โกเมศ กาบแก้ว

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ประเภทของสวติ ชค วามดัน สามารถจะแบง ออกเปน 2 ชนิดหลกั ๆ (บรษิ ัทแฟคโตมารท จาํ กดั , 2564ค) ไดแก 2.2.1 สวิตชความดันแบบใชหลักการเคร่ืองกลไฟฟา (electromechanical pressure switch) ที่พบสวนมากจะประกอบดวยสวนของการตรวจจับและสวิตชไฟฟาแบบ snap- actionสามารถใชสวนตรวจจับไดหลายประเภท แตมีส่ิงหนึ่งท่ีเหมือนกัน คือ ส่ิงนี้เคล่ือนท่ีเพ่ือ ตอบสนองตอการเปลี่ยนแปลงของแรงดันในระบบ โดยการเคล่ือนท่ีของมันสงผลโดยตรงตอการเปด และการปดของหนาสมั ผสั ของสวิตชแบบ snap-action มีหลายประเภทดังนี้ 1) สวติ ชค วามดนั แตกตาง (differential pressure switches) สวิตชความดันแตกตา ง จะวา มีความดัน 2 พอรต พอรตหนึ่งสําหรับความดันต่ําและ อีกพอรตสําหรับความดันสูง ทั้งความดันตํ่าและความดันสูงจะไหลเขาไปหาสวนเซ็นเซอรเหมือนกัน กรณีสวิตชแบบไดอะแฟรม เน่ืองจากมีพ้ืนผิวท่ีเทากันในแตละดาน สวิตชจะอยูในภาวะสมดุลเม่ือ ความดันเทากัน เมื่อความดันในดานความดันสูงเพ่ิมขึ้นหรือความดันในดานต่ําลดลง สวนสูบลมจะ เล่ือนข้ึน และความดันแตกตาง ที่ต้ังไวลวงหนาจะเปดใชงานสวิตชไฟฟาชนิดดัดไก (snap switch) ดงั ภาพท่ี 2.25 ภาพที่ 2.25 แสดงโครงสรางภายในของสวติ ชความดันแตกตาง และภาพตวั อยาง ที่มา : (บรษิ ทั แฟค โตมารท จาํ กดั , 2564ค) 2) สวติ ชความดันไดอะแฟรม (diaphragm switches) สวิตชไดอะแฟรม จะใชไดอะแฟรมโลหะท่ีมีรอยเชื่อมเพื่อเปดใชงานสวิตช จะมี พอรตความดันอยู 1 พอรตในตําแหนงดานลาง เมื่อมีการอัดความดันเขาไปจนทําใหไปดันแทบสวิตช ใหเ กดิ การทํางาน ดังภาพที่ 2.26 ภาพท่ี 2.26 แสดงโครงสรางภายในของสวิตชความดันไดอะแฟรม และภาพตัวอยา ง ทม่ี า : (บริษัทแฟคโตมารท จํากดั , 2564ค) 3) สวิตชความดันทอ เบอรดอน (bourdon tube switches) 29

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง สวิตชทอเบอรดอน ใชหลอด bourdon แบบปดผนึกสําหรับการส่ังงานสวิตช ภายในหลอดจะถูกความดันตัดขวางจึงตองเปลี่ยนเปนรูปทรงกลม เมื่อความดันถูดอัดเขาไป สวน ปลายหลอดจะเคลอ่ื นท่ไี ปดนั สวติ ชใหท าํ งาน ดงั ภาพที่ 2.27 ภาพท่ี 2.27 แสดงโครงสรา งภายในของสวิตชค วามดันทอ เบอรด อน และภาพตัวอยา ง ทมี่ า : (บริษทั แฟค โตมารท จาํ กัด , 2564ค) 4) สวติ ชค วามดันลกู สูบไดอะแฟรม (diaphragm piston switches) สวติ ชความดันลกู สูบไดอะแฟรม จะติดตั้งไดอะแฟรมยาง ซึง่ ทําหนาที่เก่ียวกับลูกสูบ ลกู สูบจะทําหนา ทเี่ ปน สวติ ช มีสปริงที่จะผลกั ใหสวิตชทํางาน ดงั ภาพท่ี 2.28 ภาพที่ 2.28 แสดงโครงสรางภายในของสวติ ชความดันลกู สูบไดอะแฟรม และภาพตวั อยา ง ทีม่ า : (บรษิ ัทแฟคโตมารท จาํ กัด , 2564ค) 5) สวิตชค วามดนั ลูกสบู (piston switches) สวติ ชความดันลูกสบู ใชลูกสูบเพื่อเปดใชงานสวิตชโดยตรง ความดันจะถูกอัดเขาไป ดนั สว นลูกสบู จนไปดนั สปรงิ ภายในใหสวิตชทํางาน 30

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพที่ 2.29 แสดงโครงสรา งภายในของสวิตชความดนั ลูกสบู และภาพตัวอยาง ทม่ี า : (บริษัทแฟค โตมารท จาํ กดั , 2564ค) 2.2.2 สวิตชความดันแบบใชหลักการสารกึ่งตัวนํา (solid state pressure switch) สวิตชความดันแบบน้ี อาจมีจุดสวิตชอยางนอยหน่ึงจุด สวิตชนี้ไมเพียงแตเปดและ ปดวงจรสวิตชความดันเทาน้ัน แตยังรวมถึงจอแสดงผลดิจิตอล และใหเอาตพุตแบบอนาล็อกและ ดจิ ติ อล รนุ ท่ีมีในปจจุบันสวนใหญสามารถตั้งโปรแกรมไดอยางสมบูรณและสามารถเช่ือมตอกับ PLC หรือคอมพวิ เตอรได มีพิกัดแรงดันการทํางานและการตอบสนองความถี่ที่หลายหลาก มีความทนทาน ตอการกระแทกและการสั่นสะเทือน มีความแมนยําถึง ± 0.25% เม่ือเปรียบเทียบกับสวิตชความดัน แบบใชหลักการเคร่ืองกลไฟฟาแลว สวิตชความดันแบบสารก่ึงตัวนํา มีอายุการใชงานนานกวามาก ดงั ภาพที่ 2.30 ภาพที่ 2.30 แสดงโครงสรางภายในของสวติ ชค วามดันแบบสารกึง่ ตัวนํา และภาพตวั อยาง ทมี่ า : (บรษิ ทั แฟคโตมารท จํากดั , 2564ค) 2.3 สวติ ชลูกลอย (float Switch) สวิตชลูกลอย เปนอุปกรณที่ใชควบคุมการทํางานของมอเตอรปมนํา โดยอัตโนมัติ ซึ่ง อาศัยการเพิ่มหรือลดของระดับนําในถังเก็บน้ํา กลาวคือ เมื่อระดับน้ําตํ่ามาก จะตอวงจรใหมอเตอร ปม นาํ ทํางานสูบนาํ ข้นึ ไปเก็บไวใ นถงั แตถ านาเต็มถังเกบ็ แลว หนาสัมผสั ของ สวิตชลูกลอยจะตัดวงจร มอเตอร ไมใ หทํางาน ดงั ภาพท่ี 2.31 31

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพท่ี 2.31 ลกั ษณะรปู รา ง และการตอ ใชงานของสวิตชลกู ลอย ที่มา : : (มนตรี กนั ทาสุวรรณ, 2564) 2.4 สวติ ชค วบคมุ การไหล (Flow Switch) เปนอุปกรณควบคุมการไหลของ ของเหลว แกส หรอื อากาศ ที่ไหลผานภายในทอ ดังภาพที่ 2.32 ภาพที่ 2.32 แสดงลักษณะภายนอกของสวิตชควบคุมการไหล ท่ีมา : (สานันท คงแกว , 2556) ดานบนของทอ จะทําการติดต้ังสวิตชควบคุมการไหลไว มีแพดเดิล (Paddle) สอดเขาไปใน ทอลักษณะของแพดเดิล จะเปนแผนกลม เจาะรูไวเพ่ือใหของเหลวไหลผาน ที่สวนปลายอีกดานหนึ่ง ของแพดเดิลจะควบคุมการตดั ตอหนา สมั ผัสของไมโครสวิตช สวติ ชชนิดนี้มีลักษณะการทํางานดังนี้คือ เมือ่ มขี องเหลวไหลเขาสภู ายในทอ ไปปะทะกับแพดเดิล ถาปริมาณของ ของเหลวมีปริมาณมากเกินท่ี กาํ หนดไว กา นของแพดเดิลจะไปกดทําใหหนา สมั ผสั ของไมโครสวิตชต ดั วงจรไฟฟา เปนผลใหมอเตอร หยดุ ทํางาน ถาปรมิ าณของของเหลวตํากวา ท่กี ําหนด กา นของแพดเดิลจะไปควบคุมใหหนาสัมผัสของ ไมโครสสวติ ชต อ วงจรไฟฟา เปนผลใหม อเตอรทํางาน ดังภาพท่ี 2.33 ภาพที่ 2.33 แสดงการติดตงั้ ใชง านสวติ ชควบคมุ การไหล และภาพตัวอยาง ท่ีมา : (บุญเลศิ โพธขิ าํ , 2564) 3. สวติ ชแ มเ หล็ก (magnetic contactor) เปนอุปกรณสวิตชตัดตอวงจรไฟฟา ทํางานโดยอาศัยขดลวดสนามแมเหล็กสรางอํานาจ แมเ หลก็ ไฟฟา ชว ยในการเปด -ปด หนาสัมผัส เพื่อตดั ตอ วงจรไฟฟา 3.1 รีเลยและคอนแทคเตอร (Relay and contactor) รีเลยมีความหมายวา การ 32

