Dalam tegangan saluran seimbang, kondisi beban identik, maka ketiga fasa berbeda

120o, magnitude Ia=Ib=Ic sama, magnitude I1=I2=I3 sama. Sehingga Ia dapat

mencerminkan IL (arus saluran) dan Ia mencerminkan Iz(arus pada beban). Persamaan

sebelumnya dapat ditulis kembali:

2.4 Jenis-Jenis Starter dan Prinsip Kerja

Auto TransformerAuto trafo adalah salah satu metode starting dengan system penurunan

tegangan yaitu mengurangi arus dan tegangan saat start. Starter ini pada prinsipnya hampir sama dengan Star Delta Stater yaitu dengan mengurangi arus dan torsi saat start. Pada Autotranformer terdapat beberapa tap yang dapat menurunkan tegangan line. Starter akan mengatur masuknya tegangan yang mengalir ke motor dimulai dengan tegangan yang paling rendah bertahap sampai ke tegangan normal. Jika Star Delta starter hanya dua step, dengan autotransformer bisa beberapa step. Ini berguna untuk mengurangi lonjakan arus dan torsi saat start.

Gambar 2.6 Autotransformator

Gambar 2.7 Diagram Autotransformator

Keuntungan dari auto transformator :

Sangat cocok untuk industry yang beban terbatas sebab beban untuk menghidupkan electromotor menjadi lebih kecil.

Dilengkapi thermal fuse untuk menjaga beban lebih pada start electromotor .

Electromotor dan jaringan listirk lebih awet karena beban start kecil.

Lebih ekonomis

Kekurangan

Miskin pengendalian Sangat mahal

Direct On Line (DOL) StarterStarter model ini sangat banyak dipakai saat ini, terutama untuk motor

motor kecil. Komposisi komponennya terdiri dari satu contactor dan satu proteksi arus dengan TOR atau elektronik. Kelemahan starter model ini adalah kemungkinan timbulnya arus start yang sangat tinggi. biasanya bisa mencapai 6 sampai 7 kali. Pada saat starter ini di start, torsi saat start ini juga sangat tinggi dan biasanya lebih tinggi dari kebutuhan. Ini dapat terlihat adanya lonjakan/ gerakan yang keras saat motor di start. Tingginya torsi start ini juga akan memberikan tekanan lebih pada coupling dan beban.

Gambar 2.8 DOL Gambar 2.9 Rangkaian DOL

Star Delta StarterStarter ini mengurangi lonjakan arus dan torsi pada saat start. Tersusun

atas 3 buah contactor yaitu Main Contactor, Star Contactor dan Delta Contactor, Timer untuk pengalihan dari Star ke Delta serta sebuah overload relay. Pada saat start, starter terhubung secara Star. Gulungan stator hanya menerima tegangan sekitar 0,578 (seper akar tiga) dari tegangan line. Jadi arus dan torsi yang dihasilkan akan lebih kecil dari pada DOL Starter. Setelah mendekati speed normal starter akan berpindah menjadi terkoneksi secara Delta. Starter ini akan bekerja dengan baik jika saat start motor tidak terbebani denganberat.

Gambar 2.10 Rangkaian Starter Delta Gambar 2.11 Starter Delta

Kelebihan :

Biaya rendah dan sederhana

Kekurangan

Torsi terlalu tinggi - menyebabkan merebut Torsi terlalu rendah - kios motor Transisi puncak sampai 20 x Dalam Motor dapat kios dalam transisi

Soft StarterSoftstarter sangat berbeda dengan starter lain. Alat ini mempergunakan thyristor sebagai komponen utamanya. Tegangan yang masuk ke motor akan diatur dimulai dengan sangat rendah sehingga arus dan torsi saat start juga rendah. Pada saat start ini tegangan yang masuk hanya cukup untuk menggerakkan beban dan akan menghilangkan kejutan pada beban. Secara perlahan tegangan dan torsi akan dinaikan sehingga motor akan mengalami percepatan kehingga tercapai kecepatan normal. Salah satu keuntungan mempergunakan alat ini adalah kemungkinan dilakukannya pengaturan torsi pada saat yang diperlukan, tidak terpengaruh ada atau tidaknya beban.

Gambar 2.12 Rangkaian Soft Starter

Gambar 2.13 Soft Starter

2.5 Pengertian Jenis-jenis Arus dan Tegangan

a. Jenis-jenis arus Arus start, adalah arus awal yang digunakan untuk menyalakan alat

atau motor pertama kali dan yang diteruskan ke dalam rangkaian. Istart = Iline

Arus line, adalah arus yang terdapat dalam rangkaian /arus yang berjalan dalam rangkaian wye delta.

Arus fase, adalah arus yang terdapat pada tiap-tiap resistor pada suatu rangkaian saklar wye-delta

b. Jenis-jenis Tegangan Tegangan line, adalah tegangan yang terdapat dalam rangkaian /arus

yang berjalan dalam rangkaian.

Tegangan fase, adalah tegangan yang terdapat pada tiap-tiap posisi/fase pada suatu rangkaian

2.6 Hubungan antara Arus Start, Arus Line, Arus Fase, Tegangan Line dan Tegangan Fase

Hubungan Arus Start, Arus Line, Arus Fase.

Istart = Iline

Iline = √3 Ifasa.................................. Hubungan Delta Iline = Ifasa......................................... Hubungan Wye Iline = Ifasa......................................... Hubungan Wye

Ifasa = Iline...................................... Hubungan Delta

Hubungan Tegangan Line dan Tegangan Fase

Vline = Vfasa.................................. Hubungan Delta Vline = √3 Vfasa................................. Hubungan Wye

Vfasa = Vline.................................. Hubungan Wye

Vline = Vfasa....................................... Hubungan Delta

2.7 Aplikasi di Dunia Marine

a) Starter Generator

Pada generator starter wye delta ini digunakan untuk membantu starting pada generator, karena saat starting membutuhkan torsi yang sangat tinggi namun setelah beroperasi akan normal kembali.

Gambar2.14. Emergency Generator

b) Starter motor pompa

Gambar 2.15 Motor Pompa Tank Cleaning

c) Starter pompa windlass

Gambar 2.16 Pompa Windlas