1

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

หนวยท 6 การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส

หวขอเรอง 6.1 ความรพนฐานมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 6.2 การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 6.3 การกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส 6.4 สรปสาระส าคญ

จดประสงคเชงพฤตกรรม 1. จ าแนกชนดมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ได 2. อธบายเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ได 3. บอกวธการกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ได

ทฤษฎ 2 คาบ ปฏบต 3 คาบ เวลาเรยนรวม 90 คาบ

ชอวชา การควบคมมอเตอรไฟฟา รหสวชา 2104-2009

ใบเนอหา หนาท 1/24

ชอหนวย การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส

หนวยท

6 สอนครงท 7-8/18

2

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

เนอหาสาระ

6. การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มอเตอรไฟฟาทใชงานดานอตสาหกรรมมทงมอเตอรไฟฟากระแสตรงและมอเตอรไฟฟากระแสสลบ โดยมอเตอรไฟฟากระแสสลบนนแบงตามระบบไฟฟา เปนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส และมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส โดยมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มโครงสรางคลายกบมอเตอร 3 เฟส สงส าคญในการควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส คอ การศกษาหลกการท างานของมอเตอรแตละชนด วธการเรมเดน และวธการกลบทศทางหมนของมอเตอรไฟฟา

6.1 ความรพนฐานมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส (AC Single phase motor) เปนมอเตอรขนาดเลก มพกดก าลงไมเกน 1 แรงมา แบงตามลกษณะโครงสรางและวธการหมนไดดงน 1. มอเตอรเหนยวน า (Induction motor) ชนดโรเตอรกรงกระรอก ไดแก สปลตเฟสมอเตอร คาปาซเตอรมอเตอร และเชดเดดโพลมอเตอร เปนตน 2. มอเตอรเหนยวน าชนดโรเตอรพนขดลวด ไดแก รพลชนมอเตอร หรออนดกทฟ ซรสมอเตอร (Repulsion motor or Inductive Series motor ) และยนเวอรแซลมอเตอร (Universal motor) มอเตอรเหนยวน า 1 เฟส มโครงสรางคลายกบมอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส จะแตกตางกนทการพนขดลวดทสเตเตอรมการพนแบบเฟสเดยว ประกอบดวยขดลวด 2 ชด คอ ขดลวดสตารตหรอขดลวดชวย (Starting winding or Auxiliary winding) และขดลวดรนหรอขดลวดหลก (Running winding or Main winding) ขดลวดทงสองจะวางหางกนท ามม 90 องศาทางไฟฟา ตอขนานกนและตอครอมกบแหลงจายไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มอเตอรเหนยวน า 1 เฟส อาศยความตางเฟสระหวางกระแสไฟฟาทไหลในขดลวดทงสองท าใหเกดสนามแมเหลกหมน ท าใหมอเตอรสามารถหมนดวยตวเองได

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 2/24 6

3

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.1.1 สปลตเฟสมอเตอร สปลตเฟสมอเตอร (Split phase motor) หรอมอเตอรแบบแยกเฟส เปนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส แบบเหนยวน า มขนาดเลกตงแต 1/4, 1/3, 1/2 แรงมา แตไมเกน 1 แรงมา นยมน าไปใชกบงานทไมตองการแรงบดเรมเดนสงมากนก เชน ตเยน เครองซกผา ปมน าขนาดเลก เครองเปาลม (Blowers) ปมแรงเหวยง (Centrifugal pumps) เปนตน

รปท 6.2 สปลตเฟสมอเตอรแบบตาง ๆ ทมา : https://www.jwtech.co.th/motor-mitsubishi.php และ

https://www.monotaro.com/g/01119990/

1. สวนประกอบของสปลตเฟสมอเตอร 1) สวนทอยกบท หรอสเตเตอร ท าดวยเหลกแผนลามเนตบาง ๆ อดซอนเขาดวยกน มรองเปนแบบกงปดส าหรบบรรจขดลวด โดยสเตเตอรจะถกบรรจอยในโครงเหลก ก. โครงท าดวยเหลกหลอ ข. ขดลวดสนามแมเหลกเปนลวดทองแดงเคลอบฉนวน พนและบรรจในรองของ สเตเตอร มขดลวด 2 ชด ไดแกขดลวดสตารต (Starting winding) และขดลวดรน (Running winding) ค. ฝาครอบปดหวทาย ท าจากเหลกหลอ ถกยดตดกบโครงดวยสกร ท าหนาทรองรบโรเตอร ท าใหโรเตอรหมนอยตรงจดศนยกลางของสเตเตอร ฝาปดดานทายจะมหนาสมผสของสวตชแรงเหวยงหนศนยกลางยดตดอย ท าหนาทตดตอขดสตารต

