การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า

งานควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ [] [] [] SRTC

หนว่ ยท่ี 3 งานควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ หวั ขอ้ เรอื่ ง 3.1 ความหมายของการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ 3.2 ประเภทของการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟ้า 3.3 สัญลกั ษณ์ในงานควบคุมมอเตอร์ไฟฟา้ 3.4 การเขียนแบบในงานควบคมุ มอเตอร์ไฟฟ้า สาระสาคญั การควบคมุ มอเตอร์ หมายถึง การใหม้ อเตอรท์ างานตามคาสั่ง ได้แก่การเร่ิมเดิน การหยุดการกลบั ทางหมุน การควบคมุ ความเรว็ การเรียงลาดับการทางาน ความปลอดภยั ของผูป้ ฏิบัตงิ าน การปอ้ งกันความ เสยี หายทจี่ ะเกดิ ข้ึนกับมอเตอรแ์ ละระบบ การบารุงรกั ษาอุปกรณ์เร่ิมเดนิ มอเตอร์ สมรรถนะรายวชิ า 1. แสดงความรเู้ ก่ียวกับงานควบคมุ มอเตอร์ไฟฟา้ 2. ปฏบิ ตั งิ านการเขียนสญั ลักษณ์ และแบบในงานควบคุม มอเตอรไ์ ฟฟ้า 3. นอ้ มนาหลกั ปรัชญาของเศรษฐกิจพอเพยี งไปใช้ในการปฏิบัตงิ าน วัตถปุ ระสงคเ์ ชงิ พฤตกิ รรม 1. บอกความหมายของการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าได้ 2. บอกประเภทของการควบคุมมอเตอรไ์ ฟฟา้ ได้ 3. อธิบายสัญลักษณ์ในงานควบคุมมอเตอร์ไฟฟา้ ได้ 4. อธิบายการเขียนแบบในงานควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ ได้ 5. เขียนสัญลักษณ์ และแบบในงานควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ ได้ 6. มีคณุ ธรรมจรยิ ธรรม แสดงเจตคติและพฤติกรรมลกั ษณะนิสยั ในการปฏิบตั งิ านด้วยความรบั ผิดชอบ ซ่ือสตั ย์ ใฝ่รู้ มคี วามคดิ รเิ ริ+มสรา้ งสรรค์ ละเอยี ด รอบคอบ ปลอดภัย และทางานร่วมกบั ผอู้ ื+นได้

บทนา มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่เปล่ียนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล ในขณะเร่ิมเดินมอเตอร์จะใช้กระแสจานวน มากกว่าปกติในการเอาชนะแรงเฉื่อยเพื่อฉุดให้โรเตอร์เริ่มหมุนจากท่ีหยุดน่ิง การลดกระแสขณะเริ่มเดินจึงมี ความสาคัญเป็นอันดับแรก ต่อจากน้ันจะต้องมีการควบคุมให้มอเตอร์ ทางาน หยุด กลับทิศทางการหมุน การ เปล่ียนความเร็วรอบ และการทางานร่วมกันของมอเตอร์หลายๆ ตัว การกาหนดขนาดอุปกรณ์ท่ีใช้ในการควบคุม ไดอ้ ย่างปลอดภัย รวมท้ังให้เกดิ ความปลอดภัยต่อทรัพยส์ ิน และความปลอดภัยต่อผ้ปู ฏิบัติงานด้วย 3.1 