หนวยท 5 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว

หวขอเรอง 5.1 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟา 5.2 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลก 5.3 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทาน 5.4 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความถ 5.5 การควบคมมอเตอรไฟฟาดวยอปกรณอนเวอรเตอร 5.6 การเลอกขนาดอนเวอรเตอรใหเหมาะสมกบมอเตอรไฟฟา

สมรรถนะประจ าหนวยการเรยนร แสดงความรเกยวกบมอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบหลายความเรว

จดประสงคเชงพฤตกรรม 1. อธบายการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟาได 2. อธบายการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลกได 3. อธบายการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทานได 4. อธบายการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความถได 5. อธบายการควบคมมอเตอรไฟฟาดวยอปกรณอนเวอรเตอรได 6. อธบายการการเลอกขนาดอนเวอรเตอรใหเหมาะสมกบมอเตอรไฟฟาได 7. ปฏบตงานตอวงจรขดลวดมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรวได 8. มคณธรรม จรยธรรม คานยม และคณลกษณะอนพงประสงค

แบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 5

ค าสง ใหนกเรยนเลอกค าตอบขอทถกทสด 1. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟามประโยชนอยางไร ก. มอเตอรไฟฟาสามารถฉดโหลดไดด ข. แรงบดของมอเตอรไฟฟามคาคงท ค. ก าลงสงสดของมอเตอรไฟฟาสงขน ง. ลดการกระชากของกระแสไฟฟาขณะเรมหมน 2. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลกนยมใชกบมอเตอรไฟฟาชนดใด ก. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร ข. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบโรเตอรกรงกระรอก ค. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบซงโครนส ง. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบขวแมเหลกยน 3. มอเตอรแบบดาลานเดอรทเปลยนแปลงจากขวแมเหลกจาก 2 ขวเปน 4 ขว จะมความเรวรอบเทาไร ก. 1,500 รอบตอนาท ข. 1,750 รอบตอนาท ค. 2,000 รอบตอนาท ง. 2,250 รอบตอนาท 4. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทานนยมใชกบมอเตอรไฟฟาชนด ก. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบขวแมเหลกยน ข. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบซงโครนส ค. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบโรเตอรกรงกระรอก ง. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร 5. ขอใดเปนองคประกอบส าคญในการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทาน ก. ตวเกบประจ ข. ตวเหนยวน า ค. รโอสแตด ง. สารกงตวน า

6. การปรบเสนแรงแมเหลกใหเพมขนดวยวธการ V/F เปนวธการเปลยนแปลงความเรวมอเตอรไฟฟา แบบใด ก. การเปลยนแปลงคาความตานทาน ข. การเปลยนแปลงคาเหนยวน าไฟฟา ค. การเปลยนแปลงคาความถ ง. การเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลก 7. ขอใดไมใชองคประกอบส าคญในการเปลยนแปลงความเรวรอบมอเตอรไฟฟา ก. การสลบปลายสายขดลวดสเตเตอร ข. ความถของกระแสไฟฟา ค. จ านวนของขวแมเหลก ง. แรงดนไฟฟาทจายใหมอเตอรไฟฟา 8. อนเวอรเตอรทนยมใชควบคมความเรวมอเตอรไฟฟาปจจบนเปนแบบใด ก. แบบ TWM ข. แบบ PWM ค. แบบ RWM ง. แบบ VWM 9. ภายในวงจรการท างานอนเวอรเตอรพลงงานทเกดจากการผลตพลงงานไฟฟายอนกลบจะมผลกระทบ กบมอเตอรไฟฟาอยางไร ก. การเรมหมนของมอเตอรไฟฟา ข. การกลบทางหมนของมอเตอรไฟฟา ค. การเบรกของมอเตอรไฟฟา ง. การรกษาก าลงของมอเตอรไฟฟา 10. ขอใดเปนองคประกอบส าคญในการเลอกอนเวอรเตอรมาใชงาน ก. มอเตอรไฟฟาเบรกไดอยางมประสทธภาพ ข. การเปลยนแปลงความถระบบไฟฟา ค. แรงดนไฟฟาทจายใหกบมอเตอรไฟฟา ง. ขนาดและจ านวนของมอเตอรไฟฟา

หนวยท 5 มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว

มอเตอรไฟฟาจดเปนเครองกลไฟฟาทใชในการเปลยนพลงงานไฟฟาใหเปนพลงงานกล โดยน าพลงงานทไดนไปใชในการขบโหลดหรอขบเคลอนเครองจกรอน ๆ ตอไป และความเรวรอบมอเตอรไฟฟาสามารถควบคมไดโดยวธการเปลยนแปลงคาของแรงดนไฟฟาทปอนใหกบมอเตอรไฟฟา เมอท าการปอนแรงดนไฟฟาใหกบมอเตอรไฟฟาเตมพกด ถาตองการเปลยนความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาใหสงขน สามารถท าไดโดยการเพมความถของกระแสไฟฟาทปอนใหกบมอเตอรไฟฟา ซงวธการเปลยนแปลงความถของกระแสไฟฟา สามารถทจะควบคมความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาไดในขณะทพกดของแรงดนไฟฟา ทปอนใหขดลวดสเตเตอรอยในสภาวะคงท อกวธหนงทสามารถปรบความเรวใหกบมอเตอรไฟฟาไดกคอ การเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลกทขดลวดสเตเตอร ซงท าใหความเรวรอบของมอเตอรไฟฟามการเปลยนแปลงดวยการตอปลายสายของขดลวดสเตเตอร และถาตองการใหมความสะดวกในการปรบความเรวของมอเตอรไฟฟากสามารถเลอกใชอปกรณทชวยในการปรบความเรวของมอเตอรไฟฟาไดเรยกวา “อนเวอรเตอร” (Inverter) ซงท างานโดยอาศยหลกการเปลยนแปลงคาความถทจายใหกบมอเตอรไฟฟา ในการควบคมความเรวรอบดวยการเปลยนแปลงคาความตานทานจะใชกบมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส โรเตอรแบบพนขดลวด

5.1 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟา การเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟาทปอนใหกบมอเตอรไฟฟา ซงเปนการเปลยนแปลงคาสลปนนแมวาแรงดนไฟฟาทจายใหกบมอเตอรไฟฟาจะเปลยนแปลงไป 10 เปอรเซนต คาของความเรวจะเปลยนแปลงนอยมาก ถาเปลยนแปลงคาของแรงดนไฟฟาตอไปอกกจะท าใหคาแรงบดสงสดและก าลงสงสดของมอเตอรไฟฟาเปลยนแปลงอยางมาก จงไมสามารถน าไปใชงานไดอยางถกตอง ซงในการควบคมแบบนตองอาศยแรงเฉอยของโหลดเพอท าใหความเรวรอบนนมการเปลยนแปลง การควบคมความเรวมอเตอรไฟฟาดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟา สามารถน าไปใชในการควบคมการเรมหมนและ ปรบความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาได โดยเรมจากการปรบแรงดนไฟฟาใหเพมขนซงจะชวยลดการกระชากของกระแสไฟฟาในขณะทเรมหมนได การลดกระแสไฟฟาในขณะเรมหมนนนมความจ าเปนมากส าหรบการใชงานมอเตอรไฟฟาขนาดใหญและจะชวยลดความเสยหายทจะเกดขนกบโหลดได สวนการปรบความเรวรอบจะใชหลกการปรบแรงดนไฟฟาโดยใหความถมคาคงท