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 3/24 6

4

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

รปท 6.1 การพนและบรรจขดลวดลงในรองทสเตอรของสปลตเฟสมอเตอร

2) สวนทเคลอนท เปนโรเตอรแบบกรงกระรอก (Squirrel cage rotor) ท าดวยเหลกแผนลามเนตบาง ๆ อดซอนกน ยดตดกบเพลา ทผวของโรเตอรมรองไปทางยาว ซงจะมแทงทองแดงหรอแทงอลมเนยมฝงอยโดยรอบ ปลายของแทงทองแดงหรอแทงอลมเนยมแตละดานจะเชอมตดกนดวยวงแหวนโลหะซงมลกษณะคลายกรงกระรอก วงแหวนโลหะนจะมครบชวยระบายความรอน ทเพลาทงสองดานจะมตลบลกปนสวมอย เพลาดานหนงจะสวมตดกลไกของสวตชแรงเหวยงหนศนยกลางท าหนาทกดและปลอยหนาสมผส

รปท 6.3 โรเตอรแบบกรงกระรอก

สวตชแรงเหวยงหนศนยกลาง (Centrifugal switch) เปนแบบปกตปด จะตดตงอยภายในมอเตอรและตออนกรมกบขดสตารต ท าหนาทตดขดสตารตออกจากวงจรหลงจาก โรเตอรหมนดวยความเรวประมาณ 75% ของความเรวพกด โดยสว ตชแรงเหวยงประกอบดวยสวนประกอบ 2 สวน คอ สวนทอยกบทจะอยกบฝาครอบมอเตอร สวนทหมนจะยดตดกบเพลาโรเตอร

ขดลวดรน

ขดลวดสตารต

ขดลวดของสปลตเฟสมอเตอร

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 4/24 6

5

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

รปท 6.4 การตดตงสวตชแรงเหวยงหนศนยกลางกบเพลาของมอเตอร ทมา : https://greasophile.wordpress.com/tag/bessie/

ลกษณะการตอวงจรของสปลตเฟสมอเตอร ขดลวดรนและขดลวดสตารตวางท ามมหางกน 90 องศาไฟฟา ขดลวดทง 2 ชด จะตอวงจรขนานกนและตอครอมอยกบแหลงจายไฟฟากระแสสลบ สปลตเฟสมอเตอรใชหลกการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟา เมอจายแรงดนไฟฟากระแสสลบจะท าใหเกดสนามแมเหลกหมน ซงจะไปเหนยวน าใหเกดกระแสไฟฟาในแทงอลมเนยมโรเตอร ซงกระแสนจะสรางสนามแมเหลกขนทโรเตอร และไปผลกกบสนามแมเหลกทสเตเตอรท าใหโรเตอรหมน เมอโรเตอร หมนดวยความเรว 75% ของความเรวพกดมอเตอร สวตชแรงเหวยงหนศนยกลางจะตดขดลวดสตารตออกจากวงจร หลงจากนนมอเตอรไฟฟาจะท างานโดยอาศยสนามแมเหลกจากขดลวดรน

รปท 6.5 วงจรไฟฟาของสปลตเฟสมอเตอร

สวตช

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 5/24 6

6

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

การกลบทศทางการหมนของสปลตเฟสมอเตอร ท าไดโดยการกลบทศทางกระแสไฟฟาของขดลวดสตารตหรอขดลวดรนเพยงชดใดชดหนง

(ก) หมนตามเขมนาฬกา (ข) หมนทวนเขมนาฬกา

รปท 6.6 การกลบทศทางการหมนดวยการกลบทศทางกระแสขดลวดสตารตของสปลตเฟสมอเตอร

(ก) หมนตามเขมนาฬกา (ข) หมนทวนเขมนาฬกา

รปท 6.7 การกลบทศทางการหมนดวยการกลบทศทางกระแสขดลวดรนของสปลตเฟสมอเตอร

สวตช

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

สวตช

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

สวตช

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

สวตช

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 6/24 6

7

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.1.2 คาปาซเตอรมอเตอร คาปาซเตอรมอเตอร (Capacitor motor) มคณลกษณะคลายสปลตเฟสมอเตอรแตมแรงบดเรมเดนสงกวา โดยม คาปาซเตอรตออนกรมกบขดลวดสตารตจะตดตงอยภายนอกดานบนของตวมอเตอร โดยปกตมอเตอรไฟฟาชนดนจะมขนาดตงแต 1/20-10 แรงมา นยมน าไปใชงานกบตเยน ตแช เครองปมลม เครองสบน า เครองกลง และเครองซกผา เปนตน คาปาซเตอรมอเตอร ม 3 ชนด ไดแก - คาปาซเตอรมอเตอรชนดคาปาซเตอรสตารต (Capacitor start motor) - คาปาซเตอรมอเตอรชนดคาปาซเตอรแยกแบบถาวร (Permanent split capacitor motor) - คาปาซเตอรมอเตอรชนดคาปาซเตอรสองคา (Two-value capacitor motor)