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงสงผาน กระแส หรือแรงดันไฟฟาจากสวนหนึ่งของวงจรไปสูอีกสวนหน่ึง ทําใหสามารถควบคุม กําลงั ไฟฟา ในตําแหนง อ่ืน ๆ ของระบบไฟฟาได หนาทข่ี องรีเลยแ ละคอนแทคเตอร รีเลยและคอนแทคเตอร เปนอุปกรณอินพุต เอาทพุท (Input/output devices) ชนิดหนึ่ง โดยกําหนดใหอินพุต เปน กระแสที่จายใหขดลวดสนามแมเหล็ก ทํางาน สวนเอาทพุต เปนการทํางาน ของหนาสมั ผัส หนา ที่ของรเี ลยและคอนแทคเตอร (สานนั ท คงแกว, 2556) มดี ังน้ี 1) ขยายกําลังไฟฟา การขยายกําลังไฟฟา คือ ใชกําลังไฟฟาจํานวนนอยในวงจรควบคุม (control circuit) ใหขดลวดสนามแมเหล็กทํางานเพื่อไปควบคุมการตัดตอกําลังไฟฟาจํานวนมากใน วงจรกําลงั (power circuit) ทําใหส ามารถจา ยกําลังใหก ับโหลดในปริมาณท่มี ากไดต ามท่ีตองการ 2) เปล่ยี นสัญญาณไฟฟา กระแสไฟฟาท่ีปอนเขาขดลวดสนามแมเหล็กและกระแสที่ จาย กําลังใหโหลด จะแยกจากกันโดยเด็ดขาด จึงสามารถใชไฟฟากระแสตรงจายเขาขดลวด สนามแมเหล็ก และตอไฟฟากระแสสลับไปยังโหลดก็ได แบบนี้จะเห็นวา อินพุตเปนสัญญาณไฟฟา กระแสตรง สวนเอาทพตุ เปนไฟฟา กระแสสลบั 3) กลับสัญญาณไฟฟา หนาสัมผัสชนิด N.C. จะตอวงจร เมื่อยังไมทํางานทําให กระแสไฟฟาผานหนาสัมผัสได แตเม่ือทํางานแลว (โดยการจายไฟใหขดลวดสนามแมเหล็ก) จะเปด วงจรตัดกระแส การทาํ งานแบบน้เี รยี กวาการกลับสญั ญาณ (invert) น่ันคือ เมอื่ ยังไมจา ยไฟใหข ดลวดสนามแมเหล็ก อนิ พตุ เปน 0 เอาทพ ตุ เปน 1 เม่ือจา ยไฟใหขดลวดสนามแมเ หลก็ อินพุต เปน 1 เอา ทพ ุต เปน 0 ประเภทของรีเลยและคอนแทคเตอร รีเลยและคอนแทคเตอร มีหลายขนาดและนําไปประยุกตใชงานตางกัน โดยจะมี สวนประกอบพื้นฐานเหมือนกัน และเปนอุปกรณที่หนาสัมผัส เปล่ียนสภาวะทํางานโดยอาศัยอํานาจ แมเหล็กไฟฟาเชนเดียวกัน แบงออกตามลักษณะการใชงานไดเปน 2 ประเภท (สานันท คงแกว, 2556) คอื 1) รีเลยกําลัง (power relay) หรือมักเรียกกันวาคอนแทคเตอร (contactor or magnetic contactor) ใชใ นการควบคมุ ไฟฟากําลงั มขี นาดใหญก วารีเลยธรรมดา 2) รีเลยควบคุม (control relay) มีขนาดเล็กกําลังไฟฟาต่ํา ใชในวงจรควบคุมท่ัวไปท่ีมี กําลังไฟฟาไมมากนัก หรือใชเพื่อการควบคุมรีเลยหรือคอนแทคเตอรขนาดใหญ (auxiliary relay) รีเลยควบคมุ บางทีเรยี กกนั งายๆ วา \"รีเลย\" โครงสรา งของรีเลยและคอนแทคเตอร ประกอบดว ย 1) หนาสัมผัส (contact) หนาสัมผัสของคอนแทคเตอรแบงออกเปน 2 สวน คือ หนาสัมผัสสวนท่ีอยูกับท่ี (stationary contacts) และหนาสัมผัสสวนที่เคล่ือนท่ี (movable contacts) ทําหนาที่ในการผานกระแสไฟฟาเขาไปยังโหลด นอกจากนั้นยังมีหนาสัมผัสชวย (auxiliary contact) เปนหนาสัมผัสขนาดเล็ก ทําหนาทช่ี ว ยการทํางานของวงจรควบคมุ 33

ก. หนาสัมผัสหลัก (main contacts) โดยปกติแลวหนาสัมผัสหลักมี 3 ชุด สําหรับ สง ผา นกาํ ลังไฟฟา 3 เฟสเขา ไปสมู อเตอร หรอื โหลดท่ีใชแรงดันไฟฟา 3 เฟส หนาสัมผัสหลักของคอน แทคเตอรมีขนาดใหญทนแรงดันและกระแสไดสูง หนาสัมผัสหลักเปนชนิดปกติเปด (normally open: N.O. contact) อักษรกํากับ หนาสัมผัสดานแหลงจายคือ 1, 3, 5 หรือ L1, L2, L3 หรือ 11, 12, 13 และดานโหลดคอื 2, 4, 6 หรือ T1, T2, T3 หรือ 21, 22, 23 ข. หนาสัมผัสชวย (auxiliary contacts) หนาสัมผัสชนิดนี้ติดตั้งอยูดานขางท้ัง สอง ดานของตัวคอนแทคเตอร มีขนาดเล็กทนกระแสไดตํ่าทําหนาท่ีชวยการทํางานของวงจร เชน เปน หนาสัมผัสที่ทําใหคอนแทคเตอรทํางานไดตลอดเวลา หรือเรียกวา \"self-holding\" หรือ \"maintaining contact” หนาสัมผัสชวยนี้จะเปนหนาสัมผัสแบบโยกไดสองทาง โดยจะถูกดึงขึ้น-ลง ไปตามจังหวะ การดูด-ปลอยของคอนแทคเตอร อักษรกํากับหนาสัมผัสชวย จะเปน13, 14 สําหรับ คอนแทคเตอรท่ีมี หนาสัมผัสชวยแบบปกติเปด 1 ชุด ถามี N.O. ชุดท่ี 2 จะเปน 23, 24 และ หนา สัมผัสชว ยแบบปกติปด จะมอี กั ษรกาํ กับเปน 31, 32 และ 41, 42 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง สําหรับตัวเลขที่เขียนกํากับไวที่ตัวแมกเนติกคอนแทคเตอรจะเปน (ธนภัทร ไพคํานาม, 2557, หนา 3) ดงั นี้ 1.ตัวเลขเด่ียว 1-2, 3-4, และ 5-6 หมายถึง เมนคอนแทกใชสําหรับตอเขาข้ัวของมอเตอร เนอ่ื งจากทนกระแสไฟฟา ไดส งู 2. ตวั เลขคู 13-14, 23-24, 31-32 และ 41-42 หมายถึง คอนแทกชว ย โดยที่ตัวเลขตัวแรก จะบอกจํานวนหนาสัมผัส สวนตัวเลขตัวท่ีสองจะบอกลักษณะของหนาสัมผัส (1-2 หมายถึง หนาสัมผัสปกติปด (NC) และ 3-4 หมายถึง หนาสัมผัสปกติเปด (NO) ตัวอยางเชน คอนแทกชวย หมายเลข 13-14 หมายถึง คอนแทกชวยชุดที่ 1 มีลักษณะเปน NO หรือคอนแทกชวยหมายเลข 31- 32 หมายถงึ คอนแทกชว ยชดุ ที่ 3 มีลกั ษณะเปน NC ขัว้ ขดลวด สนามแมเ หลก็ หนา สัมผัสหลกั หนาสมั ผสั ชวย ภาพที่ 2.34 แสดงหนา สัมผสั ของรเี ลย ท่มี า : (สานนั ท คงแกว, 2556) ลักษณะหนาสัมผัสของรีเลยและคอนแทคเตอรจะถูกออกแบบมาตามลักษณะกระแสของ โหลดและการใชง าน ตามมาตรฐาน IEC 947-1 (สานนั ท คงแกว, 2556) ไดด ังน้ี AC-1: เปนคอนแทกเตอรท่เี หมาะกับโหลดประเภทความตานทาน 34

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง AC-2: เปนคอนแทกเตอรท เี่ หมาะกบั มอเตอรแบบวาวดโ รเตอร AC-3: เปนคอนแทกเตอรท ี่เหมาะกบั มอเตอรแบบกรงกระรอก AC-4: เปนคอนแทกเตอรทีเ่ หมาะกับมอเตอรแบบกรงกระรอกทม่ี ีใชง านชว งสนั้ ๆ ติดตอกนั AC-5a: เปน คอนแทกเตอรท ใ่ี ชเ ปนสวติ ชส ําหรบั หลอดไฟฟาชนดิ discharge AC-5b: เปน คอนแทกเตอรที่ใชเ ปนสวิตชส าํ หรับ หลอดไฟฟาชนิด incandescent AC-6a: เปน คอนแทกเตอรท ี่ใชเปน สวิตชส าํ หรบั หมอ แปลงไฟฟา AC-6b: เปนคอนแทกเตอรท ใ่ี ชเ ปนสวติ ชสาํ หรบั capacitor banks AC-8a: เปนคอนแทกเตอรที่ใชเปนสวิตชสําหรับ hermetic refrigerant compressor motor control with manual resetting of overload release AC-8b: เปนคอนแทกเตอรท่ีใชเปนสวิตชสําหรับ hermetic refrigerant compressor motor control with automatic resetting of overload release สว นประกอบของรเี ลยแ ละคอนแทคเตอร ภาพที่ 2.35 แสดงสว นประกอบของรเี ลยแ ละคอนแทคเตอร ที่มา : (บริษัทแฟค โตมารท จาํ กัด , 2564ง) สวนประกอบของรีเลยและคอนแทคเตอร แบงออกเปน 4 สวนหลัก (บริษัทแฟคโตมารท จํากัด , 2564ง) คอื (1) แกนเหล็ก (core) แกนเหล็กน้ีผลิตจากแผนเหล็กบาง ๆ นํามาวางซอนกันหลายๆ ชน้ั โดยแผน เหลก็ เหลา น้จี ะถกู เคลือบดวยฉนวนไฟฟา เพื่อปองกันไมใหกระแสไฟไหลวนในแกนเหล็ก ท่ีจะสงผลใหเกิดความรอนภายในแกนเหล็ก แกนเหล็กที่ทําหนาเปนทางเดินของเสนแรงแมเหล็ก ประกอบดวย 2 สว นคือ 1) แกนเหล็กอยูกับที่ (stationary Core) มีขดลวดทองแดงพันรอบอยู และมีวง แหวนบงั (shading Ring) ฝง อยบู นผวิ หนา ของแกนเหล็ก เม่ือทําการจายไฟฟากระแสสลับ AC เขาไป ท่ีขดลวด เสนแรงแมเหล็กจะเปล่ียนสลับไปมา สงผลใหอารเมเจอรเกิดการสั่นไหวตามจังหวะการ เปลี่ยนแปลงเสน แรงแมเหล็ก วงแหวนบัง (shading Ring) จะทําใหเกิดเสนแรงแมเหล็กท่ีตางเฟสกับ เสน แรงแมเหล็กหลกั จึงสามารถชว ยลดการสั่นลงได 35

