มอเตอร์กระแสสลับ 1 เฟส

หนังสอื อเิ ล็กทรอนิกส์ เรื่อง ชนิดมอเตอรก์ ระแสสลบั 1 เฟส จดั ทำโดย นำยวีรพล รกั จรรยำบรรณ 64540011 นำยโยธิน สขุ รกั ษ์ 64540021

มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลบั 1 เฟส มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลบั 1 เฟส เป็นทนี่ ิยมใช้งานกันอยา่ งแพรห่ ลาย ยกตัวอย่างเช่น มอเตอร์ป๊ัมน้า มอเตอรจ์ กั รเย็บผา้ สว่านไฟฟา้ เปน็ ตน้ โดยแบง่ มอเตอร์ไฟฟา้ ไฟฟ้ากระแสสลบั 1 เฟสออกเป็น 5 ชนิด คอื 1. สปลติ เฟส มอเตอร์ ( Split –Phase Motor ) 2. คาปาซิเตอรม์ อเตอร์ ( Capacitor Motor ) 3. เชดเดดโพลมอเตอร์ ( Shaded Pole Motor ) 4. ยนู เิ วอร์แซลมอเตอร์ (Universal Motor ) 5. รีพลัชนมั่ อเตอร(์ Repulsion Motor ) 1. สปลติ เฟสมอเตอร์ สปลติ เฟสมอเตอรเ์ ป็นมอเตอร์ที่มีขนาดเลก็ ตั้งแต1่ /20แรงมา้ – 1/2 แรงมา้ นยิ มใช้มากใน ปจั จบุ ันมกั พบเหน็ ในพดัลมแบบตั้งพ้ืน ที่ใชง้ านตามโรงงานอุตสาหกรรม เครอ่ื งซักผ้า ป๊ัมนา้ และประยุกตง์ านอื่นๆไดอ้ย่างกว้างขวางเน่ืองจากการดแู ลรักษาค่อนข้างง่าย และราคาถูก 1.1 โครงสรา้ งและส่วนประกอบของสปลติ เฟสมอเตอร์ สปลติ เฟสมอเตอรจ์ ัดอยใู่ นประเภทมอเตอร์ชนดิ เหนี่ยวนา (Induction Motor) มี โครงสร้างและสว่ นประกอบท่ีสำคญั 2 ส่วนคือ 1. ส่วนท่ีอยู่กบั ที่ (Stator) เปน็ สว่ นประกอบของมอเตอร์ทไ่ี ม่มกี ารเคลื่อนท่ใี น ขณะทีม่ อเตอร์กำลงั ทำงาน จำแนกออกไดด้ ังน้ี 1) โครง (Frame) ทา มาจากเหล็กหล่อเหนียวเนือ่ งจากมขี ้อดคี ือน้ำหนักเบา มีความยดื หยนุ่ สูง ไมช่ า รุดเสยี หายงา่ ยลกั ษณะของโครงประกอบด้วยแผน่ เหล็กบางลามิเนท ทา การเซาะเป็นรอ่ ง (Slot) ใช้สำหรับพนั ขดลวดสเตเตอร์ ดงั ภาพที่ 3.1

2)ฝาครอบ (End Plate ) ดังภาพที่ 2.2 มีหนา้ ท่สี ำคญั 2 ประการ คือ (1) ทำใหการหมุนของโรเตอร์ได้ศูนย์กลางถ้าหากโรเตอรห์ มุนไมไ่ ด้ ศนู ย์กลางจะทา ใหแ้ บริง่ ( Bearing )ของมอเตอรเ์ กดิ การชำรุดเสยี หายได้ (2)ปอ้ งกนั สง่ิ แปลกปลอมเข้าไปในตัวของมอเตอร์ ซึ่งอาจทำให้ ขดลวดเกิดเสียหายได้

3)ขดลวด ( Winding ) ดังภาพท่ี 2.3 ประกอบดว้ ยขดลวด 2 ชดุ วางหา่ ง กัน เปน็ มุม 90 องศาทางไฟฟ้า ขดลวดแต่ละชุด อธิบายได้ดงั นี้ ขดลวดรันหรอื ขดลวดเมน (Main Winding) ทำหน้าท่สี ร้าง สนามแมเ่ หล็กมลี กัษณะของพื้นทห่ี น้าตดั ดลวดโตกว่า และมีจำนวนรอบมากกว่า ขดลวดสตาร์ท (Starting Winding) ขดลวดสตาร์ทมีลกัษณะของพนื้ ทห่ี น้าตัดขดลวดเล็กกว่า และมจี ำนวน รอบน้อยกว่า ขดลวดชุดรนั (Running Winding) 4) เซนตรฟิ ูกัลสวิตช์ Centrifugal Switch ) ท าหน้าที่ในการตดั ขดลวด สตาร์ทออกจากวงจรเม่ือมอเตอร์ มีความเรว็ ประมาณ 75 ของความเรว็ รอบสงู สุดของ มอเตอร์ สามารถจำแนกออกเปน็ 2 ส่วนดงั น้ีคอื (1) ส่วนท่ีติดอยู่กับสว่ นที่อยกู่ ับที่ เปน็ สว่ นทต่ี ดิ อยู่กบั ฝาครอบ มอเตอร์ มีหนา้ สมั ผัสไว้ ทำ หน้าท่ีในการตัดต่อขดลวดสตาร์ท ดงั ภาพที่ 2.4

2. สว่ นที่เคล่ือนท่ี ( Rotor ) เปน็ ส่วนทน่ี ำ พลังงานเอาต์พตุ ออกไปใชง้ าน โดย เปลี่ยนจากพลงังานไฟฟา้ เปน็ พลังงานกล มีส่วนประกอบสำคัญ 3 ส่วน ดังภาพที่ 2.6 1) แกนของโรเตอร์ (Rotor Core) ทา มาจากแผ่น เหล็กบางลามิเนท อัดซอ้ น กนั เปน็ รปู ทรงกระบอก 2) เพลา ( Shalf ) เปน็ สว่ นทท่ี า ให้แกนของโรเตอร์ยึดติดกันอย่างแนน่ หนา 3)ขดลวดตัวนำ (Conductor) ทำ มาจากแท่งทองแดงหรอื อะลูมเิ นียม อัดเข้า ไปในแกนของโรเตอร์ ทา การลดวั งจรด้วยแหวนตัวนำ ทั้งสองข้างของแกนเหลก็ ในส่วนของแกน เหล็กจะมคี รีบใบพดั เพอ่ื ใชใ้ นการระบายความรอ้ นขณะมอเตอร์ทำงาน

2.1.2 หลักการทำงานของสปลติ เฟสมอเตอร์ เมื่อป้อนกระแสไฟฟ้า ผ่านขดลวดสเตเตอร์จะเกดิ สนามแม่เหล็กขน้ึ มาเหนี่ยวนา ตัวนำ ท่ตี ัวโรเตอรเ์ ป็นผลใหเ้ กดิ แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหน่ยี วนา และกระแสไฟฟ้าไหลท่ตี วั น โรเจอร์ กระแสไฟฟ้าส่วนน้ีจะสร้างสนามแม่เหลก็ ข้ึนทโ่ี รเตอร์อีกชุดหน่ึง ซึ่งทำใหเ้ กดิ การดูดและผลัก ระหวา่ งสนามแมเ่ หลก็ ทีส่ เตเตอร์และโรเตอร์เปน็ ผลทำใหเ้ กิดแรงบิดขึน้ ซ่ึงสง่ ผลให้โรเตอร์หมนุ ไปได้ เม่ือมอเตอรห์ มุนไดค้ วามเร็วรอบประมาณ 75 % ของความเร็วรอบสูงสุดตามพกิ ัดของ มอเตอร์เซนตรฟิ กู ลัสวตชิ ์จะทา การตัดขดลวดสตาร์ทออกจากวงจร ดังน้ันจะมีขดลวดรัน เพียงชุด เดยี วเท่านั้นที่ทำงาน

ในการต่อใช้งานของสปลติ เฟสมอเตอร์ สามารถทำได้โดย นำปลายสายของขดลวด สตาร์ทด้านหน่ึง ต่ออนกุ รมกับเซนตรฟิ ูกลั สวิตช์แลว้ ทำ การตอ่ ปลายสายเขาก้ บั ปลายขดลวดรนั ส่วนตน้ ขดลวดสตารท์ ทำการต่อเข้ากับ ตน้ ของขดลวดรัน แล้วทำ การปอ้ นแรงดัน ไฟฟ้า 220 V เขา้ ที่จดุ ตอ่ ดังภาพท่ี2.9



