รหัส 20104-2008 �มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

​

​

​

โดย

ครู ปรัชญา ปลื้มมาลี

แผนกวิชาช่างไฟฟ้ากำลัง

วิทยาลัยเทคนิคชลบุรี

ลักษณะรายวิชา�รหัส 20104-2008 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

จุดประสงค์รายวิชา

1. เพื่อให้มีความเข้าใจ ชนิด โครงสร้าง ส่วนประกอบของมอเตอร์ 1 เฟส

และ 3 เฟส

2. เพื่อให้มีความเข้าใจ หลักการทำงาน คุณลักษณะของมอเตอร์ 1 เฟส

และ 3 เฟส

3. เพื่อให้มีความเข้าใจ การเริ่มเดิน การกลับทิศทางการหมุน การหยุด

มอเตอร์ การนำไปใช้งานและการบำรุงรักษา

4. เพื่อให้มีทักษะในการตรวจซ่อม พันมอเตอร์ บำรุงรักษามอเตอร์ 1 เฟส

และ 3 เฟส

5. เพื่อให้มีกิจนิสัยในการทำงาน

ลักษณะรายวิชา�รหัส 20104-2008 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

มาตรฐานรายวิชา

1. เข้าใจหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิดต่างๆ

2. เลือกชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับตรงตามลักษณะงาน

3. ซ่อมบำรุงรักษาและทดสอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

คำอธิบายรายวิชา

ศึกษาและปฏิบัติการทำงาน ชนิด โครงสร้าง และส่วนประกอบ

ของมอเตอร์ 1 เฟส และ 3 เฟส คุณลักษณะ การเริ่มเดิน การกลับ

ทิศทางการหมุน การหมุนมอเตอร์ การนำไปใช้งานและการ

บำรุงรักษา การพันและทดสอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

เกณฑ์การให้คะแนน

1. แบบทดสอบ + มอเตอร์ 40 คะแนน

2. สอบกลางภาค 20 คะแนน

3. วินัย/รูดบัตร/ความประพฤติ 10 คะแนน

4. เวลาเรียน 5 คะแนน

5. คุณลักษณะอันพึงประสงค์ 5 คะแนน

6. สอบปลายภาค 20 คะแนน

รวม 100 คะแนน

​

​

หน่วยเรียนที่ 1

หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

1. หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจะทำงานได้โดยอาศัยหลักการ

เหนี่ยวนำไฟฟ้า ซึ่งการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้าจะประกอบด้วย

องค์ประกอบที่สำคัญๆ อยู่ 3 ส่วนคือ 1.ตัวนำ 2.สนามแม่เหล็ก

3.การเคลื่อนที่ของสนามแม่เหล็กตัดกับตัวนำ

เมื่อมีองค์ประกอบครบทั้ง 3 ประการ จะทำให้การเหนี่ยวนำ

เกิดขึ้นจึงเป็นเหตุให้นำไปทำเป็นมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ซึ่ง

แบ่งแยกออกไปหลายชนิดแต่ทุกชนิดก็อาศัยพื้นฐานการเหนี่ยวนำ

ทางไฟฟ้าทั้งสิ้น

1.1 โครงสร้างของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

จากหลักการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้าที่กล่าวมา ได้นำมาทำเป็น

มอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำซึ่งมีโครงสร้างและส่วนประกอบที่สำคัญๆ อยู่ 3

ส่วน คือ 1.ส่วนที่อยู่กับที่ (Stator) 2.ส่วนที่เคลื่อนที่ (Rotor) 3.ฝา

ปิดหัว-ท้าย (End Plate)

​

1.1.1 ส่วนที่อยู่กับที่ (Stator)

จากหลักการเหนี่ยวนำทางไฟฟ้าสเตเตอร์เป็นส่วนที่ทำหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กให้กับตัวมอเตอร์และในการสร้างสนามแม่เหล็กนี้ก็อาศัยหลักการ ของการสร้างสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ดังนั้นสเตเตอร์จึงประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญๆ อยู่ 2 ส่วน คือ แกนเหล็กและขดลวดที่พันอยู่บนแกนเหล็ก

1.1.1 ส่วนที่อยู่กับที่ (Stator) (ต่อ)

แกนเหล็ก ทำจากแผ่นเหล็กบางๆ (Laminat Sheet Steel) ตัดขึ้นรูปให้มีร่องไว้เพื่อสำหรับพันขดลวดแล้วนำแผ่นเหล็กมาอัดเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความหนาตามขนาดโดยแผ่นเหล็กแต่ละแผ่นจะมีฉนวนเคลือบผิวไว้

ขดลวด เป็นส่วนที่ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กในแกนเหล็กเมื่อมีกระแสไหลผ่านขดลวดทำด้วยทองแดงเคลือบผิวด้วยฉนวนไฟฟ้าประเภทวานิช เรียกว่า ลวดอาบน้ำยามีขนาดต่างๆ ตามขนาดของมอเตอร์

เพลา เป็นส่วนยึดส่วนประกอบทั้งหมดของมอเตอร์

1.1.2 ส่วนที่เคลื่อนที่ (Rotor)

โรเตอร์ เป็นส่วนที่เคลื่อนที่ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ โดยขดลวดในโรเตอร์จะถูกเหนี่ยวนำจากสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์ทำให้โรเตอร์มีสภาพเป็นแม่เหล็กไฟฟ้าและพยายามเรียงตัวเข้ากับสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ ทำให้โรเตอร์หมุนไปได้ ดังนั้น โรเตอร์จึงประกอบไปด้วย ส่วนที่สำคัญ 3 ส่วน คือ 1.แกนเหล็ก 2.ขดลวด

1.1.2 ส่วนที่เคลื่อนที่ (Rotor) (ต่อ)

แกนเหล็ก ทำจากเหล็กแผ่นลามิเนท อัดขึ้นรูปเหมือนกับแกนเหล็กที่สเตเตอร์ แต่จะเจาะรูโดยรอบสำหรับใส่ขดลวดของโรเตอร์ แล้วนำแผ่นเหล็กมาอัดเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความหนาตามขนาดโดยแผ่นเหล็กแต่ละแผ่นจะมีฉนวนเคลือบไว้

ขดลวด เป็นส่วนที่กระตุ้นให้แกนเหล็กของโรเตอร์เกิดสนามแม่เหล็ก ขดลวดในโรเตอร์ทำจากอลูมิเนียมหล่อเป็นแท่งสอดไว้ในรูของแกนเหล็ก หัว-ท้ายของขดลวดต่อถึงกันด้วยวงแหวนและยังทำเป็นใบพัดเพื่อระบายความร้อนให้กับตัวมอเตอร์ด้วยโรเตอร์ และที่หัว-ท้าย ของเพลาจะมีแบริ่งติดอยู่เพื่อรองรับเพลา ให้หมุนโดยมีความฝืดน้อยที่สุด

1.1.2 ส่วนที่เคลื่อนที่ (Rotor) (ต่อ)

โรเตอร์ โดยทั่วไปจะมีอยู่ 2 ชนิด ตามลักษณะขดลวดที่อยู่ในตัวโรเตอร์ ชนิดแรก เรียกว่า โรเตอร์แบบกรงกระรอก (Squirrel Cage Rotor) ขดลวดในโรเตอร์แบบนี้เป็นลวดแท่งเดียว ทำด้วยอลูมิเนียมสอดอยู่รอบแกนเหล็กของโรเตอร์ หัว-ท้าย ของขดลวดจะถูกเชื่อมติดกันเป็นวงแหวนรอบแกนเหล็กด้วยวงแหวนอลูมิเนียม