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 2) แกนเหล็กเคลือ่ นที่ (moving armature) ทาํ จากแผนเหล็กบางอันซอนกันเปน แกน โดยมีชุดหนา สัมผสั เคลือ่ นที่ (moving contact) ยดึ ติดอยู (2) ขดลวด (coil) ขดลวดทํามาจากทองแดง ขดลวดจะถูกพันอยูรอบแกนเหล็กอยูกับ ที่ ทําหนาท่สี รา งสนามแมเหลก็ โดยมขี ้วั ตอ ไฟเขา สัญลักษณ A1- A2 (3) หนาสัมผัส (contact) หนาสัมผัสของแมกเนติกคอนแทคเตอร แบงออกเปน 2 สว น คือ 1) หนาสัมผัสหลัก (main contact) ทําหนาท่ีตัด-ตอกระแสไฟฟาในวงจรกําลัง (Power Circuit) เขาสูโหลด ซ่ึงมีขนาดกระแสไฟฟาท่ีมากกวา หนาสัมผัสน้ีจึงมีขนาดใหญกวา แบง ออกเปน 2 สวน คือ หนาสัมผัสอยูกับที่ (stationary contact) หนาสัมผัสสวนน้ีจะถูกยึดติดอยูกับ โครง (mounting) ของแมกเนติก สวนนี้จะเปนสวนที่เชื่อมตอกับสายตัวนําไฟฟาทั้งดานเขาและดาน ออก และหนาสัมผัสเคล่ือนที่ (movable contact) หนาสัมผัสสวนน้ีจะถูกยึดอยูกับสวนแกนเหล็ก เคล่อื นที่ โดยมตี วั รองรบั ทวี่ ัสดุเปนฉนวนไฟฟา เปน ตัวยดึ เขาดว ยกนั 2) หนาสัมผัสชวย (auxiliary contact) หนาสัมผัสสวนนี้มีขนาดของชุด หนาสัมผัสเล็กกวาหนาสัมผัสหลัก รองรับกระแสไฟฟาไดนอยกวา ถูกนําไปใชงานในวงจรควบคุม (control circuit) หนาสัมผัสชนิดนมี้ ที ั้งแบบติดต้งั อยูในตวั แมกเนติกเลย หรอื แบบติดตั้งแยกตางหาก ท่ีนํามาประกอบเขากับแมกเนติกเพิ่มไดภายหลัง โดยแบบติดต้ังแยกจะไดรับความนิยมมากกวาแบบ ตดิ ตง้ั อยใู นตัว และสามารถติดตั้งไดท้ังดานขางหรือดานบนของแมกเนติก คอนแทคเตอร หนาสัมผัส ชวยน้ีแบงออกเปน 2 ชนิด หนาสัมผัสปกติเปด (normally open : NO) และหนาสัมผัสปกติปด (normally close : NC) (4) สปรงิ (spring) เปนสปรงิ แบบชนิดสปรงิ กด (pressure spring) โดยสปริงในแมกเนติก คอนแทคเตอร มี 2 ชุด คือ 1) สปริงดันแกนเหล็ก สปริงกันแกนเหล็กหรือสปริงดันอารเมเจอร คือ สปริงท่ีทํา หนา ที่ดันแกนเหลก็ ทงั้ 2 สว นใหแ ยกจากกนั เม่ือไมม ีการจายไฟเขาขดลวดสรางสนามแมเหล็ก เปนผล ใหห นา สัมผสั แยกออกจากกนั สปรงิ สวนนจี้ ะมีขนาดใหญที่สุด 2) สปริงดันหนาสัมผัส คือ สปริงท่ีติดตั้งอยูกับหนาสัมผัส (สวนท่ีเคล่ือนท่ี) ติดตั้งอยู ดา นหลงั ของหนา สัมผัส ทําหนาทค่ี อยดันใหห นา สัมผสั แนบสนทิ กับหนาสัมผัสสวนที่อยูกับที่ และเปน ตัวซมึ ซับแรงกระแทกระหวา งหนา สมั ผัส เพอื่ ไมใ หห นา สมั ผัสเกดิ ความเสียหาย (บรษิ ทั แฟคโตมารท จํากดั , 2564) 4. อุปกรณหนว งเวลา รีเลยหนว งเวลา (time delay relay) เปนอุปกรณท ่หี นาสัมผัสทํางานตามเวลาที่กําหนดให บางคร้ังเรียกส้ัน ๆ วา ไทมเมอร (timer) แบงตามลักษณะการหนวงเวลาของหนาสัมผัส ได 2 แบบ (ธวชั ชัย อตั ถวิบูลยกุล ประสทิ ธ์ิ นางทิม และอุทัย มัน่ วงศ, 2556, หนา18) คือ 36

ก) หนวงเวลาหลังจากจายไฟเขา (on delay) เม่ือจายไฟเขารีเลยตั้งเวลาหนาคอน แทคจะอยูในสภาพเดิมกอ น เมอื่ ครบกําหนดเวลาท่ีต้ังไวแลว หนาคอนแทคจึงจะเปล่ียนสภาพไปเปน สภาวะตรงขามและจะคางอยูในตําแหนงนัน้ จนกวาจะหยุดการจายไฟเขา รเี ลย หนาคอนแทคจึงกลับสู สภาพเดิม ข) หนวงเวลาหลังจากตัดไฟออก (off delay) เมื่อจายไฟเขารีเลย หนาคอนแทคจะ เปลยี่ นสภาพไปเปน สภาวะตรงขา มทนั ที หลังจากตดั ไฟออกจากรีเลยต้ังเวลาแลว จงึ เร่มิ หนวงเวลาเมื่อ ครบกําหนดเวลาท่ตี ้ังไว หนาคอนแทคจะกลบั สูสภาพเดิม มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ก. หนวงเวลาหลังจากจายไฟเขา (on delay) ข) หนวงเวลาหลังจากตดั ไฟออก (off delay) ภาพที่ 2.39 แสดงรเี ลยหนว งเวลา ที่มา : (ภาพโดยผเู ขยี น, 2564, มกราคม 16) ภาพท่ี 2.36 แสดงการวางตําแหนง ขารีเลยห นวงเวลาดว ยอเิ ลก็ ทรอนกิ ส ที่มา : (สานันท คงแกว, 2556) อปุ กรณแ สดงสญั ญาณ (signal devices) เปนอุปกรณท่ีใชแสดงหรือแจงเตือนสภาวะการทํางานของระบบควบคุมมอเตอรไฟฟา จะ แสดงดว ยอปุ กรณ 2 ชนิด คือ หลอดสญั ญาณ และ ไซเรน 1. หลอดสญั ญาณ (signal lamp) เปนอุปกรณใหแสงสวางเปนสัญญาณ แจงสถานะบอกใหผูใชงานระบบทราบการทํางาน ของระบบ โดยที่สถานะท่ีใชในทั่ว ๆ ไป เชน แสดงการทํางาน การหยุดทํางาน การแจงเตือนความ ผดิ ปกติ (alarm) การเกดิ ภาระเกิน (over load) การเปด หรอื ปด ระบบ ไฟแสดงเฟสระบบไฟฟา และ อ่ืน ๆ กําหนดความแตกตางของสัญญาณดวยสีของแสงที่ ผานเลนสฝาครอบ โดยกําหนดใหหลอดสี แดง สม หรือเหลือง เปนสัญญาณแสดงความผิดปกติของ ระบบ สวนหลอดสีอ่ืน ๆ แสดงสภาวะการ 37