2.2 คาปาซเิ ตอร์มอเตอร์ ( Capacitor Motor ) คาปาซิเตอรม์ อเตอร์ดังภาพที่ 2.11 เปน็ มอเตอร์ทีม่ แี รงบิดในขณะสตาร์ทและขณะรนั สูง จงึ เป็นท่ีนยิ มใช้กนั อย่างแพรห่ ลายในงานเกย่ี วกับ เครอ่ื งปรบั อากาศ เคร่อื งซักผ้า ปม๊ั นา้ และพัดลมเป็นตน้ คาปาซเิ ตอรม์ อเตอรจ์ ำแนกออกเปน็ 3 ชนิด ได้แก่ 1. คาปาซเิ ตอร์มอเตอร์แบบคาปาซิเตอรส์ ตาร์ท ( Capacitor Start Motor ) 2. คาปาซเิ ตอรม์ อเตอร์แบบคาปาซิเตอร์สตาร์ท –คาปาซิเตอรร์ ัน ( Capacitor Start –Capacitor Run Motor ) 3. คาปาซเิ ตอร์มอเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอร์สองคา่ ( Two– Vaule Capacitor ) 2.2.1 โครงสรา้ งและส่วนประกอบ คาปาซิเตอรม์ อเตอร์มีโครงสรา้ งและส่วนประกอบเหมือนกับ สปลติ เฟสมอเตอรจ์ ะ มสี ว่ นที่แตกตา่ งกนั คอื คาปาซิเตอร์จะมกี ารตดิ ต้ังคาปาซิเตอรไ์ ว้ที่โครงด้านบนของมอเตอร์ สว่ นประกอบของคาปาซิเตอร์มอเตอรป์ ระกอบด้วย

1. ส่วนทเี่ คล่ือนที่ (Rotor) ไดแ้ ก่ โรเตอรจ์ ะเหมือนกับ โรเตอรข์ องสปลิตเฟส มอเตอร์ คือโรเตอร์จะเป็นแบบสไควเรลเกจ ดังภาพท่ี 2.12 2. ส่วนทอี่ ยู่ กบั ที(่ Stator)ได้แก่โครง (Frame) ฝาครอบ (End Plate) ขดลวด สเตเตอร์ (Stator Winding) และเซนตรฟิ ูกลั สวิตช์ ส่วนที่อยู่กบั ท่ีจะมีลักษณะเหมือนกับ ส่วนท่ีอยู่ กับ ท่ขี องสปลิตเฟสมอเตอร์แตจ่ ะมีส่วนท่ีแตกตา่ งคอื มคี าปาซิเตอรต์ ดิ ไว้ดา้ นบนของตัวมอเตอร์ 3. คาปาซเิ ตอรค์ อื อุปกรณ์ทน่ี ำ มาต่อร่วมกับ มอเตอร์ มีวตั ถุประสงค์เพือ่ ทำให้ กระแสไฟฟ้าทำหนา้ แรงดันไฟฟา้ เป็นมมุ 90 องศาผลที่ได้คอื จะทำ ให้เกิดแรงบดิ ในขณะสตาร์ท ขณะรนั สงู และมปี ระสทิ ธภิ าพสูงตามไปด้วยคาปาซเิ ตอรท์ า มาจากแผ่น โลหะทีเ่ ป็นตัวนา 2 แผ่น ซงึ่ แผน่ โลหะทั้ง 2 แผ่นจะถกู คั่นด้วยฉนวนบางๆ ฉนวนทใี่ ช้ค่ัน ระหวา่ งแผ่นโลหะทั้งสองทำ มา จากกระดาษ หรอื ผ้ากอซ ทา การม้วนตัวนำ ด้วยฉนวนเข้าด้วยก้นแล้วบรรจลุ งในตัวถังพลาสตกิ หรือ ตัวถงั โลหะ เปน็ รูปส่ีเหลยี่ ม หรอื ทรงกระบอก สามารถจำแนกคาปาซเิ ตอร์ที่ใช้ตอ่ร่วมกับมอเตอร์ ได้ 2 ชนิดคอื 1. คาปาซิเตอร์ชนดิ บรรจุน้ำมัน ( Oil Filled Capacitor ) 2. คาปาซิเตอรช์ นิดอิเลกโทรไลตกิ ( Electrolytic Capacitor ) 1)คาปาซิเตอรช์ นดิ บรรจนุ ้ำมัน (Oil Filled Capacitor)แผ่น ตวั นำ จะถูกค่ัน ดว้ ยฉนวน ซึ่งฉนวนจะทำมาจากกระดาษบาง ๆ ชบุ ด้วยน้ำมัน แล้วม้วนเขา้ ด้วยกัน บรรจุลงใน ตวั ถ้งที่เป็นทรงกลม หรือสเ่ี หลี่ยม มีค่าความจุไฟฟ้า ที่มากกว่า คาปาซิเตอร์ชนดิ อเิ ลกโทรไลตกิ ดังนนั้ จะใชคา้ ปาซิเตอร์ชนดิ น้ีต่อรว่ มกบัวงจรขดลวดของมอเตอรต์ ลอดเวลาโดยจะต่อ อนกุ รมกับ ขดลวดสตาร์ทจะเหน็ ใชง้ านในมอเตอร์คาปาซเิ ตอรส์ ตาร์ท –คาปาซเิ ตอรร์ ัน และ มอเตอรค์ าปาซิเตอรแ์ บบสองคู่

2)คาปาซิเตอรช์ นดิ อเิ ลกโทรไลตกิ (Electrolytic Capacitor) แผน่ ตัวนำ ทั้งสอง จะถกู ค่ัน ดว้ ยฉนวนท่ที ำ มาจากผ้ากอซ ชุบดว้ ยสารละลายทางเคมีท่เี รยี กว่า อิเลกโทรไลตกิ จน ผ้ากอซอิ่มตัว แลว้ ทำ การม้วนแผ่น ตัวนำ และฉนวนเข้าด้วยกัน ให้เปน็ รปู สี่เหลีย่ ม หรือทรงกระบอก และบรรจุลงในตัวถงั จะมีรปู ร่าง ตามการม้วนของแผน่ ตัวนำ ถ้าม้วนแผน่ ตัวนำ เป็นรูปสเี่ หลย่ี ม ก็ จะบรรจแุ ผ่นตัวนำ ลงในตัวถงั ส่ีเหลีย่ ม หรือถ้าม้วนแผน่ ตัวนำ เปน็ รปู ทรงกลม ก็จะบรรจุตัวนำ ลง ในตวั ถงั รปู ทรงกลม ดังภาพที่ 2.14 คาปาซเิ ตอร์ชนิดอเิ ลกโทรไลตกิ จะมขี นาดความจุในการเก็บ ประจุน้อยกวา่ คาปาซเิ ตอรช์ นดิ บรรจนุ ้ำมนั จงึ ไมส่ ามารถตอ่ ร่วมกับวงจรขดลวดได้นาน คาปาซิ เตอร์ชนิดนี้จะนิยมใช้ตอ่ รว่ มกับคาปาซิเตอร์มอเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอรส์ ตารท์ และคาปาซิเตอร์ มอเตอร์แบบ 2 ค่า ในการต่อคาปาซเิ ตอร์รว่ มกับ มอเตอรจ์ ะต่อคาปาซิเตอรอ์ นุกรม กับขดสตาร์ท ของมอเตอร์ เพอื่ สรา้ งแรงบิดในขณะสตาร์ทและจะถกู ตดั ออกจากวงจรด้วยเซนตรฟิ กู ลสั วิตช์เป็น การป้องกันไมใ่ ห้คาปาซเิ ตอรต์ ่อร่วมกับวงจรขดลวดนานๆ จนเกิดความเสยี หายได้

2.2.2 ชนดิ ของคาปาซิเตอรม์ อเตอร์ 1. คาปาซเิ ตอร์มอเตอร์ แบบคาปาซเิ ตอร์สตารท์ (Capacitor Start Motor) มโี ครงสร้างส่วนประกอบ เหมือนกับ สปลิตเฟสมอเตอร์สว่ นทเี่ พมิ่ ขึ้นมาคอื คาปาซิเตอร์ซ่ึงคาปาซิ เตอรท์ ีต่ ่อรว่ มกับวงจรขดลวด จะเปน็ คาปาซิเตอร์ชนดิ อิเลกโทรไลติก การใชง้ านของมอเตอร์ ชนิดนี้ไดแ้ ก่ ปม๊ั น้า เครื่องปรับอากาศ ฯลฯ ในการศึกษาคาปาซเิ ตอร์มอเตอร์แบบคาปาซิเตอร์ สตารท์ จะพิจารณาจากหัวข้อ ดงั ต่อไปน้ี 1) หลักการทำงานของคาปาซิเตอรม์ อเตอร์แบบคาปาซเิ ตอร์สตารท์ เม่ือป้อน กระแสไฟฟ้าให้กับ ขดลวดสเตเตอรจ์ ะทำให้เกดิ สนามแมเ่ หลก็ หมุน ความเรว็ เท่ากับ ความเรว็ ซงิ โครนัส ( Synchonus speed ) ซ่ึงสนามแม่เหล็กหมนุ ท่เี กดิ ข้ึนน้ีจะไปเหนี่ยวนำ ตัวนำ ท่ีโรเตอร์ กระแสท่ไี หลในตัวนำโรเตอร์จะไปสร้างสนามแม่เหลก็ ข้ึนทต่ี ัวนำ โรเตอรอ์ กี ชดุ หน่ึง ขวั้ ของ สนามแมเ่ หลก็ ท่สี เตเตอรแ์ ละโรเตอร์จะทา การผลักและดูดกันทำ ใหโ้ รเตอร์สามารถเคลื่อนที่ไปได้ ในการต่อคาปาซิเตอรร์ ว่ มกับมอเตอร์จะสามารถทำ ไดโ้ ดยตอ่ อนกุ รมกบั ขดลวดสตารท์ และเซนตรฟิ ูกลั สวติ ช์ ดังภาพที่2.15 เมือ่ มอเตอร์เร่มิ เดนิ ได้ความเรว็ 75 % ของ ความเร็วรอบตามพกิ ัดของมอเตอรท์ ่ี Name Plate คาปาซิเตอรแ์ ละขดสตารท์ ของมอเตอร์ จะถูก ตดั ออกจากวงจร โดยเซนตริฟกู ลัสวิตช์จะเหลอื เฉพาะขดลวดชดุ รนั ทำงานเพียงชุดเดยี ว ซึ่งก็ เหมอื นกับ สปลติ เฟสมอเตอร์ตัวคาปาซิเตอรท์ ่ีตอ่ ร่วมกับ มอเตอรจ์ ะทำ ให้แรงบดิ ขณะสตารท์ และ คา่ เพาเวอร์แฟคเตอร์ของมอเตอร์สูงข้ึน ซึ่งจะส่งผลใหป้ ระสิทธิภาพของมอเตอรด์ ตี ามไปดว้ ย มอเตอร์ชนิดนี้สามารถท่ีจะออกสตารท์ ได้แม้มโี หลดตอ่ อยู่ กับ ตวั มอเตอร์กต็ าม