ความหมายของการควบคุมมอเตอร์ไฟฟา้ การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า มาจากคาสองคาผสมผสานกัน คือ “การควบคุม” และ “มอเตอร์ไฟฟ้า” การควบคุม หมายถงึ บงั คับควบคุมให้การดาเนินงานให้เปน็ ไปตามแนวปฏิบตั ิที่วางไว้ ส่วนมอเตอร์ ไฟฟ้า หมายถึง เคร่ืองกลไฟฟา้ ท่ีเปลี่ยนจากพลังงานไฟฟ้าเป็นพลงั งานกล เมื่อนาคาดังกล่าวมารวมกัน จึงกล่าวได้ว่า“การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า” หมายถึง การบังคับควบคุมให้ มอเตอร์ไฟฟ้าดาเนินงานให้เป็นไปปฏิบตั ทิ ่ีวางไว้และตอ้ งเกิดความปลอดภัยต่ออุปกรณ์และตอ่ ผปู้ ฏิบัติงาน 3.1.1 งานควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟ้า งานควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า เป็นการใช้อุปกรณ์ทางไฟฟ้าต่างๆ ต่อร่วมกับมอเตอร์ไฟฟ้า เพื่อให้สามารถ ทางานได้ตามความต้องการ โดยข้ึนอยู่กับหน้าที่การทางาน ระบบของวงจรใช้งาน และจุดประสงค์ในการทางาน ดังน้ันการนามอเตอร์ไฟฟ้าไปใช้งาน จาเป็นต้องพิจารณาถึงองค์ประกอบสาคัญที่เก่ียวข้องหลายประการ ได้แก่ ชนิดและขนาดของมอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งาน การออกแบบระบบ การติดตั้ง การบารุงรักษา วงจรควบคุมมอเตอร์ที่ เหมาะสม และเกดิ ความปลอดภัยกับเครื่องจักรและผู้ปฏบิ ัตงาน 3.2 ประเภทของการควบคุมมอเตอรไ์ ฟฟา้ ประเภทของการควบคุมแบ่งตามลักษณะการสั่งอุปกรณ์ควบคุมให้มอเตอรท์ างานเปน็ 3 ประเภท คอื การ ควบคุมด้วยมือ การควบคุมกึ่งอัตโนมตั ิ และการควบคุมอัตโนมัติ 3.2.1 การควบคมุ ดว้ ยมือ (Manual control) การควบคุมด้วยมือ เป็นการสั่งงานให้อุปกรณ์ควบคุมทางาน โดยใช้ผู้ปฏิบัติงานควบคุมทาหน้าท่ีควบคุม ให้ระบบกลไกทางกลทางาน ซึ่งการสั่งงานให้ระบบกลไกทางานน้ี โดยส่วนใหญ่จะใช้คนเป็นผู้ส่ังงาน มอเตอร์จะถูก ควบคุมจากการส่ังงานด้วยมือโดยการควบคุมผ่านอุปกรณ์ต่าง ๆ เช่นสวิตช์ต๊อกแต๊ก เซฟต้ีสวิตช์ ดรัมสวิตช์ ตัว ควบคมุ แบบหน้าจาน เป็นต้น 3.2.2 การควบคุมกง่ึ อัตโนมตั ิ (Semi automatic control) การควบคุมก่ึงอตั โนมตั ิ โดยการใช้สวติ ช์ปุ่มกด ที่สามารถควบคุมระยะไกลได้ ซ่ึงมักจะต่อร่วมกับสวติ ช์ แม่เหล็กที่ใช้เปน็ อปุ กรณ์สาหรบั จา่ ยกระแสจานวนมากๆ ให้กับมอเตอร์แทนสวิตช์ธรรมดา ซึ่งสวิตช์แมเ่ หล็กน้ี อาศัยผลการทางานของแม่เหลก็ ไฟฟ้า วงจรการควบคุมมอเตอร์กึ่งอัตโนมัตนิ ต้ี อ้ งอาศัยคนคอยกดสวิตชจ์ ่ายไฟ ให้กบั สวิตช์แม่เหล็ก สวิตช์แม่เหลก็ จะดดู ให้หน้าสัมผัสมาสมั ผัสกันและจา่ ยไฟให้กับมอเตอร์ และถ้าต้องการหยดุ มอเตอร์ก็จะตอ้ งอาศยั คนคอยกดสวิตช์ปุ่มกดอกี เชน่ เดิม จึงเรียกการควบคุมแบบน้ีว่า การควบคุมกึ่งอัตโนมตั ิ 3.2.3 การควบคุมอตั โนมตั ิ (Automatic control)