ทํางานตาง ๆ ท่ัว ๆ ไปมี 2 แบบ คือ หลอดไพลอต (pilot lamp) ซึ่งสามารถตอกับระบบไฟฟา 220 โวลตไ ดโดยตรง และหลอดไส ขนาด 6 โวลต ตัวเรือน ดานหลังจะมีหมอแปลงทําหนาที่แปลงแรงดัน ระบบใหเ หลือ 6 โวลตเ ทา กับท่หี ลอดตองการ ประเภทของหลอดสญั ญาณ สามารแบงออกไดเ ปน 2 แบบ (บรษิ ทั แฟคโตมารท จํากดั , 2564จ) ดงั น้คี ือ 1.1 แบง ตามการตดิ ตง้ั 1) แยกประกอบไมได ประเภทน้ีจะถูกประกอบเรียบรอยมาต้ังแตโรงงานผลิต ไพลอตแลมป ประเภทน้จี ะใชเ วลาตดิ ตัง้ นอยเหมาะสําหรบั ผูท่ตี องการความรวดเร็วตอนติดต้ังหรือลด ข้ันตอนในการตดิ ตง้ั แตม ขี อ เสียตรงที่หากหลอดไฟเสียแลว สําหรับการเปล่ียนหลอดไฟใหมนั้นจะทํา ไดยากหรอื บางคร้ังจะตองเปลี่ยนยกชุดเลย ขอ ดีคอื ราคาจะถกู กวาแบบแยกประกอบ 2) แยกประกอบได ประเภทน้ีเน่ืองจากเปนแบบแยกประกอบทําใหมีขอดีตรงท่ี หากมีสวนใดสวนหนึ่งชํารุดก็สามารถเปล่ียนเฉพาะสวนน้ันไป เชนถาสวนของหลอดไฟเสีย สามารถ เปลี่ยนไดอยางรวดเรว็ และงา ยอีกดวยโดยทาํ การถอดเฉพาะสวนของหลอดไฟออกมาเทานั้น แตราคา ของไพลอตแลมปแ บบนี้จงึ มีราคาท่ีแพงกวา แบบแยกประกอบไมไดอ ยเู ล็กนอ ย มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 1) หลอดสญั ญาณแยกประกอบไมไ ด 2) หลอดสัญญาณแยกประกอบได ภาพที่ 2.37 ประเภทของหลอดสญั ญาณแบงตามการติดต้ัง ที่มา : (บริษัทแฟคโตมารท จาํ กัด , 2564จ) 1.2 แบง ตามการทาํ งาน 1) แสดงสถานะเพียงอยา งเดียง แบบน้จี ะมีเพียงหลอดไฟแสดงสถานะเทาน้ัน ไม มปี ุมกด ไมมีเสยี งเตอื น การแจงเตือนจะถูกแสดงดวยหลอดไฟ LED ที่อยูภายในไพลอตแลมป โดยมีสี ใหเลือกหลายสีทั้งสีแสง สีเขียว สีเหลือง สีน้ําเงิน ราคาไพลอตแลมปแบบนี้มีราคาไมแพง ตัวอยาง การใชงาน เชน ติดตงั้ บนตูค วบคมุ มอเตอรไ วแ สดงการทํางานของมอเตอร 2) แสดงสถานะพรอมเสียงเตือน แบบน้ีจะมีลักษณะพิเศษคือ มีเสียงเตือนพรอม กับไฟ LED การติดต้ังไพลอตแลมปประเภทน้ีมีการใชน็อตพิเศษเพ่ือยึดตัวไพลอตแลมปเขากับแผง ควบคมุ มีฟง กช ั่นท่ีครบในตัว เหมาะสําหรับผูที่ตอ งการใชง านแบบพเิ ศษ 38

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 1) หลอดสญั ญาณแสดงสถานะเพยี งอยา งเดียง 2) หลอดสัญญาณแสดงสถานะพรอ มเสยี งเตือน ภาพที่ 2.38 ประเภทของหลอดสัญญาณแบง ตามการทํางาน ที่มา : (บริษทั แฟคโตมารท จาํ กัด, 2564จ) 2. ไซเรน (siren) ถาหากใชหลอดสัญญาณเปนอุปกรณแสดงสัญญาณ วางอยูในตําแหนงท่ีผูปฏิบัติงานไม สามารถมองเห็นได เสียงจากไซเรนจึงเปนทางเลือกหนึ่งที่สามารถใชงานแทนแสงสวางจากหลอด สญั ญาณได โดยปกตไิ ซเรนจะใชในกรณีระบบควบคมุ ขดั ของเทาน้ัน ภาพท่ี 2.39 ลกั ษณะภายนอกของไซเรน ทม่ี า : (ภาพโดยผูเขยี น, 2564, มกราคม 16) บทสรปุ อุปกรณในการควบคุมมอเตอรเปนสวนประกอบที่สําคัญที่ใชในการควบคุมกําลังไฟฟาที่ สงไปยังมอเตอร ใหทํางานไดตามท่ีตองการ แบงเปน 4 ประเภท คือ อุปกรณปลดวงจร อปุ กรณป องกนั อปุ กรณค วบคมุ และอุปกรณแ สดงสญั ญาณ อุปกรณปลดวงจร ทําหนาท่ีในการปลดวงจรมอเตอรในกรณีฉุกเฉินหรือทําการซอมแซม บํารุงรักษามอเตอร ซึ่งจะตองมีลักษณะดังนี้ คือสามารถตัดวงจรขณะมีโหลดได เปนชนิดใชกับโหลด ตัวเหน่ียวนํา เนื่องจากโหลดมอเตอรเปนโหลดประเภทเหน่ียวนําจะมีกระแสสูง และสามารถทน กระแสลัดวงจรสูงสุด ณ จุดติดตั้งไดโดยทั่วไปนิยมใชเซอรกิตเบรกเกอร หรือสวิตชตัดตอนขณะมี โหลด เปน เคร่ืองปลดวงจรมอเตอร อุปกรณปองกัน เปนอุปกรณที่ไดรับการออกแบบใหปองกันไมใหเกิดความเสียหายจาก ความผดิ ปกตใิ นวงจรมอเตอร ความผิดปกติ ซ่งึ จะหมายถึงกระแสเกนิ (Over current) และโหลดเกิน (Overload) สามารถเกิดขึ้นไดท ้งั ในวงจรไฟฟาทั่วไปและในวงจรควบคุมมอเตอร อุปกรณควบคุม เปนอุปกรณหรือชุดอุปกรณที่ทําหนาท่ีในการบังคับใหมอเตอรเดินหรือ หยุดเดนิ ได และในบางกรณีอปุ กรณควบคมุ มอเตอรกส็ ามารถใชในการปรับความเร็วรอบของมอเตอร ไดดวย ซึง่ โดยท่ัวไปกจ็ ะเปน สวติ ชตาง ๆ ทใ่ี ชใ นการเปด-ปดวงจร หรอื ตัด-ตอ วงจร อุปกรณแสดงสญั ญาณ เปน อุปกรณท่ใี ชแสดงหรือแจง เตอื นสภาวะการทํางานของระบบ ควบคุมมอเตอรไฟฟา จะแสดงดวยอปุ กรณ 2 ชนิด คอื หลอดสญั ญาณ และ ไซเรน 39

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงแบบฝกหดั ทา ยบทเรียน 1. อปุ กรณในการควบคุมมอเตอรมีหนา ที่อะไร แบงออกเปน กี่ประเภทอะไรบาง 2. จงบอกหนาทแ่ี ละอธิบายหลกั การทาํ งานของอปุ กรณปลดวงจร 3. จงบอกหนาที่และอธบิ ายหลักการทํางานของอุปกรณปองกัน 4. จงบอกหนา ที่และอธบิ ายหลักการทํางานของอุปกรณควบคมุ มอเตอร 5. จงบอกหนาท่ีของอปุ กรณแสดงสัญญาณ เอกสารอางองิ กิจจา แกนศริ ิ. (2550). การควบคมุ เคร่ืองกลไฟฟา . กรุงเทพมหานคร : สาํ นกั พมิ พเ อมพันธจ าํ กดั . ธนภัทร ไพคาํ นาม. (2557). การควบคมุ มอเตอรไฟฟา . กรงุ เทพมหานคร : แม็คเอ็ดดูเคช่นั . ธนาทรพั ย สุวรรณลกั ษณ. (2558). การควบคมุ มอเตอรไ ฟฟา. บทเรียนออนไลน คนเม่ือ 19 กมุ ภาพนั ธ 2558 จาก http://edu.e-tech.ac.th/mdec/learning/ e-web/sara010.html บรษิ ัทแฟคโตมารท. (2564ก). คมู ือเซอรก ติ เบรกเกอร. ออนไลน คน เม่ือ มกราคม 25, 2564, จาก https://mcusercontent.com/969d54d965d5d231d4c22bfec/files/ e8342e38-df5d-4b04-83d3-9e64804e2acc/Motor_Protection_Circuit _Breaker_Manual_02.01.pdf . (2564ข). คูมอื สวิตชปุมกด. ออนไลน คน เมื่อ มกราคม 25, 2564, จาก https://mcusercontent.com/969d54d965d5d231d4c22bfec/files/ 6d6dd3fa-f105-4c64-a3e2-809d8b344abc/Push_Button_Manual.pdf . (2564ค). คูมอื แมกเนติก คอนแทคเตอร. ออนไลน คนเม่ือ มกราคม 25, 2564, จาก https://mcusercontent.com/969d54d965d5d231d4c22bfec/files/ de7fd89f-e9ab-4913-86a2-aa59af52be8c/Magnetic_Contactor_Manual_02.pdf . (2564ง). คมู อื สวติ ชค วบคุมความดนั . ออนไลน คนเมื่อ มกราคม 25, 2564, จาก https://mcusercontent.com/969d54d965d5d231d4c22bfec/files/ 71fd5b04 -482e-43ab-932a-7a615306bcfb/Pressure_Swtich_Manual.pdf บุญเลิศ โพธขิ าํ . (2564). มอเตอรไ ฟฟาและการควบคุม. ออนไลน คน เมื่อ มกราคม 28, 2564, จาก http://itech.npu.ac.th/plan_,tqf/fileplan /150320171506_09.pdf ประสทิ ธ์ิ พิทยพฒั น. (2563). การออกแบบระบบไฟฟา . พิมพครงั้ ท่ี 8 , กรุงเทพฯ : โชตอิ นันต คลเี อชัน่ . มนตรี กันทาสวุ รรณ. (2564). การควบคมุ มอเตอรไ ฟฟา. ออนไลน คนเม่ือ มกราคม 28, 2564, จาก https://ivenr2.ac.th/wp-content/uploads/2020/08/ เผยแพร 40

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง -อ.มนตรี กันทาสวุ รรณ.pdf ลือชยั ทองนลิ . (2542). การออกแบบและตดิ ตัง้ ระบบไฟฟา ตามมาตรฐานของการไฟฟา . กรุงเทพฯ : สมาคมสง เสริมเทคโนโลยี (ไทย-ญ่ีปุน). สานันท คงแกว . (2556). การควบคุมเครื่องกลไฟฟา . ออนไลน คนเมื่อ มกราคม 16, 2556, จาก http://www.freewebs.com/epowerdata4/motorcontrol.html. 41