รปท 6.8 คาปาซเตอรมอเตอร ทมา : https://www.dedeman.ro/ro/motor-monofazat-1-5x1500-b3-es-ie1/p/1019809

1. คาปาซเตอรมอเตอรชนดคาปาซเตอรสตารต โครงสรางมความคลายคลงกบสปลตเฟสมอเตอร แตกตางกนทมคาปาซเตอรชวยในการเรมเดนตออนกรมอยกบขดลวดสตารต และขดลวดสตารตมขนาดใหญกวาขดลวดรน และพนจ านวนรอบมากขนกวาขดลวดชดรน ท าใหกระแสไฟฟาของขดลวดสตารตน าหนากระแสไฟฟาของขดลวดรน คาปาซเตอรมอเตอรมแรงบดขณะเรมเดนสง และกนกระแสไฟฟาในขณะเรมเดนนอยกวาสปลตเฟสมอเตอร คาปาซเตอรทใชเปนชนดอเลกโตรไลตก (Electrolytic capacitor) จะตดตงอยดานนอกของตวมอเตอร เมอโรเตอรหมนดวยความเรว 75% ของความเรวพกดมอเตอร สวตชแรงเหวยงหนศนยกลางจะตดขดลวดสตารต และคาปาซเตอรออกจากวงจร มอเตอรไฟฟาจะท างานโดยอาศยสนามแมเหลกจากขดลวดรน

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 7/24 6

8

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

รปท 6.9 คาปาซเตอรชนดอเลกโตรไลตก ทมา : https://es.wikipedia.org/wiki/Condensador_de_arranque

และ https://capacitor.en.made-in-china.com/

รปท 6.10 วงจรไฟฟาของคาปาซเตอรสตารตมอเตอร

การกลบทศทางการหมนของคาปาซเตอรมอเตอร ท าไดโดยการกลบทศทางกระแสไฟฟาของขดลวดสตารตหรอขดลวดรนเพยงชดใดชดหนงเหมอนกบมอเตอรสปลตเฟส

(ก) หมนตามเขมนาฬกา (ข) หมนทวนเขมนาฬกา

รปท 6.11 การกลบทศทางการหมนดวยการกลบทศทางกระแสขดลวดสตารตของคาปาซเตอรสตารต

สวตชคาปาซเตอร

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 8/24 6

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

สวตชคาปาซเตอร

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

Z2

คาปาซเตอร

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

สวตช

9

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

2. คาปาซเตอรมอเตอรชนดคาปาซเตอรแยกแบบถาวร จะไมมสวตชแรงเหวยงหนศนยกลาง ใชคาปาซเตอรเพยงคาเดยวส าหรบสตารตและรน หรอเรยก คาปาซเตอรรนมอเตอร (Capacitor run motor) คาปาซเตอรจะตออนกรมกบขดลวดสตารตตลอดเวลา มอเตอรชนดนเสยงเงยบและหมนเรยบ แรงบดเรมเดนทต ากวาคาปาซเตอรสตารตมอเตอร แตคาเพาเวอรแฟกเตอรดขน เหมาะกบงานขบโหลดดวยสายพาน และโหลดทยดตดกบแกนเพลาของมอเตอรโดยตรง เชนมอเตอรพดลมของเครองปรบอากาศ พดลมเพดาน พดลมดดอากาศ เปนตน

รปท 6.12 วงจรไฟฟาของคาปาซเตอรแยกแบบถาวร

การกลบทศทางการหมนของคาปาซเตอรแยกแบบถาวรมอเตอร ท าไดโดยกลบทศทางกระแสไฟฟาของขดลวดสตารต หรอขดลวดรนเพยงชดใดชดหนง

