## MASALAH OPEN TRANSITION PADA SAKLAR BINTANG- SEGITIGA SEBAGAI STARTING MOTOR INDUKSI 3 PASE
Oleh : Bambang Sarjono
Staf Pengajar Jurusan Teknik Elektro Politeknik Negeri Semarang Jl. Prof. Sudarto SH. Tembalang. Semarang. 50275

## Abstrak
Salah  satu  cara  untuk  mengurangi  arus  mula  pada  saat    starting  motor  induksi  3  pase  adalah  dengan cara  mengurangi  tegangan  suplay  yaitu,  memakai  saklar  Bintang-Segitiga  (  star-delta  starter).  Dalam hal  ini  tegangan  yang  diberikan  hanya  58%  dari  nominal  dan  mengakibatkan  momen  puntir  starting turun menjadi 83% dari nominal, maka percepatannya menjadi kecil dan putaran normal dicapai lebih lama. Sehingga momen starting yang hanya 33% dari seharusnya.  Secara teoritis arus starting menjadi turun, yaitu : 2 kali arus nominal. Tetapi perlu dikemukakan di sini bahwa arus starting teoretis di atas hanya  dapat  terlaksana  bila  dipergunakan  star-delta  starter  tipe  "closed-transition",  yaitu  pada  saat perpindahan  dari  bintang  (star)  ke  segitiga  (delta)  tidak  terjadi  pemutusan  hubungan  antara  tegangan sumber  dengan  motor,  tapi  diselang  dengan  tahanan.  Pada  starter  tipe  "open-transition"  akan  terjadi pemutusan  hubungan  antara  tegangan  sumber  dengan  motor  pada  saat  perpindahan  dari  bintang  ke segitiga.  Jadi  dapat  dikatakan  bahwa,  starter  bintang-segitiga  tipe  "open-transition"  tidak  akan menguragi  arus  starting  langsung.  Maka  dapat  dikatakan    bahwa  starter  bintang-segitiga  tipe  "open- transition" tidak direkomedasikan untuk starting motor induksi 3 pase.
Kata kunci : Starting, Bintang-Segitiga .

## 1. Pendahuluan
Pada  umumnya  starting  motor  induksi  tiga fasa  menggunakan  saklar  bintang  -segitiga ( star-delta starter ). Pemakaian saklar tersebut  pada  dasarnya  adalah  untuk mengurangi  arus  mula  yang  relatip  besar pada  saat  starting  (  6  kali  arus  nominal). Pengurangan  arus  mula  dilakukan  dengan penurunan tegangan sumber yang masuk ke motor. Pada saat starting motor dihubungan dalam bentuk bintang, maka  tegangan yang masuk ke motor sebesar 58 % dari tegangan nominal, dan beberapa saat kemudian motor diubah  dalam  hubungan  segitiga,  maka motor  mendapat  tegangan  nominal.  Tetapi perlu diketahui bahwa di dalam kenyataanya  (praktek),  pemakaian  saklar bintang-segitiga  tidak  dapat  menurunkan arus  starting  secara  signifikan,  karena dalam perubahan hubungan dari bintang ke segitiga  akan  terjadi  pemutusan  hubungan sumber tegangan terhadap motor. Sehingga motor seolah-olah di  starting  ulang melalui hubungan  segitiga,  maka  motor  akan mendapat  arus  staring  yang  relatip  besar kembali. Phenomena tersebut terjadi karena, saklar bintang-segitiga yang dipergunakan pada umumnya memakai tipe open-  transition ,  yaitu  tipe  saklar  yang
tidak dapat menghubungan sumber tegangan kepada motor secara kontinyu saat pensaklaran,  atau  dapat  dikatakan  bahwa terjadi pemutusan hubungan saat perpidahan  dari  hubungan  bintang  ke segitiga.  Sehingga  tujuan  pemakaian  saklar bintang-segitiga  tidak  dapat  tercapai.  Maka agar  penggunaan  saklar  bintang-segitiga dapat  sesuai tujuan,  yaitu menurunkan arus mula,  maka  harus  digunakan  saklar  tidak terjadi  pemutusan  hubungan  tegangan sumber ke motor pada saat pemindahan dari hubungan  bintang  ke  segitiga.  Hal  tersebut dapat  dilakukan  jika  memakai  saklar bintang-segitiga  tipe  close  transition,  tetapi ironisnya  pemakaian  saklar  tipe  tersebut tidak banyak digunakan di Indonesia.

