e book 1

๒๙๕๔ รีพลั ชนั่ มอเตอร์ admin นายสมนึก ตึกขาว 31/12/2954

รีพลั ช่ันมอเตอร์ รีพลั ชนั่ มอเตอร์เป็นมอเตอร์ท่ีใชก้ บั ไฟฟ้ากระแสสลบั 1 เฟส โครงสร้างประกอบดว้ ย ขดลวดสเต เตอร์ และขดลวดโรเตอร์ ซ่ึงขดลวดโรเตอร์มีลกั ษณะคลา้ ยกบั อาร์เมเจอร์ของเครื่องกลไฟฟ้ากระแสตรง มี แปรงถ่านต่อลดั วงจรอยู่ วางอยใู่ นตาแหน่งทามุมประมาณ 15 กบั แนวแกนข้วั แม่เหลก็ ที่สเตเตอร์ เพ่ือให้ โรเตอร์หมุนไดด้ ี 6.1 หลกั การทางานรีพลั ช่ันมอเตอร์ อาศยั แรงผลกั ของข้วั แม่เหลก็ ที่เกิดข้ึนบนสเตเตอร์กบั ข้วั แม่เหลก็ ที่เกิดข้ึนในโรเตอร์ โดยที่แปรงถ่านวางอยู่ในตาแหน่งเอียง 15 ในทิศทางตามเข็มนาฬิกาหรือทวนเข็ม นาฬิกา ดงั แสดงในรูปที่ 6.1 NN N S SN S ก. S N ข. N N S S S ค. ง. รูปที่ 6.1 ตาแหน่งของแปรงถ่านในรีพลั ชนั่ มอเตอร์

จากรูปที่ 6.1 ก. เม่ือแปรงถ่านวางอยู่ต้งั ฉากกบั ข้วั แม่เหล็กจะไม่มีแรงบิดเกิดข้ึน ท้งั น้ีเพราะว่า แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาท่ีเกิดข้ึนท่ีคร่ึงของขดลวดในโรเตอร์ท้งั สองดา้ นมีขนาดเท่ากนั และมีทิศทาง ตรงกนั ขา้ มจะทาใหไ้ ม่มีกระแสไฟฟ้าไหลผา่ นขดลวด ตาแหน่งน้ีโรเตอร์จะไม่หมุน จากรูปที่ 6.1 ข. เม่ือแปรงถ่านวางอยใู่ นตาแหน่งเดียวกนั กบั ข้วั แม่เหลก็ หรือขนานกบั ข้วั แม่เหลก็ จะ มีกระแสไหลในขดลวดของโรเตอร์และเกิดข้วั แม่เหลก็ ท่ีโรเตอร์ ในตาแหน่งเดียวกบั ข้วั แม่เหลก็ ที่สเตเตอร์ มีลกั ษณะตรึงอยกู่ บั ที่ ไม่มีแรงบิดท่ีจะทาใหม้ อเตอร์หมุนไปได้ จากรูปท่ี 6.1 ค.และง. เม่ือแปรงถ่านวางอยใู่ นตาแหน่งท่ีทามุมกบั ข้วั แม่เหลก็ ที่สเตเตอร์ ประมาณ 15 ในทิศทางตามเข็มนาฬิกาและทวนเข็มนาฬิกาจะทาให้ข้วั แม่เหล็กที่เกิดข้ึนบนสเตเตอร์จะผลกั กับ ข้วั แม่เหลก็ ท่ีเกิดข้ึนในโรเตอร์ ทาใหโ้ รเตอร์หมุนตามทิศทางการทามุมของแปรงถ่าน 6.2 ประเภทของรีพลั ช่ันมอเตอร์ สามารถแยกออกตามความแตกต่างไดเ้ ป็น 4 ประเภท ดงั น้ี 6.2.1 รีพลั ชนั่ มอเตอร์ (Repulsion Motor) มีส่วนประกอบที่สาคญั 6 ส่วน ดงั แสดงในรูปที่ 6.2 1 2 4 5 3 6 รูปที่ 6.2 ส่วนประกอบของรีพลั ชนั่ มอเตอร์