รปท 6.13 การกลบทศทางการหมนของคาปาซเตอรแยกแบบถาวรมอเตอร

คาปาซเตอร

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

คาปาซเตอร

ขดสตารตขดรนU1

U2

Z1

แหลงจายไฟฟากระแสสลบ

Z2

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 9/24 6

10

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

3. คาปาซเตอรมอเตอรชนดคาปาซเตอรสองคา ใชคาปาซเตอรสองตวหรอสองคาตอขนานกน คาปาซเตอรตวแรกเปนชนดอเลกโตรไลตกท าหนาทเปนคาปาซเตอรสตารต อกตวหนงเปนคาปาซเตอรชนดบรรจน ามน (Oil-filled capacitor) ท าหนาทเปนคาปาซเตอรรน ขณะเรมเดนคาปาซเตอรทงสองตวจะตอขนานกนซงจะท าใหคาความจสงขน ท าใหมอเตอรมแรงบดเรมหมนสง เมอมอเตอรมความเรวประมาณ 75% ของความเรวเตมพกด สวตชแรงเหวยงจะเปดวงจรออกตด คาปาซเตอรชนดอเลกโตรไลตกออกจากวงจร เหลอแตคาปาซเตอรชนดบรรจน ามนตอนกรมกบ ขดสตารต มอเตอรชนดนจะมเอาตพต ตงแต 1/8-3/8 แรงมา มแรงบดเรมหมนประมาณ 350% ของแรงบดเตมพกด ใหแรงบดสงสดประมาณ 250% ของแรงบดเตมพกด เหมาะกบโหลดทตองการแรงบดเรมหมนสง เชน คอมเพรสเซอรปม สายพานล าเลยง ลฟต เครองจกรงานไม เปนตน

รปท 6.14 คาปาซเตอรชนดบรรจน ามน ทมา : https://www.zez-silko.com/en/products/ac-filter-capacitors

และ http://www.tibcon.net/

รปท 6.15 วงจรไฟฟาของคาปาซเตอรสองคามอเตอร

สวตช

ขดสตารตขดรนแหลงจายไฟฟากระแสสลบ

คาปาซเตอรรน

คาปาซเตอรสตารต

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 10/24 6

11

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.1.3 เชดเดดโพลมอเตอร เชดเดดโพลมอเตอร (Shaded pole motor) เปนมอเตอรเหนยวน าขนาดเลก พกดก าลงเอาตพตตงแต 1/100-1/20 แรงมา สวนประกอบไมยงยาก สรางไดงาย ราคาถก ทนทานและใชงานไดด

รปท 6.16 เชดเดดโพลมอเตอร ทมา : http://es.winderwindingmachine.com/supplier-motor_coil_winder-pt02748.html

และ http://www.electro-motor.com/h30-golge-kutuplu-aspirator-motoru/

สวนประกอบม 3 สวน ดงน 1. สเตเตอรท าจากแผนลามเนต อดซอนเขาดวยกน มขวแมเหลกเปนแบบขวยน (Salient pole) โดยแบงดานหนาของขวแม เหลกออกเปนสองสวน สวนทม พนทมากเรยกวา อนเชดเดดโพล (Unshaded pole) มขดลวดหลกพนอย และพนทสวนนอยเรยกวา เชดเดดโพล (Shaded pole) มตวน าทองแดงรปวงแหวนคลองอยเรยกวา ขดลวดบงขว (Shaded coil) เปนขดลวดชวยหมน 2. โรเตอรแบบกรงกระรอกเหมอนสปลตเฟสมอเตอร 3. ฝาครอบปดหวทาย

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 11/24 6

12

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

รปท 6.17 โครงสรางของเชดเดดโพลมอเตอร

รปท 6.18 ลกษณะของการพนขดลวดหลกชองเชดเดดโพลมอเตอรแบบตาง ๆ

เมอปอนแรงดนไฟฟากระแสสลบเขาขดลวดหลกจะเกดเสนแรงแมเหลกเคลอนทผานโรเตอรและมสนามแมเหลกสวนหนงทผานขดลวดบงขว ท าใหเกดแรงแมเหลกบดเบยวจาก อนเชดเดดโพลไปยงเชดเดดโพล ท าใหเกดแรงบดหมนขนาดเลก ๆ มอเตอรจงเคลอนทได เชดเดดโพลมอเตอรมแรงบดเรมหมนต า มความเรวรอบคงท นยมใชกบ เครองใชไฟฟาขนาดเลก เชน พดลมขนาดเลก ไดรเปาผม เครองเลนเทป ตาง ๆ เปนตน

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 6/24 6

ขดลวดบงขว

ขวแมเหลกแบบขวยน

ขดลวดหลก

โรเตอรแบบกรงกระรอก

13

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.1.4 รพลชนมอเตอร รพลชนมอเตอร (Repulsion motor) มแรงบดเรมหมนสง มความเรวคงท มขนาด 1/4–10 แรงมา ใชกบเครองบด ปมลม ปมน าขนาดใหญ ปมคอมเพรสเซอร