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง แผนบรหิ ารการสอนประจาํ บทที่ 3 หวั ขอ เนือ้ หา 1. บทนํา 2. สัญลกั ษณทใ่ี ชในการควบคุม 3. แบบที่ใชเขียนวงจรควบคุม วตั ถปุ ระสงคเ ชิงพฤติกรรม หลงั จากจบการเรียนการสอนบทนีแ้ ลว ผเู รียนควรมคี วามสามารถดงั ตอไปนี้ 1. บอกสัญลกั ษณของอุปกรณค วบคมุ มอเตอรไฟฟาตามมาตรฐาน DIN, IEC และ ANSIได 2. อธิบายหลกั การเขยี นแบบควบคุมมอเตอรไ ฟฟาแบบงานจริงได 3. อธิบายหลกั การเขียนแบบควบคมุ มอเตอรไฟฟา แบบแสดงการทาํ งานได 4. อธิบายหลกั การเขียนแบบควบคุมมอเตอรไ ฟฟา แบบประกอบการติดตงั้ ได วิธีการสอนและกจิ กรรมการเรยี นการสอน 1. วิธกี ารสอน 1.1 บรรยาย 1.2 ถามตอบ 1.3 กจิ กรรมกลุมยอ ย 1.4 การปฏบิ ัติ 1.5 การแกป ญ หา 2. กิจกรรมการเรยี นการสอน ใชวิธีการจดั กจิ กรรมการเรียนการสอนแบบ MIAP ดังนี้ 2.1 ข้ันสนใจปญ หา (motivation) นาํ เขาสูบทเรียนดวยประเดน็ ปญ หาท่ีนาสนใจ 2.2 ขนั้ ศกึ ษาขอมลู (information) ศกึ ษาและทาํ การเกบ็ รวบรวมขอ มลู เพื่อแกป ญหา 2.3 ข้นั นาํ ขอมลู มาใช (application) นําความรูหรือทักษะที่ไดรบั มาใชในการแกปญ หา 2.4 ขั้นประเมนิ ผลสาํ เรจ็ (progress) ตรวจสอบและตรวจปรบั ผลงานของผูเรยี น ส่ือการเรยี นการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวิชา ET62619 การควบคมุ มอเตอรไฟฟา 2. งานนําเสนอเพาเวอรพ อยต 47

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 3. ชดุ ทดลองการควบคุมมอเตอรไ ฟฟา 4. แบบทดสอบทา ยบทเรียน การวดั ผลและประเมนิ ผล 1. สังเกตพฤติกรรมการเรยี นและความสนใจ 2. สังเกตจากการสนทนา ซกั ถาม และการแสดงความคิดเหน็ 3. การทาํ ใบงาน และแบบฝกหดั ทายบท 4. การทาํ แบบทดสอบทา ยบท บทท่ี 3 สญั ลกั ษณแ ละแบบทใี่ ชในวงจรควบคุม บทนํา เนื่องจากการควบคุมมอเตอรไฟฟาจะตองนําอุปกรณตาง ๆ มาประกอบรวมกันเปนวงจร เพื่อใหมอเตอรทํางานไดตามท่ีตองการ ซึ่งอุปกรณจะมีอยูดวยกันหลายอยาง ดังนั้นในการที่จะทํา ความเขาใจการทํางานของวงจรควบคุม หรือการออกแบบวงจรควบคุม ใหผูใชงานเขาใจไดงายและ 48

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงผูออกแบบสามารถออกแบบและเขียนแบบไดสะดวกขึ้น จึงไดมีการกําหนดสัญลักษณเพ่ือเปนแทน ของอปุ กรณท ่ใี ชใ นการควบคมุ ตาง ๆ และตอรว มกนั เปนวงจรตามรปู แบบทใี่ ชใ นวงจรควบคุมมอเตอร สัญลักษณท่ีใชใ นการควบคมุ สัญลักษณในงานควบคุม หมายถึง เคร่ืองหมายที่กําหนดขึ้นใชแสดงแทนตัวอุปกรณการ ควบคมุ เพื่อประโยชนใ นการเขยี นวงจรการควบคุมใหเขาใจตรงกันระหวางผูเขียนแบบและผูอานแบบ หรือผูปฏิบัติงาน จึงกําหนดเปนมาตรฐานขึ้น มาตรฐานท่ีนิยมใชในงานควบคุมเคร่ืองกลไฟฟา (ไวพจน ศรีธัญ, 2548, หนา 2) มีดงั น้ี 1. DIN = Deutsches Institute Für Normung e.V. หมายถึง มาตรฐานการออกแบบ ของประเทศเยอรมนั 2. IEC = International Electrotechnical Commission หมายถึง มาตรฐานสากลทาง ไฟฟา นานาชาติ 3. ANSI = American National Standard Institute หมายถึง มาตรฐานการออกแบบ ของประเทศสหรฐั อเมรกิ า/แคนาดา 4. SI (System International of Unit) หมายถึง ระบบของหนวยมาตรฐานนานาชาติ โดยทั่วไปนยิ มเรียกวา ระบบเอสไอ โดยรายละเอียดของสัญลักษณอุปกรณไฟฟาที่ใชสําหรับการควบคุมมอเตอรไฟฟาตาม มาตรฐานทนี่ ิยมใชในงานควบคุมเครอ่ื งกลไฟฟาแสดงไดดังตารางที่ 3.1 และ 3.2 ตามลาํ ดับดังนี้ ตารางท่ี 3.1 เปรยี บเทียบสัญลกั ษณอ ปุ กรณไ ฟฟาทีใ่ ชส ําหรบั การควบคุมมอเตอรไ ฟฟา 49

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ที่มา (มนตรี กันทาสวุ รรณ, 2564) ตารางที่ 3.1 เปรียบเทียบสัญลกั ษณอุปกรณไฟฟาที่ใชส ําหรบั การควบคุมมอเตอรไฟฟา (ตอ) 50

ที่มา (มนตรี กันทาสุวรรณ, 2564)มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ตารางที่ 3.1 เปรียบเทียบสัญลกั ษณอุปกรณไฟฟาที่ใชส ําหรบั การควบคุมมอเตอรไฟฟา (ตอ) 51

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงท่มี า (มนตรี กนั ทาสวุ รรณ, 2564) ตารางที่ 3.2 สัญลกั ษณอ ปุ กรณต า ง ๆ ตาม DIN 40713 และ DIN 40703 52

ตารางที่ 3.2 สญั ลักษณอุปกรณต า ง ๆ ตาม DIN 40713 และ DIN 40703 (ตอ )มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 53

ตารางที่ 3.2 สัญลักษณอ ุปกรณตาง ๆ ตาม DIN 40713 และ DIN 40703 (ตอ )มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ทมี่ า (อํานาจ ทองผาสกุ และวทิ ยา ประยงคพันธ, ม.ป.ป., 7-8) 54

ตารางที่ 3.3 อักษรเขียนกํากับขัว้ มอเตอรและสายเมนตามมาตรฐาน DIN 42401 มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ที่มา (อาํ นาจ ทองผาสกุ และวทิ ยา ประยงคพ นั ธ, ม.ป.ป., 11) แบบที่ใชเขียนวงจรควบคุม 55

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง แบบท่ีใชในการเขียนแบบ และการออกแบบวงจรในการควบคุมมอเตอรใหทํางานไดตาม ความตองการ สําหรับงานควบคุมมอเตอร มีอยูดวยกันหลายรูปแบบหลายมาตรฐาน เชน มาตรฐาน ของประเทศสหรัฐอเมริกา และ แคนาดา มาตรฐานของประเทศเยอรมัน เปนตน ในบางครั้งอาจจะ พบวา การเขยี นแบบอาจจะรวมเอา รปู แบบการเขยี นทแี่ ตกตา งกันหลายรูปแบบรวมเขาไวดวยกัน แต สิ่งที่สําคัญก็คือการเขียนแบบ ตองสามารถแปลความหมายใหเปนที่เขาใจไดถูกตองตรงกันท้ัง ผูออกแบบและผูที่นาํ แบบไปใช 1. มาตรฐานเยอรมนั (deutsches institute fur normung: DIN) การเขียนแบบตามมาตรฐานเยอรมันเปนแบบที่เขียนดวยแผนผัง หรือผังงาน แบงออกได เปน 4 แบบคือ 1.1 แบบวงจรสายเดียว (one-line diagram) เปนวงจรแสดงการทํางานของวงจร ควบคมุ ทเ่ี ขยี นวงจรดว ยเสนเพียงเสนเดียว มีจุดประสงคเพ่ือบอกอุปกรณหลักที่ใชในวงจรกําลัง และ บอกจาํ นวนวงจรกําลงั หรอื มอเตอรไฟฟาที่มีอยูท้ังหมดในวงจร โดยละเวนการแสดงวงจร ควบคุม ผู ท่จี ะเขาใจวงจรนไี้ ดด ตี องเปนผูทมี่ คี วามชํานาญเทา นน้ั ภาพที่ 3.1 แสดงแบบวงจรสายเดยี ว ที่มา (ไชยชาญ หนิ เกิด, 2560, หนา 252) 1.2 แบบงานจริง (working diagram) การเขียนแบบลักษณะนี้จะแสดงการทํางาน ทั้งหมดของวงจรท้ังวงจรกําลัง และวงจรควบคุมโดยการเขียนรวมกันอยูในวงจรเดียวกัน เพื่อแสดง การทํางานและความสมั พันธระหวางวงจรทั้งสอง การเขยี นสวนประกอบของอปุ กรณใ ด ๆ จะเขยี น เปนช้ินเดียวไมแยกออกจากกัน และสายตาง ๆ จะตอกันที่จุดเขาสายของอุปกรณเทาน้ัน ซ่ึง เหมอื นกบั ลกั ษณะของงานจรงิ ๆ 56