2)การต่อวงจรการใชงา้ น และการกลบั ทางหมุนของคาปาซิเตอร์มอเตอรแ์ บบ คาปาซเิ ตอร์สตารท์ –คาปาซเิ ตอรร์ ัน สามารถทำได้เหมือนกับ สปลิตเฟสมอเตอร์แตเ่ พมิ่ คาปาซิ เตอรม์ าตอ่ อนกุ รมกบขั ดสตาร์ทและจะไม่มเี ซนตรฟิ กู ลั สวิตช์เพราะคาปาซิเตอรม์ อเตอรแ์ บบคา ปาซิเตอร์สตารท์ คาปาซิเตอร์รนั ขดลวดสตาร์ทจะต่อร่วมกับวงจรตลอดเวลา โดยไม่โดนตัดออก จากวงจร

การกลบั ทางหมนุ ของคาปาซเิ ตอร์มอเตอร์คอื ทำการสลับ ปลายสายระหวา่ ง ขดสตารท์ และขดรนั ยกตัวอย่างเชน่ จากรปู ท่2ี .16 สมมุตใิ หม้ อเตอรห์ มุน ทวนเขม็ นาฬิกา เมอ่ื ต้องการใหม้อเตอรห์ มุนตามเข็มนาฬกิ าให้ต่อวงจรตาม ภาพที่2.17ฃ 2. คาปาซิเตอรม์ อเตอร์ แบบคาปาซเิ ตอรส์ ตารท์ - คาปาซิเตอรร์ นั (Capacitor Start – Capacitor Run Motor) คาปาซิเตอร์ทน่ี ำมาต่อร่วมกับวงจรขดลวดของมอเตอร์จะเป็นคา ปาซิเตอร์ชนิดบรรจนุ ้ำมนั เพราะคาปาซิเตอรช์ นดิ นี้สามารถต่อรว่ มอยู่ บวั งจรขดลวดของมอเตอร์ ได้ตลอดเวลาในการศกึ ษาจะพจิ ารณาจากหัวขอ้ ดังตอ่ ไปนี้ 1) หลกั การทำงานของ คาปาซเิ ตอร์มอเตอร์ แบบคาปาซเิ ตอร์สตารท์ - คาปาซิ เตอร์รัน เมือ่ ปอ้ นกระแสไฟฟา้ ให้กับขดลวดสเตเตอรจ์ ะทำให้เกดิ สนามแม่เหลก็ หมนุ ความเร็ว เท่ากับความเรว็ ซิงโครนส (Synchonus speed) สนามแม่เหลก็ หมุนที่เกิดขึ้นน้ีจะไปเหนย่ี วนำ ตวั นำ ที่โรเตอร์ กระแสทไี่ หลในตัวนำโรเตอร์ จะไปสรา้ งสนามแม่เหลก็ ข้ึนที่ตัวนำ โรเตอร์อีกชดุ หน่ึงไขว้ ของสนามแม่เหลก็ ท่ีสเตเตอรแ์ ละโรเตอร์จะทา การผลักและดดู กัน ทำ ให้โรเตอร์สามารถเคลอ่ื นที่ไปได้ คาปาซิเตอร์มอเตอร์แบบคาปาซเิ ตอร์สตาร์ท คาปาซิเตอรร์ ัน จะไม่มเี ซนตรฟิ ู กลั สวิตช์เพราะมอเตอรแ์ บบน้ีขดสตาร์ท จะไม่โดนตัด ออกจากวงจร แต่จะเป็นตัวช่วยขดรนั ใน การทำงาน คาปาซเิ ตอร์ท่ีต่อรว่ มอยู่กับ มอเตอร์จะตอ่ อนุกรมกบขั ดสตาร์ท ดังภาพที่ 2.18 ซ่งึ ทำ หนา้ ที่ในการสรา้ งแรงบิดใหส้ งู ในขณะสตาร์ท และในขณะทำงานตลอดจนทำให้เพาเวอร์แฟค เตอร์สูงขน้ึ ส่งผลให้ ประสิทธภิ าพของมอเตอรส์ งู ข้ึนตามไปด้วย

2)การตอ่ วงจรการใช้งานและการกลบั ทางหมนุ ของคาปาซเิ ตอรม์ อเตอรแ์ บบคา ปาซเิ ตอรส์ ตารท์ –คาปาซเิ ตอร์รนั การตอ่ ใช้งานของมอเตอรช์ นิดนี้สามารถ ทำ ได้เหมือนกับ สปลติ เฟสมอเตอร์แต่เพ่ิมคาปาซิเตอร์มาตอ่ อนกุ รมกับขด สตารท์ ดงั ภาพท่ี 2.19 และจะไม่มเี ซนตริฟูกลั สวิตช์ เพราะคาปาซเิ ตอร์มอเตอร์ แบบคาปาซเิ ตอร์สตารท์ คาปาซิเตอร์ รนั ขดลวดสตารท์ จะต่อ ร่วมกบัวงจรตลอดเวลา โดยไม่โดนตัดออกจากวงจร

การกลบั ทางหมนุ ของคาปาซิเตอรม์ อเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอร์สตารท์ คาปาซิเตอร์รัน มีวธิ ีการต่อวงจรเหมือนกับ สปลติ เฟสมอเตอร์คือ ทำการสลับ ปลายสายระหว่างขดรนั และขดสตาร์ท ยกตัวอย่างเชน่ จากภาพท่ี2.19 สมมตุ ิใหม้ อเตอร์ หมุนทวนเข็มนาฬกิ า เมือ่ ต้องการ ให้มอเตอร์หมุนตามเข็มนาฬกิ า ให้ต่อวงจร ดงั ภาพท่ี 2.20 3.คาปาซิเตอรม์ อเตอร์แบบคาปาซิเตอร์สองค่า (Two – Value Capacitor Motor) คาปาซิเตอร์ ท่ีตอ่ ใช้งานรว่ มกับ วงจรขดลวดของมอเตอร์ จะเปน็ ท้ังแบบคาปาซิเตอรช์ นดิ บรรจุน้ำมนั และคาปาซิเตอรช์ นดิ อเิ ล็กโทรไลติกโดยคาปาซิ เตอรช์ นิดบรรจุน้ำมัน จะต่อรว่ มกบัวงจร ขดสตาร์ท ตลอดเวลา แต่คาปาซเิ ตอรอ์ เิ ลก็ โทรไลติก จะโดนตัดออกจากวงจร ดว้ ย เซนตรฟิ ูกลั สวิตช์เม่อื มอเตอรท์ า การเรมิ่ เดิน 1) หลกัการทำงานของคาปาซเิ ตอรม์ อเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอร์สองค่า เมอ่ื ปอ้ น กระแสไฟฟา้ ใหก้ ับ ขดลวดสเตเตอรจ์ ะทำใหเ้ กดิ สนามแม่เหล็กหมุน ความเร็วเท่ากับ ความเรว็ ซงิ โครนสั ( Synchonus speed ) สนามแมเ่ หลก็ หมนุ ที่เกิดขึ้นนี้จะไปเหน่ียวนำ ตวั นำ ท่ีโรเตอร์ กระแสท่ีไหลในตัวนำโรเตอรจ์ ะ ไปสรา้ งสนามแมเ่ หล็กขึ้นที่ตัวนำ โรเตอรอ์ กี ชดุ หนึ่ง ขวั้ ของ สนามแม่เหลก็ ท่ีสเตเตอร์และโรเตอรจ์ ะทำการผลักและดูด ทำ ใหโ้ รเตอรส์ ามารถเคล่ือนทีไ่ ปได้ คาปาซเิ ตอร์ชนดิ บรรจุน้ำมนั และชนดิ อเิ ลก็ โทรไลติกท่ตี ่อร่วมกับ มอเตอร์ใน การท่ี จะตอ่ คาปาซิเตอร์ชนดิ บรรจนุ ้ำมนั และชนดิ อเิ ลก็ โทรไลตกิ รว่ มใช้งาน ใหน้ ำคาปาซิเตอร์ ทง้ั สองชนดิ ต่อขนานกันก่อน แลว้ จงึ ต่ออนกุ รมกับขดลวดสตาร์ทของมอเตอร์ส่วนคาปาซเิ ตอรช์ นดิ อเิ ล็กโทรไลติกก่อนทจ่ี ะตอ่ ขนานกบคั าปาซเิ ต อรช์ นดิ บรรจุน้ำมนั ใหต้ อ่ คาปาซิเตอรช์ นิดอิเล็ก โทรไลตกิ อนกุ รมกับ เซนตรฟิ ูกลสั วติชก์ ่อน ดงัภาพที่2.21 เพราะคา ปาซิเตอรช์ นดิ อเิ ลก็ โทรไลตกิ จะโดนตัดออกจากวงจรดวย้ เซนตรฟิ ูกลสั วิตชเ์ มื่อมอเตอรเ์ รมิ่ เดินแล้ว แตค่ าปาซเิ ตอร์ช นิดบรรจุนำ้ มัน จะตอ่ รว่ มกับ วงจรขดลวดสตาร์ทตลอดเวลา เพอื่ ทำให้แรงบิดสงู ในขณะทำงาน การทีข่ ด สตารท์ ต่อ ร่วมกับขดรันได้ตลอดเวลาน้ัน เพราะเส้นลวดของขดลวดชุดสตาร์ท มขี นาดใกล้เคียง หรือเท่ากับขดลวดชดุ รัน





