Top 50 Popular Supplier
1 การเพิ่มเว็บลงใน e-directory 60,776
2 E&L INTERNATIONAL CO., LTD. 58,909
3 T.N. METAL WORKS Co., Ltd. 55,745
4 เคอีบี (KEB ) ประเทศไทย 52,168
5 ฟิลิปส์อิเล็กทรอนิกส์ (ประเทศไทย) จำกัด 41,380
6 บ.ไทนามิคส์ จำกัด 37,401
7 สถาบันไทยเยอรมัน 36,097
8 Industrial Provision co., ltd 33,428
9 ลาดกระบัง ทูลส์ แอนด์ ดาย จำกัด 33,006
10 Infinity Engineering System Co.,Ltd 30,677
11 สยาม เอลมาเทค (siam elmatech) 28,993
12 ไทยเทคนิค อีเล็คตริค จำกัด 27,974
13 ฟอร์จูน เมคคานิค แอนด์ ซัพพลาย 27,261
14 เอเชียเทค พาวเวอร์คอนโทรล จำกัด 26,596
15 บริษัท เวิลด์ ไฮดรอลิคส์ จำกัด 26,389
16 โปรไดร์ฟ ซิสเต็ม จำกัด 23,547
17 ซี.เค.แอล.โพลีเทค เอ็นจิเนียริ่ง 22,969
18 ธรรมคุณ ออโตเมชั่น 21,163
19 P.D.S. Automation co.,ltd 19,772
20 AVERA CO., LTD. 19,219
21 เลิศบุศย์ 18,654
22 ห้างหุ้นส่วนสามัญ เอ-รีไซเคิล กรุ๊ป 17,426
23 เทคนิคอล พรีซิชั่น แมชชีนนิ่ง 17,290
24 แมชชีนเทค 16,924
25 Electronics Source Co.,Ltd. 16,821
26 มากิโน (ประเทศไทย) 16,329
27 ทรอนิคส์เซิร์ฟ จำกัด 15,996
28 Pro-face South-East Asia Pacific Co., Ltd. 15,964
29 อีดีเอ อินเตอร์เนชั่นเนล จำกัด 15,744
30 SAMWHA THAILAND 15,352
31 โครงการพัฒนาอุตสาหกรรมแม่พิมพ์ 15,132
32 CHEMTEC AUTOMATION CO.,LTD. 14,794
33 ดีไซน์ โธร แมนูแฟคเจอริ่ง 14,762
34 IWASHITA INSTRUMENTS (THAILAND) LTD. 14,734
35 Intelligent Mechantronics System (Thailand) 14,637
36 I-Mechanics Co.,Ltd. 14,545
37 เอส.เอส.บี สยาม จำกัด 14,525
38 ศรีทองเนมเพลท จำกัด 14,151
39 Systems integrator 14,071
40 วอยก้า จำกัด 13,996
41 Advanced Technology Equipment 13,800
42 เอ็นเทค แอสโซซิเอท จำกัด 13,785
43 ดาต้า เอ็นทรี่ กรุ๊ป จำกัด 13,633
44 Autodesk Asia Pte Co., Ltd. 13,536
45 SUNAI GROUP CO.,LTD. 13,516
46 Pan Drives Co.,Ltd 13,427
47 มิตราคม (Mitracom) 13,414
48 CHENGGANG Electrical Engineering 13,369
49 K.P. Trading Group Company Limited 13,359
50 เลิศบุศย์ 12,239
15/05/2563 08:36 น. , อ่าน 1,212 ครั้ง
Bookmark and Share
3 Phase In duction motor (Squirral cage)
โดย : Admin

เรียบเรียงโดย : สุชิน เสือช้อย (แอดมิน)

 

พื้นฐานมอเตอร์เหนี่ยวนำ 3 เฟส แบบกรงกระรอก

 

อะซิงโครนัสมอเตอร์ (Asynchronouse Motor) หรือ อินคัคชั่นมอเตอร์ (Induction Motor) หรือมอเตอร์เหนี่ยวนี้โดยทั่วไปจะมีทั้งที่เป็นแบบสามเฟสและแบบเฟสเดียว

*** ต่อไปนี้แอดมินจะขอใชัคำว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำแทนคำว่า อะซิงโครนัส และ อินดัคชั่นมอเตอร์ ในการเขียนบทความนี้