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ภาพที่ 3.2 แสดงแบบงานจรงิ ทม่ี า (ไชยชาญ หินเกิด, 2560, หนา 251) 1.3 แบบแสดงการทํางาน (schematic diagram) เปนแบบแผนผังสําหรับออกแบบ การทํางานหรืออธิบายการทํางาน แบงตามลักษณะวงจร ออกไดเปน 2 แบบ คือ วงจรกําลัง และ วงจรควบคุม 1) วงจรกําลัง (power circuit) เปนวงจรที่นาํ เอาแตเฉพาะสว นของวงจรกําลังที่ จาย กําลังไฟฟา เขาสมู อเตอรม าเขยี นเทา นน้ั ละเวนการเขียนวงจรควบคุม โดยปกติแลว จะมีแตเ พียง ฟวส หรอื เซอรกติ เบรกเกอรซึ่งเปน อปุ กรณป องกันกระแสเกินในวงจรกําลัง (F1) คอนแทกเตอร (K1) และ หนาสมั ผสั หลัก (main contact) โอเวอรโหลดรเี ลย (ตดั สวนทเ่ี ปนหนา สมั ผสั ออก) และมอเตอร 2) วงจรควบคมุ (control circuit) เปนวงจรแสดงลําดบั การทํางานของอุปกรณ โดย เร่มิ ต้งั แตส ายเมนจายกาํ ลงั ไฟฟา เขาสูฟว ส หนา สมั ผสั ของโอเวอรโหลด, สวติ ชปุมกดปกติปด (N.C.) หรอื สวิตชปด (OFF) สวิตชปมุ กดปกตเิ ปด (N.C.) หรือสวิตชเปด (ON) และเรอื่ ยลงไปจนถึง ขดลวด (Coil) ของคอนแทกเตอร และเขา สูส ายนวิ ตรอน วงจรท้ังหมดน้ีไลเรยี งลําดับกันต้งั แต บนสุด จนถงึ ลางสุด วงจรแสดงการทํางานน้ี มีประโยชนมากในการออกแบบการทํางาน และ ตรวจสอบการ ทํางานของวงจร 57

ภาพที่ 3.3 แสดงแบบการทาํ งาน ก. วงจรกําลงั ข.วงจรควบคุมมหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ที่มา (ไชยชาญ หินเกิด, 2560, หนา 252) 1.4 แบบวงจรเดินสายติดต้ัง (constructional wiring diagram) เปนแบบวงจร แสดงการเดินสายไฟฟาท้ังวงจรควบคุมและวงจรกําลัง แบบแผนผังของวงจรจะแสดงการเดินสาย ระหวา งภายผูต ิดตัง้ อุปกรณไ ปยังมอเตอร แผงควบคุม และอุปกรณอ่ืน ๆ สายท่ีตอเช่ือมโยงระหวางตู และแผงอปุ กรณอ ่ืน ๆ แสดงโดยใชวงจรสายเดยี ว และมีโคด กาํ กับวาสายจุดน้ันตอไปเขากับจุดใดของ แผงนน้ั ๆ เชน แผงตอสาย (Terminal) X2 ทจี่ ดุ 5 จะเดินไปตอกบั แผงตอสาย X3 จุดท่ี 1 เปนตน 58

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ภาพที่ 3.4 แสดงแบบวงจรเดินสายติดตั้ง ทีม่ า (ไชยชาญ หนิ เกิด, 2560, หนา 253) 2. มาตรฐานอเมริกนั (American national standard institute: ANSI) มาตรฐานอเมริกัน แบง การเขียนแบบวงจรออกเปน 2 แบบ คอื ไวริ่งไดอะแกรม (wiring diagram) และแลดเดอรไดอะแกรม (ladder diagram) 2.1 ไวรงิ ไดอะแกรม (Wiring diagram) เปนแบบทีเ่ ขยี นรวมทง้ั วงจรกาํ ลงั และวงจร ควบคมุ เขาดว ยกัน ภาพที่ 3.5 แสดงแบบวงจรไวริง่ ไดอะแกรมการเริม่ เดินมอเตอร 3 เฟส แบบ DOL ที่มา (สานันท คงแกว , 2556) 2.2 แลดเดอรไ ดอะแกรม (ladder diagram) เปนแบบท่เี ขยี นรวมทัง้ วงจรกําลัง และ วงจรควบคมุ เขา ดว ยกนั 59

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ภาพท่ี 3.6 แสดงวงจรควบคุมแบบแลดเดอรไดอะแกรมการเริม่ เดนิ มอเตอร 3 เฟส ท่ีมา (สานันท คงแกว , 2556) บทสรปุ สญั ลกั ษณใ นงานควบคมุ เปนเครอ่ื งหมายทีก่ ําหนดข้ึนใชแสดงแทนตัวอุปกรณการ ควบคุม เพื่อประโยชนในการเขียนวงจรการควบคุม เพื่อใหเขาใจตรงกัน ระหวางผูเขียนแบบและ ผูอานแบบ หรอื ผปู ฏิบัติงาน มาตรฐานท่ีใชในงานควบคุมมอเตอรไฟฟา ไดแก DIN (Deutsches Institute Für Normung) หมายถึง มาตรฐานการออกแบบของ ประเทศเยอรมัน IEC (International Electrotechnical Commission) หมายถึง มาตรฐานสากลทาง ไฟฟานานาชาติ ANSI (American National Standard Institute) หมายถึง มาตรฐานการออกแบบ ของประเทศสหรัฐอเมริกา/ แคนาดา SI (System International of Unit) หมายถึง ระบบของหนวยมาตรฐานนานาชาติ โดยทั่วไปนิยมเรยี กวา ระบบเอสไอ การเขียนแบบควบคุมมอเตอรไฟฟา แบงออกเปน 4 แบบ ดังน้ี แบบงานจริง (working diagram) การเขียนแบบวงจรนจ้ี ะเขียนเหมอื นกับลักษณะงานจริง สวนประกอบของอุปกรณในวงจร จะเขียนช้ินเดียวไมแยกออกจากกันแบบแสดงการทํางาน (schematic Diagram) แบบแสดงการ ทํางานแบงตาม ลักษณะวงจรไดเปน 2 แบบ คือวงจรกําลัง (power circuit) วงจรควบคุม (control circuit) แบบสายเดียว (one line diagram) แบบสายเดียว เปน วงจรแสดงการทํางานของวงจรกําลัง อีกแบบหน่ึง แตเขียนวงจรอยางงาย ๆ ดวยสายเสนเดียว และแบบวงจรเดินสายติดต้ัง (constructional wiring diagram) เปนแบบวงจรแสดง การเดินสายไฟฟาทั้งวงจรควบคุมและวงจร กําลัง แบบแผนผังของวงจรจะแสดงการเดินสายระหวาง ภายผูติดต้ังอุปกรณ ไปยังมอเตอร แผง ควบคมุ และอปุ กรณอ ่นื ๆ 60

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงแบบฝก หัดทา ยบทเรียน ใหต อบคําถามตอ ไปน้ี 1. จากสัญลักษณท่กี าํ หนดใหจงบอกมาตรฐานและความหมายของสญั ลักษณใ นตารางดานลาง 2. แบบงานจริง (schematic diagram) มีลกั ษณะทส่ี าํ คญั อยา งไร 3 .แบบแสดงการทํางาน (schematic diagram) มีลักษณะทส่ี าํ คญั อยางไร 4. แบบสายเดียว (one line diagram) มีลักษณะทสี่ าํ คัญอยางไร 5. แบบวงจรเดินสายตดิ ต้งั (constructional wiring diagram) มลี กั ษณะท่ีสาํ คญั อยางไร 61

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงเอกสารอา งองิ ไชยชาญ หนิ เกิด. (2560). มอเตอรไ ฟฟา และการควบคุม. กรุงเทพมหานคร : สมาคมสงเสรมิ เทคโนโลยี (ไทย-ญ่ปี ุน). สานนั ท คงแกว. (2556). การควบคมุ เครอื่ งกลไฟฟา . ออนไลน คนเม่ือ มกราคม 16, 2556, จาก http://www.freewebs.com/epowerdata4/motorcontrol.html. มนตรี กันทาสุวรรณ. (2564). การควบคมุ มอเตอรไ ฟฟา. เอกสารประกอบการสอนออนไลน คน เมื่อ มกราคม 28, 2564, จาก https://ivenr2.ac.th/wp-content/uploads/2020/08 เผยแพร-อ.มนตรีกนั ทาสุวรรณ.pdf อาํ นาจ ทองผาสุก และวิทยา ประยงคพนั ธ. (ม.ป.ป.). การควบคุมมอเตอร. กรงุ เทพมหานคร : สถาบันเทคโนโลยพี ระจอมเกลาพระนครเหนือ. 62

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง แผนบริหารการสอนประจาํ บทท่ี 4 หัวขอเน้ือหา 1. บทนํา 2. หลักการเบื้องตนของมอเตอรไฟฟา 3. โครงสรางและสว นประกอบของมอเตอรไฟฟา กระแสตรง 4. หลักการของมอเตอรไฟฟากระแสตรง 5. ผงั การตอ วงจรภายในมอเตอรไฟฟากระแสตรง 6. คณุ สมบตั ิความเรว็ และแรงบิดของมอเตอรไฟฟากระแสตรง วัตถปุ ระสงคเชงิ พฤติกรรม หลังจากจบการเรยี นการสอนบทนแี้ ลว ผูเ รยี นควรมีความสามารถดังตอไปน้ี 1. อธิบายหลกั การเบ้อื งตน ของมอเตอรไฟฟาได 2. บอกโครงสรา งสว นประกอบของมอเตอรไ ฟฟากระแสตรงได 3. อธิบายหลกั การของมอเตอรไฟฟากระแสตรงได 4. อธบิ ายผงั การตอวงจรภายในมอเตอรไ ฟฟากระแสตรงแบบตาง ๆ ได 6. อธบิ ายคณุ สมบตั ิความเรว็ และแรงบดิ มอเตอรไ ฟฟากระแสตรงแบบตา ง ๆ ได วธิ ีการสอนและกจิ กรรมการเรยี นการสอน 1. วธิ ีการสอน 1.1 บรรยาย 1.2 ถามตอบ 1.3 กจิ กรรมกลุมยอ ย 1.4 การปฏิบัติ 1.5 การแกป ญหา 2. กิจกรรมการเรยี นการสอน ใชว ิธกี ารจัดกจิ กรรมการเรยี นการสอนแบบ MIAP ดังน้ี 2.1 ขนั้ สนใจปญหา (motivation) นําเขา สูบ ทเรียนดวยประเด็นปญหาที่นาสนใจ 2.2 ขนั้ ศกึ ษาขอมูล (information) ศกึ ษาและทาํ การเก็บรวบรวมขอ มลู เพื่อแกปญ หา 2.3 ขน้ั นาํ ขอมลู มาใช (application) นําความรูห รือทักษะท่ไี ดรบั มาใชใ นการแกป ญหา 2.4 ขัน้ ประเมินผลสําเรจ็ (progress) ตรวจสอบและตรวจปรบั ผลงานของผเู รียน 65

