Ketika pertama kali mempelajari motor tiga fase, banyak siswa bertanya:

“Kalau tiga kumparan pada hubungan star disatukan di satu titik, kenapa tidak terjadi short circuit?”

Pertanyaan tersebut sangat wajar.

Jika kita melihat tiga kabel fase R, S, dan T, semuanya berasal dari sistem tiga fase. Lalu pada hubungan star, terdapat tiga ujung kumparan yang disatukan.

Sekilas terlihat seperti ketiga fase tersebut saling bertemu.

Namun sebenarnya tidak demikian.

Kunci untuk memahami hubungan star adalah mengetahui bahwa ketiga fase tidak langsung dihubungkan satu sama lain.

Apa Itu Hubungan Star?

Hubungan star atau Y merupakan salah satu metode menghubungkan tiga kumparan pada sistem tiga fase.

Misalnya sebuah motor memiliki tiga kumparan:

kumparan R;
kumparan S;
kumparan T.

Masing-masing kumparan memiliki dua ujung.

Pada hubungan star, satu ujung dari masing-masing kumparan dihubungkan menjadi satu titik.

Tiga ujung lainnya terhubung ke:

R – S – T

Titik pertemuan ketiga kumparan disebut:

Star point

Kenapa Tidak Short Circuit?

Karena antara setiap fase dengan titik star terdapat kumparan motor atau impedansi beban.

Misalnya:

R → Kumparan → N

S → Kumparan → N

T → Kumparan → N

Jadi ketika fase R terhubung ke titik star, arus tidak melewati kabel pendek tanpa hambatan.

Arus harus melewati impedansi kumparan.

Begitu juga dengan fase S dan T.

Inilah perbedaan utama antara hubungan star yang benar dengan menghubungkan R, S, dan T secara langsung.

Apa yang Terjadi Jika R, S, dan T Dihubungkan Langsung?

Jika tiga penghantar fase aktif dihubungkan secara langsung tanpa impedansi yang sesuai, maka dapat terjadi hubung singkat antar fase.

Arus dapat menjadi sangat besar dan menyebabkan:

pemutus tenaga bekerja;
busur listrik;
kerusakan kabel;
kerusakan peralatan;
kebakaran;
bahkan risiko kecelakaan serius.

Karena itu jangan pernah mencoba menghubungkan R, S, dan T secara langsung.

Bagaimana Arus Mengalir pada Hubungan Star?

Dalam hubungan star, setiap fase memberikan tegangan pada masing-masing kumparan.

Ketiga kumparan memiliki pergeseran sudut listrik 120°.

Pada kondisi sistem seimbang, arus tiga fase juga memiliki hubungan sudut 120°.

Secara fasor:

IR + IS + IT = 0

untuk kondisi beban seimbang.

Karena jumlah fasornya nol, tidak ada arus resultan yang harus mengalir keluar dari titik netral pada sistem seimbang.

Namun kondisi ini tidak berarti tidak ada arus dalam kumparan.

Masing-masing kumparan tetap dialiri arus sesuai beban.

Hubungan Star pada Motor

Hubungan star banyak digunakan pada motor tiga fase.

Motor dengan enam terminal dapat dikonfigurasi sesuai nameplate motor.

Misalnya terminal:

U1 – V1 – W1

dan:

U2 – V2 – W2

Pada hubungan star, tiga terminal tertentu disatukan sesuai diagram nameplate, sementara tiga terminal lainnya mendapat suplai tiga fase.

Namun susunan terminal tidak boleh ditebak.

Teknisi harus mengikuti diagram yang tercantum pada nameplate motor.

Star dan Tegangan Kumparan

Pada hubungan star, tegangan pada masing-masing kumparan berbeda dengan tegangan antar fase.

Hubungannya:

VL = √3 × VP

atau:

VP = VL / √3

Misalnya sumber tiga fase memiliki tegangan antar fase sekitar:

VL = 380 V

maka tegangan pada masing-masing kumparan hubungan star secara ideal:

VP = 380 / 1,732

VP ≈ 219,4 V

atau sekitar 220 V.

Konsep ini sangat penting dalam memahami hubungan star-delta.

Mengapa Motor Bisa Berputar?

Tiga arus AC yang berbeda sudut fase menghasilkan medan magnet yang berputar pada stator motor tiga fase.

Medan magnet tersebut berinteraksi dengan rotor sehingga menghasilkan torsi.

Jadi sistem tiga fase bukan hanya tentang tiga kabel, tetapi merupakan sistem listrik dengan hubungan sudut yang menghasilkan medan magnet berputar.

Inilah salah satu alasan motor tiga fase sangat banyak digunakan di industri.

Star Tidak Sama dengan Netral Sembarangan

Pada sistem distribusi, titik star dapat menjadi titik netral.

Namun pada motor tiga fase, titik star biasanya hanya merupakan titik sambungan internal dari tiga kumparan.

Tidak berarti motor harus selalu memiliki kabel netral.

Ini merupakan hal penting.

Motor tiga fase umumnya dapat bekerja hanya menggunakan tiga penghantar fase:

R – S – T

tanpa penghantar netral, tergantung konfigurasi dan sistemnya.

Bagaimana dengan Hubungan Delta?

Selain star, terdapat hubungan:

Delta (Δ)

Pada hubungan delta, ketiga kumparan disusun membentuk rangkaian tertutup seperti segitiga.

Perbedaan karakteristik hubungan star dan delta menyebabkan hubungan tegangan dan arusnya berbeda.

Untuk star:

VL = √3 × VP

IL = IP

Untuk delta:

VL = VP

IL = √3 × IP

Konsep ini menjadi dasar dalam rangkaian star-delta starter yang banyak dipelajari pada Teknik Ketenagalistrikan.

Kesimpulan

Hubungan star tiga fase tidak menyebabkan short circuit karena ketiga fase tidak disatukan secara langsung.

Masing-masing fase terhubung melalui kumparan atau impedansi beban menuju titik star.

Jadi:

R → impedansi → titik star

S → impedansi → titik star

T → impedansi → titik star

Hal yang sangat berbeda adalah menghubungkan langsung R, S, dan T tanpa impedansi. Kondisi tersebut dapat menyebabkan hubung singkat dan sangat berbahaya.

Pemahaman tentang hubungan star menjadi dasar untuk mempelajari motor tiga fase, hubungan delta, star-delta, tegangan phase, tegangan line, dan sistem distribusi tiga fase.