การควบคุมอัตโนมัติ อาศัยอุปกรณ์ตรวจจับ คอยตรวจจับการเปล่ียนแปลงของส่ิงต่าง ๆ เช่น สวิตช์ลูก ลอย ทาหน้าท่ีตรวจวัดระดับน้าในถัง คอยส่ังให้มอเตอร์ป้ัมทางานเมื่อน้าหมดถัง และสั่งให้มอเตอร์หยุดเม่ือน้า เต็มถัง สวิตช์ความดัน ทาหน้าที่ตรวจจับความดันลมเพื่อสั่งให้ปั้มลมทางาน เทอร์โมสตัท ทาหน้าท่ีตัดต่อ วงจรไฟฟ้าตามอุณหภูมิสูงหรือต่าเป็นต้น การควบคุมมอเตอร์แบบน้ีเพียงแต่ใช้คนกดปุ่มเร่ิมเดินมอเตอร์ในครั้ง แรกเท่านนั้ ต่อไประบบการควบคุมก็จะทางานเองโดยอัตโนมัติตลอดเวลา 3.3 สญั ลกั ษณใ์ นงานควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ สญั ลกั ษณ์ในงานควบคุม หมายถึงเคร่ืองหมายที่กาหนดข้ึนใช้แสดงแทนตัวอปุ กรณก์ ารควบคุม เพอ่ื ประโยชนใ์ นการเขียนวงจรการควบคุม และเพื่อใหเ้ ข้าใจตรงกัน ระหว่างผเู้ ขียนแบบผู้อา่ นแบบ และปฏิบัตงิ าน จงึ กาหนดเป็นมาตรฐานข้ึน มาตรฐานทน่ี ิยมใช้ในงานควบคุมเคร่ืองกลไฟฟ้ า มีดงั นี้ 3.3.1 มาตรฐานอเมรกิ ัน (American national standard Institute: ANSI) 3.3.2 มาตรฐานยุโรป (International electrotechnical commission: IEC) 3.3.3 มาตรฐานเยอรมัน (Deutsches institut fur normung: DIN) ตารางที+ 3.1 แสดงตัวอยา่ งสัญลักษณใ์ นงานควบคุมตามมาตรฐาน DIN 40703 และ DIN 40713 สญั ลกั ษณ์ ความหมาย สญั ลักษณ์ ความหมาย หน้าสมั ผสั ปกตเิ ปิด หนา้ สัมผสั ปกตปิ ดิ (Normally Open: NO) (Normally Close: NC) push Button สวิตชธ์ รรมดา ปกติเปดิ ปกติเปดิ push Button สวิตชธ์ รรมดา ปกติปดิ ปกตเิ ปดิ รเี ลย์ โอเวอร์โหลด (1NO,1NC) (1NO,1NC) คอนแทคเตอร์ รีเลย์ ชนิด 3ขว้ั ต้ังเวลา ฟวิ ส์ ไพลอทแลมป์ มอเตอร์กระแสสลบั 3 เฟส, 1 เฟส 3.4 การเขยี นแบบในงานควบคุมมอเตอรไ์ ฟฟา้ การเขียนแบบ(drawing) สาหรบั งานควบคุมมอเตอร์ หมายถงึ การวางแผน หรอื การออกแบบวงจร การควบคุมมอเตอรใ์ หท้ างานไดต้ ามความตอ้ งการ โดยวิธกี ารเขียนแผนผังงาน(diagram) หรอื การขียนแบบตาม มาตรฐานแบบใดแบบหน่ึง อย่างไรก็ตามรปู แบบมาตรฐานของการเขียนแบบ มีหลายรปู แบบหลายมาตรฐาน