เปนการปรบความเรวรอบทงายแตกมขอจ ากด คอ การปรบความเรวรอบใหลดลงโดยลดแรงดนไฟฟา จะสงผลท าใหแรงบดลดลง จงเปนสาเหตท าใหมอเตอรไฟฟาไมสามารถฉดโหลดตอไปได ทงนการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟาเปนวธท เหมาะกบมอเตอรไฟฟาทมโรเตอร แบบคอมมวเทเตอร

5.2 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลก มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส โรเตอรแบบกรงกระรอก เมอมการเปลยนแปลงการตอปลายสายขดลวดทสเตเตอรกจะท าใหขวแมเหลกทเกดขนทสเตเตอรเปลยนแปลง เปนผลท าใหความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาเปลยนแปลงไปดวย ลกษณะการเปลยนแปลงความเรวจะเปนขน ๆ ซงในการเปลยนแปลงความเรวดวยวธการนใชไดเฉพาะมอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส โรเตอรแบบกรงกระรอก การปรบความเรวของมอเตอรไฟฟาเหนยวน าโดยการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลก สามารถแบงได 2 ลกษณะ คอการใชขดลวดสเตเตอรเพยงชดเดยวและการใชขดลวดสเตเตอรหลายชดเพอควบคมความเรวรอบ 5.2.1 การใชขดลวดสเตเตอรเพยงชดเดยว การเปลยนแปลงวธการตอสายของขดลวดสเตเตอร โดยอาศยหลกการของคอนซเควนโพล(Consequence Pole) หรอเรยกอกชอหนงวา “มอเตอรแบบดาลานเดอร” (Dahlander Motor) ซงวธนใชไดกบมอเตอรไฟฟา 2 ความเรว โดยมอตราสวนของความเรวรอบ 2 : 1

รปท 5.1 มอเตอรแบบดาลานเดอร ทมา : https://www.lucas-nuelle.com/images/axilon/Artikelbilder.jpg

เมอพจารณามอเตอรแบบดาลานเดอรทเปลยนขวแมเหลกจาก 2 ขวเปน 4 ขว ซงความเรวรอบจะเปลยนแปลงจาก 3,000 รอบตอนาท ไปเปน 1,500 รอบตอนาท หรอจากขวแมเหลก 4 ขวเปน 8 ขว จะท าใหความเรวรอบจะเปลยนแปลงจาก 1,500 รอบตอนาท ไปเปน 750 รอบตอนาท

(ก) การตอขดลวดมอเตอรไฟฟาความเรวรอบต า (ข) การตอขดลวดมอเตอรไฟฟาความเรวรอบสง

รปท 5.2 วงจรการตอขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอรทใชขดลวดสเตเตอรเพยงชดเดยว

จากรปท 5.2 การตอวงจรขดลวดของมอเตอรแบบดาลานเดอร แบบ 2 ความเรว และมแรงบดคงท ในรปท 5.2 (ก) มอเตอรไฟฟามความเรวรอบต า และในรปท 5.2 (ข) มอเตอรไฟฟามความเรวรอบสง ดงในตารางท 5.1

ตารางท 5.1 การตอขวสายมอเตอรแบบดาลานเดอรทมขดลวดสเตเตอรเพยงชดเดยว

ความเรวรอบ

สายปอนแรงดนไฟฟาอนพต 3 เฟส ลกษณะขวตอสาย

L1 L2 L3

ต า 1U 1V 1W 2U, 2V, 2W เปดวงจร

สง 2U 2V 2W 1U, 1V, 1W ตอเขาดวยกน

5.2.2 การใชขดลวดสเตเตอรหลายชด เมอตองการอตราสวนของความเรวอน ๆ ตองใชมอเตอรไฟฟาทมขดลวดสเตเตอร 2 ชด โดยชดท 1 มความเรวรอบเดยว และชดท 2 มอก 2 ความเรวรอบ ทงนความเรวรอบขนอยกบจ านวนขวแมเหลก ก าหนดใหมอเตอรไฟฟามขวแมเหลกเปนแบบ 8/6/4 ขวแมเหลก ความเรวท 6 ขวแมเหลก ใชกบขดลวดชดท 1 และความเรวท 8 และ 4 ขวแมเหลก ใชขดลวดชดเดยวกน การตอขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอร สงเกตจากอตราสวนของขวแมเหลกจะเปน 2 : 1 ขดลวดทง 2 ชด อยในมอเตอรไฟฟาเดยวกน

L1

u

L1

u

L3

u

L2

u

L2

u

L3

u

2V

u

2U

u

2W

u 1V

u

1U

u

1W

u

2U

u

2V

u

2W

u

1U

u

1W

u 1V

u

รปท 5.3 แสดงจดตอทใชขดลวดสเตเตอรหลายชดในมอเตอรแบบดาลานเดอร

เมอพจารณา รปท 5.3 ตวเลข 1, 2, 3 และตวอกษร U,V,W แสดงถงจดตอของขดลวดทสเตเตอร หมายเลข 1 คอ ความเรวรอบต าสด (8 ขวแมเหลก) หมายเลข 2 คอ ความเรวรอบปานกลาง (6 ขวแมเหลก) หมายเลข 3 คอ ความเรวรอบสงสด (4 ขวแมเหลก) ตวเลข 8/4+6P คอ ขดลวดสเตเตอรม 2 ชด (8/4 ขดลวดม 2 ความเรว และ 6P ขดลวดมความเรวเดยว)

รปท 5.4 วงจรการตอขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอรทใชขดลวดสเตเตอรหลายชด

จากรปท 5.4 เปนการตอขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอร ทม 3 ความเรวรอบ ในรปวงจรท 5.4 (ก) วงจรขดลวดสเตเตอรจ านวน 8 ขวแมเหลก มความเรวรอบท 750 รอบตอนาท วงจรท 5.4 (ข) วงจรขดลวดสเตเตอรจ านวน 6 ขวแมเหลก มความเรวรอบท 1,000 รอบตอนาท วงจรท 5.4 (ค) วงจรขดลวด สเตเตอรจ านวน 4 ขวแมเหลก มความเรวรอบท 1,500 รอบตอนาท

1U

u

1V

u

1W

u 2U

u

2V

2W

3U

u

3V

u

3W

u

M 3~ 8/4+6P

(ข) มอเตอรหมนชา จายไฟเขาเฉพาะท 1U , 1V และ 1W 0

(ก) มอเตอรหมนปานกลาง จายไฟเขาเฉพาะท 2U , 2V และ 2W 0

(ค) มอเตอรหมนเรว จายไฟเขาเฉพาะท 3U,3V และ 3W โดยตอรวม 1U,1V และ 1W เขาดวยกน 0

L1

L2

L3

1U

1V

1W

3W

L2

L3

2U

2V

2W

L1

L2

L3

1U

1V

1W

3U

L1

3V

(สงเกตไดจากในรปภาพถาตวเลขนอยแสดงถงความเรวรอบต าและตวเลขมากแสดงถงความเรวรอบสง) มอเตอรไฟฟาจะมขวแมเหลกอยคหนงทมอตราสวนของขวแมเหลกเปน 2 : 1 เชน 12/8/6 ขวแมเหลก , 12/6/4 ขวแมเหลก และ 6/4/2 ขวแมเหลก