นอกจากนั้นมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบสามเฟสนี้ยังแบ่งประเภทได้อีกเป็นสองประเภทคือ มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก ( Squirrel Cage Motor) และ มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบวาวด์โรเตอร์ ( Wound Rotor Motor) หรือมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบ สลิป-ริง (Slip-Ring Motor)

ส่วนมอเตอร์เหนี่ยวเฟสเดียวก็เช่นกัน ก็ยังมีการแบ่งแยกออกเป็นประเภทต่างๆอีกหลายประเภทซึ่งแอดมินจะได้เขียนอธิบายในตอนถัดไป...สำหรับเนื้อหาในตอนนี้จะขอเน้นเฉพาะเนื่อหาของมอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสแบบกรงกระรอกก่อนเท่านั้น

 

โครงสร้างของมอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก

 มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอกนี้จะมีโครงสร้างสองส่วนหลักๆด้วยกัน คือ ส่วนที่อยู่กับที่หรือสเตเตอร์ (Stator) และส่วนที่หมุนเคลื่อนที่หรือโรเตอร์ (Rotor)





ซ้ายมือ : รูปโครงสร้างหลัก  ขวามือ : รูปโรเตอร์และรายละเอียดปลีกย่อยของโรเตอร์


 
คำศัพท์ต่างๆที่ใช้เรียกโครงสร้างของมอเตอร์


 

  โครงสร้างของสเตเตอร์
    
   ส่วนที่อยู่กับที่ของมอเตอร์ชนิดนี้ก้จะประกอบไปด้วยขดลวด 3 ชุด ซึ่งฝั่งอยู่ในร่องสล๊อทซึ่งเป็นแกนเหล็กลามิเนต  ส่วนต้นและปลายของขดลวดแต่ละขดก็จะถูกนำมาต่อเข้ากับเทอร์มินอลต่อสายที่ด้านข้างของตัวมอเตอร์  เพื่อต่อวงจรให้เหมาะสมตามลักษณะแหล่งจ่ายของแต่ละพื้นที่ที่มีการนำมอเตอร์นี้ไปใช้งาน  ซึ่งจะต่อวงจรได้ทั้งแบบสตาร์และเดลต้าโดยขึ้นอยู่กับระดับแรงดันของแหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าที่มีใช้งานอยู่ในพื้นที่นั้นๆ

   ชมคลิปอธิบายการต่อวงจรอย่างละเอียด => การต่อมอเตอร์ 3 เฟส <= คลิก
 


 โครงสร้างของโรเตอร์
 สำหรับโครงสร้างของโรเตอร์ชนิดนี้ จะประกอบไปด้แท่งอลูมิเนียม หรือ อลูมิเนียม บาร์ (aluminum bar) ฝังอยู่ในแผ่นเหล็กลามิเนต และมิการเชื่อมต่อหัวท้ายให้ติดกันซึ่งมีรูปร่างคล้ายกับกรงกระรอก ดังตัวอย่าง






 

การทำงานของมอเตอร์ 3 เฟสแบบกรงกระรอก

    การทำงานของมอเตอร์ชนิดนี้จะอาศัยการเหนี่ยวนำเป็นกลไกสำคัญในการทำให้โรเตอร์เกิดการหมุน กล่าวคือเมื่อมีการจ่ายไฟ 3 เข้าไปยังขดลวดสเตเตอร์ ก็จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กรอบๆตัวนำและหมุนเคลื่อนที่เปลี่ยนแปลงตามไปเวลาแปรผันตามรูปคลื่นไซน์ (Sine Wave )ที่เป็นแหล่งจ่ายไฟ  
  
สนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นนี้จะเรียกสั้นๆง่ายๆว่า "ว่าสนามแม่เหล็กหมุน" (magnetic rotating field )  ซึ่งจะหมุนด้วยความเร็วตามสมการ  Ns = 120 * F / P  ซึ่งโดยทั่วไปก็มักจะเรียกปรากฏการณ์นี้อีกชื่อหนึ่งว่า ความเร็วซิงโครนัส หรือ โครนัสสปีด  (Synchronouse Speed)



  *** F คือความถี่ของกระแสไฟฟ้า  50 หรือ 60 เฮิร์ท  ส่วน P คือจำนวนข้ัวแม่เหล็กที่เกิดจากการพันขดลวดที่สเตอร์ ซึ่งมีจำนวนเป็นเลขคู่ 2,4,6,8,10 หรือ 12 ขั้ว ขึ้นที่กับการออกแบบ