ชนิดที่สอง เรียกว่า โรเตอร์แบบวาวด์ (Wound Rotor) ขดลวดในโรเตอร์แบบวาวด์จะมีลักษณะเหมือนกับขดลวดที่พันอยู่ที่สเตเตอร์โรเตอร์แบบนี้จะมีวงแหวนลื่น (slip ring) ติดอยู่ที่เพลาของโรเตอร์ เพื่อต่อปลายของขดลวด

1.1.3 ฝาปิดหัว-ท้าย (End Plate)

ฝาปิดหัว-ท้าย เป็นส่วนที่ยึดติดอยู่กับสเตเตอร์ ตรงกลางทำเป็นร่อง สำหรับรองรับแบริ่ง เพื่อให้โรเตอร์หมุนในตำแหน่งศูนย์กลางพอดีเพื่อป้องกันการเสียดสีระหว่างส่วนที่หมุนกับส่วนที่อยู่กับที่

1.2 หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

เมื่อเราจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับขดลวดที่สเตเตอร์ ขดลวดจะกระตุ้นให้เกิดสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์แต่กระแสไฟฟ้าที่ป้อนเป็นกระแสสลับ สนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์จะมีการเปลี่ยนแปลงตามกระแสไฟฟ้าสลับ การเปลี่ยนแปลงนี้เป็นลักษณะการเคลื่อนที่ไปรอบสเตเตอร์ จึงเรียกสนามแม่เหล็กนี้ว่า “สนามแม่เหล็กหมุน”

จากหลักการข้างต้นเห็นว่า สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์เคลื่อนที่ไปก่อนสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์จึงเคลื่อนที่ตามไป ด้วยความเร็วที่น้อยกว่า สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์เสมอ ความแตกต่างระหว่างความเร็วของสนามแม่เหล็กทั้งสองนี้ เรียกว่า สลิป (slip)

1.3 การเกิดสนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์� เหนี่ยวนำ

การเกิดสนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำจะ

พิจารณาจาก มอเตอร์เหนี่ยวนำ 2 เฟสและมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟส โดย

พิจารณาจากขดลวดที่พันอยู่ที่สเตเตอร์และกระแสไฟฟ้าที่ป้อนให้กับ

ขดลวดของมอเตอร์

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส

มอเตอร์ไฟฟ้า 2 เฟส มีขดลวดที่สเตเตอร์ 2 ชุด จากรูปเป็นขดลวด A และขดลวด B ขดลวดทั้งสองวางทำมุมฉากซึ่งกันและกัน ในการพิจารณาการเกิดสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์ ทำได้โดยการจ่ายกระแสไฟสลับ 2 เฟสให้กับขดลวดทั้ง 2 ชุด แล้วพิจารณาการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็ก ที่เกิดขึ้นในสเตเตอร์ ตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟสลับที่จ่ายให้กับมอเตอร์ โดยให้กระแสเฟส A จ่ายให้ขดลวดชุด A และกระแสเฟส B จ่ายให้ขดลวดชุด B ที่ต้นของขดลวดชุด A มีอักษร A กำกับอยู่ และมีอักษร A’ กำกับที่ปลายขดลวด ในทำนองเดียวกันที่ขดลวดชุด B มีอักษร B และ B’ กำกับอยู่ที่ต้นและปลายขดลวด

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส (ต่อ)

การเกิดสนามแม่เหล็กรอบตัวนำที่มีกระแสไหลผ่าน พิจารณาได้โดยอาศัยกฎมือซ้าย ซึ่งกล่าวว่า “กำมือซ้ายรอบตัวนำ โดยให้นิ้วหัวแม่มือชี้ไปตามทิศทางการไหลของกระแส นิ้วทั้งสี่ที่กำรอบตัวนำจะแสดงทิศทางของสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบตัวนำที่มีกระแสไหลผ่านนั้น” ในกรณีนี้จะแสดงภาพตัวนำอยู่ในรูปของภาคตัดและทิศทางการไหลของกระแสในรูปของจุดและกากบาด โดยให้กระแสไหลเข้าขดลวดอยู่ในช่วงบวกของรูปคลื่นและมีเครื่องหมายเป็น ส่วนกระแสไหลออกจากขดลวดอยู่ในช่วงลบของรูปคลื่นและมีเครื่องหมายเป็น การพิจารณาอาศัยรูปคลื่นของกระแสไฟที่จ่ายให้กับมอเตอร์ โดยการแบ่งตำแหน่งในการพิจารณาเป็นช่วง ช่วงละ 90 องศาทางไฟฟ้า

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 1

ขดลวดชุด A ไม่มีกระแสไหล เนื่องจากกระแสในเฟส A เป็นศูนย์ ส่วนขดลวดชุด B มีกระแสไหลออกที่ต้นขดลวด มีค่าสูงสุดในช่วงลบ สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจากขดลวดชุด B มีทิศทางไปตามลูกศรทึบดังแสดงในรูป

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 2

ขดลวดชุด A มีกระแสไหลเข้าที่ต้นขดลวดมีค่าสูงสุดในช่วงบวก ส่วนขดลวดชุด B ไม่มีกระแสไหล สนามแม่เหล็กเกิดจากขดลวดชุด A และเคลื่อนที่ไปจากตำแหน่งเดิม 90 องศา

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 3

ขดลวดชุด A ไม่มีกระแสไหล แต่ขดลวดชุด B มีกระแสช่วงบวกสูงสุดไหลเข้าต้นขดลวดสนามแม่เหล็กเกิดจากขดลวดชุด B เคลื่อนที่ไปในทิศทางห่างจากสนามแม่เหล็กในตำแหน่งที่ 2 ไปเป็นมุม 90 องศา

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 4

​

ขดลวดชุด A มีกระแสไหลออกที่ต้นขดลวดในช่วงลบสูงสุด แต่ขดลวดชุด B ไม่มีกระแสไหล สนามแม่เหล็กเกิดจากขดลวดชุด A เคลื่อนที่ไปจากสนามแม่เหล็กตำแหน่งที่ 3 อีก 90 องศาใน ทิศทางเดิม

1.3.1 สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ของมอเตอร์ 2 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 5

​

ตำแหน่งนี้สนามแม่เหล็กขดลวดชุด B และเคลื่อนที่กลับมาอยู่ในตำแหน่งเดียวกันกับสนามแม่เหล็กตำแหน่งที่ 1 ในตำแหน่งนี้ กระแสไฟฟ้าเฟส A ครบไซเกิลพอดี เมื่อพิจารณาต่อเนื่องไปพบว่าสนามแม่เหล็กเกิดและเคลื่อนที่ไปรอบสเตเตอร์ตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ จึงเรียกสนามแม่เหล็กนี้ว่า สนามแม่เหล็กหมุน

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส

มอเตอร์ 3 เฟส มีขดลวดที่สเตเตอร์ 3 ชุด คือ ขดลวดชุด A ขดลวดชุด B และชุด C ขดลวดแต่ละชุดวางห่างกัน 120 องศาทางไฟฟ้ารอบสเตเตอร์ การพิจารณาการเกิดสนามแม่เหล็กหมุนใช้หลักการเดียวกันกับ สนามแม่เหล็กหมุนของมอเตอร์ 2 เฟส คือ พิจารณาจากความสัมพันธ์ของกระแสไฟฟ้า 3 เฟสที่จ่ายให้กับขดลวดของมอเตอร์ โดยกระแสไฟฟ้าเฟส A จ่ายให้กับขดลวดชุด A กระแสไฟฟ้าเฟส B จ่ายให้กับขดลวดชุด B และกระแสไฟฟ้าเฟส C จ่ายให้ขดลวดชุด C