## 2. Motor Induksi Tiga Fasa
Motor induksi tiga fasa atau motor asinkron tiga  fasa  adalah  suatu  motor  arus  bolak- balik  tiga  fasa  yang  mempunyai  putaran rotor  lebih  kecil  dari  putaran  medan  putar stator ( Soryatmo.  F. 1987. p:74). Terdapat dua  jenis  motor  induksi  tiga  fasa  (Theraja. B.L.  1987,  p  :845),  yaitu  :  motor  induksi rotor  sangkar  dan  rotor  lili    Keduanya mempunyai  bentuk  stator  yang  ama,  dan hanya dibedakan oleh bentuk rotornya.

## 2.1. Rotor Sangkar
Motor  induksi  tiga  fasa  jenis  rotor  sangkar mempunyai  stator  yang  terdiri  dari  inti berlapis  dari  pelat  baja  beralur  dan didukung  oleh  rangka  stator  yang  terbuat dari  besi  tiang.  Stator  tersebut  mempunyai lilitan  stator  tiga  fasa  yang  terletak  dalam alur  stator  dan  dapat  terhubung  dalam hubungan  bintang  tau  segitiga.  Rotor sangkar  terdiri  dari  inti  berlapis  dengan konduktor  yang  terpasang  ecara  paralel dengan  pords  dan  terhubung  singkat  pada ujungnya serta terletak mengelilingi permukaan inti.

## 2.2. Rotor Lilit
Stator motor induksi rotor lilit sama seperti pada  motor  induksi  rotor  sangkar.  Adapun rotor  lilit  terdiri  dari  inti  dari  pelat  baja yang  berlapis  dan  beralur.  Di  dalam  alur diletakkan lilitan tiga fasa yang disambungkan  dengan  tiga  buah  cincin geser  yang  terbuat  dari  kuningan  dan terletak  pada  ujung  rotor  pada  poros  yang sama.  Pada  cincin  terdapat  sikat  yang terbuat  dari  carbon  dan  dihubungkan dengan  tiga  buah  tahanan  variabel  di  luar motor  dan  terhubung  bintang.  Tahanan variabel  tersebut  dapat  diatur  nilainya  dari luar motor, yang berfungsi sebagai pengatur kecepatan dan pengasutan.