จากรูปท่ี 6.2 แสดงส่วนประกอบของรีพลั ชนั่ มอเตอร์ซ่ึงประกอบดว้ ยส่วนต่างๆ ไดแ้ ก่ 1. โครงของมอเตอร์ ทามาจากเหลก็ หล่อเหนียว ทาหนา้ ท่ียดึ แกนเหลก็ สเตเตอร์ 2. ขดลวดสเตเตอร์พนั อยใู่ นสลอตกระจายกนั เหมือนสปลิตเฟสมอเตอร์ มีเฉพาะขดลวดหลกั เพียง ชุดเดียว และพนั ใหม้ ีข้วั แม่เหลก็ จานวน 4, 6 หรือ 8 ข้วั 3. โรเตอร์ มีขดลวดพนั แบบแลปหรือแบบเวฟอยู่ในสลอต แลว้ ต่อเขา้ กบั คอมมิวเตเตอร์ ซ่ึงมี ลกั ษณะเหมือนกบั โรเตอร์ของเครื่องกลไฟฟ้ากระแสตรง เรียกวา่ อาร์เมเจอร์ 4. ฝาปิ ดหวั ทา้ ย ทาดว้ ยเหลก็ หล่อเหนียวและมีแบร่ิงสาหรับรองรับเพลาของโรเตอร์ 5. แปรงถ่าน ติดต้งั อยู่ในซองแปรงถ่านท่ียึดติดอยู่กบั ฝาปิ ดหัวทา้ ยดา้ นหน่ึง และสัมผสั อยู่กบั คอมมิวเตเตอร์ตลอดเวลา แปรงถ่านจะถูกลดั วงจรเขา้ ดว้ ยกนั โดยขดลวดทองแดงขนาดใหญ่ และสามารถ เลื่อนได้ เพอื่ กาหนดทิศทางการหมุนและใหไ้ ดแ้ รงบิดเอาตพ์ ตุ สูงสุด ดงั แสดงในรูปท่ี 6.3 และ 6.4 6. แบร่ิง เป็ นส่วนที่รองรับเพลาของโรเตอร์ให้หมุนอยู่ในแนวแกนเพลา โดยไม่สัมผสั กับ สเตเตอร์ รี พัลชั่นมอเตอร์จะให้แรงบิดขณะเร่ิ มเดินสู งประมาณ 350 % ของแรงบิดเต็มพิกัด และ มีกระแสไฟฟ้าขณะเร่ิมเดินประมาณ 3 – 4 เท่าของกระแสขณะโหลดเตม็ พกิ ดั  รูปที่ 6.3 ทิศทางการเลื่อนตาแหน่งของแปรงถ่าน

0 15 30 45 60 75 90  รูปท่ี 6.4 ความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งแรงบิดกบั มุมท่ีแปรงถ่านเล่ือนไป 6.2.2 รี พัลชั่นมอเตอร์แบบชดเชย (Compensated Repulsion Motor) มอเตอร์ชนิดน้ีเป็ นการ ดดั แปลงจากรีพลั ชนั่ มอเตอร์ โดยการเพ่ิมขดลวดชดเชยอีกชุดหน่ึง มีจานวนรอบนอ้ ยกว่าขดลวดสเตเตอร์ และพนั ไวใ้ นสลอตเดียวกนั ต่ออนุกรมกบั อาร์เมเจอร์ ขดลวดชดเชยจะต่อเขา้ กบั แปรงถ่าน มอเตอร์ชนิดน้ี แปรงถ่านจะมี 4 อนั แปรงถ่าน 2 อนั ลดั วงจรเขา้ ดว้ ยกนั และอีก 2 อนั ต่ออนุกรมเขา้ กบั ขดลวดชดเชย โดย มอเตอร์ชนิดน้ีสามารถใชไ้ ดก้ บั แรงเคลื่อนไฟฟ้า 2 ระดบั และสามารถกลบั ทางหมุนไดโ้ ดยการกลบั ปลาย ขดลวดชดเชย โดยไม่ตอ้ งเลื่อนแปรงถ่าน จุดประสงคข์ องการเพ่ิมขดลวดชดเชย เพ่ือปรับค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ และปรับการเปล่ียนแปลง ความเร็วท่ีดีข้ึน รูปท่ี 6.5 การต่อขดลวดชดเชยของรีพลั ชน่ั มอเตอร์แบบชดเชย