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 1

พิจารณาที่จุดเริ่มต้นของรูปคลื่นกระแสไฟฟ้า 3 เฟส ขดลวดชุด A ไม่มีกระแสไหล ขดลวดชุด B มีกระแสไหลออกที่ต้นขดลวด ส่วนขดลวดชุด C มีกระแสไหลเข้าที่ต้นขดลวด สนามแม่เหล็กเกิดจาก ขดลวดชุด B และชุด C มีทิศทางไปตามลูกศรที่แสดงไว้ในรูป

​

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 2

ที่มุม 90 องศาไฟฟ้า มีกระแสไหลในขดลวดทั้ง 3 ชุด โดยที่ชุด A มีกระแสช่วงบวกสูงสุดไหลเข้าต้นขดลวด ส่วนชุด B และชุด C มีกระแสในช่วงลบไหลออกที่ต้นขดลวดสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเกิดจากขดลวดทั้ง 3 ชุด มีทิศทางเดียวกันกับสนามแม่เหล็กในตำแหน่งที่ 1 แต่มีตำแหน่งเคลื่อนไปจากเดิม 90 องศา

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 3

ที่มุม 180 องศาไฟฟ้า ขดลวดชุด A ไม่มีกระแสไหล ขดลวดชุด B มีกระแสไหลเข้าต้นขด ส่วนขดลวดชุด C มีกระแสไหลออกที่ต้นขด สนามแม่เหล็กเกิดจากขดลวดชุด B และชุด C และมีตำแหน่งเคลื่อนไปจากสนามแม่เหล็กตำแหน่งที่ 2 อีก 90 องศา

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 4

ที่มุม 180 องศาไฟฟ้า ขดลวดทั้ง 3 ชุด ของมอเตอร์มีกระแสไหล โดยขดลวดชุด A มีกระแสไหลออกที่ต้นขดลวด ส่วนขดลวดชุด B และชุด C มีกระแสไหลเข้าที่ต้นขดลวด สนามแม่เหล็กเกิดจากขดลวดทั้ง 3 ชุด และมีตำแหน่งเคลื่อนไปจากตำแหน่งที่ 4 อีก 90 องศา

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส (ต่อ)

ตำแหน่งที่ 5

ตำแหน่งนี้สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเคลื่อนที่มาอยู่ตำแหน่งเดียวกันกับสนามแม่เหล็กในตำแหน่งที่ 1 ซึ่งเป็นการเคลื่อนที่รอบสเตเตอร์ครบ 1 รอบ และกระแสไฟฟ้าเฟส A ก็ครบไซเกิลเช่นกัน สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นต่อเนื่องไปในลักษณะนี้ ถ้ายังมีการจ่ายกระแสไฟฟ้า ให้กับมอเตอร์จึงเรียกสนามแม่เหล็กนี้ว่า สนามแม่เหล็กหมุน

1.3.2 สนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส (ต่อ)

การเคลื่อนที่ของตัวโรเตอร์ เป็นไปตามการเคลื่อนที่ของ

สนามแม่เหล็ก ที่สเตเตอร์คือ เคลื่อนที่ในลักษณะการหมุน แต่โร

เตอร์จะหมุนช้ากว่าความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์

เสมอความแตกต่างระหว่างความเร็วของโรเตอร์ และความเร็วของ

สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ เรียกว่า สลิป (slip) ซึ่งเป็น

องค์ประกอบที่สำคัญในมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำ

1.4 ความสัมพันธ์ของ N,F และ P ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

1.4.1 ความเร็วซิงโครนัส (Synchronous Speed = Ns)

จากความสัมพันธ์ของการเกิดสนามแม่เหล็กหมุนขึ้นในสเต

เตอร์ของมอเตอร์พบว่าความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน ขึ้นอยู่กับ

ความถี่ของระบบไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ และ จำนวนขั้วแม่เหล็ก

ของมอเตอร์ ความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน หรือ ความเร็ว

ซิงโครนัส หาได้จากสมการ

1.4 ความสัมพันธ์ของ N,F และ P ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

โดยที่ความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน แปรผันตรงกับความถี่

ของระบบไฟฟ้าและแปรผันเป็นส่วนกลับของจำนวนขั้วแม่เหล็ก

ของมอเตอร์

เมื่อ Ns = ความเร็วซิงโครนัส มีหน่วยเป็น รอบต่อนาที

f = ความถี่ของระบบไฟฟ้า มีหน่วยเป็น เฮิร์ท

P = จำนวนขั้วแม่เหล็ก มีหน่วยเป็น ขั้ว

1.4 ความสัมพันธ์ของ N,F และ P ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

ตัวอย่าง มอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟสตัวหนึ่ง ใช้กับแรงดันไฟฟ้า 380

โวลท์ 50 เฮิร์ท และมี 4 ขั้วแม่เหล็ก จงหาความเร็วซิงโครนัสของ

มอเตอร์ตัวนี้

วิธีทำ จากสมการ

1.4.2 สลิปและความเร็วโรเตอร์

สิ่งที่สำคัญประการหนึ่งของมอเตอร์เหนี่ยวนำ คือ โรเตอร์

จะต้องหมุนด้วยความเร็วที่น้อยกว่าความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน

ความเร็วที่ต่างกันนี้เรียกว่า สลิป หรือ ความเร็วสลิป (slip speed)

หาได้จากสมการ ดังนี้

slip speed = Ns – Nr .................................รอบต่อนาที

1.4.2 สลิปและความเร็วโรเตอร์ (ต่อ)

เมื่อจะแสดงค่าสลิปอยู่ในรูปของเปอร์เซ็นต์ สามารถหาได้ดังนี้

​

1.4.2 สลิปและความเร็วโรเตอร์ (ต่อ)

โดยทั่วไปการบอกปริมาณของสลิป มักบอกในรูปของ

เปอร์เซ็นต์ของความเร็วซิงโครนัส และหาได้จากสมการ

​

.........................เปอร์เซ็น

เมื่อ Ns = ความเร็วซิงโครนัส มีหน่วยเป็น รอบต่อนาที

Nr = ความเร็วโรเตอร์ มีหน่วยเป็น รอบต่อนาที

1.4.2 สลิปและความเร็วโรเตอร์ (ต่อ)

ตัวอย่าง มอเตอร์ตัวหนึ่งมีความเร็วซิงโครนัส 1500 รอบต่อนาที

ขณะทำงาน มอเตอร์หมุนด้วยความเร็ว 1460 รอบต่อนาที จง

คำนวณหาเปอร์เซ็นสลิปของมอเตอร์

วิธีทำ จากสมการ

แบบฝึกหัดบทที่ 1�หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

จงตอบคำถามต่อไปนี้

1. องค์ประกอบที่ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแรงเคลื่อนไฟฟ้าประกอบด้วย

อะไรบ้าง

2. Rotating magnetic field หมายถึงอะไร

3. Synchronous speed หมายถึงอะไร

4. ถ้ามอเตอร์ 8 ขั้วแม่เหล็ก ใช้กับความถี่ 50 เฮิรตซ์ ความเร็ว

สนามแม่เหล็กหมุนจะเป็นเท่าใด (แสดงวิธีทำ)

5. มอเตอร์ 2 เฟส ขดลวดทั้งสองชุดจะพันห่างกันเป็นมุม……………

องศาทางไฟฟ้า

​

แบบฝึกหัดบทที่ 1 (ต่อ)�หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

6. มอเตอร์ 3 เฟสจะประกอบด้วยขดลวด…………………………ชุด

แต่ละชุดพันห่างกันเป็นมุม…………………………องศาทางไฟฟ้า

7. สูตรที่ใช้ในการคำนวณความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนคือ

8. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่มี 2 ขั้วแม่เหล็ก เมื่อใช้กับความถี่ 60

เฮิรตซ์ จะมีความเร็วสนามแม่เหล็กหมุนเท่าใด (แสดงวิธีทำ)