ตารางท 5.2 การตอขวสายมอเตอรแบบดาลานเดอรทมขดลวดสเตเตอรหลายชด

ความเรวรอบ

สายปอนแรงดนไฟฟาอนพต 3 เฟส ลกษณะขวตอสาย

L1 L2 L3

ต า 1U 1V 1W 2U, 2V, 2W, 3U, 3V, 3W เปดวงจร

ปานกลาง 2U 2V 2W 1U, 1V, 1W , 3U, 3V, 3W เปดวงจร

สง 3U 3V 3W 2U, 2V, 2W เปดวงจร และ 1U, 1V, 1W ตอเขาดวยกน

ในการควบคมความเรวรอบดวยวธการตอปลายสายขดลวดสเตเตอร ผใชงานจะตองมความรเรองการควบคมมอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส และเขาใจถงวธการตอขดลวดทสามารถเรมหมนในทศทางทก าหนดไดอยางถกตอง

5.3 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทาน 1. การควบคมความเรวรอบโดยการเปลยนแปลงความตานทานในวงจรโรเตอรใชไดเฉพาะมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบโรเตอรพนขดลวด หรอ แบบวาวดโรเตอรเพยงอยางเดยว การปรบความเรวรอบ สามารถท าไดโดยการตอความตานทานภายนอก ซงจะท าใหแรงบดความเรวของโรเตอรเปลยนแปลงไป การเพมความตานทานเขาไปในวงจรโรเตอรมาก ๆ จะท าใหมอเตอรไฟฟามการสญเสยมากขนและมคาสลปสงขน (ความเรวรอบลดลง) เปนสาเหตทท าใหมอเตอรไฟฟามประสทธภาพลดลง 2.ใชมอเตอรไฟฟา 2 ตว ท างานรวมกนวธนเรยกวา “คาสเคด” (Cascade) วธนใชมอเตอรไฟฟาแบบวาวดโรเตอร จ านวน 2 ตว มาตอรวมเพลาหรอแกนหมนเดยวกน โดยตอเขากบคปปลง (Coupling) หรอ ชดเกยรบอก (Gear Box) วธการนสามารถน าไปใชงานทมความเรวตาง ๆ กนไดอยางนอย 3 ความเรวโดยการตอขดลวดสเตเตอรมอเตอรไฟฟาตวท 1 เขากบแหลงจายไฟ ตอวงจรโรเตอรของมอเตอรไฟฟา ตวท 1 เขากบสเตเตอรของมอเตอรไฟฟาตวท 2 และจากสลปรงของมอเตอรตวท 2 ตอเขากบชดความตานทานแบบปรบคาได หรอเรยกวา “รโอสแตด” เมอพจารณาถงหลกการเปลยนแปลงความเรวรอบของมอเตอรไฟฟา จะมองคประส าคญหลายประการ คอ คาสลป แรงบดของโหลด แรงดนไฟฟาทปอน จ านวนขวแมเหลก และความถไฟฟา

U V W

รปท 5.5 การควบคมความเรวมอเตอรไฟฟาดวยการเปลยนแปลงคาความตานทาน

5.4 การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความถ การเรมหมนของมอเตอรไฟฟาจะมคาตวประกอบก าลงในโรเตอรต า ซงในระบบทสามารถเปลยนแปลงคาความถไดในขณะเรมหมนมอเตอรไฟฟาตองลดความถลง เพอใหตวประกอบก าลงของ โรเตอรมคาสงขนและเปนการเพมแรงบดเรมหมนตอแอมแปรใหสงขน โดยการปรบเสนแรงแมเหลกใหเพมขนดวยวธการควบคมโดยอตราสวนของแรงดนไฟฟาตอความถ ดงสมการ V/F เมอตองการใหแรงบดมคาคงทกจะตองรกษาแรงดนไฟฟาตอความถใหมคาคงทดวย การลดความถลงจะลดคากระแสไฟฟาขณะเรมหมนและชวยเพมแรงบดเรมหมนของมอเตอรไฟฟา จงเปนขอดในการเปลยนแปลงความเรวดวยการควบคมความถ โดยความเรวของมอเตอรไฟฟาจะเปลยนแปลงสม าเสมอและสามารถควบคมแรงบดได อนเวอรเตอรทนยมใชงานในปจจบนเปนแบบ PWM (Pulse Width Modulation) อาศยหลกการปรบ ความกวางของพลสโดยการน าเอา 2 สญญาณมาเปรยบเทยบกน คอ สญญาณสามเหลยม (Triangle Wave) กบสญญาณทตองการปรบความกวางของพลส เชน ถาน าสญญาณไฟฟากระแสตรง (A) มาเปรยบเทยบกบสญญาณสามเหลยม (B) จะไดสญญาณพลสทมความกวางคงท (C) ดงในรปท 5.6 (ก) , (ข) และ (ค)

รปท 5.6 เปรยบเทยบสญญาณไฟฟากระแสตรงกบสามเหลยมท าใหสญญาณพลสมความกวางคงท

A C

A

C

(ก) (ข)

(ค)

C

A B

B B

พลสกวางคงท

M 3~

K L M

R

เมอพจารณาอกวธการหนง ถาไมใชสญญาณไฟฟากระแสตรงและน าสญญาณทเปลยนแปลงอยตลอดเวลา คอ สญญาณไฟฟากระแสสลบ (Sine Wave) เปนผลท าใหความกวางของสญญาณพลสเปลยนแปลงตามไปดวยเพอใหสามารถเขาใจงายขน พจารณาดงรปท 5.7

รปท 5.7 เปรยบเทยบสญญาณไฟฟากระแสสลบกบสามเหลยมทท าใหสญญาณพลสเปลยนแปลง

ปจจบนอนเวอรเตอร (Inverter) เรยกอกชอหนงวา “เอซไดรฟ” (AC Drive) ไดพฒนาไปอยางรวดเรวและมการใชงานอยางแพรหลายในภาคอตสาหกรรม โดยอปกรณอนเวอรเตอรสามารถควบคม ความเรวรอบมอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส ไดอยางมประสทธภาพ

รปท 5.8 อปกรณอนเวอรเตอรควบคมความเรวรอบมอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส

จากรปท 5.8 คอ Haitec Inverter Model รน H 3400 จายแรงดนไฟฟาเขา 3 เฟส ระดบแรงดนไฟฟา 380 โวลต จายแรงดนไฟฟาออก 3 เฟส ระดบแรงดนไฟฟา 380 โวลต ปรบความถไดตงแต 0.1-400 เฮรตซ ใชกบมอเตอรไฟฟา 3 เฟส ขนาด 0.5 - 125 แรงมา สามารถแยกแผงควบคมออกมาได มความสะดวกและสามารถใชงานไดมากมาย ตวอยางเชน การกลบทางหมนของมอเตอรไฟฟา การเรมหมน

เวลา

เวลา

1 0 0

0

ผลของ PWM เฉพาะเฟส A 0

ผลของ PWM ของเฟส A,B,C 0

1

0

1

0

1

0

0

0

0

0

0

0

เฟส A 0

เฟส B 0

เฟส C 0

1 0

0 0

แหลงจายสญญาณ 0

สญญาณ PWM ของเฟส A เปลยนแปลง ตามสญญาณไฟฟากระแสสลบ ซงท าให สญญาณพลสเปลยนแปลงไป 0 แหลงจายสญญาณ 3 เฟส 0