6.2.3 มอเตอร์เหน่ียวนาเร่ิมเดินแบบรีพลั ชนั่ (Repulsion Start Induction Run Motor) มอเตอร์ชนิดน้ีจะเร่ิมเดินแบบรีพลั ชน่ั แต่เม่ือโรเตอร์หมุนไปไดป้ ระมาณ 75 % ของความเร็วสูงสุด แลว้ สวิตช์แรงเหว่ียงจะลดั วงจรคอมมิวเตเตอร์ให้กลายเป็ นมอเตอร์เหน่ียวนา โรเตอร์แบบกรงกระรอก ในขณะหมุนปกติ หลงั จากท่ีคอมมิวเตเตอร์ถูกลดั วงจรแลว้ แปรงถ่านจะไม่ใชป้ ระโยชน์แลว้ ดงั น้นั แปรง ถ่านอาจถูกยกออกจากคอมมิวเตเตอร์ เพื่อลดการสูญเสียเนื่องจากความฝื ด มอเตอร์เหนี่ยวนาเริ่มเดินแบบ รีพลั ชนั่ น้ียงั แบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือ 1. ชนิดแปรงถ่านยก (Brush–lifting Type) มอเตอร์เหนี่ยวนาเริ่มเดินแบบรีพลั ชนั่ ชนิด น้ีแปรงถ่านจะถูกยกออกจากคอมมิวเตเตอร์เม่ือลดั วงจรแลว้ โดยอตั โนมตั ิ และมอเตอร์ก็จะหมุนต่อไปใน ลกั ษณะของสปลิตเฟสมอเตอร์ 2. ชนิดแปรงถ่านไม่ยก (Brush–riding Type) มอเตอร์เหนี่ยวนาเร่ิมเดินแบบรีพลั ชนั่ ชนิดน้ีจะมีคอมมิวเตเตอร์และสวิตชแ์ รงเหวี่ยงเช่นเดียวกบั ชนิดแปรงถ่านยก คือ เม่ือโรเตอร์หมุนได้ 75 % ของความเร็วสูงสุด จะทาให้คอมมิวเตเตอร์น้ันถูกลดั วงจรโดยสวิตช์แรงเหวี่ยง แต่แปรงถ่านจะไม่ เคล่ือนที่ออก ยงั คงสัมผสั กบั คอมมิวเตเตอร์อยเู่ ช่นเดิม และแปรงถ่านน้ีไม่มีความสาคญั ต่อการทางานแลว้ ในขณะน้นั เพราะคอมมิวเตเตอร์ถูกลดั วงจรเขา้ ดว้ ยกนั แลว้ อาร์เมเจอร์จะถูกเปล่ียนเป็นโรเตอร์แบบกรง กระรอกเช่นเดียวกบั มอเตอร์เหนี่ยวนาทว่ั ๆ ไป มอเตอร์เหนี่ยวนาเริ่มเดินแบบรีพลั ชน่ั เคยนิยมใชก้ นั อยา่ งแพร่หลาย แต่ในปัจจุบนั จะหนั ไปใชค้ า ปาซิเตอร์สตาร์ตและรันมอเตอร์แทน 6.2.4 มอเตอร์เหน่ียวนารีพลั ชนั่ (Repulsion Induction Motor) มอเตอร์ชนิดน้ีเป็นการนา เอาคุณสมบัติของมอเตอร์แบบรีพัลช่ันกับมอเตอร์เหน่ียวนารวมเข้าด้วยกัน ประกอบด้วย ขดลวด สเตเตอร์ และขดลวดโรเตอร์ 2 ชุด โดยชุดหน่ึงเป็ นแบบกรงกระรอก และอีกชุดหน่ึงเป็ นขดลวดอาร์ เมเจอร์ต่อเขา้ กบั คอมมิวเตเตอร์ ชุดแปรงถ่าน 2 ชุดต่อลดั วงจร บางคร้ังอาจเรียกว่า รีพลั ชน่ั มอเตอร์แบบ กรงกระรอก (Squirrel cage Repulsion Motor) คุณลกั ษณะของมอเตอร์ชนิดน้ีจะให้ความเร็วรอบที่คงที่ โรเตอร์จะแตกต่างจากรีพลั ชน่ั มอเตอร์และมอเตอร์เหน่ียวนาเริ่มเดินแบบรีพลั ชน่ั คือ โรเตอร์จะมีสลอตไว้ สาหรับพนั ขดลวด และที่ใตส้ ลอตทุกสลอตจะมีแท่งตวั นาที่ทาเป็นแบบกรงกระรอกฝังอยใู่ ตส้ ลอต รูปที่ 6.6 โรเตอร์ของมอเตอร์เหน่ียวนารีพลั ชนั่

