universal motor

เอกสารประกอบการจดั การเรียนรู้ วชิ า เครื่องกลไฟฟ้าและการควบคุม

ยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์

ยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ ยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ หรอื ชีรสี ว์ าวลม์ อเตอร์ เป็นขนาดเลก็ ตงั้ แต่ : 1/200 - 1/3 แรงมา้ นยิ มใชก้ นั อยา่ ง แพรห่ ลายท่วั ไป สว่ นมากจะเป็นมอเตอรป์ ระกอบเครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ขนาดเลก็ เป็น เครอ่ื งมือชา่ ง และมีใชง้ าน ในครวั เรอื น มีความเรว็ สงู มาก ให้ แรงบิดเรม่ิ หมนุ ดีและสะดวกตอ่ การใชง้ าน

สว่ นประกอบของยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ มีทงั้ หมด 5 สว่ น ไดแ้ ก่ 1 ขวั้ แมเ่ หลก็ สเตเตอร์ (Stator Pole) เป็นแบบ ขวั้ แมเ่ หลก็ ย่นื ทาํ จากเหลก็ แผ่นบางๆ อดั เรยี ง กนั แน่นดว้ ยหมดุ ยํา้ สว่ นมากจะทาํ เป็นชนิด 2 ขวั้ ท่ีแกนเหลก็ สเตเตอรม์ ีขดลวด ทองแดงพนั ไว้ เพ่ือทาํ ให้ เกิดสนามแมเ่ หลก็ เม่อื มีกระแสไฟฟา้ ไหล ผ่านขดลวดนี้

2 อารเ์ มเจอร์ (Armature) เป็นสว่ นท่ีหมนุ ทาํ จาก เหลก็ แผ่นบางๆ อดั เรยี งคดิ กนั แนน่ เขา้ กบั เพลา ท่ีผวิ ดา้ นนอกจะทาํ เป็นสลอตไปตามทางยาวไวโ้ ดยรอบ อาจเป็นแบบสลอตตรงหรอื สลอตเฉียง และท่ี ปลายดา้ นหน่งึ จะมีคอมมิวเตเตอรค์ ดิ ตงั้ อยู่ สว่ น ภายในสลอตอารเ์ มเจอรจ์ ะพนั ดว้ ยขดลวดทองแดงและ ปลาย ขดลวดจะตอ่ เขา้ กบั คอมมิวเตเตอร์ รูปลกั ษณะของอารเ์ มเจอร์

3 คอมมิวเตเตอร์ (Commutator) เป็นทางผา่ นของ กระแสไฟฟา้ ท่ีมาจากแปรงถ่านเขา้ ไปยงั ขดลวดอารเ์ มเจอร์ คอมมิวเต เตอรป์ ระกอบดว้ ยทองแดงหลายๆ ชว่ างเรยี งเขา้ ดว้ ยกนั เป็นรูป ทรงกระบอก และมีฉนวนไมกา้ ค่นั ระหวา่ งชีท้ องแดงแตล่ ะ 4 ฝาปิดหวั ทา้ ย (End Plate) ทาํ จากเหลก็ เหนียวยดึ เขา้ กบั โครงดว้ ยสลกั เกลียว ฝาปิดหวั ทา้ ยนี้ เป็นตวั ยดึ สว่ นหมนุ ใหเ้ คล่อื นท่ีอยู่ ในแนวศนู ยก์ ลางตลอดเวลา และเป็นท่ีติดตงั้ แบรง่ิ ท่ีรองรบั เพลาอาร์ เมเจอรแ์ ละฝาปิดดา้ นหน่งึ จะตดิ ตงั้ ซองแปรงถ่าน 2 ชดุ 5 แปรงถา่ น (Brush) ทาํ จากผงกราไฟต์ มีหนา้ ท่ีนาํ กระแสไฟฟา้ จากแหลง่ จา่ ยไฟฟา้ ภายนอก เขา้ สคู่ อมมิวเคเตอร์ แปรง ถ่านนีจ้ ะอยใู่ นซองแปรงถา่ นอยา่ งเหมาะสม

รูปยนู เิ วอรแ์ ซลมอเตอร์ แปรงถา่ น คอมมวิ เตเตอร์

หลกั การทาํ งานของยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ เม่ือจา่ ยไฟฟ้ากระแสตรง หรอื ไฟฟ้ากระแสสลบั ใหก้ บั วงจรของยนู ิเวอร์ แซลมอเตอร์ ดงั แสดงใน รูปท่ี 4 ก. โดยช่วั ขณะหนง่ึ ท่ีกระแสไฟฟ้าไหลเขา้ มอเตอร์ ท่ีขวั้ ดา้ นบนหรอื ขวั้ บวก (+) และไหลออกจาก มอเตอรท์ างขวั้ ดา้ นลา่ งหรอื ขวั้ ลบ (-) และถา้ ในขณะเดียวกนั ใหก้ ระแสไฟฟ้าท่ีไหลในขดลวดอารเ์ มเจอร์ ไหลเขา้ ท่ีขดลวด ดา้ นบนและไหลออกท่ีขดลวดดา้ นลา่ ง เม่ือพิจารณาทศิ ทางการหมนุ ของอาร์ เมเจอรแ์ ลว้ มอเตอรจ์ ะหมนุ ในทิศทางทวนเขม็ นาฬิกา แตถ่ า้ สมมติวา่ กระแสไฟฟา้ ไหลเขา้ มอเตอรท์ ่ีขวั้ ดา้ นลา่ ง และ ไหลออกท่ีขวั้ ดา้ นบน ดงั แสดงในรูปท่ี 4 ข. ถา้ ใน ขณะเดียวกนั ใหก้ ระแสไฟฟ้าท่ีไหลในขดลวดอารเ์ มเจอร์ ไหลเขา้ ท่ีขดลวดดา้ นลา่ ง และไหลออกท่ีขอลวดดา้ นบน เม่ือพจิ ารณาทิศทางการหมนุ ของอารเ์ มเจอรแ์ ลว้ มอเตอรก์ ็ยงั หมนุ ในทศิ ทางทวนเขม็ นาฬิกาเชน่ เดียวกบั รูปท่ี 4 ก. ดงั นนั้ จะเห็นไดว้ า่ การเปล่ยี นทิศทางการ ไหลของกระแสไฟฟ้าในขดลวดฟิลคค์ อยล์ และอารเ์ มเจอร์ ไมม่ ีผลตอ่ ทิศทางการหมนุ ของมอเตอร์ เช่น เดียวกบั การสลบั สายไฟท่ีตอ่ เขา้ มอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรงก็จะไมม่ ผี ลตอ่ ทิศทางการหมนุ ของมอเตอร์