รปท 6.19 การน ารพลชนมอเตอรไปใชงาน ทมา : http://www.practicalmachinist.com/

และ https://www.youtube.com/watch?v=q5u4pgCHwdw

สเตเตอรจะมขดลวดพนอยในรองเพยงชดเดยวเหมอนกบขดรนของสปลตเฟสมอเตอร เรยกวา ขดลวดหลก จะตอกบแหลงจายไฟโดยตรง และมแปรงถานหนงคหรอมากกวาขนอยกบการพนขดลวดอารเมเจอร โดยแปรงถานถกออกแบบใหสามารถเลอนไปมาบนคอมมวเตเตอรได จงท าใหปรบความเรว แรงบด และการกลบทศทางการหมนไดโดยการเลอนปรบต าแหนงแปรงถาน

รปท 6.20 แปรงถานของรพลชนมอเตอร และการปรบต าแหนงแปรงถาน ทมา : https://impremedia.net/bridgeport-motors/

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 13/24 6

14

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

โรเตอร คลายกบอารเมเจอรของเครองกลไฟฟากระแสตรง ขดลวดอารเมเจอรสวนมากพนแบบแลพ ตอเขากบคอมมวเตเตอร และมแปรงถานเปนตวตอลดวงจร

รปท 6.21 โรเตอรของรพลชนมอเตอร ทมา : https://impremedia.net/repulsion-start-induction-motor-diagram/

รปท 6.22 วงจรไฟฟาของรพลชนมอเตอร

รพลชนมอเตอรนจะมแปรงถาน และชดแรงเหวยงลดวงจร ท าหนาทกดแหวนตวน า ใหตดกบซคอมมวเตเตอรเปนการลดวงจรของคอมมวเตเตอร ในขณะทมอเตอรไฟฟาเรมเดนจนกระทงมอเตอรไฟฟามความเรว 75% ของความเรวตามพกด ตวบงคบน าหนก (Governor weight) จะถกเหวยงออกไป ท าใหชดแรงเหวยงลดวงจรท าการลดวงจรบรเวณซคอมมวเตเตอร สงผลใหโรเตอรแบบกรงกระรอกเกดแรงบด ท าใหมอเตอรเรมเดน และแปรงถานกจะเคลอนตวออกจากบรเวณ ซคอมมวเตเตอร ชวยลดการสกหรอของแปรงถาน

ขดลวดสนามแมเหลก

แหลงจายไฟฟา

ขดลวดสนามแมเหลก

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 14/24 6

15

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.1.5 ยนเวอรแซลมอเตอร ยนเวอรแซลมอเตอร (Universal motor) เปนมอเตอรขนาดเลก มขนาดก าลงไฟฟาตงแต 1/200-1/30 แรงมา ใชไดทงไฟฟากระแสตรงและไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส

รปท 6.23 ยนเวอรแซลมอเตอร และสวนประกอบของยนเวอรแซลมอเตอร ทมา : http://www.directindustry.com/ และ http://engmedo012.blogspot.com/

ขดลวดอารเมเจอรและขดลวดสนามแมเหลกจะตออนกรมกน เมอจายไฟฟาใหกบมอเตอรจะเกดสนามแมเหลกขนทตวอารเมเจอร และสนามแมเหลกทขวแมเหลก ท าใหเกด แรงผลกกนท าใหมอเตอรหมนไปได

รปท 6.24 วงจรไฟฟาของยนเวอรแซลมอเตอร

ขดลวดสนามแมเหลก

อารเมเจอรIAแหลงจายไฟฟา

ขดลวดสนามแมเหลก

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 15/24 6

16

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

เมอตองการใหมอเตอรกลบทศทางการหมน ใหสลบปลายสายไฟทตอเขาขดลวดสนามแมเหลก หรอขดลวดอารเมเจอรอยางใดอยางหนง

รปท 6.25 วงจรกลบทศทางหมนของยนเวอรแซลมอเตอร

ยนเวอรแซลมอเตอร ใหแรงบดเรมหมนสงและความเรวรอบสงเมอไมมโหลด แตความเรวรอบไมคงทจะขนอยกบโหลด และสามารถควบคมความเรวได ใชกบเครองใชไฟฟาภายในบาน เชน เครอง บดและผสมอาหาร เครองปน มดโกนหนวดไฟฟา เครองนวดไฟฟา มอเตอรจกรเยบผา สวานไฟฟา เปนตน

รปท 6.26 ตวอยางการใชงานยนเวอรแซลมอเตอร ทมา : https://iferramenta.blogspot.com/2015/10/a-importancia-de-trocar-graxa-da.html