1

0

0

0

การหยดหมนอยางนมนวล การควบคมและตงคาความเรวไดหลายระดบ หนาจอแสดงผลโวลต (V) , แอมแปร (A) , รอบตอนาท (RPM) , เฮรตซ (Hz) ทงนยงมอนเวอรเตอรใน รน H 2200 ซงจายแรงดนไฟฟา เขา 1 เฟส ระดบแรงดนไฟฟา 220 โวลต จายแรงดนไฟฟาออก 3 เฟส ระดบแรงดนไฟฟา 220 โวลต โดยออกแบบใหมการใชงานทสะดวกมากขน

เนองจากความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาเหนยวน า จะเปลยนแปลงสมพนธกบสมการความเรว รอบหรอสมการของความเรวสนามแมเหลกหมน (Ns ; Synchronous Speed) ดงตอไปน

สมการ P

f120NS รอบ

โดยก าหนดให เมอ f = ความถของกระแสไฟฟา (เฮรตซ ; Hertz) และ P = จ านวนขวแมเหลก (ขว ; Pole) พจารณาจากสมการ จงสรปไดวา มตวแปรอย 2 ตว ท าใหความเรวรอบของสนามแมเหลกหมนหรอความเรวซงโครนสเปลยนแปลงได คอ จ านวนขวแมเหลก (P) และความถ (f) ของแหลงจายไฟฟาทปอนใหมอเตอรไฟฟา ส าหรบจ านวนขวแมเหลกจะเปนปฏภาคผกผนกบความเรวซงโครนส เมอจ านวนขวแมเหลกมากความเรวซงโครนสจะนอยลง และเมอจ านวนขวแมเหลกนอยความเรวซงโครนสมากขน การปรบความเรวรอบดวยวธการนม 2 แบบ คอ แบบคอนซเควนโพลกบและแบบใชขดลวดหลายชด ส าหรบการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลกจะท าใหความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาทไดม การเปลยนแปลงเปนขนๆไมเรยบสม าเสมอ ซงความถจะเปนปฏภาคโดยตรงกบความเรวซงโครนส เมอความถมาก ความเรวซงโครนสจะมากตามไปดวย ในทางตรงกนขามถาความถลดลงความเรวซงโครนส กจะลดลงดวย การปรบความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาดวยการใชอนเวอรเตอรควบคมการเรมหมนของมอเตอรไฟฟา ซงสามารถปรบความถหรออตราสวน V/F ไดตามตองการ ถาความถของกระแสไฟฟา มคาคงทคอ 50 เฮรตซ หรอท 60 เฮรตซ ความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาในแตละตวจะมความเรวรอบ ทแตกตางกน โดยขนอยกบจ านวนขวแมเหลกของมอเตอรไฟฟาแตละตว สามารถสรปไดตามตารางดงน

ตารางท 5.3 ตารางความสมพนธของขวแมเหลก ความถและความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาเหนยวน า

จ านวนขวแมเหลก (ขว) 2 4 6 8 10

จ านวนรอบทความถ 50 เฮรตซ (RPM)

3,000 1,500 1,000 750 600

จ านวนรอบทความถ 60 เฮรตซ (RPM)

3,600 1,800 1,200 900 720

จากตารางสรปความสมพนธของความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาทมจ านวนขวแมเหลกทแตกตางกนจะเหนวา วธการควบคมความเรวรอบดวยการเปลยนจ านวนขวแมเหลกนน ความเรวรอบจะเปลยนแปลงไปครงละมาก ๆ เชน เปลยนจาก 3,000 รอบตอนาท ไปเปน 1,500 รอบตอนาท หรอจากความเรวรอบ 1,500 รอบตอนาท ไปเปน 3,000 รอบตอนาท (กรณทเปลยนจากการตอแบบ 2 ขวแมเหลกไป เปนการตอแบบ 4 ขวแมเหลก หรอเปลยนจาก 4 ขวแมเหลกลดลงมาเหลอเพยง 2 ขวแมเหลก) ซงการเปลยนแปลงความเรวรอบในลกษณะนความเรวรอบทเปลยนแปลงจะไมละเอยดท าไดเฉพาะในขณะทไมมโหลดและทส าคญ คอ ตองใชมอเตอรไฟฟาทออกแบบเปนพเศษทสามารถเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลกไดเทานน ท าใหไมเหมาะสมกบความตองการของงานในหลายประเภททตองการควบคมความเรวรอบในขณะมโหลด เพอใหความเรวเหมาะสมกบความเรวของกระบวนการผลต ดงนนในกระบวนการผลตทวไปจงนยมใชอนเวอรเตอรในการควบคมความเรวรอบของมอเตอรไฟฟา เนองจากสามารถทจะควบคมใหมอเตอรไฟฟาหมนดวยความเรวรอบคงทและสามารถปรบความเรวรอบไปทความเรวตาง ๆ ไดอยางรวดเรวและมความเทยงตรงสง

รปท 5.9 ไดอะแกรมแสดงการท างานพนฐานของอนเวอรเตอร

จากรปท 5.9 แสดงไดอะแกรมพนฐานของอนเวอรเตอร ประกอบดวยสวนทส าคญและมหลกการท างานดงน 1) วงจรเรยงกระแส (Rectifier Circuit) ท าหนาทเปลยนจากแรงดนไฟฟากระแสสลบเปนแรงดนไฟฟากระแสตรง ภายในวงจรประกอบดวย เพาเวอรไดโอด 4 ตว กรณทอนพตเปนแบบเฟสเดยว หรอมเพาเวอรไดโอด 6 ตว กรณทอนพตเปนแบบ 3 เฟส ดงรปท 5.9 และในอปกรณอนเวอรเตอรบางประเภทจะใช SCR (Silicon Control Rectifier) ท าหนาทเปนวงจรเรยงกระแส ซงท าใหสามารถควบคมระดบของแรงดนไฟฟาในวงจรวงจรเชอมโยงไฟฟากระแสตรงได 2) วงจรเชอมโยงไฟฟากระแสตรง (DC Link Circuit) คอ วงจรเชอมโยงระหวางวงจรเรยงกระแสและวงจรอนเวอรเตอร ซงจะประกอบดวยคาปาซเตอรทมขนาดใหญพกดแรงดนไฟฟา 400 VDC หรอ 800 VDC โดยขนอยกบแรงดนไฟฟาอนพตนเปนแบบ 1 เฟส หรอแบบ 3 เฟส ท าหนาทกรองแรงดนไฟฟากระแสตรง ทไดจากวงจรเรยงกระแสใหมความราบเรยบยงขนและท าหนาทเกบประจไฟฟา