## 2.3. Prinsip Kerja
Bila  lilitan  stator  diberi  sumber  tiga  fasa, maka akan timbul medan putar pada stator. Medan  putar  tersebut  akan  memotong batang  rotor  atau  lilitan  rotor.  Sehingga pada  rotor  akan  timbul  gaya  gerak  listrik induksi  atau  tegangan  induksi  di  dalam batang rotor. Karena lilitan rotor merupakan rangkaian  tertutup,  maka  dalarn  batang rotor  atau  tititan  rotor  akan  timbul  arus rotor  .  Karena  arus  pada  batang  rotor terlingkup  di  dalam  medan  putar  stator, maka  dalam  batang  rotor  atau  lilitan  rotor akan  timbul  gaya  yang  menyebabkan  rotor berputar. Tegangan induksi akan selalu ada, jika  ada  perbedaan  relatip  antara  putaran medan putar stator terhadap putaran batang rotor  atau  rotor.  Perbedaan  putaran  anatara
medan putar stator terhadap putaran batang rotor disebut slip. Bila putaran medan putar stator  sama  dengan  putaran  rotor,  maka tidak akan terjadi perpotongan batang rotor terhadap medan putar stator, sehingga tidak akan  timbul  tegangan  induksi  serta  tidak timbul  arus  dan  torsi.  Pada  gambar  1, diperlihatkan  perpotongan  antara  medan putar terhadap batang rotor, yang merupakan  prinsip  dasar  dari  kerja  motor induksi. Berikut adalah persamaan- persamaan penting pada motor induksi.
Putaran stator :
……………………...………. (1)
Slip :
……………………….….…. (2)
Putaran rotor :
……….………….……. (3) Frekeunsi roto :
………………………………. (4) Torsi motor saat berputar :
……………...…. (5)
Keterangan n s : putaran stator atau medan putar n r : putaran rotor f s : frekuensi stator f r : frekuensi rotor P   : pasang kutub T   : torsi S   : Slip Er   : Tegangan induksi rotor Xr   : reaktansi rotor Rr   : tahanan rotor
Gambar 1. Perpotongan medan putar terhadap batang rotor
3. Open  And  Close  Transition  Pada Star-Delta Starter
Untuk  mengurangi  arus starting yang mengganggu,  biasaya  motor  dijalankan dengan  cara  pengurangan  tegangan  sumber ( reduced voltage starting ), dan yang paling sederhana  memakai  starter  star-delta.  Di sini  tegangan starting hanya  58%  dari nominal  dan  mengakibatkan  momen  puntir starting  menjadi  sangat  berkurang,  yaitu sebesar  1/3  x  250%  =  83%  nominal. Sehingga  percepatannya  menjadi  kecil  dan putaran  nonnal  dicapai  lebih  lama  .  Akibat momen starting yang  hanya  33%  dari seharusnya, maka bila ada sedikit gangguan yang  disebabkan  oleh  beban,  kemungkinan motor  tidak  sanggup  melepaskan  diri gangguan tersebut, karena rendahnya momen  starting.  Keuntungannya  hanya terletak pada arus starting yang lebih kecil, yaitu "teoretis" 1/3 x 6 = 2 kali arus normal.
Perlu  diketahui  di  sini  bahwa  arus  starting teoretis  di  atas  hanya  dapat  terlaksana  bila dipergunakan starter star-delta tipe " closed- transition ",  yaitu  pada  saat  perpindahan dari  star  ke  delta  tidak  terjadi  pemutusan hubungan  antara  tegangan  sumber  dengan motor,  tapi  diselang  dengan  tahanan sebelum  terhubung  ke  hubungan  segitiga ( delta ).
Akan tetapi pada umumnya para konsumen di Indonesia memakai star-delta starter tipe " open-transition "  maka  yang  terjadi  adalah adanya pemutusan hubungan antara sumber tegangan dengan motor pada saat perpindahan  dari star ke delta .  Sehingga jelaslah  pada  waktu  perpindahan  ke delta , kejadiannya  tidak  berbeda  dengan  menstart langsung,  yaitu  dibarengi  dengan  kejutan arus  besar  dan  bahwasanya  arus  starting akan  tetap  6  kali  arus  nominal  dan  tidak serbesar 2 kali arus normal seperti apa yang sering disangka kebanyakan orang.
Memang  benar  pada  mula-mula  start  ke hubungan  start  arus  hanya  2  kali  saja,  tapi kejutan yang besar (6 kali) baru terasa pada saat  perpindahan  ke  delta  seperti  terlihat pada  grafik  start  (open-transition)  di  atas. Besarnya  arus  pada  waktu  perpindahan  ke delta  dapat  terlihat  jelas  pada  pada  grafik start open-transition.
Setelah  berputarnya  motor  pada  waktu penghubungan  ke  delta  tidak  mengurangi arus  starting,  tapi  hanya  mempercepat periode  mencapai  putaran  nominalnya. Peristiwa pertama adalah gejala induksi dan yang kedua adalah mekanis..

## 4. Penutup
Atas  pertimbangan-pertimbangan  di  atas tidak dianjurkan menjalankan motor dengan mengurangi tegangan, dengan menggunakan  saklar  bintang-segitiga  tipe open-transition .  Tetapi  bila  dimungkinkan atau  terbatasnya  daya  yang  tersedia,  maka disarankan  menggunakan  starter autotrafo ataupun star-delta tipe closed-transition .
Sebagai  catatan  bahwa  pada starter  star- delta diperlukan  (6)  kabel,  sedangkan  pada autotrafo hanya  (3)  kabel  dan  momen
starting lebih besar untuk arus starting yang sama.  Selain  itu  tegangan  starting  dapat diatur sesuai dengan kebutuhan.

## DAFTAR PUSTAKA
Fitzgerald.  AE.  Kingsle,  Jr.  Charles,. Usman.  D.  Stepen.  1986. Electrical
Machines .  Englad.  Mc.  Graw-Hill.
Inc.
Kadir, Abdul. 1999. Motor Tak Serempak . Jakarta . Djambatan. Mc. Pherson, George. 1981. An Introduction To Electrical Machines Transformator . New
York. John Wiley & Son , Inc. Sen.  S.K.  1991. Rotating  Electrical Machines . New Delhi. Khana
Publisher. Suryatmo.  F.  1987. Teknik  Listrik  Motor Generator . Bandung. Prakarya
International.
Theraja  .  BL.  1987. Text  Book  Electrical Technology .New Delhi. Nirja
Contruction  and  Development.  Co. LTD. Ran Nagar