2.3 เชดเดดโพลมอเตอร์ ( Shaded Pole Motor ) เชดเดดโพลมอเตอร์ เปน็ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 1 เฟส ทมี่ ี ขนาดเลก็ คอื มีขนาดต้ังแต่ 1/100 ถงึ 1/20 แรงมา้ มักพบเหน็ การใช้งานของมอเตอร์ชนิดนี้ได้แก่ เครอ่ื งเปา่ ผม พัดลม 2.3.1 โครงสรา้ งและสว่ นประกอบของเชดเดดโพลมอเตอร์ เชดเดดโพลมอเตอร์มีสว่ นประกอบท่ีสำคัญ 2 สว่ น คือ 1. สว่ นทีอ่ ยู่กบั ท่ี ( Stator ) ประกอบดว้ ย โครง ฝาครอบ ขดลวดเชดเดดโพล และขดลวดอันเชดเดดโพล 1)โครงของเชด เดดโพลมอเตอร์ทา มาจากเหล็กหลอ่ เหนยี ว ภายในส่วนท่เี ป็น แกนขดลวด จะทำด้วยแผน่ เหล็กบางลามิเนท นา มาอดั ติดกนั เป็นรปู ทรงกระบอก ดา้นในแกน จะมี ส่วนทยี่ นื่ ออกเพอื่ รองรบั ขดลวดสนามแม่เหล็กและยงทั า หน้าที่ เป็นขว้ั แมเ่ หลก็ แบบยนื่ (Salient Pole) ขว้ั แม่เหล็กแบบย่ืน จะแบง่ ออกได้เป็น 2 ส่วนด้วยกนั ได้แก่ขว้ั แมเ่ หล็กเชดเด ดโพล และ อนั เชดเดดโพล ดังภาพท่ี 2.24ขวั้ แมเ่ หล็กแบบเชดเดดโพล มีพ้ีนท่ีผิวดา้ นหน้าขว้ั แม่เหลก็ แคบ และ มีไว้สำ หรบั พันขดลวดเชดเดดโพล สว่ นข้ัวแม่เหล็กแบบอันเชดเดดโพลมพี ื้นที่ผวิ ด้านหน้าของ ขว้ั แม่เหล็กกว้างกว่า แบบเชด เดดโพล มไี ว้สำหรบั พันขดลวดอนั เชดเดดโพล



2. สว่ นทเี่ คลื่อนที่ (Rotor) สว่ นท่เี คลอ่ื นที่ได้แก่โรเตอร์ซึ่งโรเตอร์ของมอเตอร์ ชนดิ นจ้ี ะเป็นแบบกรงกระรอก(Squirrel Cage) ตวั นำทฝ่ี งั ในร่อง (Slot) จะมลี ักษณะเฉยี งกับแกนเพลาและทำการยึดติดแนน่ กับ เพลา ดังภาพท่ี 2.27

เมอื่ พจิ ารณาภาพที่ 2.28 ตงั้ แต่ภาพที่2.28 A เมือ่ เร่ิมปอ้ นไฟฟา้ กระแสสลับ 1 เฟสเขา้ ขดลวด อนเั ชดเดดโพล กระแส จะเพมิ่ ขนึ้ เรอ่ื ยๆ ตามรูปคลนื่ ไซน์(Sine Wave)ถ้าใชก้ ฎมือขวา พิจารณาหาทศิ ทางของเสน้ แรงแมเ่ หล็ก จะพบวา่ เสน้ แรงแม่เหลก็ เคลือ่ นทอ่ี อก จากขั้วแม่เหล็ก ขวั้ แมเ่ หลก็ ทีม่ ีเสน้ แรงพ่งุ ออกมาจะเปน็ ข้ัวเหนือ (N) ในขณะเดียวกันขดลวด เชดเดดโพลจะสรา้ ง เส้นแรงแม่เหล็กข้ึนมาหกั ล้างกับ เส้นแรงแม่เหล็ก ที่พ่งุ ออกมาจากขั้วเหนอื ของขดลวด อนั เชดเด ดโพลเป็นไปตามกฎของเลนซแ์ ตเ่ ส้นแรงแม่เหลก็ ทเ่ี กดิ ขึ้น จากขดลวดเชดเดดโพลจะ ไม่หมดไปจากการหักลา้ ง แต่จะ ไปบดิ เบนรวมกันกับ เส้นแรงแม่เหล็ก ทีเ่ กิดจากขดลวดอันเชดเดดโพล ทา ให้สนามเหล็กมีความเขม้ มากขึ้น ความ หนาแน่นของเสน้ แรงแม่เหลก็ จะสูงสดุ อยทู่ ี่ ตำแหนง่ b เม่อื พิจารณาต่อไป ภาพที่ 2.28 B กระแสไฟฟ้าทปี่ อ้ นให้กับ มอเตอร์จะเพิม่ ข้ึนเร่อื ย จนถงึ จดุ สูงสุด ตามรูปคล่ืนไซนเ์ มอ่ื กระแสไฟฟา้ ถึงจดุ สูงสดุ จะไม่เกิดการเหนี่ยวนำ เส้นแรง แมเ่ หล็กที่เกิดขนึ้ ท่ขี ดลวดอนั เชดเดดโพลจะพุง่ ออกจากข้ัวแม่เหล็กมากท่สี ุด ที่ประมาณก่ึงกลาง ขว้ั ท่ตี ำแหน่ง c เมื่อ พจิ ารณาตอ่ ไปที่ ภาพท่ี 2.28 C เมือ่ กระแสไฟฟา้ ที่ป้อนถึงจุดสูงสุด แล้วก็จะลดลงเรือ่ ยๆ ตามรูปคลื่นไซนเ์ สน้ แรง แม่เหล็กที่เกดิ ขนึ้ จากกระแสไฟฟ้าจะเรมิ่ ลดน้อยลง เส้นแรงแมเ่ หล็กส่วน น้ีจะตัดกับขดลวดเชดเดดโพล ทำให้เกิดเส้น แรงแมเ่ หลก็ เหนีย่ วนำ มาเสรมิ กับ เส้นแรงแม่เหล็ก ท่ี เกิดจากขดลวดอัน เชดเดด ทำให้เส้นแรงแมเ่ หล็กทเ่ี คลื่อนท่ีผ่าน เชดเดดโพล มีความเขม้ สงู สดุ ที่ ตำแหนง่ d สนามแมเ่ หล็กที่เคลอ่ื นท่ีจากขดลวด อัน เชดเดด ไปสู่เชดเดดโพลจะเปน็ ลกั ษณะของ สนามเหลก็ หมนุ จึงทำให้โรเตอรห์ มุนตามไปดว้ ย โดยมอเตอรจ์ ะหมนุ ไปในทศิ ทางท่มี ีเชดเดดโพล เสมอ