แหลงจายแรงดนไฟฟา 3 เฟส 0

มอเตอร 0

วงจรเรยงกระแส 0

วงจร

อนเวอรเตอร

0

วงจรเชอมโยงไฟฟากระแสตรง 0

ไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส 0

ในขณะทมอเตอรไฟฟาท างานเปนเครองก าเนดไฟฟาในชวงเวลาสน ๆ เนองจากการเบรกหรอมการลดความเรวรอบลงอยางรวดเรว กรณทใชงานกบโหลดทมแรงเฉอยมาก ๆ และตองการหยดหมนอยางรวดเรวจะเกดแรงดนไฟฟาจ านวนมากยอนกลบมาตกครอมตวเกบประจ ซงจะท าใหตวเกบประจเกดความเสยหายดงนนในทางปฏบตจะมวงจรชอปเปอร (Chopper Circuit) โดยการตอคาความตานทานอนกรมไวกบทรานซสเตอรและตอขนานกบตวเกบประจ ซงทรานซสเตอรในวงจรจะท าหนาทเปนสวตชตดตอควบคมใหกระแสไฟฟาไหลผานคาความตานทานเพอลดคาพลงงานไฟฟาทเกดขน 3) วงจรอนเวอรเตอร (Inverter Circuit) คอ วงจรทท าหนาทแปลงแรงดนไฟฟากระแสตรง (ทผานการกรองจากวงจรเชอมโยงไฟฟากระแสตรง)ใหเปนแรงดนไฟฟากระแสสลบ วงจรประกอบดวยเพาเวอรทรานซสเตอรก าลง 6 ชด ปจจบนสวนมากจะนยมใช IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor) ท าหนาทเปนสวตชตดตอกระแสไฟฟาเพอแปลงใหเปนไฟฟากระแสสลบ โดยอาศยเทคนคทนยมใชกนทวไป คอ PWM การแปลงแรงดนไฟฟากระแสตรงทคาคงทใหเปนไฟฟากระแสสลบทสามารถปรบคาของความถไฟฟาและคาของแรงดนไฟฟาไดดวยเทคนคมอดเลตความกวางของพลส 4)วงจรควบคม (Control circuit) คอ วงจรท าหนาทรบขอมลจากผใช เชน รบขอมลความเรวรอบทตองการเขาไปท าการประมวลผลและสงน าเอาตพตออกไปควบคมการท างานของทรานซสเตอรเพอจายแรงดนไฟฟาและความถไฟฟาใหไดความเรวรอบและแรงบดตามทผใชงานตองการ

5.5 การควบคมมอเตอรไฟฟาดวยอปกรณอนเวอรเตอร 1) การเรมหมนมอเตอรไฟฟา ท าไดโดยตงความถใหกบอนเวอรเตอรดวยความถขณะเรมหมนมอเตอรไฟฟาท าใหเกดแรงบด หลงจากนนอนเวอรเตอรจะเพมความถไฟฟาขนจนกระทงแรงบดของมอเตอรไฟฟาสงกวาแรงบดเตมพกด 2) การเรงความเรวรอบและการเดนเครองดวยความเรวรอบคงท หลงจากเรมเดนเครองอนเวอรเตอรและมอเตอรไฟฟา ความถขาออกจะเพมขนจนถงความถทตองการ ชวงเวลาในการเพมความถนคอเวลาการเพมความเรวรอบและเมอความถขาออกเทากบความถทตองการ การเพมความเรวรอบกสนสดและอนเวอรเตอรจะเขาสการท างานในชวงเวลาการเดนเครองดวยความเรวรอบคงท 3) การลดความเรวรอบมอเตอรไฟฟา ท าไดโดยตงความถใหต ากวาความถขาออก อนเวอรเตอรจะลดความถลงมาตามชวงเวลาการลดความเรวรอบทไดตงไว ในขณะลดความถความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาจะมคามากกวาความถขาออกของอนเวอรเตอร มอเตอรไฟฟาท างานเหมอนเครองก าเนดไฟฟาผลตพลงงานไฟฟาจายกลบไปใหอนเวอรเตอร (Regeneration) และแรงดนไฟฟากระแสตรงมคาเพมขน (แรงดนไฟฟาตกครอมในตวเกบประจ) ดงนนภายในอนเวอรเตอรจะมวงจรทท าหนาทรบพลงงานทเกดจากการผลตพลงงานไฟฟายอนกลบ ซงจะมผลท าใหเกดการเบรกของมอเตอรไฟฟา และเรยกวงจรนวา “วงจรเบรกคนพลงงาน”

ในชวงของการลดความเรวจะท างานในลกษณะนหลาย ๆ ครง ถาพลงงานมคานอย (แรงบดทจ าเปนส าหรบการลดความเรวมขนาดเลก) อตราการใชงานวงจรเบรกกจะต าซงบางครงเปนสาเหตใหไมสามารถท างานได และอตราการใชงานวงจรเบรกน ได รบการออกแบบโดยพจารณาเรองการระบายความรอนไวท ประมาณ 2 - 3 เปอรเซนต ถามการใชเบรกบอยครงหรอใชเบรกนานเกนไปจะท าใหเกดปญหาเรอง การระบายความรอนของตวตานทานและอาจท าใหอปกรณทท าหนาทสวตชเสอมได

5.6 การเลอกขนาดอนเวอรเตอรใหเหมาะสมกบมอเตอรไฟฟา 1) ความสามารถในการขบมอเตอรไฟฟาขณะเพมความเรวรอบและความเรวรอบคงท ตองพจารณาวาอนเวอรเตอรสามารถจายกระแสไฟฟาใหมอเตอรไฟฟาไดตามทตองการหรอไม 2) ความสามารถในการขบมอเตอรไฟฟาขณะลดความเรวรอบ เมอมอเตอรไฟฟาลดความเรวจะท างานเปนเครองก าเนดไฟฟาและคนพลงงานไฟฟากลบไปใหอนเวอรเตอร ดงนนอนเวอรเตอรตองมความสามารถในการรบคนและใชพลงงานไฟฟานใหหมดไป 3) การเลอกขนาดของอนเวอรเตอร พจารณาจากขนาดและจ านวนมอเตอรไฟฟา ใหเลอกอนเวอรเตอรทมพกดกระแสไฟฟามากกวาผลรวมกระแสไฟฟาของมอเตอรไฟฟาทกตว จดเดนของอนเวอรเตอรอกอยางหนง คอ สามารถขบมอเตอรไฟฟาหลาย ๆ ตวดวยอนเวอรเตอรเพยงตวเดยว แตวธการเดนเครองบางแบบอาจตองเลอกขนาดอนเวอรเตอรทมขนาดใหญมาก ซงไมเปนการ ประหยดและเกดการผดพลาดในการเลอกขนาดไดงาย อนเวอรเตอรทท างานในโหมดการควบคมเวกเตอรเสนแรงแมเหลกจะไมสามารถขบมอเตอรไฟฟาไดหลายตวพรอมกนจะตองเปลยนโหมดการควบคมไปเปนแบบแรงดนไฟฟาตอความถไฟฟาเทานน จงจะสามารถขบมอเตอรไฟฟาไดหลายตว

สรปสาระส าคญ มอเตอรไฟฟาเปนอปกรณทใชในการเปลยนแปลงพลงงานไฟฟาใหเปนพลงงานกล โดยน าพลงงานกลทไดไปใชในการขบเคลอนเครองจกรหรออปกรณทท าใหเกดแรงหมนทางกล ซงความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาสามารถเปลยนแปลงได ดงน คอ 1) แรงดนไฟฟาทจายใหกบมอเตอรไฟฟา 2) จ านวนขวแมเหลกของมอเตอรไฟฟา 3) การเปลยนแปลงคาความตานทาน 4) ความถของแหลงจายไฟทใชกบมอเตอรไฟฟา แตถาตองการควบคมความเรวรอบของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร จะตองใชวธการเปลยนแปลงคาความตานทานในวงจรโรเตอร ส าหรบการเปลยนแปลงความเรวรอบของมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบโรเตอร กรงกระรอก กรณทมอเตอรไฟฟาทไมไดตอใชงานกบโหลด การเปลยนแปลงความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาสามารถท าไดงาย และเมอมอเตอรไฟฟาเรมหมนโดยตอใชงานกบโหลด การเปลยนแปลงความเรวรอบดวยวธการเปลยนแปลงความถจะชวยใหมอเตอรไฟฟาท างานเรมหมนไดอยางราบเรยบและม