เชน่ มาตรฐานของประเทศสหรัฐอเมริกาและแคนาดา มาตรฐานของประเทศเยอรมัน เปน็ ต้น ในบางครั้งอาจจะ พบว่าการเขียนแบบอาจจะรวมเอารปู แบบการเขียนท+แี ตกตา่ งกันหลายรปู แบบรวมเข้าไว้ด้วยกัน แตส่ ิ+งท+ี สาคญั ก็คอื การเขียนแบบสามารถแปลความหมายให้เป็นท่ีเขา้ ใจได้ถกู ตอ้ ง 3.4.1 มาตรฐานเยอรมนั (Deutsches institut fur normung: DIN) การเขียนแบบตามมาตรฐานเยอรมันเปน็ แบบที่เขียนด้วยแผนผัง หรือผังงาน แบ่งออกไดเ้ ปน็ 4 แบบ คือ แบบวงจรสายเดียว แบบแสดงการทางาน แบบงานจรงิ และแบบเดนิ สายติดต้ัง 3.4.1.1 แบบวงจรสายเดียว (One line diagram) เปน็ วงจรแสดงการทางานของวงจรควบคุมท่ีเขียนวงจร ดว้ ยเส้นเพียงเส้นเดียว มีจุดประสงคเ์ พ่ือบอกอปุ กรณ์หลักที่ใช้ในวงจรกาลงั และบอกจานวนวงจรกาลัง หรือ มอเตอร์ไฟฟ้าที่มีอยทู่ ้ังหมดในวงจรโดยละเวน้ การแสดงวงจรควบคุม ผูท้ ี่จะเข้าใจวงจรนี้ได้ดตี ้องเปน็ ผทู้ ี่มีความ ชานาญเท่านั้น ดังภาพแสดงการเขียนแบบวงจรสายเดยี ว ของวงจรควบคุมการเร่ิมเดินมอเตอร์ 3 เฟส ภาพแสดงแบบวงจรสายเดียว 3.4.1.2 แบบงานจรงิ (Working diagram) การเขียนแบบลักษณะน้ีจะแสดงการทางานทั้งหมดของวงจร ท้ัง วงจรกาลัง และวงจรควบคมุ โดยการเขยี นรวมกนั อยใู่ นวงจรเดยี วกนั เพอ่ื แสดงการทางานและความสมั พันธ์ ระหว่างวงจรทั้งสอง การเขียนส่วนประกอบของอุปกรณ์ใด ๆ จะเขียนเปน็ ช้ินเดียวไม่แยกออกจากกนั และสาย ตา่ ง ๆ จะตอ่ กันที่จุดเข้าสายของอปุ กรณเ์ ท่านั้น ซึ่งลักษณะของแบบงานจริง จากภาพท+ี 3.2 แสดงแบบงาน จริงของวงจรควบคมุ การเริ+มเดินมอเตอร์ 3 เฟส

ภาพแสดงแบบงานจริง 3.4.1.3 แบบแสดงการทางาน (Schematic diagram) เป็นแบบแผนผงั สาหรับออกแบบการทางานหรอื อธิบาย การทางาน แบ่งตามลกั ษณะวงจร ออกได้เปน็ 2 แบบ คือ วงจรกาลัง และวงจรควบคมุ 1) วงจรกาลงั (Power circuit) เป็นวงจรท่ีนาเอาแต่เฉพาะส่วนของวงจรกาลังที่จ่ายกาลงั ไฟฟา้ เข้าสู่ มอเตอร์มาเขียนเทา่ น้ัน โดยปกตแิ ล้วในวงจรกาลังจะประกอบด้วยฟวิ สห์ รอื CB(F1) คอนแทกเตอร์ (K1) โอ เวอร์โหลดรเี ลย์ (F3) และมอเตอร์ 2) วงจรควบคุม (Control circuit) เป็นวงจรแสดงลาดับการทางานของอุปกรณ์วงจรควบคุม โดยเร่ิมต้ังแต่สาย เมน เข้าสู่ฟิวส์(F2) โอเวอร์โหลดรเี ลย์ (F3) สวิตชป์ มุ่ กดปกติปดิ (NC) สวิตชป์ ุม่ กดปกตเิ ปดิ (NO) และลงไป จนถึงขดลวด (coil) ของคอนแทกเตอร์ และเข้าสู่นิวตรอน วงจรท้ังหมดน้ีไลเ่ รยี งลาดบั กนั ตั้งแต่บนสดุ จนถึง ล่างสุด