​

แบบฝึกหัดบทที่ 1 (ต่อ)�หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

9. มอเตอร์เหนี่ยวนำ 4 ขั้ว เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าที่มีความถี่ 50

เฮิรตซ์ จะหมุนด้วยความเร็ว 1470 รอบต่อนาที จงหา

9.1 ความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน

9.2 ความเร็วสลิป

9.3 ค่าสลิป

9.4 เปอร์เซนต์สลิป

​

แบบฝึกหัดบทที่ 1 (ต่อ)�หลักการทำงานของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

10. มอเตอร์เหนี่ยวนำชนิดกรงกระรอก 6 ขั้ว เมื่อป้อนแรงดันไฟฟ้าที่

มีความถี่ 50 เฮิรตซ์ จะหมุนด้วยความเร็ว 970 รอบต่อนาที

จงหา

10.1 ความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน

10.2 ความเร็วสลิป

10.3 ค่าสลิป

10.4 เปอร์เซนต์สลิป

​

​

​

หน่วยเรียนที่ 2

ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

2.1 ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเป็นที่นิยมใช้แพร่หลาย เนื่องจาก

ใช้งานง่าย การดูแลรักษาไม่ยุ่งยาก และราคาถูก แบ่งมอเตอร์ไฟฟ้า

กระแสสลับแบ่งออกเป็น 2 ประเภท คือ อินดัคชั่นมอเตอร์ และ

ซิงโครนัสมอเตอร์ ในที่นี้จะกล่าวถึงเฉพาะมอเตอร์แบบอินดัคชั่นเท่านั้น

ซึ่งแบ่งออกตามระบบแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับมอเตอร์ ได้เป็น 2 ชนิด

คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 1 เฟส และ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3

เฟส ซึ่งแต่ละชนิดยังแบ่งออกเป็นหลายแบบตามที่แสดงในแผนภูมิ

2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (ต่อ)

2.2 แผนภูมิแสดงชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

​

อินดัคชั่นมอเตอร์

มอเตอร์ 1 เฟส

มอเตอร์ 3 เฟส

สปลิทเฟส มอเตอร์

คาปาซิเตอร์ มอเตอร์

เช็ดเด็ดโพล มอเตอร์

ยูนิเวอร์แซล มอเตอร์

รีพัลชั่น มอเตอร์

สไควเรจเคจ โรเตอร์

วาวด์ โรเตอร์

�แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 2�ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ�

1. ข้อใด มิใช่ ส่วนประกอบของมอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำ

ก. สเตเตอร์ ข. โรเตอร์แบบกรงกระรอก

ค. อาร์เมเจอร์ ง. โรเตอร์แบบวาวนด์

2. ข้อใดเป็นความหมายของมอเตอร์ไฟฟ้า

ก. เครื่องกลไฟฟ้าที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล

ข. เครื่องกลไฟฟ้าที่สามารถเปลี่ยนพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้า

ค. เครื่องกลไฟฟ้าที่สามารถกำเนิดกระแสไฟฟ้า

ง. เครื่องกลไฟฟ้าที่สามารถกำเนิดพลังงานไฟฟ้า

3. เพราะเหตุใดจึงใช้แผ่นเหล็กลามิเนทมาทำเป็นแกนเหล็กสเตเตอร์หรือแกน

เหล็กโรเตอร์ของมอเตอร์

​

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 2�ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

4. มอเตอร์กระแสสลับประเภทเหนี่ยวนำสามารถแบ่งแยกออกเป็น

ประเภทใหญ่ ๆ ได้กี่ประเภท

5. ส่วนประกอบใดที่ทำให้เกิดพลังงานกลขึ้นในมอเตอร์

6. โรเตอร์แบบกรงกระรอกจะมีลักษณะเป็นแบบใด

7. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งออกเป็น 2 ชนิดใหญ่ ๆ คือ

7.1 …………………………………………………………………………….

7.2 …………………………………………………………………………….

8. มอเตอร์ไฟฟ้าหมายถึงเครื่องกลไฟฟ้าที่สามารถเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็น

พลังงาน …………………………………

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 2�ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

9. โรเตอร์ของมอเตอร์ชนิดเหนี่ยวนำมี 2 ประเภทคือ

9.1 ……………………………………………………………….

9.2 ……………………………………………………………….

10. ส่วนประกอบที่เป็นแกนเหล็กใช้สำหรับเอาไว้พันขดลวดเรียกว่า ..

……………………………………………………………………

​

หน่วยเรียนที่ 3

มอเตอร์ 1 เฟส

3. มอเตอร์ 1 เฟส

3.1 หลักการทำงานของมอเตอร์ 1 เฟส

มอเตอร์ 1 เฟส จะมีขดลวดพันอยู่ที่สเตเตอร์เพียงชุดเดียว

เมื่อจ่ายแรงดันไฟฟ้าให้กับมอเตอร์ ขดลวดที่สเตเตอร์จะสร้าง

สนามแม่เหล็กขึ้นในแนวแกนแม่เหล็กที่ขดลวดพันอยู่ สนามแม่เหล็กที่

เกิดขึ้นจะเปลี่ยนแปลงตามการเปลี่ยนแปลงของกระแสไฟฟ้า

3.1 หลักการทำงานของมอเตอร์ 1 เฟส (ต่อ)�

ถ้าจ่ายไฟเข้าที่ขดลวดสเตเตอร์ในขณะที่มอเตอร์ยังไม่หมุน กระแสไฟสลับจะทำให้สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นเกิดการเปลี่ยนแปลง และเกิดการเหนี่ยวนำขึ้นที่โรเตอร์ เนื่องจากขดลวดในโรเตอร์ถูกต่อให้ครบวงจรจึงเกิดกระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำไหลในวงจรขดลวดของโรเตอร์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่โรเตอร์ สนามแม่เหล็กทั้งสองเกิดอยู่ในแกนเดียวกัน จึงทำให้โรเตอร์ไม่หมุน

N_S

S_S

3.1 หลักการทำงานของมอเตอร์ 1 เฟส (ต่อ)

ถ้ามีแรงมากระทำให้โรเตอร์หมุนไปก่อน แรงที่หมุนนี้จะทำให้สนามแม่เหล็กอยู่คนละแนวแกน ทำให้มอเตอร์เกิดแรงบิดพาตัวโรเตอร์หมุนไปได้ แต่การที่โรเตอร์หมุนช้ากว่าการเปลี่ยนแปลงของสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์ ทำให้การเหนี่ยวนำที่ตัวโรเตอร์เกิดขึ้นตลอดเวลา การหมุนของโรเตอร์จึงเป็นไปอย่างต่อเนื่อง

3. มอเตอร์หนึ่งเฟส (ต่อ)

ดังนั้นหลักการสำคัญในการสร้างมอเตอร์หนึ่งเฟส คือ ต้องทำ

ให้โรเตอร์เริ่มหมุนได้ด้วยตัวเองก่อน วิธีที่ทำให้มอเตอร์หมุนได้ด้วย

ตัวเองมีหลายวิธีแตกต่างกันออกไป จึงทำให้มอเตอร์หนึ่งเฟสมี

หลายชนิด ตามวิธีการที่ทำให้มอเตอร์เริ่มหมุน ดังจะได้กล่าวต่อไป

​

หน่วยเรียนที่ 4

สปลิทเฟสมอเตอร์

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor)

เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว ที่เริ่มหมุนโดยอาศัยหลักการแยกเฟสของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ไปสร้างสนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ และสนามแม่เหล็กหมุนนี้ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำขึ้นที่ตัวโรเตอร์ เป็นผลทำให้โรเตอร์เริ่มหมุนไปได้ มอเตอร์แบบนี้มีขนาดต่ำกว่า 1 แรงม้า นิยมใช้เป็นตัวขับโหลดของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น ปั๊มน้ำขนาดเล็ก สว่านไฟฟ้าแบบแท่น