ประสทธภาพสง พจารณาเลอกใชอปกรณอเลกทรอนกสทมชอเรยกวา “อนเวอรเตอร” ท าหนาทแปลงสญญาณไฟฟากระแสสลบใหมความถทสงขน ซงอนเวอรเตอรทนยมน ามาใชงานในปจจบนเปน แบบ PWM

แบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 5 ค าสง ใหนกเรยนเลอกค าตอบขอทถกทสด 1. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟามประโยชนอยางไร ก. แรงบดของมอเตอรไฟฟามคาคงท ข. ก าลงสงสดของมอเตอรไฟฟาสงขน ค. ลดการกระชากของกระแสไฟฟาขณะเรมหมน ง. มอเตอรไฟฟาสามารถฉดโหลดไดด 2. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลกนยมใชกบมอเตอรไฟฟาชนดใด ก. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบซงโครนส ข. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบขวแมเหลกยน ค. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร ง. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบโรเตอรกรงกระรอก 3. มอเตอรแบบดาลานเดอรทเปลยนแปลงจากขวแมเหลกจาก 2 ขวเปน 4 ขว จะมความเรวรอบเทาไร ก. 2,250 รอบตอนาท ข. 2,000 รอบตอนาท ค. 1,750 รอบตอนาท ง. 1,500 รอบตอนาท 4. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทานนยมใชกบมอเตอรไฟฟาชนด ก. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบโรเตอรกรงกระรอก ข. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร ค. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบซงโครนส ง. มอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบขวแมเหลกยน 5. ขอใดเปนองคประกอบส าคญในการควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาความตานทาน ก. รโอสแตด ข. สารกงตวน า ค. ตวเกบประจ ง. ตวเหนยวน า

6. การปรบเสนแรงแมเหลกใหเพมขนดวยวธการ V/F เปนวธการเปลยนแปลงความเรวมอเตอรไฟฟา แบบใด ก. การเปลยนแปลงคาความถ ข. การเปลยนแปลงคาความตานทาน ค. การเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลก ง. การเปลยนแปลงคาเหนยวน าไฟฟา 7. ขอใดไมใชองคประกอบส าคญในการเปลยนแปลงความเรวรอบมอเตอรไฟฟา ก. แรงดนไฟฟาทจายใหมอเตอรไฟฟา ข. การสลบปลายสายขดลวดสเตเตอร ค. จ านวนของขวแมเหลก ง. ความถของกระแสไฟฟา 8. อนเวอรเตอรทนยมใชควบคมความเรวมอเตอรไฟฟาปจจบนเปนแบบใด ก. แบบ VWM ข. แบบ RWM ค. แบบ PWM ง. แบบ TWM 9. ภายในวงจรการท างานอนเวอรเตอรพลงงานทเกดจากการผลตพลงงานไฟฟายอนกลบจะมผลกระทบ กบมอเตอรไฟฟาอยางไร ก. การเบรกของมอเตอรไฟฟา ข. การรกษาก าลงของมอเตอรไฟฟา ค. การกลบทางหมนของมอเตอรไฟฟา ง. การเรมหมนของมอเตอรไฟฟา 10. ขอใดเปนองคประกอบส าคญในการเลอกอนเวอรเตอรมาใชงาน ก. การเปลยนแปลงความถระบบไฟฟา ข. มอเตอรไฟฟาเบรกไดอยางมประสทธภาพ ค. ขนาดและจ านวนของมอเตอรไฟฟา ง. แรงดนไฟฟาทจายใหกบมอเตอรไฟฟา

แบบฝกหดประจ าหนวยท 5

ค าสง ใหนกเรยนตอบค าถามตอไปนใหถกตอง 1. การควบคมความเรวดวยวธการเปลยนแปลงคาแรงดนไฟฟามหลกการท างานอยางไร ……………………………………………………………………...……………………………………... ……………………………………………………………………...……………………………………... ……………………………………...……………………………………………………………………... ………………………..…………………………………………………………………………………… 2. มอเตอรแบบดาลานเดอร มความเหมาะสมในการควบคมความเรวรอบดวยวธการใด ……………………………………...……………………………………………………………………... ……………………………………...……………………………………………………………………... ……………...……………………………………………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………...………………... 3. เมอพจารณามอเตอรแบบดาลานเดอรทเปลยนความเรวจาก 1,500 รอบ/นาท เปน 750 รอบตอนาท จะสงผลใหมอเตอรไฟฟามจ านวนขวแมเหลกเพมขนหรอลดลง …………………………………………………………………………..………………………………… ………………………………………………………….……………..…………………………………... ………………………………………………………….…………………..……………………………... …………………………………………………………………………………………………………….. 4. ตวเลข 8/4+6P มความหมายวาอยางไร ………………………………………………………………………..…………………………………… ……………………………………………………………………………….……………..……………... …………………………………………………………………………………………...………………... …………………………………………………………………………………………...………………...

5. การตอความตานทานทมคามากในวงจรโรเตอรมอเตอรไฟฟา 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร จะมผลกระทบ อยางไรกบมอเตอรไฟฟา ……………………………………………………………………………………………..……………… …………………………………...………………………………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………...……... ………………………………………………………………………………………..…………………… 6. จากขอมลในตารางจงค านวณหาคาความเรวสนามแมเหลกหมน (Ns ; Synchronous Speed)

จ านวนขวแมเหลก (ขว) 2 4 6 8 10

จ านวนรอบทความถ 80 เฮรตซ (RPM)

……..… …….…. …….…. ….…… ……….

7. อปกรณอนเวอรเตอรทนยมใชงานในปจจบนเปนแบบใดและอธบายหลกการท างานเบองตนมาใหเขาใจ ……………………...……………………………………………………………………………………... …………………………………………...………………………………………………………………... ……………………………...……………………………………………………………………………... ………………………..…………………………………………………………………………………… 8. เหตผลใดทโรงงานอตสาหกรรมน าอปกรณอนเวอรเตอรมาใชควบคมมอเตอรไฟฟาใหมหลายความเรว ………………………………………………………………..…………………………………………… ……………………………………………………………………...……………………………………... ………………………………………………………………...…………………………………………... 9. วงจรเบรกคนพลงงาน หมายถง ………………………………………………………………..…………………………………………… ……………………………………………….……………..……………………………………………... ………………………………………………….……..…………………………………………………... ……………………………………………………………………………………………………………..

10. การพจารณาเลอกขนาดของอนเวอรเตอรใหเหมาะสมกบมอเตอรไฟฟามอะไรบาง …………………………………………………..………………………………………………………… ……………………………………………………………………………………………………...……... ………………………………………………...…………………………………………………………... …………………………………………………………………………………………………………….. ……………………………………………………………………………………………………………..