ซ้ายมือ:ตัวอย่างการพันขดลวดสเตเตอร์ของมอเตอร์ 3 เฟส แบบที่เป็นชนิด 2 ขั้วแม่เหล็ก
ขวามือ : แสดงการเกิดผลรวมของเส้นแรงแม่เหล็กหรือเส้นแรงแม่เหล็กลัพธ์ ซึ่งทำให้เกิดแกนกลางของขั้วแม่เหล็ก และทำให้มีขั้วเหนือและขั้วใต้หมุนเปลี่ยนแปลงตามเวลาแปรผันไปตามรูปคลื่นไซน์ของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้าไปยังขดลวด (ตัวอย่างมอเตอร์ที่เป็นชนิด 2 ขั้วแม่เหล็ก)

รูปแสดงการเกิดสนามแม่เหล็กหมุน โดยเวกเตอร์ สีแดง สีน้ำเงินและสีเหลือง จะเป็นตัวแสดงปริมาณสนามแม่เหล็กที่เกิดขึ้นในขดลวดสเตเตอร์แต่ละชุด ซึ่งจะมีค่ามากน้อยไม่เท่ากันในแต่ละช่วงเวลา โดยจะขึ้นอยู่กับขนาดแรงดันของแต่ละเฟสในช่วงเวลานั้น  ส่วนเวคเตอร์สีดำจะแสดงผลรวมหรือเส้นแรงแม่เหลํกลัพธ์ (Resultant Flux) ที่เกิดขึ้นในแต่ละองศาการหมุน




ตารางแสดง ความเร็วของมอเตอร์ของสนามแม่เหล็กหมุน หรือชิงโครนัสสปีด ที่เกิดขึ้นสเตเตอร์หลังจากที่มีการป้อนแรงดันให้กับขดลวดสเตเตอร์   โดยที่ความเร็วซิงโครนัสหรือความเร็วสนามแม่เหล็กหมุนนี้จะขึ้นอยู่กับความถี่ของแหล่งจ่ายกระแสไฟฟ้าและจำนวนการลงขดลวดที่สเตเตอร์ว่าออกแบบ ว่ามีจำนวนขั้วแม่เหล็กกี่ขั้ว

 


การทำงาน (ต่อ)

   หลังจากป้อนไฟเข้าขดลวดสเตเตอร์แล้ว ก็จะทำให้เกิดสนามแม่เหล็กหมุนและหมุนด้วยเร็วเท่ากับความเร็วซิงโครนัสสปีดดังที่อธิบายมาแล้วด้านบน ...จากนั้นก็จะทำให้เกิดปรากฏการณ์ที่เรียกว่าสนามแม่เหล็กหมุนก็จะวิ่งตัดกับตัวนำ (แท่งอลูมิเนียมหรืออลูมิเนียมบาร์ที่ฝังอยู่ในแกนเหล็กในตัวโรเตอร์)  ซึ่งก็จะให้เกิดการเหนี่ยวขึ้นในโรเตอร์

   และเมื่อเกิดการเหนี่ยวขึ้นที่โรเตอร์ ก็จะทำให้เกิดกระแสไหลในตัวนำ (แท่งอลูมิเนียม) และทำให้เกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นรอบๆตัวนำ

  หลังจากเมื่อเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นรอบๆตัวนำ ซึ่งจะมีทิศทางตรงกันข้ามกับเส้นแรงแม่เหล็กเกิดจากขดลวดสเตเตอร์  และจะเกิดการผลักกันซึ่งทำให้โรเตอร์เกิดการหมุนเคลื่อนที่


รูปแสดงปฏิกริยาที่เกิดขึ้นระหว่างเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นที่สเตเตอร์ กับ เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นที่โรเตอร์

 

 


 

เอกลักษณ์และคุณสมบัติ

  โดยธรรมชาติของมอเตอร์ชนิดนี้จะทำงานหรือหมุนได้นั้นจะต้องอาศัยหลักการเหนี่ยว  ซึ่งอาศัยความเร็วที่แตกต่างกันระหว่างความเร็วของโรเตอร์ กับความเร็วสนามแม่เหล็กหมุนที่คำนวนได้จากสมการ Ns = 120 *F / P