กรณที ม่ี อเตอรเ์ ชดเดดโพลท่ีมีขดลวดเชดเดด อยู่เพยี งขาง้ เดียวของข้ัวแมเ่ หล็กจะ ไมส่ ามารถกลับทิศทางการหมนุ ของ มอเตอรเ์ ชดเดดโพล ได้แตถ่ า้ มขี ดลวดเชดเดดอยู่ทด่ี ้านขา้ งท้ัง สองของขวั้ แมเ่ หลก็ สามารถกลับ ทิศทางการหมนุ ได้ การ กลับทศิ ทางการหมุนของเชดเดดโพลมอเตอร์ ถา้ ตอ้ งการใหม้ อเตอรห์ มนุ ใน ทศิ ทางใด ให้ทำ การเปดิ วงจรขดลวดเชด เดดโพลอีกด้านหนึ่งทอี่ ยู่ ตรงขา้ ม ถ้าตอ่ วงจรขดลวดเชด เดดโพลครบวงจร ทั้งสองขา้ ง มอเตอร์จะไมห่ มุน 2.3.4 สาเหตุการขัดข้องการแกไ้ ข และบำรุงรกั ษา เชดเดดโพลมอเตอร์ สาเหตกุ ารขัดข้องการแก้ไขและบำรงุ รักษา เชดเด ดโพลมอเตอรส์ ามารถแสดงได้ ตามตารางที่ 2.3

2.4 ยนู เิ วอรแ์ ซลมอเตอร์ (Universal Motor ) ยูนเิ วอร์แซลมอเตอรส์ ามารถที่จะใชก้ ับระบบไฟฟา้ กระแสสลบั และ กระแสตรงได้ คณุ สมบตั ิเด่น คือมแี รงบิดเรมิ่ เดินสูงถ้าทำงานโดยไม่มโี หลด จะเป็นอันตรายกับตัวมอเตอรเ์ พราะ มอเตอร์จะหมุนด้วยความเร็วสูงมาก ดังนน้ั ในการใชง้ านมอเตอรช์ นดิ น้ีจะต้องตอ่ ร่วมกับ โหลด เสมอ มอเตอร์จะมี ขนาดตงั้ แต่1/200 ถึง 1/3 แรงม้า การนา ยูนิเวอร์แซลมอเตอรไ์ ปใช้งานได้แก่ สว่านไฟฟ้า เครื่องบดอาหาร มอเตอร์ จกั รเย็บผา้ เครอื่ งดูดฝุ่น เป็นต้น 2.4.1 โครงสร้างและส่วนประกอบของยนู ิเวอร์แซลมอเตอร์ สว่ นประกอบทส่ี ำคัญ จำ แนกได้ดงั นี้ 1. โครง (Frame) วัสดทุ น่ี ำมาใช้ในการทำโครงของมอเตอร์ อาจเป็นอะลูมเิ นยี ม หล่อเหลก็ หลอ่ หรือแผ่น เหลก็ เหนียวแล้วนำ มาเว้นให้เปน็ รูปร่างอาจเป็นรูปทรงกระบอก ดงัภาพ ที่ 2.30 และจะต้องมีขนาดความโตพอท่ีจะ ยดึ แกนไขวัสนามแมเ่ หลก็ ได้

3. อาร์เมเจอร์ (Armature) คือสว่ นทน่ี ำกำลังเอาตพุต์ ออกไปใช้งาน อารเ์ มเจอร์ จะมลี ักษณะเหมือนกับ มอเตอร์ ไฟฟ้ากระแสตรง โดยแกนอาร์เมเจอร์ทำมาจากแผน่ เหล็กบางลามิเนท ซงึ่ เซาะผิวด้านนอกเปน็ สลอ็ ต (Slot) ไว้สำหรับ พันขดลวดอาร์เมเจอร์ สลอ็ ตอาจเปน็ ชนิด ตรงและขนานกับแกนเพลา หรอื อาจเปน็ ชนิดเฉียงกับแนวแกน (Skewed) ก็ได้และมคี อมมวิ เตเตอรเ์ พอื่ ท่ีจะแปลงไฟฟา้ กระแสสลับ ที่รบั มาจากแปรงถ่าน เพ่ือป้อนให้กับขดลวดอารเ์ มเจอรท์ ้ัง แกนอาร์เมเจอร์ และคอมมิวเตเตอร์ จะอัดแน่นติดกับ เพลา ดงั ภาพที่2.32

4. ฝาครอบ (End Plate) ฝาครอบจะทา จากเหล็กหลอ่ อะลูมเิ นียมหลอ่ หรือแผ่น เหล็กเหนียว ด้านขา้ งของฝาครอบ ทงั้ สอง จะทำการยึดแบริ่งติดไว้เพือ่ รองรบั เพลา หรอื แกนของ มอเตอร์ฝาครอบด้านหน่ึงจะติดตั้ง แปรงถา่ นไวจำนวน 2 ชดุ หนา้ท่ีของฝาครอบคือ ป้องกัน ส่ิง แปลกปลอมเข้าสูภ่ ายในตวั มอเตอร์ และทำให้การหมุนของอาร์เมเจอร์ได้ ศนู ยก์ ลาง 5. แปรงถ่าน จะนิยมทำ มาจากกราไฟต์แปรงถ่านจะบรรจุอยู่ในซองแปรงถา่ น ซึ่งมสี ปริงเปน็ ตัวที่ดันแปรงถ่านให้ สัมผสั กบั ซ่ีคอมมิวเตเตอร์หน้าทข่ี องแปรงถา่ นคือนำ กระแสไฟฟา้ จากแหล่งจ่ายป้อนให้กบั คอมมิวเตเตอรแ์ ละผ่านไป ยังขดลวดอารเ์ มเจอรอ์ ีกทีหนึ่ง 6) แบร่งิ (Bearing) มไี ว้เพ่ือทีจ่ ะรองรับเพลาไม่ใหแ้ ตะกับสเตเตอรซ์ ึ่งมีท้ัง แบบปลอก (Skeve Bearing) หรือแบบ ลกู ปนื (Ball Bearing) 2. หลักการทำงานของรพี ลัช่ันมอเตอร์เมอ่ื ป้อนไฟฟา้ กระแสสลบั 1 เฟสผ่าน ขดลวดท่ีสเตเตอร์ จะเกิดสนามแมเ่ หล็กข้ึนและสนามแม่เหลก็ ท่ีสเตเตอร์นี้จะไปเหนย่ี วนำกบั ตัวนำของโรเตอร์ ทำให้เกดิ แรงเคล่อื น เหนยี่ วนำ และกระแสไหลในตัวนำ โรเตอร์กระแสไฟฟ้า ทไ่ี หลในตัวนำโรเตอร์ จะไปสรา้ งสนามเหล็ก ขึ้นมาสัมพันธก์ ับ สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ ในขณะทีแ่ ปรงถา่ นวางอยู่ในตำแหน่งท่ถี ูกต้องบนคอมมิวเตเตอร์ และขั้วแม่เหลก็ ของโร เตอร์ทำมมุ กับขั้วแมเ่ หลก็ ของสเตเตอรท์ ่ีอยู่ใกลก้ ัน 15องศามีทศิ ทางเหมือนกัน จะเกดิ แรงบดิ ขนึ้ มาทำ ให้ โรเตอรห์ มนุ ไปได้การที่มอเตอร์หมนุ ไปได้กเ็ พราะแรงผลัก ดนั ก้น ระหว่างขว้ั แมเ่ หลก็ ของโรเตอร์ และสเตเตอร์จึงเรียกมอเตอรแ์ บบ นี้วา่ “ รีพลัช่ันมอเตอร์” มอเตอรจ์ ะหมนุ ได้ต่อเมื่อเลือ่ นตำแหน่งของแปรงถา่ น ทำมุมกับแนวแกนของข้ัวแมเ่ หล็ก N – S ของสเตเตอรท์ ีม่ ากกวา่ 0 องศาแต่ไมถ่ ึง 90 องศา ตำแหน่งแปรงถ่านถ้าเอียง ไปทิศทางใด มอเตอร์กจ็ ะหมนุ ไปตาม ทศิ ทางท่ตี ำแหนง่ แปรงถา่ นเลอ่ื นไป การที่แปรงถ่านเลื่อน บนซ่ีคอมมิวเตเตอรไ์ ปเรือ่ ยๆ ยังทำให้ความเร็วของมอตอร์ เปล่ียนแปลงไปตามการเล่อื นตำแหนง่ ของแปรงถา่ นนั้น