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.1 ส่วนประกอบที่สำคัญของสปลิทเฟสมอเตอร์

ส่วนประกอบที่สำคัญของสปลิทเฟสมอเตอร์ แบ่งออกเป็นส่วนใหญ่ๆ ได้ 4 ส่วน คือ

4.1.1 สเตเตอร์

สเตเตอร์ของสปลิทเฟสมอเตอร์เป็นส่วนที่อยู่กับที่ของตัวมอเตอร์ ประกอบด้วย

ส่วนประกอบที่สำคัญ คือ โครงมอเตอร์ทำจากเหล็กเหนียว ทำหน้าที่รองรับส่วนต่าง ๆ ของมอเตอร์

ภายในโครงประกอบด้วยแกนขดลวดทำด้วยแผ่นเหล็กบางอัดเข้าด้วยกัน เซาะร่องไว้โดยรอบเรียกว่า

สล็อตไว้สำหรับพันขดลวด ซึ่งขดลวดที่พันลงในสเตเตอร์มี 2 ชุด ชุดแรก

เรียกว่า ขดลวดชุดรัน (running winding) เป็นลวดเส้นใหญ่

จำนวนรอบมากกว่า วางอยู่ด้านล่างของร่อง ขดลวดชุดที่สองเรียกว่า

ขดลวดชุดสตาร์ท (starting winding) เป็นลวดเส้นเล็กกว่าของขด

รัน จำนวนรอบของขดลวดน้อยกว่า และพันอยู่ด้านบนของร่อง ขดลวดชุด

สตาร์ทพันอยู่ในลักษณะคร่อมขดลวดชุดรัน

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.1.2 โรเตอร์

โรเตอร์ของสปลิทเฟสมอเตอร์เป็นแบบสไควเรลเกจโร

เตอร์ ที่เพลาส่วนหัวมีส่วนที่เป็นตัวปิด – เปิดจุดสัมผัสของเซ็นติฟลู

กัลป์สวิทช์ติดตั้งอยู่ ภายในโรเตอร์มีตัวนำทำจากทองแดงหรือ

อลูมิเนียมวางอยู่เป็นรูปทรงกระบอก คาดหัวท้ายด้วยวงแหวน

ทองแดงหรืออลูมิเนียม บางทีเรียกว่า โรเตอร์แบบกรงกระรอก ดัง

แสดงในรูป

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.1.3 เซ็นติฟลูกัลสวิทช์ (centrifugal switch)

เซ็นติฟลูกัลสวิทช์ ทำหน้าที่ตัดวงจรของขดลวดชุดสตาร์ทออกขณะที่มอเตอร์ได้

ผ่านช่วงของการสตาร์ทไปแล้ว ส่วนประกอบที่สำคัญของเซ็นติฟลูกัลสวิทช์ แบ่งได้เป็น 2 ส่วนคือ

ส่วนที่เป็นจุดสัมผัส (contact) ทำหน้าที่ ปิด –

เปิด วงจรขดลวดชุดสตาร์ท ติดตั้งอยู่ที่ฝาปิดหัว - ท้าย

ของมอเตอร์ ส่วนที่เป็นตัวปิด – เปิด จุดสัมผัสติด

ตั้งอยู่ที่เพลาโรเตอร์ ส่วนนี้มีแกนที่ทำด้วยฉนวนไฟฟ้า

เป็นส่วนประกอบที่สำคัญเมื่อมอเตอร์หมุนไปได้

ความเร็วประมาณ 75 เปอร์เซ็นของความเร็วสูงสุด

แกนที่เป็นฉนวนจะเคลื่อนที่ ทำให้จุดสัมผัสของเซ็นติฟลูกัลป์สวิทช์แยกออกจากกัน ทำให้ขดลวด

ชุดสตาร์ทถูกตัดออกจากวงจรของมอเตอร์ การเคลื่อนที่ของแกนที่เป็นตัวปิด – เปิดจุดสัมผัส

อาศัยแรงเหวี่ยงจากการหมุนของโรเตอร์

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.1.4 ฝาปิดหัว – ท้าย

ฝาปิดหัว – ท้ายของมอเตอร์ทำหน้าที่รองรับเพลาของโร

เตอร์ให้ตั้งอยู่ในแนวศูนย์กลาง เพื่อไม่ให้โรเตอร์เสียดสีกับสเตเตอร์

ที่ฝาปิดด้านหนึ่งจะมีส่วนที่เป็นจุดสัมผัสของเซ็นติฟลูกัลสวิทช์ติด

ตั้งอยู่

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.2 หลักการทำงานของสปลิทเฟสมอเตอร์

4.2.1 หลักการการแยกเฟสของกระแสไฟฟ้าในสปลิท

เฟสมอเตอร์

การแยกเฟสของกระแสไฟฟ้าในสปลิทเฟสมอเตอร์ อาศัยคุณสมบัติทางไฟฟ้าของขดลวดทั้งสองชุดที่มีค่าความต้านทานและค่ารีแอคแตนซ์ต่างกัน ทำให้กระแสที่ไหลในขดลวดทั้งสองชุดต่างเฟสกัน โดยที่ขดลวดชุดรันมีค่าความต้านทานน้อยกว่า แต่มีค่ารีแอคแตนซ์สูงกว่า ทำให้กระแสที่ไหลในขดลวดชุดรันล้าหลัง กระแสที่ไหลในขดลวดชุดสตาร์ท ดังแสดงในรูป

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.2.2 หลักการทำงานของสปลิทเฟสมอเตอร์

จากหลักการการแยกเฟสของกระแส

ในสปลิทเฟสมอเตอร์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็ก

หมุนที่สเตเตอร์ของสปลิทเฟสมอเตอร์ ไป

เหนี่ยวนำให้ตัวนำในโรเตอร์มีกระแสไฟฟ้าไหล

และเกิดสนามแม่เหล็กขึ้นที่ตัวโรเตอร์

สนามแม่เหล็กที่ตัวโรเตอร์จะหมุนตามไปกับ

สนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ เมื่อโรเตอร์หมุนได้ด้วยความเร็วประมาณ 75 เปอร์เซ็นต์ของ

ความเร็วสูงสุดของมอเตอร์ เซ็นติฟลูกัลป์สวิทช์จะตัดวงจรขดลวดชุดสตาร์ทออกมอเตอร์จะ

ทำงานโดยอาศัยขดลวดชุดรันเพียงชุดเดียว จากการทำงานในลักษณะนี้จึงเรียกมอเตอร์ชนิดนี้ว่า

สปลิทเฟสสตาร์ท อินดัคชั่นรัน มอเตอร์

​

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.3 วงจรการต่อขดลวดภายในของสปลิทเฟสมอเตอร์

การต่อวงจรขดลวดภายในสปลิทเฟสมอเตอร์ จะต่อขดลวดใน

ลักษณะอนุกรมกันหมดทุกขดของขดลวดในแต่ละชุด แต่ทิศทางการไหล

ของกระแสในขดลวดแต่ละขดจะกลับทิศทางกันในขดลวดที่อยู่ติดกัน

ทั้งนี้เพื่อต้องการให้เกิดขั้วแม่เหล็กต่างขั้วกัน ดังแสดงในรูป

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.3 วงจรการต่อขดลวดภายในของสปลิทเฟสมอเตอร์