ขอ้ ดีของมอเตอร์เหนี่ยวนารีพลั ชน่ั เป็นมอเตอร์ท่ีไม่ตอ้ งมีอุปกรณ์ทางกลท่ีทาหนา้ ท่ีลดั วงจรคอมมิว เตเตอร์ ดงั น้นั แปรงถ่านจะสัมผสั กบั คอมมิวเตเตอร์ตลอดเวลา และใหแ้ รงบิดเริ่มเดินสูง สามารถกลบั ทาง หมุนไดโ้ ดยการเล่ือนตาแหน่งของแปรงถ่าน นอกจากน้ียงั สามารถที่จะออกแบบใหม้ ีขดลวดชดเชยเพิ่มเขา้ ไปในมอเตอร์เหน่ียวนารีพลั ช่ันน้ีได้ ซ่ึงจะเป็ นการเพิ่มค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ของวงจรมอเตอร์ การต่อ ขดลวดชดเชยในมอเตอร์เหน่ียวนารีพลั ชนั่ น้นั แสดงไดด้ งั รูปท่ี 6.7 ข. และถา้ ต่อขดลวดชดเชยเขา้ ไปแลว้ จะ กลบั ทิศทางการหมุนไดโ้ ดยการกลบั ปลายขดลวดชดเชยโดยไม่ตอ้ งเล่ือนตาแหน่งของแปรงถ่าน L T1 220V N T2 T3 T4 ก. แบบไม่มีขดลวดชดเชย L T1 220V N T2 T3 T4 ข. แบบมีขดลวดชดเชย รูปท่ี 6.7 การต่อขดลวดชดเชยในมอเตอร์เหนี่ยวนารีพลั ชนั่ มอเตอร์เหน่ียวนารีพลั ชน่ั ยงั มีใชก้ นั ในโรงงานอุตสาหกรรม ต้งั แต่ขนาด 1 แรงมา้ ข้ึนไป ซ่ึงจะ เหมาะสมกบั งานขบั ป้ัมลูกสูบ คอมเพรสเซอร์ เครื่องกลึง เครื่องกดั เคร่ืองไส เคร่ืองเจาะขนาดใหญ่ เครื่องจกั รงานไม้ และเคร่ืองลาเลียงดว้ ยสายพาน เป็นตน้