2.5.2 รพี ัลชน่ั สตาร์ท –อนิ ดกั ช่นั รัน มอเตอร์ ( Repulsion Start - Induction Run Motor ) มอเตอร์แบบนี้เป็น มอเตอรท์ ีม่ ีแรงบิด (Torque) ในการเรม่ิ เดนิ สูงความเร็วคงท่ี และมักนำ ไปใช้งานเกี่ยวกับคอมเพรสเซอร์ปมั๊ น้ำ และ งานทตี่ ้องการแรงบิดเริ่มเดนิ สงู รีพลชั ่ัน สตาร์ท –อนิ ดักชร่ั น รันมอเตอรย์ ังแบ่งออกได้เปน็ 2 แบบด้วยกันคือแบบ แปรงถา่ นยก (Brush Lifting) และแบบแปรงถา่ นสมั ผัส (Brush Riding) 1.โครงสร้างและส่วนประกอบของรพี ลัชน่ั สตาร์ท –อนิ ดกั ช่ัน รันมอเตอร์ 1) แกนเหลก็ สเตเตอร์ ( Stator Core ) จะทำมาจากแผ่น เหลก็ บางลามิเนท แล้ว นำ มาอัดซ้อนกนั โดยทา การเซาะรอ่ งไว้สำหรับพันขดลวด ชุดเมน (Main Winding) ซง่ึ เหมือน ขดลวดชดุ เมนของสปลิต เฟสมอเตอร์ อาจพนั เปน็ แบบ 4 ขวั้ 6 ขว้ั หรือ8 ขว้ั กไ็ ด้ 2) แกนเหล็กโรเตอร์ (Rotor Core) ทำด้วยแผ่น เหลก็ บางลา มเิ นทอัดซอ้ นกัน ตรงกลาง เจาะรเู พอ่ื สอดเพลาบริเวณด้านนอกเซาะเปน็ ร่องเพอื่ ท่จี ะไวพ้ ันขดลวดอารเ์ มเจอรแ์ กน เหล็กโรเตอรข์ องมอเตอรแ์ บบนี้มลี ักษณะเหมือนกับของมอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง จึงเรียกโรเตอร์ แบบนี้ว่า อารเ์ มเจอร์ 3) เซนตริฟูกลั สวิตช์มีหนา้ ที่ในการยกแปรงถ่านออกจากคอมมิวเตเตอรใ์ น กรณีมอเตอรเ์ ป็นมอเตอร์แบบแปรงถ่านยก ซึ่งอปุ กรณจ์ ะประกอบไปด้วย สปริงลัดวงจร น้ำ หนัก ควบคมุ ตวั กำ กบั สปริง แปรงถ่าน ซองแปรงถา่ น และกา้ นผล กบั ในกรณเี ซนตรฟิ กู ลั สวติ ช์ของมอเตอรแ์ บบแปรงถ่านสมั ผัส มีหนา้ ที่ในการลดัวงจรคอมมวิ เตเตอรแ์ ต่ไมย่ กแปรง ถา่ นและซอง แปรงถ่านออกจากวงจรอปุ กรณ์น้ีจะประกอบไปด้วย สปริงลดัวงจรและตัวกำ กับ สปริง 4) คอมมิวเต เตอร์ ถ้าเป็นมอเตอรแ์ บบแปรงถา่ นยก จะเปน็ แบบเรเดยี ล (Radial Type) ถา้ มอเตอรแ์ บบแปรงถ่านสัมผัส คอมมวิ เต เตอร์จะเป็นแบบแอค๊ เชียล (Axial Type) 5) ซองแปรงถา่ น ของมอเตอรแ์ บบแปรงถ่านยกจะแตกต่างจากซองแปรง ถา่ น ของมอเตอร์แบบแปรงถ่านสมั ผัส ตรงอุปกรณเ์ ซนตริฟูกลั สวติ ช์ท่สี ามารถยกแปรงถ่านและซอง แปรงถ่านออก จากคอมมิวเตเตอร์ได้ดว้ ย 6)ฝาครอบ (End Plate) มลี กษั ณะเหมอื นกับรีพลชั ั่นมอเตอรด์ ังได้กล่าวมาแล้ว 2. หลักการ ทำ งานของรพี ลชั ั่น สตาร์ท –อินดักช่ัน รนั มอเตอร์ หลักการทำงานของ มอเตอร์ชนดิ น้ีจะอธบิ ายการทำงานของ มอเตอร์2 ชนิดคือมอเตอร์แบบแปรงถา่ นยกและมอเตอร์ แบบแปรงถ่านสมั ผัส

เมอ่ื ปอ้ นไฟฟ้ากระแส สลับ 1 เฟส ผ่านขดลวดทสี่ เตเตอรจ์ ะเกิด สนามแม่เหล็กข้ึน และสนามแม่เหล็กทเี่ กดิ ข้ึนน้ีจะไป เหนยี่ วนำ กับ ตัวนำ โรเตอร์จะทำใหเ้ กดิ แรง เคลื่อนเหนีย่ วนำและกระแสไหลในตัวนำโรเตอรจ์ ะสรา้ งสนามแม่เหล็กขึ้น มาสัมพันธ์กับ สนามแมเ่ หลก็ ของสเตเตอร์โดยข้ัวแมเ่ หลก็ ทโ่ี รเตอร์จะมลี า ดับขว้ั เหมือนขว้ั แมเ่ หล็กสเตเตอรใ์ น การท่ี ขวั้ แมเ่ หลก็ ที่สเตเตอร์และโรเตอร์เหมอื นกัน จะทำให้เกดิ แรงบดิ ผลักดนั ขน้ึ ทำใหม้ อเตอร์ เรมิ่ เดินได้ เม่ือมอเตอรห์ มนุ ได้ความเร็ว 75% ของความเร็วรอบเต็มพิกัด เซนตริฟกู ัลสวิตชจ์ ะทำงาน ให้สปรงิ ลัดวงจรลัดวงจรซค่ี อมมิวเตเตอร์เข้า ดว้ ยกัน ในขณะเดยี วกันแปรงถ่าน และซองแปรงถา่ นกจ็ ะเคลือ่ นออกห่างจากคอมมวิ เตเตอร์เข้าหาฝาปดิ จงึ เรียก มอเตอรแ์ บบนี้วา่ มอเตอร์แบบแปรงถ่านยก จะสังเกตได้ว่า มอเตอรจ์ ะเรม่ิ สตาร์ท เป็นแบบรพี ลัชั่นมอเตอรแ์ ต่เวลาทำ งาน จะทำงานแบบ สไควเรลเกจมอเตอร์ จึงจัด ประเภทมอเตอรแ์ บบนี้ใหเ้ ปน็ รพี ลั่ชั่นสตารท์ –อินดกั ชนั่ รนั มอเตอร์ หลกั การทำงาน จะเหมือนกับ มอเตอร์แบบแปรงถา่ นยกแต่แตกต่างกันคอื เมอื่ มอเตอรห์ มนุ ได้ความเร็ว 75 % ของ ความเร็วเตม็ พกิ ัด เซนตริฟูกลสั วิตช์ก็จะทำงานโดยทำให้ สปรงิ ลดวั งจรลดวั งจรซ่คี อมมวิ เตเตอรเ์ ข้าด้วยกันมอเตอร์จะ ทำงานแบบสไควเรลเกจมอเตอร์ ขณะทม่ี อเตอรก์ ำลงั ทำงานอยู่น้ัน แปรงถา่ นจะไมน่ ำกระแสไฟฟ้าเลยถึงแม้ว่า แปรง ถา่ นจะสมั ผัส ซ่ี คอมมวิ เตเตอร์ตลอดเวลากต็ าม เพราะวา่ ซคี่ อมมวิ เตเตอรถ์ ูกลัดวงจรด้วยสปริงลัดวงจรแล้ว จึง เรยี กว่า มอเตอร์นี้ว่า มอเตอรแ์ บบแปรงถ่านสมั ผัส 2.5.3 รพี ลั ช่ัน–อนิ ดกั ช่ัน มอเตอร์ ( Repulsion – Induction Motor ) 1. โครงสร้างและสว่ นประกอบของรีพลชั ่ัน –อินดกั ชน่ั มอเตอร์ สว่ นประกอบ ของมอเตอรแ์ บบน้ีจะมี สว่ นประกอบเหมอื นกับรพี ลัช่ัน มอเตอร์โดยกล่าวรายละเอยี ดไว้แล้ว ในเร่ืองโครงสรา้ ง สว่ นประกอบของรพี ลัช่ัน มอเตอร์ ส่วนที่เพมิ่ คอื การฝงั ขดลวดตวั นำแบบกรง กระรอกเข้าไปในแกนอารเ์ มเจอร์ ดงั ภาพที่ 2.47

2. หลักการทำงาน รีพัลช่ัน –อนิ ดกั ช่ัน มอเตอร์ จะทำงานเหมือนกับ รพี ัลช่ัน มอเตอร์ทว่ั ไป แต่เวลาทีม่ อเตอรเ์ ริ่มเดนิ และทำงานปกตจิ ะทำงานแบบรีพัลชั่น สตาร์ท-อินดักชั่นรนั ขอ้ ดีของมอเตอรช์ นดิ น้ีคือแรงบดิ ขณะเริ่มเดินสูงขณะทา งานความเรว็ คงทีจ่ ึงเป็นท่นี ยิ มในการ ใชง้ านเป็นอย่างมาก รีพลัชั่นมอเตอรท์ กุ แบบอาจจะมีขดลวดทดแทน (Compensating) เพ่ือท่จี ะทำ ใหเ้ พาเวอรแ์ ฟคเตอร์ของมอเตอร์สูงขึ้น ซ่ึงสง่ ผลใหแ้ รงบิด ไมว่ ่าขณะสตาร์ท หรือทำ งานมี ประสทิ ธภิ าพสูงขึ้น ขดลวดทดแทนจะพันอยู่ในร่องใน (Inner Slot) ของขดลวดสเตเตอรแ์ ต่ละชุด และต่อ อนุกรมกับขดลวดอาร์เมเจอร์ 3. การตอ่ วงจรการใช้งานและกลับ ทางหมนุ ของรพี ลัช่ัน มอเตอร์ในการต่อรพี ลัช่ัน มอเตอร์ใช้งานจะขอกล่าวในเรื่อง ของขดลวดแต่ละชุดที่พันในมอเตอรก์ อ่ น 1) ขดลวดอาร์เมเจอรข์ อง รพี ัลชน่ั มอเตอรท์ ้ังสามแบบ ขดลวดอารเ์ มเจอร์ สามารถพนั ขดลวดได้ 2 แบบ ด้วยกันคอื แบบแลพ ( Lap Winding ) และ แบบเวฟ ( Wave Winding ) กรณีการพัน ขดลวดแบบแลพ ปลายและต้นคอยล์ขดลวดชุดเดียวกันจะตอ่ กับซค่ี อมมวิ เตเตอรท์ อ่ี ยูต่ ิดกันตำแหนง่ ตน้ และปลาย คอยลท์ ี่ลงซีค่ อมมวิ เตเตอรอ์ ยปู่ ระมาณ ก่ึงกลางคอยล์ดังภาพที่2.48 (ก) สว่ นการพนัแบบเวฟ ต้นและปลายคอยล์ เดียวกัน จะต่อลงซีค่ อม มิวเตเตอร์ที่อยู่ตรงขา้ มกัน ดงั ภาพที่2.48 (ข)