รูปท่ี 4 หลกั ารทาํ งานของยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์

การควบคมุ ความเรว็ รอบของยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ 1.การใชค้ วามตา้ นทาน (Resistance Method) ตวั ตา้ นทานท่ีใชเ้ ป็นชนิดแทง่ คารบ์ อน (Carbon pile) หรอื ลวด ความตา้ นทาน (Resistance wire) จะตอ่ อนกุ รมกบั ขดลวด มอเตอร์ เชน่ มอเตอรจ์ กั รเย็บผา้ เปล่ยี นคา่ ความตา้ นทานโดยใช้ เทา้ เหยยี บกดกลอ่ งความตา้ นทาน ถา้ แผน่ คารบ์ อนเรยี งชิดกนั จะ ไดค้ า่ ความ ดา้ นทานนนั้ ลดลง ทาํ ใหแ้ รงเคล่อื นไฟฟา้ ท่ีจ่ายให้ มอเตอรม์ ีคา่ มากขนึ้ ความเรว็ รอบของมอเตอรก์ ็จะสงู ขนึ้

2 การลด-เพ่ิมขดลวดสนามแมเ่ หลก็ (Tipped field) โดยการตอ่ ขดลวดสนามแมเ่ หลก็ ออกมา เป็นชว่ งๆ เพ่ือปรบั ลดหรอื เพม่ิ ทาํ ใหค้ วามเรว็ รอบของมอเตอรเ์ ปล่ยี นแปลงตามไปดว้ ย

3 การใชส้ วติ ชแ์ รงเหว่ียง (Centrifugal Switch) การทาํ งานเม่ือมอเตอรห์ มนุ ทาํ ใหเ้ กิดแรงเหว่ยี ง แรงเหว่ียงนีจ้ ะทาํ ใหห้ นา้ สมั ผสั ของสวติ ชเ์ ปิดวงจร ไมใ่ หก้ ระแสไฟฟา้ ไหลผา่ นสวติ ช์ นี้ ทาํ ใหม้ อเตอรห์ มนุ ชา้ ลงจนถึงความเรว็ ท่ีปรบั ตงั้ ไว้ หนา้ สมั ผสั ของสวติ ชแ์ รงเหว่ียงจะปิดวงจร อีกครงั้ มอเตอรก์ ็จะหมนุ เรว็ ขนึ้ เป็นจงั หวะสลบั กนั ไปซง่ึ การคดั และตอ่ วงจรเกิดขนึ้ เรว็ มาก เพ่ือ ปอ้ งกนั การเกิดประกายไฟและ หนา้ สมั ผสั ของสวิตชแ์ รงเหว่ียงสกึ หรอจงึ ใชค้ าปาซเิ ตอรแ์ ละตวั ตา้ นทานตอ่ ครอ่ มกบั สวิตชแ์ รงเหว่ียง ไว้

เครื่องใชไ้ ฟฟท้ ่ีใชย้ นู ิเวอรแ์ ซลมอเอตร์

สาระสาํ คญั ยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ หรอื เรยี กอีกอยา่ งหน่ึงวา่ ชีรสี ว์ าวลม์ อเตอร์ (Series Wound Motor) เป็นมอเตอรท์ ่ีใชไ้ ดท้ งั้ ไฟฟา้ กระแสสลบั 1 เฟส และไฟฟา้ กระแสตรงท่ีมีขนาดแรงเคล่อื นไฟฟา้ เท่ากนั ยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอรเ์ ป็นมอเตอรข์ นาดเลก็ ตงั้ แต่ 1/200-1/3 แรงมา้ ขดลวดของมอเตอรช์ นิดนีจ้ ะตอ่ อนกุ รมกบั อารเ์ มเจอร์ ให้ แรงบดิ ขณะเรม่ิ เดนิ สงู และมีคณุ สมบตั ทิ ่ีสามารถเปล่ยี นแปลงความเรว็ ได้ ในขณะท่ีไม่มี โหลดยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอรจ์ ะมีความเรว็ สงู มาก ซง่ึ อาจเกิดอนั ตรายขนึ้ ได้ ดงั นนั้ จงึ ตอ้ งมีโหลดตอ่ อยกู่ บั มอเตอร์ ตลอดเวลา ยนู ิเวอรแ์ ซลมอเตอรไ์ ดถ้ กู นาํ ไปประกอบกบั เครอ่ื งใชไ้ ฟฟา้ ตา่ งๆ ไดแ้ ก่ จกั รเย็บผา้ สวา่ นมือไฟฟา้ กบไสไมไ้ ฟฟา้ เครอ่ื งดดู ฝ่นุ เครอ่ื งผสมอาหาร เล่อื ยจกิ ซอร์ เครอ่ื งขดั กระดาษทราย เป็นตน้

จบการนาเสนอ ตอบคาถาม