ขดลวดสนามแมเหลก

อารเมเจอรIAแหลงจายไฟฟา

ขดลวดสนามแมเหลก

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 16/24 6

17

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.2 การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส เปนมอเตอรขนาดเลกทนยมใชงานกนทวไปโดยเฉพาะมอเตอรไฟฟาเหนยวน าโรเตอรแบบกรงกระรอก เนองจากมโครงสรางไมซบซอน การซอมบ ารง ดแลรกษางาย สงส าคญในการควบคมมอเตอรไฟฟา คอ การเรมเดน การกลบทศทางหมน และการควบคมความเรวมอเตอรไฟฟา การเรมเดนมอเตอร 1 เฟส สวนใหญเปนการเรมเดนดวยวธการตอโดยตรง (Direct on line Starter) มอเตอรมขนาดไมเกน 1 แรงมา ซงมขดลวดพนอยในรองสเตเตอร 2 ชด คอขดลวดรน (R.W.) และขดลวดสตารต (S.W.) โดยมสวตชแรงเหวยงหนศนยกลาง (C.S.) ตออนกรมกบขดลวดสตารต ขวตอ (Terminal) ของขดลวดจะระบดงน ขว U1 - U2 ของขดลวดรน และขว Z1 - Z2 ของขดลวดสตารต

(ก) วงจรขดลวดของมอเตอรไฟฟา (ข) ลกษณะการตอขวของมอเตอร

รปท 6.27 แผนภาพวงจรขดลวดและการตอขวของมอเตอรไฟฟา 1 เฟส

การตอวงจรเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส นยมใชอปกรณควบคม ดงน 1. สวตช หรอคตเอาต 2 ขว สบ 1 ทาง 2. ดรมสวตช 3. เซอรกตเบรกเกอรมอเตอร 4. แมกเนตกคอนแทกเตอร

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1

N

U1 Z1

U2 Z2

L1

N

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 17/24 6

18

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.2.1 การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยสวตช 2 ขว สบ 1 ทาง หรอคตเอาต คตเอาตจะตอใชงานรวมกบฟวส การเลอกคตเอาตและฟวสตองพจารณาขนาดกระแสไฟฟาของมอเตอรจากแผนปายชอมอเตอร

รปท 6.28 คตเอาต และฟวส

เมอกดสวตชหรอโยกสบคตเอาต จะท าการตอกบแหลงจายไฟฟาโดยตรงมอเตอรจะเรมหมน ถากดสวตชหรอโยกสบคตเอาตลงจะตดมอเตอรออกจากแหลงจายไฟฟา มอเตอรจะหยดหมน

(ก) วงจรเรมเดนใชสวตช 2 ขว สบ 1 ทาง (ข) วงจรเรมเดนใชสวตช 2 ขว สบ 1 ทาง กบสปลตเฟสมอเตอร กบคาปาซเตอรมอเตอร

รปท 6.29 วงจรเรมเดนดวยสวตช 2 ขว สบ 1 ทาง กบสปลตเฟสมอเตอรและคาปาซเตอรมอเตอร

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 18/24 6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

S1

F1

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

S1

F1

Cap

L1N

1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz 1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz

19

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.2.2 การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยดรมสวตช การน าดรมสวตชมาใชควบคมมอเตอรจะตองตอรวมกบอปกรณปองกน เชน ฟวส หรอเซอรกตเบรกเกอร เปนตน

รปท 6.30 ดรมสวตชและต าแหนงการท างานของดรมสวตช

จากรปท 6.30 เปนการแสดงต าแหนงการท างานของสวตช โดยเสนสแดงเปนสายไฟทผใชงานตองตอเพมเขาไปทขวของสวตชระหวางขวท 3-5

(ก) เมอสวตชอยต าแหนง OFF (ข) เมอสวตชอยต าแหนง FORWARD รปท 6.31 แผนภาพวงจรเรมเดนดวยดรมสวตชกบสปลตเฟสมอเตอร

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 19/24 6

ต าแหนง FORWARD ต าแหนง OFF ต าแหนง REVERSE

1

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4

6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

F1

1

3

5

2

4

6

1

3

5

2

4

6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

F1

1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz 1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz

20

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.2.3 การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยเซอรกตเบรกเกอรมอเตอร เซอรกตเบรกเกอรมอเตอร เปนอปกรณควบคมทใช ในงานควบคมมอเตอรโดยเฉพาะ มโอเวอรโหลดภายในตว เปนอปกรณปองกนการลดวงจร ปองกนกระแสเกนพกด และไฟขาดเฟส ไวในตวเดยวกน สามารถปรบตงกระแสโอเวอรโหลดไดทตวเซอรกตเบรกเกอร ทนกระแสลดวงจรไดสง สามารถเลอกใชขนาดเซอรกตเบรกเกอรใกลเคยงกบกระแสของมอเตอรโดยไมตองเพมขนาดของเซอรกตเบรกเกอร การเรมเดนสามารถหมนปรบไปทต าแหนง ON และถาตองการใหมอเตอรหยดหมนกปรบไปทต าแหนง OFF