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.4 การต่อมอเตอร์ใช้งาน

การต่อมอเตอร์ใช้งานทำ

ได้โดย ต่อปลายสายขดลวด

ชุดรันและปลายสายขดลวด

ชุดสตาร์ทขนานกัน แล้วต่อ

สายไฟของแหล่งจ่ายไฟเข้า

ที่จุดขนานของขดลวดทั้ง

สองชุด ดังแสดงในรูป

​

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.5 การกลับทิศทางการหมุนมอเตอร์

การทำให้สปลิทเฟส

มอเตอร์กลับทิศทางการ

หมุน ทำได้โดยการต่อให้

ไฟเข้าขดลวดไหลกลับทิศ

ทางการไหลเดิม ใน

ขดลวดชุดใดชุดหนึ่ง

ของสปลิทเฟสมอเตอร์ ในทางปฏิบัตินิยมกลับทิศทางการไหลของ

ขดลวดชุดสตาร์ท ดังแสดงในรูป

​

​

4. สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split phase motor) (ต่อ)

4.6 การนำมอเตอร์ไปใช้งานและการบำรุงรักษา

สปลิทเฟสมอเตอร์เป็นมอเตอร์ขนาดไม่เกิน 1 แรงม้า มี

ความเร็วรอบคงที่งานที่ใช้กับมอเตอร์ชนิดนี้เป็นงานที่ไม่ต้องใช้กำลัง

มากนัก นิยมนำไปใช้เป็นตัวขับต้นกำลังของอุปกรณ์ต่าง ๆ ดังต่อไปนี้

เลื่อยวงเดือน พัดลมเล้าไก่ ปั๊มสูบน้ำ เป็นต้น การบำรุงรักษามอเตอร์

ชนิดนี้ไม่ค่อยมีอะไรยุ่งยาก คือ บำรุงรักษาระบบหล่อลื่นให้สม่ำเสมอ

และตรวจดูการทำงานของเซ็นติฟลูกัลป์สวิทช์เป็นระยะ โดยการถอด

ออกมาขัดหน้าสัมผัสด้วยกระดาษทราย

�แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 4�สปลิทเฟสมอเตอร์�

ตอนที่ 1 จงเลือกคำตอบที่ถูกต้องที่สุด

1. มอเตอร์สปลิตเฟสมีลักษณะอย่างไร

ก. มีขดลวดชุดรัน 1 ชุด ขดลวดชุดสตาร์ท 1 ชุด

ข. มีหลักการทำงานโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำ

ค. มีสวิตช์แรงเหวี่ยงประกอบอยู่ภายใน

ง. ถูกทุกข้อ

2. ข้อใด มิใช่ ส่วนประกอบของมอเตอร์สปลิตเฟส

ก. ขดลวดชุดรัน ข. ขดลวดชุดสตาร์ท

ค. สวิตช์แรงเหวี่ยง ง. อาร์เมเจอร์

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 4�สปลิทเฟสมอเตอร์

3. มอเตอร์สปลิตเฟสมีหลักการทำงานอย่างไร

ก. อาศัยหลักการต่างเฟสของกระแสในขดลวดชุดรันและชุด

สตาร์ท

ข. อาศัยหลักการแยกเฟสของกระแสในขดลวดชุดรันและชุด

สตาร์ท

ค. อาศัยหลักการเหนี่ยวนำของแม่เหล็กไฟฟ้า

ง. ถูกทุกข้อ

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 4�สปลิทเฟสมอเตอร์

4. สวิตช์แรงเหวี่ยงในมอเตอร์สปลิทเฟสมีหน้าที่อย่างไร

ก. ควบคุมความเร็วการหมุนของมอเตอร์

ข. ควบคุมการทำงานของขดลวดชุดรัน

ค. ควบคุมการทำงานของขดลวดชุดสตาร์ท

ง. ควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์

5. ขดลวดชุดรันและชุดสตาร์ทของมอเตอร์สปลิทเฟสจะพันห่างกัน

เป็นมุมเท่าใด

ก. 90 องศาทางไฟฟ้า ข. 120 องศาทางไฟฟ้า

ค. 150 องศาทางไฟฟ้า ง. 180 องศาทางไฟฟ้า

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 4�สปลิทเฟสมอเตอร์

6. ข้อใดกล่าวถูกต้องสำหรับมอเตอร์สปลิทเฟส

ก. ขดลวดชุดรันเป็นขดลวดเส้นโต ความต้านทานต่ำ และค่าการ

เหนี่ยวนำสูง

ข. ขดลวดชุดรันเป็นขดลวดเส้นโต ความต้านทานต่ำ และค่าการ

เหนี่ยวนำต่ำ

ค. ขดลวดชุดรันเป็นขดลวดเส้นโต ความต้านทานสูง และค่าการ

เหนี่ยวนำสูง

ง. ขดลวดชุดรันเป็นขดลวดเส้นเล็ก ความต้านทานสูง และค่าการ

เหนี่ยวนำสูง

​

​

​

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 4�สปลิทเฟสมอเตอร์

7. มอเตอร์สปลิทเฟสกลับทางหมุนได้อย่างไร

ก. อาศัยหลักการกลับทิศทางการไหลของกระแสในขดลวดชุดรัน

เพียงชุดเดียว

ข. อาศัยหลักการกลับทิศทางการไหลของกระแสในขดลวดชุด

สตาร์ทเพียงชุดเดียว

ค. อาศัยหลักการกลับทิศทางการไหลของกระแสในขดลวดชุดรัน

หรือชุดสตาร์ทอย่างใดอย่างหนึ่ง

ง. อาศัยหลักการกลับทิศทางการไหลของกระแสในขดลวดชุดรัน

และชุดสตาร์ทพร้อมกัน

​

​

แบบฝึกหัดหน่วยเรียนที่ 4�สปลิทเฟสมอเตอร์

ตอนที่ 2 จงเติมคำในช่องว่างให้ถูกต้อง

1. มอเตอร์สปลิทเฟสเป็นมอเตอร์ 1 เฟส ที่มีขดลวด 2 ชุด คือ

……………….. และ ………………………

2. ขดลวดสองชุดของมอเตอร์สปลิทเฟสจะพันห่างกันเป็นมุม

……………….. องศาทางไฟฟ้า

3. ……………….. จะเป็นขดลวดที่พันอยู่ด้านล่างของร่องสล็อต

​

หน่วยเรียนที่ 5

คาปาซิเตอร์มอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

คาปาซิเตอร์มอเตอร์เป็นมอเตอร์ที่ทำงานโดยอาศัยการแยกเฟสของ

กระแสไฟฟ้าเหมือนสปลิทเฟสมอเตอร์ผิดกันที่มีคาปาซิเตอร์ต่ออนุกรม

อยู่ในวงจรขดลวดชุดสตาร์ท ทำให้ได้แรงบิดเริ่มหมุนของมอเตอร์สูงกว่า

มอเตอร์แบบสปลิทเฟส เมื่อมอเตอร์มีขนาดเท่ากัน คาปาซิเตอร์มอเตอร์

แบ่งออกได้เป็น 3 แบบ คือ 1. คาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์

2. คาปาซิเตอร์สตาร์ทและรันมอเตอร์ 3. ทูเวลลูคาปาซิเตอร์มอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1 คาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์ (Capacitor

Start Induction Run Motor )

มอเตอร์แบบนี้มีส่วนประกอบเหมือนกับสปลิทเฟสมอเตอร์

ต่างกันที่มีคาปาซิเตอร์ต่ออยู่ในวงจรขดลวดชุดสตาร์ท ทำให้แรงบิด

เริ่มต้นของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์สูงกว่าสปลิทเฟส

มอเตอร์ที่มีขนาดเท่ากัน

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.1 ส่วนประกอบที่สำคัญของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรัน

มอเตอร์

ส่วนประกอบที่สำคัญของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรัน

มอเตอร์ แบ่งออกได้ 5 ส่วนที่สำคัญ ๆ ดังต่อไปนี้

5.1.1.1 สเตเตอร์

​

สเตเตอร์ของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์ เป็นส่วนที่อยู่กับที่ของมอเตอร์ซึ่งประกอบด้วย โครงมอเตอร์ ทำจากเหล็กเหนียวพับขึ้นรูปเป็นตัวโครงทำหน้าที่รองรับส่วนต่าง ๆ ของมอเตอร์ ภายในโครงประกอบด้วย แกนขดลวด ทำจากแผ่นเหล็กบาง ๆ อัดเข้าด้วยกันเป็นแกน ที่แกนทำเป็นร่องไว้สำหรับพันขดลวดซึ่งมีอยู่ 2 ชุด ชุดแรกเรียกว่า ขดลวดชุดรัน เป็นลวดเส้นใหญ่มีจำนวนรอบมากกว่า วางอยู่ด้านล่างของร่อง ชุดที่สองเรียกว่า ขดลวดชุดสตาร์ท เป็นขดลวดเส้นเล็กกว่าขดลวดชุดรันเล็กน้อยวางอยู่ด้านบนของร่อง และวางคร่อมขดลวดชุดรันอยู่

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.1.2 โรเตอร์

โรเตอร์ของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์

เป็นแบบสไควเรลเกจเหมือนกับสปลิทเฟสมอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.1.3 สวิทช์แรงเหวี่ยงจากศูนย์กลาง

สวิทช์แรงเหวี่ยงจากศูนย์กลางทำหน้าที่ตัดวงจรขดลวดชุด

สตาร์ทออกจากวงจรของมอเตอร์ สวิทช์นี้มีส่วนประกอบและหลักการ

ทำงานเหมือนกันกับสวิทช์แรงเหวี่ยงจากศูนย์กลางของสปลิทเฟส

มอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.1.4 คาปาซิเตอร์ (Capacitor)

คาปาซิเตอร์ที่ใช้กับมอเตอร์คาปาซิเตอร์สตาร์ท

อินดัคชั่นรันมอเตอร์เป็นแบบคาปาซิเตอร์ชนิด

อิเล็คทรอไลติค (Electroytic

Capacitor) ซึ่งโครงสร้างของคาปาซิเตอร์

ชนิดนี้ ทำจากแผ่นอลูมิเนียมประกบกัน 2 แผ่น

ระหว่างแผ่นกั้นกลางด้วยผ้าชุบสารละลายอิเล็คทรอ

ไลท์ สารละลายอิเล็กทรอไลท์นี้เป็นฉนวนไฟฟ้า คาปาซิเตอร์ชนิดนี้จะต่ออนุกรมกับขดลวดชุด

สตาร์ท และทำงานในช่วงที่มอเตอร์ทำการสตาร์ทเท่านั้น เมื่อมอเตอร์หมุนไปแล้วสวิทช์แรงเหวี่ยง

จากศูนย์กลางจะตัดวงจรขดลวดชุดสตาร์ทออก คาปาซิเตอร์จึงถูกตัดออกจากวงจรไปด้วย

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.1.5 ฝาปิดหัว – ท้าย

ฝาปิดหัว – ท้ายของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์

เหมือนกับฝาปิดหัว – ท้ายของสปลิทเฟสมอเตอร์ และทำหน้าที่เดียวกัน

อีกด้วย

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.2 หลักการทำงานของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรัน

มอเตอร์

มอเตอร์ชนิดนี้ทำงานโดยอาศัยหลักการของการแยกเฟสของ

กระแสในขดลวดชุดรันและชุดสตาร์ทเหมือนกับสปลิทเฟส

มอเตอร์ แต่การที่มีคาปาซิเตอร์ต่ออยู่ในวงจรขดลวดชุดสตาร์ท

ทำให้กระแสที่ไหลใน ขดลวดชุดสตาร์ท ดังนั้นแรงดันไฟฟ้าใน

ขณะที่กระแสที่ไหลในขดลวดชุดรัน ล้าหลังแรงดันไฟฟ้า เป็นผล

ให้กระแสที่ไหลในขดลวดทั้งสองมีมุมต่างเฟสกัน มากกว่า

กระแสที่ไหลในขดลวดของสปลิทเฟสมอเตอร์ ทำให้แรงบิดขณะสตาร์ทสูงกว่าสปลิทเฟสมอเตอร์

และเมื่อมอเตอร์หมุนไปแล้วสวิทช์แรงเหวี่ยง ฯ จะตัดวงจรขดลวดชุดสตาร์ทออก มอเตอร์จะ

ทำงานแบบอินดัคชั่นมอเตอร์ต่อไป

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.3 วงจรการต่อขดลวดภายในของคาปาซิเตอร์สตาร์ท

อินดัคชั่นรันมอเตอร์

​

​

​

​

การต่อวงจรขดลวดภายในของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์ ทำวิธี

เดียวกันกับการต่อขดลวดภายในของสปลิทเฟสมอเตอร์ เพียงแต่มีคาปาซิเตอร์ต่อ

อนุกรมอยู่กับวงจรขดลวดชุดสตาร์ทเพิ่มเข้ามา ดังแสดงในรูป

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.4 การต่อมอเตอร์ใช้งาน

การต่อมอเตอร์ใช้งานทำ

ได้โดยการต่อปลายสายของ

ขดลวดชุดสตาร์ทและปลาย

สายของขดลวดชุดรันขนาน

กัน แล้วต่อแหล่งจ่ายไฟเข้าที่

จุดต่อขนานทั้งสองดังแสดง

ในรูป โดยที่วงจรขดลวดชุด

สตาร์ทมีคาปาซิเตอร์และสวิทช์แรงเหวี่ยง ฯ ต่ออนุกรมอยู่ในวงจร

​

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.5 การกลับทิศทางการหมุนมอเตอร์

การต่อมอเตอร์ให้หมุนกลับทิศ

ทางการหมุนเดิม ทำได้โดยกลับทิศทาง

กระแสที่ไหลเข้าขดลวด ชุดสตาร์ท หรือ

ชุดรัน ชุดใดชุดหนึ่งเพียงชุดเดียวจากรูป

เป็นการกลับทิศทางกระแสที่ไหลเข้า

ขดลวดชุดสตาร์ท ทำได้โดยการกลับ

ปลายสายของขดลวดชุดสตาร์ทให้

สลับกันกับการต่อปลายสายเดิม ส่วนปลายสายอื่นคงการต่อไว้เหมือนเดิม ดังแสดง

ในรูป

​

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.1.6 การนำมอเตอร์ไปใช้งานและการบำรุงรักษา

คาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์ เป็นมอเตอร์ขนาดเล็กที่

มีแรงบิดขณะสตาร์ทสูงกว่าสปลิทเฟสมอเตอร์ เหมาะสำหรับใช้เป็นตัว

ขับคอมเพรสเซอร์ตัวเล็ก ๆ ที่ใช้กับตู้เย็น หรือตู้แช่เย็น หรืองานประเภทที่

มีโหลดในตอนเริ่มต้นไม่มากนัก การบำรุงรักษาทำเช่นเดียวกันกับสปลิท

เฟสมอเตอร์ คือ บำรุงรักษาระบบหล่อลื่น และเซ็นติฟลูกัลป์สวิทช์ของ

มอเตอร์เป็นระยะ ๆ

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2 คาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รันมอเตอร์ (Capacitor start

and run motor)

​

​

​

คาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รันมอเตอร์เป็นมอเตอร์ขนาดไม่ถึง 1