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงส่อื การเรยี นการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวชิ า ET62619 การควบคุมมอเตอรไฟฟา 2. งานนําเสนอเพาเวอรพอยต 3. ชุดทดลองการควบคุมมอเตอรไ ฟฟา 4. แบบทดสอบทา ยบทเรยี น การวดั ผลและประเมนิ ผล 1. สังเกตพฤติกรรมการเรียนและความสนใจ 2. สังเกตจากการสนทนา ซกั ถาม และการแสดงความคิดเห็น 3. การทาํ ใบงาน และแบบฝกหดั ทา ยบท 4. การทาํ แบบทดสอบทา ยบท บทที่ 4 ความรูพ้ืนฐานมอเตอรไ ฟฟา 66

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงบทนํา มอเตอรไฟฟา เปนอุปกรณทน่ี ยิ มใชกันอยา งแพรหลายในโรงงานตางเปนอุปกรณที่ใชควบคุม เครื่องจักรกลตาง ๆ ในงานอุตสาหกรรมมอเตอรมีหลายแบบหลายชนิดท่ีใชใหเหมาะสมกับงาน ดังน้ันจึงตองทราบถึงหลักการทํางานของมอเตอร โครงสรางและหลักการของทํางานของมอเตอร ไฟฟาประเภทตาง ๆ ตลอดถึงคุณสมบัติการใชงานของมอเตอรแตละชนิด เพ่ือใหเกิดประสิทธิภาพ สูงสดุ ในการใชงานของมอเตอรน ้ัน ๆ หลักการเบ้ืองตนของมอเตอรไ ฟฟา มอเตอรไฟฟา (motor) เปนเครื่องกลไฟฟาชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟามาเปน พลังงานกล มอเตอรไฟฟาท่ีใชพลังงานไฟฟาเปลี่ยนเปนพลังงานกลมีทั้งพลังงานไฟฟากระแสสลับ และพลังงานไฟฟากระแสตรง แมเหล็ก อํานาจแมเหล็ก คือ แรงที่ทําใหเกิดการหมุนของมอเตอรในการทํางาน ดังน้ันกอนท่ีเรียนรู ถึงการทํางานของมอเตอรพืน้ ฐาน ควรจะทําความเขาใจเก่ียวกับแมเหล็กกอน แมเหล็กถาวรจะดึงดูด และยึดวัสดุแมเหล็กไว เชนเหล็กและเหล็กกลา เม่ือวัตถุดังกลาวอยูใกลหรือเมื่อสัมผัสกับแมเหล็ก แมเ หลก็ ถาวรสามารถทําเชน นีไ้ ดเ น่อื งจากแรงแมเหล็กโดยธรรมชาติ ซ่งึ กค็ ือเรยี กวาสนามแมเ หลก็ สนามแมเหล็กของแทงแมเหล็กถาวร จะแสดงดวยเสนของแรงแมเหล็ก เสนของแรง แมเหล็กเหลาน้ีชวยใหเห็นภาพสนามของแมเหล็กที่เปนปรากฏการณที่มองไมเห็น จํานวนเสนแรง แมเหล็กจะมีความแตกตางกัน สนามแมเหล็กยิ่งแรงก็จะมีจํานวนแสนแรงแมเหล็กยิ่งมาก และเสน แรงแมเ หล็กจะมที ิศทางการเคลอ่ื นที่จากขว้ั เหนือ (north) ไป ขวั้ ใต (south) ดงั ภาพท่ี 4.1 67

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพท่ี 4.1 สนามแมเหลก็ ของแทง แมเ หล็กถาวร ทีม่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.88) แมเหล็กจะประกอบดวยข้ัวแมเหล็กจํานวน 2 ข้ัว คือ ข้ัวเหนือและขั้วใต ซึ่งข้ัวเหนือจะช้ี ทางทิศเหนือ ขั้วใตจะช้ีทางทิศใต เม่ือนําแทงแมเหล็กท้ังสองแทงมาวางใกลกัน ถาแทงแมเหล็กท้ัง สองเกิดแรงดึงดูดและเคล่ือนที่เขาหากันก็แสดงวาขั้วแมเหล็กตางกัน ในทางตรงกันขามหากแทง แมเหล็กทั้งสองเกิดแรงผลักกันก็แสดงวาขั้วแมเหล็กเหมือนกัน โดยอํานาจแมเหล็กจะมีมากท่ีสุดที่ บรเิ วณปลายข้ัวทง้ั สองแมเ หลก็ ทําใหส ามารถดูดสารแมเ หล็กได ดงั ภาพที่ 4.2 ภาพที่ 4.2 ข้วั แมเหล็กและแรงดงึ ดูดข้วั แมเหล็ก ทีม่ า (อภิรกั ษ สขุ เกษม, 2562, หนา 5) แมเ หลก็ ไฟฟา (electromagnetism) แมเหล็กไฟฟา เม่ือจายกระแสไฟฟาผานตัวนํา จะมีการสรางสนามแมเหล็กเชนเดียวกัน รอบ ๆ ตัวนํา ความแรงของสนามแมเหล็กจะเปนสัดสวนโดยตรงกับปริมาณกระแสท่ีไหลผานตัวนํา และอยูในรูปวงกลมศูนยกลางรอบ ๆ ตัวนํา ความสัมพันธระหวางทิศทางของกระแสไหลผานตัวนํา และทิศทางของสนามแมเหล็กท่ีสรางขึ้น เปนไปตามกฎมือซาย จะใชการไหลของอิเล็กตรอนจากลบ ไปบวก เมื่อวางมือซายใหนิ้วหัวแมมือชี้ไปตามทิศทางการไหลของอิเล็กตรอน น้ิวที่โคงงอจะช้ีไปที่ ทิศทางของเสน แรงแมเหล็กเปน วงกลมลอมรอบตวั นํา ดังภาพท่ี 4.3 68

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพที่ 4.3 สนามแมเหล็กรอบแทง ตวั นาํ ไฟฟา ทมี่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.88) เม่ือตัวนําท่ีมีกระแสไฟฟาอยูในรูปขดลวด เสนแรงแมเหล็กแตละเสนท่ีเกิดขึ้นจะมี สนามแมเหล็กที่แรงกวา สนามแมเหล็กที่เกิดข้ึนจากขดลวดท่ีมีกระแสไฟฟาจะคลายกันกับ สนามแมเหล็กท่ีเกิดข้ึนของแมเหล็กถาวร คือเสนแรงแมเหล็กเหลาน้ีจะออกจากขดลวดทางข้ัวเหนือ และกลับเขาขดลวดที่ข้ัวใต สนามแมเหล็กของขดลวดจะมีมากนอยข้ึนอยูกับจํานวนรอบของขดลวด ถาขดลวดมีจํานวนรอบท่ีพันมากสนามแมเหล็กที่เกิดขึ้นก็จําเพิ่มขึ้นตาม และสามารถจะทําให สนามแมเ หล็กเพิม่ ข้นึ ไดอ ีกโดยการใสแกนเหล็กไวตรงกลางขดลวด แกนเหล็กจะทําใหความตานทาน ของเสนแรงแมเ หลก็ ลดลงนอ ยกวา อากาศ จงึ ทาํ ใหส นามมีความแรงเพิ่ม ซ่ึงนี่ก็เปนวิธีการในการสราง ขดลวดสนามของมอเตอร โดยใชข ดลวดทม่ี แี กนเหลก็ น้ันเอง ดังภาพท่ี 4.3 ภาพท่ี 4.4 สนามแมเหลก็ รอบขดลวดตัวนําไฟฟา ทีม่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.88) การหมุนของมอเตอร (motor rotation) มอเตอรไฟฟาหมุน เนื่องจากการปฏิกิริยาโตตอบของสนามแมเหล็กท้ังสอง หน่ึงในกฎท่ี รูจักกันดีของแมเหล็กคือข้ัว \"เหมือน\" (N-N หรือ S-S) จะผลักกัน ในขณะท่ีขั้ว \"ตาง\" (N-S) จะดึงดูด กัน ภาพที่ 4.4 แสดงใหเห็นวาแรงดึงดูดและแรงผลักของขั้วแมเหล็กนี้สามารถนําไปใช เพ่ือสรางแรง หมุนของมอเตอร สามารถสรุปไดด ังน้ี 69