รปท 6.32 เซอรกตเบรกเกอรมอเตอร ทมา : http://www.directindustry.com/prod/hager/product-12316-920757.html

(ก) ใชเซอรกตเบรกเกอรมอเตอรกบสปลตเฟสมอเตอร (ข) ใชเซอรกตเบรกเกอรมอเตอรกบคาปาซเตอรมอเตอร

รปท 6.33 แผนภาพวงจรเรมเดนดวยเซอรกตเบรกเกอรมอเตอรกบสปลตเฟสมอเตอรและคาปาซเตอรมอเตอร

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 20/24 6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

I > I >

Q1

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

Cap

L1N

I > I >

Q1

1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz 1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz

21

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.2.4 การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยแมกเนตกคอนแทกเตอร การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยแมกเนตกคอนแทกเตอร เปนการควบคมทมความปลอดภยและเปนทนยม เพราะแมกเนตกคอนแทกเตอรจะใชงานรวมกบโอเวอรโหลดรเลยทเปนอปกรณปองกนกระแสเกนพกด

(ก) แผนภาพวงจรก าลงของสปลตเฟสมอเตอร (ข) แผนภาพวงจรก าลงของคาปาซเตอรมอเตอร

(ค) แผนภาพวงจรควบคมของสปลตเฟสมอเตอรและคาปาซเตอรมอเตอร รปท 6.34 แผนภาพวงจรการเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยแมกเนตกคอนแทกเตอร

F2

F3

L1

S1

S2

K1

K1

1 2 3

H1N

K1

111111

23

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 21/24 6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

F1

K1

F3C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

Cap

L1N

F1

K1

F3

1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz 1 Phase 2 Wire 220 V 50Hz

22

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.3 การกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส การกลบทศทางการหมนของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส แบบสปลตเฟสมอเตอร และคาปาซเตอรมอเตอร สามารถท าไดโดยการกลบทศทางกระแสไฟฟาของขดลวดสตารตหรอขดลวดรนเพยงชดใดชดหนง

6.3.1 การกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยดรมสวตช

(ก) เมอสวตชอยต าแหนง OFF

(ข) เมอสวตชอยต าแหนง Forward (ค) เมอสวตชอยต าแหนง Reverse

รปท 6.35 แผนภาพวงจรกลบทศทางการหมนดวยดรมสวตชกบสปลตเฟสมอเตอร

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

F1

1

3

5

2

4

6

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 22/24 6

1

3

5

2

4

6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

F1

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

1

3

5

2

4

6

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

L1N

F1

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

23

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.3.2 การกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ดวยแมกเนตกคอนแทกเตอร

(ก) แผนภาพวงจรก าลงของสปลตเฟสมอเตอร (ข) แผนภาพวงจรก าลงของคาปาซเตอรมอเตอร

(ค) แผนภาพวงจรควบคมกลบทศทางการหมนของสปลตเฟสมอเตอรและคาปาซเตอรมอเตอร รปท 6.36 แผนภาพวงจรการกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส

ดวยแมกเนตกคอนแทกเตอร

F2

F3

L1

S1

S2

K1

K1

1 2 3

H1 H3N

S3

K2 K1

H2K2

K2

313131

2 323232

43 1

4 5

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 23/24 6

L1N

F1

K1

F3

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

K2

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

C.S.