แรงม้า ใช้กับงานประเภทพัดลมหรือเครื่องเป่าลม ไม่เหมาะที่จะเป็น

มอเตอร์ขับโหลดประเภทสายพาน หรืองานที่มีโหลดหนักติดอยู่กับ

เพลาตลอดเวลา เนื่องจากมีแรงบิดขณะสตาร์ทและขณะหมุนไปแล้ว

ต่ำ แต่มอเตอร์หมุนสม่ำเสมอดีมาก

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.1 ส่วนประกอบที่สำคัญของคาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รัน

มอเตอร์

ส่วนประกอบโดยทั่วไปของมอเตอร์ชนิดนี้เหมือนกับ

มอเตอร์ชนิดคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรัน ผิดกันที่มอเตอร์

ชนิดนี้ไม่มีเซ็นติฟูกัลป์สวิทช์ จึงมีส่วนประกอบที่สำคัญ 4 ส่วน

คือ

5.2.1.1 สเตเตอร์

​

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

สเตเตอร์ของคาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รัน ประกอบด้วยส่วนประกอบที่สำคัญดังต่อไปนี้คือ โครงมอเตอร์ ทำจากเหล็กหล่อเหนียว ทำหน้าที่รองรับส่วนต่างๆ ของมอเตอร์ ภายในโครงประกอบด้วย แกนขดลวดซึ่งเป็นแผ่นลามิเนท นำมาอัดเข้าด้วยกันและทำเป็นร่องไว้สำหรับพันขดลวด ขดลวดที่พันอยู่ในสเตเตอร์มีอยู่ 2 ชุด ชุดแรกเรียกว่า ขดลวดชุดรัน เป็นลวดเส้นใหญ่มีจำนวนรอบมากกว่าและวางอยู่ด้านล่างของร่อง ชุดที่สองเรียกว่า ขดลวดชุดสตาร์ท เป็นลวดเส้นเล็กมีจำนวนรอบน้อยกว่า วางอยู่ด้านบนของร่องและคร่อมขดลวดชุดรันอยู่

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.1.2 โรเตอร์

โรเตอร์ของมอเตอร์ชนิดนี้เป็นแบบสไควเรลเกจ เหมือนกับมอเตอร์เหนี่ยวนำชนิดอื่นโดยทั่วไป

​

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.1.3 คาปาซิเตอร์

คาปาซิเตอร์ที่ใช้เป็นแบบบรรจุน้ำมัน (Oil capacitor) โครงสร้างของคาปาซิเตอร์ชนิดนี้ทำจากแผ่นอลูมิเนียม กั้นกลางด้วยฉนวนที่ทำจากแผ่นกระดาษชุบด้วยน้ำมันที่เป็นฉนวนไฟฟ้า คาปาซิเตอร์ชนิดนี้สามารถต่ออยู่ในวงจรไฟฟ้าได้เป็นเวลานาน ๆ

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.1.4 ฝาปิดหัว-ท้าย

ฝาปิดหัว-ท้ายของมอเตอร์ชนิดนี้เหมือนกับ ฝาปิดหัวท้ายของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์ ผิดกันที่ฝาของมอเตอร์ชนิดนี้ไม่มีส่วนที่เป็นจุดสัมผัสของเซ็นติฟลูกัลสวิทช์ติดตั้งอยู่

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.2 หลักการทำงานของคาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รันมอเตอร์

​

​

​

​

​

​

มอเตอร์แบบนี้ทำงานโดยอาศัยหลักการแยกเฟสของกระแส เหมือนกับคาปาซิเตอร์สตาร์ทมอเตอร์ โดยมีคาปาซิเตอร์ต่ออนุกรม

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

กับขดลวดชุดสตาร์ท แต่ไม่มีเซนติฟูกัลสวิตช์จึงทำให้ขดลวดชุดสตาร์ทต่ออยู่ในวงจรตลอดเวลา การที่ขดลวดชุดสตาร์ทและคาปาซิเตอร์ต่ออยู่ในวงจรได้ตลอดเวลาเนื่องจากคาปาซิเตอร์ที่ใช้มีค่าต่ำและเป็นแบบน้ำมัน ทำให้การแยกเฟสของกระแสที่ไหลในขดลวดทั้งสองชุดมีมุมต่างเฟสกันมากกว่ามอเตอร์แบบสปลิทเฟส ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กหมุนขึ้นในสเตเตอร์ของมอเตอร์ และเหนี่ยวนำให้โรเตอร์เกิดสนามแม่เหล็ก และหมุนตามสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ไป มอเตอร์แบบนี้มีแรงบิดขณะสตาร์ทและขณะรันสูงกว่าสปลิทเฟสมอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.3 วงจรการต่อขดลวดภายในของคาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รันมอเตอร์

​

​

​

การต่อวงจรขดลวดภายในของคาปาซิเตอร์สตาร์ทแอนด์รันมอเตอร์ เหมือนกับการต่อวงจรขดลวดภายในของคาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรันมอเตอร์ทุกอย่างผิดกันตรงที่ไม่มีเซนติฟลูกัลสวิทช์ต่ออยู่ในขดลวดชุดสตาร์ทเท่านั้น

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.4 การต่อมอเตอร์ใช้งาน

​

​

​

​

​

​

การต่อมอเตอร์ใช้งานทำได้โดยการต่อปลายสายของขดลวดชุดสตาร์ทและขดลวดชุดรันขนานกัน แล้วต่อแหล่งจ่ายไฟเข้าที่จุดต่อขนานขดลวดทั้งสองชุด ดังแสดงในรูป โดยที่วงจรขดลวดชุดสตาร์ทมีคาปาซิเตอร์ต่ออนุกรมอยู่

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.5 การกลับทิศทางการหมุนมอเตอร์

​

​

​

​

​

​

การกลับทิศทางการหมุนมอเตอร์ชนิดนี้ทำได้โดย การกลับทิศทางกระแสไหลเข้าขดลวดของมอเตอร์ชุดใดชุดหนึ่ง ดังแสดงในรูป

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.6 การปรับความเร็วรอบของมอเตอร์

การปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ชนิดนี้ ทำได้โดยการลดสนามแม่เหล็กในขดลวดชุดรัน โดยการต่อโช๊ค (chock) ซึ่งเป็นขดลวดอีกชุดหนึ่ง อนุกรมกับขดลวดชุดรัน ทำให้แรงดันไฟฟ้าที่ขดลวดชุดรันลดลง ทำให้สนามแม่เหล็กลดลง เป็นเหตุให้ความเร็วรอบของมอเตอร์ลดลงไปด้วย การต่อโช๊คทำได้ 2 แบบ คือ การต่อโช๊คภายในสเตเตอร์ของมอเตอร์ และการต่อโช๊คภายนอกสเตเตอร์ของมอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

1. การต่อโช๊คภายในสเตเตอร์ของมอเตอร์

​

​

​

​

​

​

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

2. การต่อโช๊คภายนอกสเตเตอร์ของมอเตอร์

5. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor)

5.2.7 การนำมอเตอร์ไปใช้งานและการบำรุงรักษา

โดยปกติมอเตอร์ชนิดนี้เป็นมอเตอร์ขนาดเล็กไม่ถึง 1 แรงม้า โดยมากใช้ขับโหลดประเภทใบพัดซึ่งต่ออยู่กับเพลาของมอเตอร์โดยตรง โดยไม่ต้องใช้สายพานหรือข้อต่ออื่น ๆ เช่น พัดลมระบายความร้อนของคอมเพรสเซอร์ และ พัดลมที่ใช้กันทั่วไป การบำรุงรักษามอเตอร์ชนิดนี้ทำได้ง่ายกว่ามอเตอร์ คาปาซิเตอร์สตาร์ทอินดัคชั่นรัน เนื่องจากไม่มีเซ็นติฟลูกัลสวิตช์จึงบำรุงรักษาเฉพาะระบบหล่อลื่นเพียงอย่างเดียว