2)ขดลวดสเตเตอร์ของรีพัลช่นั มอเตอร์ท้ังสามแบบจะพันเหมือนกับขดลวดสเตเตอรข์ องสปลติ เฟสมอเตอร์และคาปาซิ เตอร์ เพยี งแต่ขดลวดสเตเตอรข์ องรีพัลชน่ั มอเตอรม์ ีเพยี ง ชุดเดยี ววธิ ีการตอ่ ขดลวดสเตเตอรร์ พี ัลช่ัน มอเตอรด์ ังภาพท่ี 2.51 (ก), (ข), (ค)





การกลบั ทางหมนุ ของรีพัลช่นั มอเตอร์ท้ัง 3 แบบ ทำได้โดยเล่อื นตำแหนง่ ของแปรงถา่ นทว่ี างสัมผัสกับ ซี่คอมมวิ เต เตอร์ให้ทำมมุ กับแนวแกนขั้วแม่เหลก็ สเตเตอร์เช่นทำมมุ กับแนวแกนไปทางซ้ายมอื ของมอเตอรก์ จ็ ะหมุนไปทางซ้ายมอื ถ้าแปรงถ่านทำมุมกับแนวแกน ทางขวามอื มอเตอรก์ จ็ ะหมุนไปทางขวามอื ดงั ภาพท่ี 2.55

จากภาพท่ี2.55 แสดงการวางตำแหน่งแปรงถ่าน จากขวามอื ของแนวแกนไป ทางซา้ ยมอื ของแนวแกนมอเตอรจ์ ะหมนุ ทวนเขม็ นาฬิกา ท่ีดา้ นบนของแปรงถา่ นจะมลี กู ศร กำหนดทิศทางการหมุนไว้ดว้ ย จากภาพท่ี 2.56แสดงการวางตำแหน่งแปรงถา่ นจากซ้ายมอื ของแนวแกนไป ทางขวามอื ของแนวแกนมอเตอร์จะหมุน ตามเขม็ นาฬกิ า ท่ีดาน้ บนของแปรงถ่านจะมีลกู ศรกำหนด ทศิ ทางการหมุนของมอเตอร์ไวด้ ว้ ย 2.5.4 สาเหตุการขัดข้องการแก้ไข และบำรุงรกั ษารีพัลชั่นมอเตอร์ สาเหตกุ ารขดของการแกไข้และบำรงุ รกั ษารพี ลชั ่ัน มอเตอรส์ ามารถแสดงได้ตาม ตารางท่ี 2.5



2.6 สรุปสาระสำคัญ สปลิตเฟสมอเตอร์เปน็ มอเตอรท์ ี่มีขนาดเล็ก ต้ังแต่ 1/20 แรงมา้ จนถึง 1/2 แรงม้า สว่ น ใหญ่พบเหน็ ในพดลั มตั้งโต๊ะ เครอ่ื งซักผา้ และปั๊มน้า มีส่วนประกอบ 2 สว่ นคือ1) สว่ นทอ่ี ยกู่ ับ ท่ี ประกอบด้วยโครงฝาครอบ ขดลวด และเซนตริฟกู ลั สวิตช2์ ) ส่วนทีเ่ คลือ่ นที่ ประกอบด้วยแกน ของโรเตอร์ เพลา และขดลวดตัวนำ ในการทำงานของมอเตอร์จะตดั ขดลวดสตาร์ทออกด้วยเซนตริ ฟูกัลสวิตช์เมื่อมอเตอร์มีความเร็วประมาณ 75 % ของความเร็วสงู สุด คาปาซิเตอร์มอเตอร์ เปน็ มอเตอร์ท่ีมีแรงบดิ ในขณะสตารท์ และรนั สงู มีโครงสรา้ งและ ส่วนประกอบคล้ายสปิลตเฟสมอเตอร์มสี ่วนท่แี ตกตา่ งคอื คาปาซิเตอร์แบ่งออกได้3 ชนดิ คือ 1) คาปาซิเตอร์มอเตอรแ์ บบคาปาซิเตอรส์ ตาร์ท 2) คาปาซเิ ตอร์มอเตอร์แบบคาปาซเิ ตอรส์ ตาร์ท –คาปาซิเตอรร์ ัน 3) คาปาซเิ ตอรม์ อเตอรแ์ บบคาปาซิเตอรส์ องค่า คาปาซิเตอรม์ อเตอร์แบบคาปาซเิ ตอร์สตาร์ท จะต่อคาปาซิเตอรอ์ นกุ รมกับขดลวดสตาร์ท และเซนตรฟิ กู ลั สวิตช์ เมอ่ื มอเตอร์หมุนด้วยความเร็ว ประมาณ 75 % ของความเรว็ สูงสุด คาปาซิ เตอร์และขดสตาร์ท จะถกู ตัดออกด้วยเซนตรฟิ ูกัลสวิตช์ คาปาซิเตอร์มอเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอรส์ ตาร์ท –คาปาซเิ ตอร์รัน เมือ่ มอเตอรท์ ำงานจะไมม่ ี การตดั ขดลวดสตาร์ท และขดลวดรัน ออกจากวงจร เน่ืองจากไม่มเี ซนตริฟูกัลสวติ ช์คาปาซิเตอร์ จะเปน็ ตัวเพมิ่ แรงบดิ ให้มอเตอร์ในขณะเร่ิมเดนิ และขณะทำงาน เชดเดดโพลมอเตอร์มีส่วนประกอบ 2 ส่วนได้แก่1) สว่ นท่ีอยู่กบั ทีป่ ระกอบด้วย โครง ฝา ครอบ ขดลวดเชดเดดโพลและขดลวดอันเชดเดดโพล 2) ส่วนทเี่ คลอื่ นท่ีประกอบด้วย โรเตอร์ ยูนเิ วอรแ์ ซลมอเตอรใ์ ชไดกับระบบไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ มีแรงบดิ เร่มิ เดินสูง มโี ครงสร้างและ สว่ นประกอบทีส่ ำคัญ คือโครงแกนไขวสั นามแม่เหลก็ อาร์เมเจอรฝ์ าครอบ และ แปรงถา่ น รีพลั ชนั่ มอเตอรม์ คี ุณสมบติเหมอื นกับ ซรี ่สี ์มอเตอร์ มีโครงสรา้ งและสว่ นประกอบได้แก่ โครง แกนเหลก็ สเตเตอรแ์ กนเหล็กโรเตอร์ฝาครอบ แปรงถา่ น และแบรง่ิ มอเตอร์ชนิดน้ีหมนุ ได้ เพราะแรงผลัก ดันกันระหว่างขว้ั แมเ่ หล็กของโรเตอรแ์ ละสเตเตอร์