S. W.R. W.U1

U2

Z1

Z2

Cap

L1N

F1

K1

F3

K2

1 Phase 2 Wire 220 V 50 Hz

24

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

6.4 สรปสาระส าคญ มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส เปนมอเตอรขนาดเลก มพกดก าลงไมเกน 1 แรงมา มโครงสรางคลายกบมอเตอร 3 เฟส สงส าคญในการควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส คอ การเรมเดน และการกลบทศทางหมน 1. ความรพนฐานมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส แบงตามลกษณะโครงสรางและวธการหมนไดดงน 1.1 มอเตอร เหนยวน าชนดโรเตอรกรงกระรอก ไดแก สปลตเฟส มอเตอร คาปาซเตอรมอเตอร และเชดเดดโพลมอเตอร เปนตน 1.2 มอเตอรเหนยวน าชนดโรเตอรพนขดลวด ไดแก รพลชนมอเตอร หรออนดกทฟ ซรสมอเตอร และยนเวอรแซลมอเตอร มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส แบบเหนยวน าชนดโรเตอรกรงกระรอก จะแตกตางกบมอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส ตรงทการพนขดลวดทสเตเตอรมการพนแบบเฟสเดยว ประกอบดวยขดลวด 2 ชด คอ ขดลวดสตารตและขดลวดรน ขดลวดทงสองจะวางหางกนท ามม 90 องศาทางไฟฟา ตอขนานกน และตอครอมกบแหลงจายไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มอเตอรเหนยวน า 1 เฟส อาศยความตางเฟสระหวางกระแสไฟฟาทไหลในขดลวดของขดรนและขดสตารต ท าใหเกดสนามแมเหลกหมน และใชหลกการเหนยวน าทางแมเหลกไฟฟาท าใหเกดกระแสไฟฟาในแทงอลมเนยมในโรเตอร ซงกระแสไฟฟานจะสรางสนามแมเหลกทโรเตอร และเกดแรงบดท าใหมอเตอรสามารถหมนดวยตวเองได สปลตเฟสมอเตอร และคาปาซเตอรสตารมอเตอรจะมสวตชแรงหวยง หนศนยกลางตออนกรมกบขดสตารตเมอโรเตอรหมนดวยความเรว 75 % ของความเรวพกดมอเตอร สวตชแรงเหวยงหนศนยกลางจะตดขดลวดสตารตออกจากวงจร หลงจากนนมอเตอรไฟฟาจะท างานโดยอาศยสนามแมเหลกจากขดลวดรน 2. การเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส มขนาดไมเกน 1 แรงมา จะนยมใชการเรมเดนดวยวธการตอโดยตรง ใชอปกรณควบคม ไดแก สวตช หรอคตเอาต 2 ขว สบ 1 ทาง ดรมสวตช เซอรกตเบรกเกอรมอเตอร และแมกเนตกคอนแทกเตอร 3. การกลบทศทางหมนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส แบบสปลตเฟสมอเตอร และคาปาซเตอรมอเตอร สามารถท าไดโดยการกลบทศทางกระแสไฟฟาของขดลวดสตารต หรอขดลวดรนเพยงชดใดชดหนง

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ใบเนอหาหนวยท หนาท 24/24 6

25

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

ค าชแจง 1. ใหนกเรยนตอบค าถามลงในกระดาษ 2. จงตอบค าถามพรอมอธบาย ดงตอไปน

1. จงบอกชนดของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส (2 คะแนน) ตอบ ............................................................................................................................. ............................... ..................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ........................................ ………............................................................................................................................. ............................... .................................................................. ................................................................................................... ............................................................................................................................. ........................................

2. จงบอกชนดของคาปาซเตอรมอเตอร (1 คะแนน) ตอบ ............................................................................................................................. ............................... ..................................................................................................................................................................... ............................................................................................................................. ........................................

3. อธบายหลกการท างานของสปลตเฟสมอเตอร (2 คะแนน) ตอบ ............................................................................................................................. ............................... ..................................................................................................................................... ................................ .................................................................................................. ................................................................... ............................................................................................................................. ........................................ ................................................................................................................................................... .................. ................................................................................................................ ..................................................... ............................................................................................................................. ........................................ ................................................................................................................................................................. .... ............................................................................................................................. ........................................

ทฤษฎ 2 คาบ ปฏบต 3 คาบ เวลาเรยนรวม 90 คาบ

ชอวชา การควบคมมอเตอรไฟฟา รหสวชา 2104-2009

แบบฝกหด หนาท 1/2

ชอหนวย การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส

หนวยท

6 สอนครงท 7-8/18

26

เอกสารประกอบการสอน รหส 2104-2009 วชาการควบคมมอเตอรไฟฟา

4. จงเขยนรปวงจรและอธบายเรมเดนมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ชนดสปลตเฟสมอเตอร (3 คะแนน)

รปวงจรมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส ชนดสปลตเฟสมอเตอร ตอบ ....................................................................................................................................... ..................... ............................................................................................................................. ........................................ ............................................................................................................................. ........................................ ................................................................... .................................................................................................. ............................................................................................................................. ........................................ ............................................................................................................................. ........................................ ……….............................................................................. ........................................................................... ... ............................................................................................................................. ........................................

5. จงเขยนรปวงจรและอธบายวธการกลบทางหมนของสปลตเฟสมอเตอร (2 คะแนน) ตอบ ............................................................................................................................. ............................... ............................................................................................................................................................. ........ .......................................................................................................................... ...........................................

(ก) การกลบทศทางกระแสขดลวดสตารต (ข) การกลบทศทางกระแสขดลวดรน

รปการกลบทศทางการหมนของสปลตเฟสมอเตอร

แบบฝกหด หนาท 2/2 6หนวยท

การควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 1 เฟส