  โดยทั้วไปความเร็วของโรเตอร์จะมีค่าน้อยกว่าความเร็วสนามแม่เหล็กหมุน ซึ่งโดยทั่วไปจะแตกต่างกันอยู่ 3-5 %  ซึ่งตามทฤษฏีจะเรียกความเร็วที่แตกต่างกันนี้ว่าความเร็วสลิปหรือความเร็วลื่นไถล ซึ่งสามารถคำนวนได้จากสมการดังนี้ (ค่าสลิปจะคิดเป็นเปอร์เซ็นต์)

                          ความเร็วสลิป Slip (%S) = [ (Ns - Nr / Ns) * 100 %]

                          Ns ความเร็วซิงโครนัส หรือความเร็วสนามแม่เหล็กหมุน Ns = (120 *F/P)
                          Nr  ความเร็วของโรเตอร์ (ความเร็วที่ระบุบนแผ่นป้ายมอเตอร์ หรือ Name Plate)

 


รูปแสดง คุณสมบัติด้านความเร็วกับแรงบิด




 ข้อดีและข้อด้อย


   มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอกนี้ ปัจจุบันเป็นที่นิยมอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรม เนื่องจากว่ามีโครงสร้างที่ง่ายไม่ซับซ้อน  ขนาดกระทัดและน้ำหนักเบา การบำรุงรักษาน้อย และประสิทธิภาพสูงกว่า เมื่อเปรียบเทียบกับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงหรือดีซีมอเตอร์ซึ่งเป็นเจนเนอเรชั่นแรกๆ  นอกจากนั้นยังหาซื้อได้ง่ายเนื่องจากปัจจุบันเป็นที่นิยมหาซื้อได้ง่าย

  สำหรับจำกัดที่ชัดเจน ก็คือความเร็วไม่คงที่ เนื่องจากมีสลิป  และการควบคุมความเร็วทำได้ยากกว่าหากเปรียบเทียบกับมอเตอร์ดีซี ซึ่งต้องใช้เทคโนโลยีที่ยุ่งยากและซับซ้อนกว่า (เขียนตามทฤษฏีเก่าๆ)

  แต่อย่างไรก็ตามกาลเวลาได้เปลี่ยนไป  ปัจจุบันการควบคุมมอเตอร์ชนิดนี้ไม่ว่าจะเป็นการสตาร์ทหรือการควบคุมความเร็วของมอเตอร์มิใช่เป็นเรื่องยากอีกต่อไป  ซึ่งเทคโนโลยีที่ใช้ควบคุมมอเตอร์ชนิดนี้ได้มีจำหน่ายอย่างแพร่หลายในตลาดอุตสาหกรรม

  ปัจจุบันมอเตอร์ชนิดนี้ถือว่ามีการใช้งานมากที่สุดในอุตสาหกรรม เนื่องจากเป็นชนิดที่ตอบโจทย์อุตสาหกรรมได้มากที่สุด






 

คลิปอื่นที่เกี่ยวข้อง ซึ่งมีอยู่ในเพลลิสช่องยูทูปของ 9engineer.com โดยใช้ชื่อช่องว่า Technology talk Channel 

 1. วงจรและวิธีการสตาร์ทแบบไดเร็คออนไลน์  DOL
 2. วงจรควรคุมการกลับทางหมุน
 3. วงจรและวิธีการสตาร์ทแบบสตาร์ เดลต้า  Y-D Starter
 4. การสตาร์แบบออโตทรานส์ฟอร์เมอร์  Auto transformer starter
 5. การต่อขดลวดมอเตอร์ อย่างไรไม่ให้เกิดการใหม้หรือเสียหาย
 6. การเช็ตโอเวอร์โหลดรีเลย์
 7.การเช็ตโอเวอร์โหลดรีเลย์กับมอเตอร์ที่มีเซอร์วิสแฟคเตอร์
 8.รีเลย์กับคนแทคเตอร์ต่างกันอย่างไร
 9.อื่นๆ


 



นายเอ็นจิเนียร์ขอสงวนสิทธิ์รับรองความถูกต้อง โปรดใช้วิจารณญาณในการรับข่าวสารข้อมูล


 ลิงค์ช่องยูทุปของ 9engineer.com => คลิก=> technology talk
 
ขอกำลังใจจากเพื่อนๆสมาชิกช่วยสนับสนุนด้วยการกดซับสไคร์ กดกระดิ่งติดตาม กดไลค์และกดแชร์ด้วยครับ

31 October 2020
:: MEMBER LOGIN
E-mail Account
Password
:: OUR SPONSORS
energy
relay vs contactor
adtech
keb
rian