แบบฝึกหดั ตอนท่ี 1 จงทำคร่อื งหมาย X ทับ คำตอบทถี่ กู ตอ้ งทส่ี ดุ เพยี งคำตอบเดยี ว 1.อปุ กรณท์ ่ที ำหน้าที่ ในการตัดต่อขดสตาร์ทในสปลติ เฟสมอเตอร์ตรงกับขอใ้ ด ก. เซนตรฟิ ูกลสั วตชิ ์ ข. โรเตอร์ ค. สลปิ ริง ง. แปรงถ่าน 2.ขอใ้ ดกล่าวถูกต้องเก่ยี วกับ สปลิตเฟสมอเตอร์ ก. ขดรันกับขดสตาร์ท มีขนาดเบอร์ลวดเท่ากัน ต่างกัน ทีจ่ ำนวนรอบ ข. ขดรันกับขดสตารท์ มีค่าความต้านทานของขดลวดเทา่ กัน ท่จี ำนวนรอบเท่ากัน ค. ขดลวดชดุ รัน และชุดสตารท์ วางหา่ งกัน เปน็ มมุ 90 องศาทางไฟฟา้ ง. ขดลวดชุดรนั และชดุ สตาร์ท วางห่างกัน เป็นมุม 120 องศาทางไฟฟ้า 3. หลกกั ารทำงานของสปลติ เฟสมอเตอรข์ อ้ใดกล่าวถูกต้อง ก. อาศยั การเหนยี่ วนำ ของสนามแม่เหล็กไฟฟ้า ข. อาศยั หลักการของขดลวดทีม่ ีขนาดเบอรล์ วด ต่างกัน ค. อาศยั หลักการทโ่ี รเตอรห์ มนุ มีความเรว็ เท่ากับความเร็วซงิ โครนัส ง. อาศัยหลักการกระแส ทำมมุ นำหน้าแรงดัน 90 องศาทางไฟฟา้ 4. ส่วนประกอบใดของคาปาซิเตอร์มอเตอรท์ ่ีแตกต่างจาก สปลิตเฟสมอเตอร์ ก. เซนตริฟูกลัสวติช์ ข. ขดลวดชุดรัน ชุดสตาร์ท ค. คาปาซิเตอร์ ง. โรเตอร์ 5.คาปาซเิ ตอร์ชนดิ บรรจนุ ้ำมนั จะมใี ช้งานในคาปาซิเตอร์มอเตอร์แบบใด ก. คาปาซเิ ตอร์มอเตอร์แบบคาปาซเิ ตอรส์ ตาร์ท ข. คาปาซเิ ตอร์มอเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอร์สตารท์ -คาปาซิเตอรร์ นั ค. คาปาซเิ ตอรม์ อเตอรแ์ บบคาปาซเิ ตอร์สองค่า ง. ถกู ทั้งขอ้ ข และ ข้อ ค

6.คาปาซิเตอร์ที่ต่อรว่ มกับ มอเตอรข์ อ้ ใดกล่าวถกู ต้อง ก. แรงบดิ ในขณะสตาร์ทมีคา่ สงู ข้ึน ข. คา่ เพาเวอร์แฟคเตอรส์ งู ข้ึน ค. ถูกทงั้ ข้อ ก และ ขอ้ ข ง. ความเรว็ ของมอเตอร์สงู ขึ้น ตามขนาดของคาปาซิเตอร์ 7.ขว้ั แม่เหล็กทมี่ ีพื้นท่ีผิวดา้ นหน้าของข้ัวแม่เหล็กแคบ มีไว้เพ่อื อะไรในเชดเดดโพลมอเตอร์ ก. พันขดลวดสตารท์ ข. พนั ขดลวดเชดเดดโพล ค. พนั ขดลวดอันเชดเดดโพล ง. พนัขดลวดคอมเพนเซนติ้ง 8.การกลับทางหมนุ ของเชดเดดโพลมอเตอรต์ รงกับข้อใด ก. เปดิ วงจรขดลวดเชดเดดโพลดา้ นตรงขา้ ม ข. เปิดวงจรขดลวดอนั เชดเดดโพลดา้ นตรงขา้ ม ค. เปิดวงจรขดลวดเชดเดดโพลด้านเดยี วกัน ง. เปดิ วงจรขดลวดอันเชดเดดโพลด้านเดยี วกนั 9. มอเตอร์ที่สามารถใช้กับระบบไฟฟา้ กระแสสลับและกระแสตรงแรงบิดตอนเริ่มเดินสูง มี คณุ สมบตั ิตรงกับมอเตอรช์ นดิ ใด ก. คาปาซิเตอร์มอเตอร์ ข. เชดเดดโพลมอเตอร์ ค. ยูนิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ ง. รพี ลัช่ันมอเตอร์ 10.โรเตอรข์ องยูยิเวอรแ์ ซลมอเตอรเ์ รยี กอกี อย่างหน่ึงว่าอะไร ก. อาร์เมเจอร์ ข. คอมมิวเตเตอร์ ค. ฟิลเตอร์ ง. เชดเดดโพล 11.อุปกรณท์ ี่นำกระแสไฟฟา้ จากแหลง่ จา่ ยปอ้ นใหก้ ับคอมมิวเตเตอรแ์ ละผ่านไปยงั ขดลวดอาร์ เมเจอร์ คอื อปุ กรณ์ใดในยูนิเวอรแ์ ซลมอเตอร์ ก. คอมมวิ เตเตอร์ ข. สลิปรงิ ค. แปรงถ่าน ง. อารเ์ มเจอร์

12. เพราะเหตใุ ดจงึ เรียกวา่ รีพลัชน่ั มอเตอร์ ก.แรงดงึ ดดู กนัระหวา่ งข้วัแมเ่ หล็กโรเตอรแ์ ละสเตเตอร์ ข.แรงผลักกนั ระหว่างขว้ั แมเ่ หลก็ โรเตอร์และสเตเตอร์ ค.แรงดึงดดู กนรั ะหว่างโครงกับขดลวดสเตเตอร์ ง. แรงผลักกนั ระหว่างโครงกับขดลวดสเตเตอร์ 13. มอเตอรจ์ ะหมุนได้ก็ต่อเมื่อเล่อื นตำแหนง่ แปรงถา่ นทำมุมกับแนวแกนขั้วแมเ่ หล็ก N –S ของสเตเตอรเ์ ปน็ มุมเทา่ ใด ก. 0 – 90 องศา ข. 90 – 180 องศา ค. มากกว่า 0 องศาแต่ไม่ถงึ 90 องศา ง. มากกว่า 0 องศาแตไ่ มถ่ งึ 120 องศา 14. หนาท้ ่ีของขดลวดทดแทนในรีพลัช่ันมอเตอรต์ รงกบขั อ้ใด ก. ทำใหแ้ รงบดิ ขณะสตารท์ สูงขึ้น ข. ทำให้แรงบดิ ขณะทำงานสูงขน้ึ ค. ทำใหค้ ่าเพาเวอรแ์ ฟคเตอรส์ งู ขึ้น ง. ทำให้คา่ เพาเวอรแ์ ฟคเตอรต์ ่ำลง 15. เม่ือเลอื่ นตำแหน่งของแปรงถ่าน ท่วี างสัมผัสกับ ซ่ีคอมมิวเตเตอร์ใหท้ ำมุมกับแนวแกน ขว้ั แม่เหลก็ สเตเตอร์ไปทางซา้ ยมอื รีพลัชั่นมอเตอร์จะหมุนไปในทศิ ทางใด ก. หมุนไปทางซา้ ยมอื โดยมอเตอรห์ มุนตามปกติ ข. หมนุ ไปทางขวามอื โดยมอเตอรห์ มุนตามปกติ ค. หมนุ ไปทางซ้ายมือแต่มอเตอร์รอ้ นผิดปกติ ง. หมุนไปทางขวามอื แต่มอเตอร์ร้อนผิดปกติ 16. การกลบั ทิศทางการหมุนของของคาปาซิเตอร์มอเตอร์ข้อใดกล่าวถกู ตอ้ ง ก. สลับปลายสายระหว่างขดรนั กับขดสตาร์ท ข. สลับปลายสายระหว่างขดรนั กับขดรนั ค. สลบั ปลายสายระหว่างขดสตาร์ทกับขดสตาร์ท ง. ปรับระยะองศาแปรงถา่ นให้อยบู่ นแนวระนาบ

17. การกลับทางหมุนของยนู เิ วอร์แซลมอเตอร์ตรงกบขั อใ้ ด ก. เปดิ วงจรขดลวดเชดเดดโพลดา้ นตรงขา้ ม ข. สลับปลายสายระหว่างขดรันกับขดสตาร์ท ค. กลับกระแสที่ไหลผ่านขว้ั อารเ์ มเจอร์ ง. เปิดวงจรขดลวดคอมเพนเซนต้ิง 18. การกลบั ทิศทางการหมนุ ของของสปลติ เฟสมอเตอรข์ ้อใดกล่าวถูกตอ้ ง ก. สลับปลายสายระหว่างขดรันกับขดสตาร์ท ข. สลับปลายสายระหว่างขดรันกับขดรัน ค. สลบั ปลายสายระหว่างขดรันกับขดสตาร์ท ง. ปรับระยะองศาแปรงถา่ นให้อยนู่ แนวระนาบ 19. สาเหตทุ ่ีมอเตอรย์ ูนเิ วอร์แซลมแี รงบิดต่ำตรงกับขอ้ ใด ก. ตำแหนง่ แปรงถ่านบน อารเ์ มเจอร์ไม่ถกู ต้อง ข. ขดลวดสเตเตอรเ์ ปิดวงจร ค. แปรงถา่ นหมด ง. เซอรก์ ิตเบรกเกอรเ์ ปดิ วงจร 20. สาเหตทุ ี่เชดเดดโพลมอเตอรไ์ มห่ มนุ ตรงกบขั อ้ใด ก. ขดลวดเชดเดดครบวงจร ข. แปรงถา่ นหมด ค. ขดลวดคอมเพนเซนติ้งเปดิ วงจร ง. แบร่ิงมขี นาดเลก็ เกนิ ไป

เฉลยแบบฝกึ หัด 1. ก 2. ค 3. ก 4. ค 5. ข 6. ค 7. ข 8. ก 9. ค 10. ก 11. ค 12. ข 13. ก 14. ค 15. ก 16. ก 17. ค 18. ก 19. ก 20. ก