เฉลยแบบทดสอบกอนเรยนหนวยท 5

ขอท 1 ตอบ ง. ลดการกระชากของกระแสไฟฟาขณะเรมหมน ขอท 2 ตอบ ข. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบโรเตอรกรงกระรอก ขอท 3 ตอบ ก. 1,500 รอบตอนาท ขอท 4 ตอบ ง. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร ขอท 5 ตอบ ค. รโอสแตด ขอท 6 ตอบ ค. การเปลยนแปลงคาความถ ขอท 7 ตอบ ก. การสลบปลายสายขดลวดสเตเตอร ขอท 8 ตอบ ข. แบบ PWM ขอท 9 ตอบ ค. การเบรกของมอเตอรไฟฟา ขอท 10 ตอบ ง. ขนาดและจ านวนของมอเตอรไฟฟา

เฉลยแบบทดสอบหลงเรยนหนวยท 5

ขอท 1 ตอบ ค. ลดการกระชากของกระแสไฟฟาขณะเรมหมน ขอท 2 ตอบ ง. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบโรเตอรกรงกระรอก ขอท 3 ตอบ ง. 1,500 รอบตอนาท ขอท 4 ตอบ ข. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบวาวดโรเตอร ขอท 5 ตอบ ก. รโอสแตด ขอท 6 ตอบ ก. การเปลยนแปลงคาความถ ขอท 7 ตอบ ข. การสลบปลายสายขดลวดสเตเตอร ขอท 8 ตอบ ค. แบบ PWM ขอท 9 ตอบ ก. การเบรกของมอเตอรไฟฟา ขอท 10 ตอบ ค. ขนาดและจ านวนของมอเตอรไฟฟา

เฉลยฝกหดประจ าหนวยท 5

เฉลย ขอท 1 ตอบ สามารถน าไปใชในการควบคมการเรมหมนและปรบความเรวรอบของมอเตอรได เรมจากการปรบแรงดนไฟฟาใหเพมขนซงจะชวยลดการกระชากของกระแสไฟฟา ในขณะทเรมหมนได การลดกระแสไฟฟาในขณะเรมหมนนนมความจ าเปนมาก ส าหรบการใชงานมอเตอรไฟฟาขนาดใหญและจะชวยลดความเสยหายทจะเกดขน กบโหลดได

เฉลย ขอท 2 ตอบ การควบคมความเรวรอบดวยวธการเปลยนแปลงจ านวนขวแมเหลก เฉลย ขอท 3 ตอบ สงผลใหขวแมเหลกมจ านวนมากขนจาก 4 ขวแมเหลก เปน 8 ขวแมเหลก เฉลย ขอท 4 ตอบ ขดลวดสเตเตอรม 2 ชด (8/4 ขดลวดม 2 ความเรว และ 6P ขดลวดมความเรวเดยว) เฉลย ขอท 5 ตอบ การเพมความตานทานเขาไปในวงจรโรเตอรมาก ๆ จะท าใหมอเตอรไฟฟาเกดการ สญเสยมากขนและมคาสลปสงขน (ความเรวรอบลดลง) เปนสาเหตทท าให มอเตอรไฟฟามประสทธภาพลดลง เฉลย ขอท 6 ตอบ 2 ขวแมเหลก มความเรวรอบเทากบ 4,800 รอบ/นาท (Revolution Per Minute) 4 ขวแมเหลก มความเรวรอบเทากบ 2,400 รอบ/นาท 6 ขวแมเหลก มความเรวรอบเทากบ 1,600 รอบ/นาท 8 ขวแมเหลก มความเรวรอบเทากบ 1,200 รอบ/นาท 10 ขวแมเหลก มความเรวรอบเทากบ 960 รอบ/นาท เฉลย ขอท 7 ตอบ อนเวอรเตอรทนยมใชงานในปจจบนเปนแบบ PWM (Pulse Width Modulation) หมาถง การปรบความกวางของพลซโดยการน าเอา 2 สญญาณมาเปรยบเทยบกน และ 2 สญญาณทวานก คอ สญญาณสามเหลยม (Triangle Wave) กบสญญาณท ตองการปรบความกวางของพลซ

เฉลย ขอท 8 ตอบ ภายในโรงงานอตสาหกรรมทวไปจงนยมใชอนเวอรเตอรในการควบคมความเรว ของมอเตอรไฟฟา เนองจากสามารถควบคมใหมอเตอรหมนดวยความเรวรอบคงท และสามารถปรบความเรวไปทความเรวตาง ๆ ไดอยางรวดเรว มความเทยงตรงสง รวมถงใหความเรวเหมาะสมกบความเรวของกระบวนการผลต เฉลย ขอท 9 ตอบ ภายในอนเวอรเตอรจะมวงจรทท าหนาทรบพลงงานทเกดจากการ ผลตพลงงาน ไฟฟายอนกลบ ซงจะมผลท าใหเกดการเบรกของมอเตอรไฟฟา เฉลย ขอท 10 ตอบ 1) พจารณาวาอนเวอรเตอรสามารถจายกระแสไฟฟาใหมอเตอรไฟฟาไดตามท ตองการหรอไม 2) พจารณาวาอนเวอรเตอรมความสามารถในการรบคนและสามารถทจะใช พลงงานไฟฟานใหหมดไป 3) พจารณาจากขนาดและจ านวนมอเตอรไฟฟา โดยใหเลอกอนเวอรเตอรทมพกด กระแสไฟฟามากกวาผลรวมกระแสไฟฟาของมอเตอรไฟฟาทกตว

แบบสงเกตพฤตกรรม เพอประเมนคณธรรม จรยธรรม คานยมและคณลกษณะทพงประสงค

วชา มอเตอรไฟฟากระแสสลบ รหสวชา 2104 - 2008 หนวยท 5 เรอง มอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว

ชอ-สกล…………………………………….ระดบชน……..เลขท……สาขางาน………..…………

ล าดบท พฤตกรรม ระดบคะแนน

0 1 2 1

2

3

4

5

ความมวนย 1.1 การเขาเรยนตรงเวลา 1.2 ปฏบตตามขอตกลงรวมกนของหองเรยน ความรบผดชอบ 2.1 มความกระตอรอรน 2.2 สงแบบฝกหดเสรจตามเวลาทก าหนด ความซอสตยสจรต 3.1 ไมน าของผอนมาเปนของตนเอง 3.2 ไมลอกการบานและแบบฝกหด ความสนใจใฝร 4.1 ศกษาคนควาดวยตนเอง 4.2 ซกถามขอสงสย การละเวนสงเสพยตดและการพนน 5.1 ไมเสพสงเสพยตดอนๆ 5.2 ไมเลนการพนน

รวมคะแนนทได

หมายเหต ความหมายของระดบคะแนน 0 = ไมปฏบตเลย 1 = ปฏบตบางในบางครงหรอตองหรอตองมการชน าตกเตอน 2 = ปฏบตอยางสม าเสมอโดยไมตองมการชน าตกเตอน ขอเสนอแนะเพมเตม …………………………………………………………………...……………………

ลงชอ………………………….. (ผประเมน) (………………………………..)

ใบงานท 6 การตอวงจรมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว

จดประสงคการทดลอง ปฏบตการทดลองการควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส โรเตอรกรงกระรอก ดวยวธการปรบคาความถของระบบไฟฟาทจายใหกบมอเตอรไฟฟา โดยควบคมใหมอเตอรไฟฟาสามารถหมนได แบบหลายความเรวรอบ

เครองมอและอปกรณในการทดลอง 1. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบดาลานเดอร 1 ตว

ขนาด 1 แรงมา 380 V 2.5 A 2. แหลงจายไฟฟากระแสสลบ 0 - 380 VAC (5A) 1 ชด 3. แทคโคมเตอร 1 ชด 4. โวลตมเตอร 1 ตว 5. แอมมเตอร 1 ตว 6. สายตอวงจร 10 เสน

วงจรการทดลอง

รปท 6.1 การตอขดลวดมอเตอรไฟฟาความเรวรอบต า

L3

u

L2

u

1V

u

2U

u

2W

u 1V

u

1U

u

1W

u

L1

u

2V

u

รปท 6.2 การตอขดลวดมอเตอรไฟฟาความเรวรอบสง

ล าดบขนการทดลอง 1. ศกษาขอมลการตอขวสายมอเตอรแบบดาลานเดอร แบบ 2 ความเรว จากตารางท 6.1 2. ตอวงจรขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอร ความเรวรอบต า ตามรปท 6.1 3. จายแรงดนไฟฟากระแสสลบท 0 - 380 VAC 4. ใชแทคโคมเตอรวดความเรวรอบ สงเกตผลการทดลองและบนทกคาลงในตารางท 6.2 5. ตอวงจรขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอร ความเรวรอบสง ตามรปท 6.2 6. จายแรงดนไฟฟากระแสสลบท 0 - 380 VAC 7. ใชแทคโคมเตอรวดความเรวรอบ สงเกตผลการทดลองและบนทกคาลงในตารางท 6.3

ตารางท 6.1 การตอขวสายมอเตอรแบบดาลานเดอร แบบ 2 ความเรว

ความเรวรอบ

สายปอนแรงดนไฟฟาอนพต 3 เฟส ลกษณะขวตอสาย

L1 L2 L3

ต า 1U 1V 1W

สง 2U 2V 2W

L2

u

L3

u

2U

u

2V

u

2W

u

1U

u

1W

u 1V

u

L1

u

ตารางท 6.2 มอเตอรไฟฟาความเรวรอบต า

ระดบแรงดนไฟฟา (VL) ความเรวรอบ (รอบ/นาท) 110 V 220 V 380 V

ตารางท 6.3 มอเตอรไฟฟาความเรวรอบสง

ระดบแรงดนไฟฟา (VL) ความเรวรอบ (รอบ/นาท) 110 V 220 V 380 V

สรปผลการทดลอง ………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………

แบบประเมนผล ใบงานท 6 การตอวงจรมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว

ชอ………………………………..นามสกล……………………………..เลขท………………

ท รายการประเมนผล คะแนนเตม คะแนนทได

1.

2.

3.

การปฏบตงาน (40 คะแนน ) 1.1 การเตรยมวสดอปกรณ 1.2 การใชเครองมอ 1.3 ปฏบตงานตามขนตอน 1.4 ปฏบตงานเสรจตามก าหนด ผลการปฏบตงาน (30 คะแนน ) 2.1 ตอวงจรไดถกตอง 2.2 อานคาจากเครองวดไดถกตอง 2.3 สรปผลการทดลองไดอยางถกตอง กจนสยในการปฏบตงาน (30 คะแนน ) 3.1 ความปลอดภยขณะปฏบตงาน 3.2 ตรงตอเวลาและท างานรวมกบผอนได 3.3 การเกบรกษาเครองมออปกรณ พนทปฏบตงานมความเรยบรอย

(10) (10) (10) (10)

(10) (10) (10)

(10) (10)

(10)

รวมคะแนน (100) ลงชอ…………………………………….ผประเมน (……………………………………) วนท………เดอน…………………….พ.ศ…………..

เฉลยใบงานท 6 การตอวงจรมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว

จดประสงคการทดลอง ปฏบตการทดลองการควบคมมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส โรเตอรกรงกระรอก ดวยวธการปรบคาความถของระบบไฟฟาทจายใหกบมอเตอรไฟฟา โดยควบคมใหมอเตอรไฟฟาสามารถหมนได แบบหลายความเรวรอบ

เครองมอและอปกรณในการทดลอง

1. มอเตอรไฟฟาเหนยวน า 3 เฟส แบบดาลานเดอร 1 ตว ขนาด 1 แรงมา 380 V 2.5 A

2. แหลงจายไฟฟากระแสสลบ 0 - 380 VAC (5A) 1 ชด 3. แทคโคมเตอร 1 ชด 4. โวลตมเตอร 1 ตว 5. แอมมเตอร 1 ตว 6. สายตอวงจร 10 เสน

วงจรการทดลอง

รปท 6.1 การตอขดลวดมอเตอรไฟฟาความเรวรอบต า

L3

u

L2

u

1V

u

2U

u

2W

u 1V

u

1U

u

1W

u

L1

u

2V

u

รปท 6.2 การตอขดลวดมอเตอรไฟฟาความเรวรอบสง

ล าดบขนการทดลอง 1. ศกษาขอมลการตอขวสายมอเตอรแบบดาลานเดอร แบบ 2 ความเรว จากตารางท 6.1 2. ตอวงจรขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอร ความเรวรอบต า ตามรปท 6.1 3. จายแรงดนไฟฟากระแสสลบท 0 - 380 VAC 4. ใชแทคโคมเตอรวดความเรวรอบ สงเกตผลการทดลองและบนทกคาลงในตารางท 6.2 5. ตอวงจรขดลวดมอเตอรแบบดาลานเดอร ความเรวรอบสง ตามรปท 6.2 6. จายแรงดนไฟฟากระแสสลบท 0 - 380 VAC 7. ใชแทคโคมเตอรวดความเรวรอบ สงเกตผลการทดลองและบนทกคาลงในตารางท 6.3

ตารางท 6.1 การตอขวสายมอเตอรแบบดาลานเดอร แบบ 2 ความเรว

ความเรวรอบ

สายปอนแรงดนไฟฟาอนพต 3 เฟส ลกษณะขวตอสาย

L1 L2 L3

ต า 1U 1V 1W 2U, 2V, 2W เปดวงจร

สง 2U 2V 2W 1U, 1V, 1W ตอเขาดวยกน

L2

u

L3

u

2U

u

2V

u

2W

u

1U

u

1W

u 1V

u

L1

u

ตารางท 6.2 มอเตอรไฟฟาความเรวรอบต า

ระดบแรงดนไฟฟา (VL) ความเรวรอบ (รอบ/นาท) 110 V 1,441 รอบ 220 V 1,447 รอบ 380 V 1,450 รอบ

ตารางท 6.3 มอเตอรไฟฟาความเรวรอบสง

ระดบแรงดนไฟฟา (VL) ความเรวรอบ (รอบ/นาท) 110 V 2,927 รอบ 220 V 2,941 รอบ 380 V 2,950 รอบ

สรปผลการทดลอง การปฏบตงานตอวงจรมอเตอรไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส แบบหลายความเรว การเปลยนแปลงวธการตอสายของขดลวดสเตเตอร ในมอเตอรแบบดาลานเดอร ซงวธนใชไดกบมอเตอรไฟฟา 2 ความเรว โดยมอตราสวนของความเรวรอบ 2 : 1 เมอตอวงจรตามรปท 6.1 เปนการตอใหมอเตอรไฟฟามขวแมเหลกจ านวน 4 ขว คาความเรวรอบสงสดอยท 1,450 รอบตอนาท และเมอตอวงจรตามรปท 6.2 เปนการตอใหมอเตอรไฟฟามขวแมเหลกจ านวน 2 ขว คาความเรวรอบสงสดอยท 2,950 รอบตอนาท ดงนนในการเปลยนความเรวรอบของมอเตอรไฟฟาจะใชหลกการเปลยนจ านวนขวแมเหลก