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 1) สนามแมเหล็กไฟฟาเปนสวนที่เคล่ือนที่ได (armature) และแมเหล็กถาวรเปนสวนที่อยู กับที่ (stator) 2) ข้วั แมเ หล็กเหมือนกนั จะผลกั กนั ทาํ ใหขดลวดสวนท่ีเคลอื่ นจะเร่มิ หมุน 3) หลงั จากทหี่ มุนตอ ไปรอบ ๆ แรงดึงดูดระหวางข้ัวท่ีตางกันจากข้ัวแมเหล็กถาวรก็จะมาก เพยี งพอที่จะดดู ทําใหห มุนตอ ไปได 4) แมเหล็กไฟฟาที่หมุนยังคงหมุนตอไปจนกระท่ัง ถึงเสนแรงแมเหล็กขั้วท่ีตางกัน ณ จุดนี้ สว นทีห่ มนุ ตามปกตจิ ะหยุดเพราะแรงดงึ ดูดระหวา งขวั้ ท่ีไมเ หมือนกนั 5) เนื่องจากขดลวดตัวนําท่ีเคลื่อนท่ีจะวางอยูระหวางขั้วแมเหล็ก โดยท่ีปลายของขดลวด ท้ังสองขางจะตอเขากับคอมมิวเตอร (commutator) ดานละซ่ี ซ่ึงจะมีแปรงถานตอไว และแปลง ถา นท้งั สองตอเขา กบั แหลงจายไฟฟา จากภายนอก เมื่อขดลวดตัวนําเคล่ือนท่ีตัดกับสนามแมเหล็กจาก ขั้วแมเหล็ก จะทําใหเกิดแรงดันไฟฟาเหนี่ยวนําเกิดข้ึนในลวดตัวนําน้ัน โดยทิศทางของแรงดันไฟฟา เหน่ียวนําที่เกิดขึ้นจะตานกับการเคลื่อนที่ของขดลวดตัวนํา เรียกวาแรงดันไฟฟาตอตานหรือ แรงดันไฟฟาตานกลับ (counter e.m.f. or back e.m.f.) เกิดขึ้นในขดลวดตัวนําที่เคลื่อนที่เสมอ ซ่ึง ทาํ ใหก ระแสไฟฟาท่ไี หลในขดลวดตวั นําจะเปลี่ยนทิศทาง ข้ัวแมเหล็กที่ขดลวดจะกลายเปนขั้วตางกัน และผลักออกจากกนั ผลกค็ อื มอเตอรหมุนไดตลอดเวลา 6) ขั้วท่ีเหมือนกนั ของขดลวดสว นที่เคลอ่ื นที่ และสนามแมเหล็กสวนท่ีอยูกับที่จะผลักกัน ๆ ทําใหข ดลวดสว นทเ่ี คลื่อนทห่ี มนุ ตอไปได ภาพท่ี 4.5 หลักการหมนุ ของมอเตอร ที่มา (Petruzella, Frank D, 2010, p.89) ทศิ ทางการเคล่ือนท่ีของขดลวดตัวนํา เมื่อวางตัวนําท่ีมีกระแสไฟฟาอยูในสนามแมเหล็ก จะมีปฏิกิริยาระหวางสนามแมเหล็ก ไฟฟาที่เกิดจากกระแส และสนามแมเหล็กที่เกิดจากแมเหล็กถาวร ทําใหเกิดแรงไปกระทบท่ีตัวนํา ขนาดของแรงที่กระทําตอตัวนําจะเปนสัดสวนโดยตรงกับกระแสท่ีไหลผาน และมีแนวต้ังฉากกับ สนามแมเ หลก็ ดังภาพท่ี 4.5 70

ภาพที่ 4.6 ปฏกิ ิริยาระหวางสนามแมเ หลก็ ทขี่ ดลวดตัวนํากับสนามแมเ หล็กจากข้วั แมเ หล็กมหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ทีม่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.89) วิธีงาย ๆ ที่ใชในการกําหนดทิศทางของการเคล่ือนที่ของสนามแมเหล็กท่ีขดลวดตัวนํากับ สนามแมเ หล็กจากขว้ั แมเหล็กจะเปนไปตามกฎมอื ขวา โดยกฎนใี้ หน ว้ิ หัวแมมือและสองนิ้วแรกของมือ ขวาจัดใหอยูใ นมุมฉากกนั ดว ยนว้ิ ช้ชี ้ีไปในทิศทางของเสน แรงแมเหล็กของสนามน้ิวกลางช้ีไปในทิศทาง ของกระแสอิเล็กตรอนไหล (– ไป +) ในตัวนํา นิ้วหัวแมมือจะช้ีไปในทิศทางของการเคล่ือนที่ของ ตัวนํา การใชกฎมือขวามือ ดังภาพท่ี 4.6 ตัวนําจะเล่ือนขึ้นผานสนามแมเหล็ก เม่ือมีกระแสไหลผาน ตัวนํา และจะเล่ือนลงเมื่อทิศทางของกระแสกลับทาง กระแสตัวนําอยูท่ีมุมฉากกับสนามแมเหล็กจะ ทําใหเ กดิ การเคลื่อนที่ แตถาทศิ ทางกระแสของตัวนําและทิศทางของสนามแมเหล็กขนานกันจะไมทํา ใหเกิดแรงท่ีตัวนาํ ภาพท่ี 4.7 การกําหนดทิศทางการเคล่อื นทขี่ องขดลวดตวั นําตามกฎมือขวา ทีม่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.89) ภาพท่ี 4.8 a แสดงใหเห็นวาแรงบิดของมอเตอรเกิดจากขดลวดหรือวงของลวดที่วางอยูใน สนามแมเหล็ก การหมุนเปนผลมาจากปฏิกิริยาของสนามแมเหล็กท่ีสรางข้ึนโดยแมเหล็กถาวร และ กระแสไหลผานขดลวดตัวนําที่เคลื่อนที่ ปฏิกิริยาของสนามแมเหล็กทั้งสองนี้ทําใหเกิดการดัดงอของ เสนแรง เมื่อเสนมีแนวโนมท่ีจะยืดออกมาทําใหวงหมุนวนไปมา ตัวนําดานซายถูกบังคับลงและตัวนํา ดา นขวาถูกดนั ขน้ึ ทําใหเกดิ การหมุนทวนเข็มนาฬิกาของตัวนํา มอเตอรท่ีใชงานไดจริงถูกสรางข้ึนจาก ขดลวดตัวนําจํานวนมากดังดังภาพที่ 4.7b สนามแมเหล็กของตัวนําเหลาน้ีรวมกันเปนรูปแบบของ ขดลวดตัวนําท่ีเคล่ือนที่ที่มีขั้วเหนือและข้ัวใตท่ีโตตอบกับสนามแมเหล็กท่ีอยูกับที่เพ่ือออกแรงบิด อยา งตอ เนื่องบนขดลวดตวั นําทเี่ คลื่อนท่ี 71

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ภาพท่ี 4.8 การพฒั นาแรงบิดของมอเตอร ที่มา (Petruzella, Frank D, 2010, p.89) ประเภทของมอเตอรไ ฟฟา โดยท่วั ไปมอเตอรไฟฟา แบงตามประเภทของพลังงานที่ใช แบง ออกเปน 2 ประเภทดวยกัน คือ มอเตอรไฟฟากระแสตรง (DC motor) และมอเตอรไฟฟากระแสสลับ (AC motor) ซึ่งท้ังสอง ประเภทจะใชส วนประกอบพื้นฐานเดยี วกนั แตจะมคี วามแตกตางกนั ในเรื่องของแหลงจา ยกาํ ลงั ไฟฟา ภาพที่ 4.9 แผนภูมิแสดงประเภทของมอเตอร ทมี่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.90) มอเตอรไฟฟากระแสตรง (direct current motors) 72

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง มอเตอรกระแสตรงไมไดใชมากเทากับกระแสสลับ เพราะวาระบบสงจายกระแสไฟฟา โดยท่ัวไปจะเปนกระแสสลับ ถาจะนํามาใชงานก็ตองมีการแปลงกระแสไฟฟาใหเปนกระแสตรง เสียกอนจึงจะนํามาใชกับมอเตอรประเภทน้ีได แตมอเตอรประเภทน้ีก็ยังมีขอไดเปรียบท่ีนํามาใชงาน กันอยางแพรหลาย ในงานท่ีตองการแรงบิดท่ีแมนยํา และการควบคุมความเร็วไดตามท่ีตองการ เชน การใชง านในการขบั เคลอ่ื นและควบคุม เครน สายพานลาํ เลียง และลิฟต เปน ตน โครงสรางมอเตอรไฟฟากระแสตรง (the construction of a DC motor) โครงสรางมอเตอรกระแสตรง จะคอนขางมาก ซับซอน และมีราคาแพงกวาของมอเตอร ไฟฟากระแสสลับ เน่ืองจากตองมีคอมมิวเตอร แปรงถาน และขดลวดอารเมเจอร และตองมีการ บํารุงรักษาแปรงถาน/และคอมมิวเตอรอยูเสมอ ๆ ซ่ึงเปนสิ่งที่มีความสําคัญในการพิจารณานํามาใช งานเม่ือเทียบกับการออกแบบมอเตอรกระแสสลับ การเหน่ียวนําไฟฟากระแสสลับไมจําเปนตองใช คอมมิวเตเตอรหรือแปรง สวนใหญใชหลอแทงโรเตอรกรงกระรอกแทนลวดทองแดงพันขดลวด มอเตอรกระแสตรงมีหลายประเภทตามตามลักษณะสนามแมเหล็ก แบงออกเปน แบบอนุกรม แบบขนาน และแบบผสม ภาพที่ 4.10 สวนประกอบหลักของมอเตอรไฟฟากระแสตรง ทมี่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.91) สวนประกอบหลกั ของมอเตอรไฟฟากระแสตรง มอเตอรไฟฟากระแสตรงทีส่ วนประกอบทส่ี ําคัญ 2 สว นดงั น้ี . 1. สว นท่ีอยูก ับท่ีหรอื ท่เี รียกวาสเตเตอร (stator) ประกอบดวย 73

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 1.1 เฟรมหรอื โยค (frame or yoke) เปน โครงภายนอกทํามาจากเหล็กหลอหรือเหล็ก แผนหนามว นเปน รูปทรงกระบอก ทาํ หนา ทีย่ ดึ ขวั้ แมเ หล็กและเปนทางเดินของเสนแรงแมเ หล็กจาก ขั้วเหนอื ไปข้ัวใตใ หครบวงจร ภาพที่ 4.11 เฟรมหรอื โยค (frame or yoke) ทม่ี า (ไชยชาญ หินเกิด, 2560, หนา10) 1.2 ขั้วแมเหล็ก (pole) ประกอบดว ย 2 สว นคือแกนข้วั แมเ หล็กและขดลวด 1.2.1 สวนแรกแกนขวั้ (pole core) ทําดวยแผนเหล็กบาง ๆ ก้ันดวยฉนวนประกอบ กันเปนแทงยึดติดกบั เฟรม ใชสําหรบั พันขดลวดสนามแมเ หลก็ สว นปลายทําเปนรูปโคง เพื่อโคงรับรูป กลมของตัวโรเตอรเรียกวาขั้วแมเหล็ก มีวัตถุประสงคใหข้ัวแมเหล็กและโรเตอรใกลชิดกันมากที่สุด เพ่ือใหเกิดชองอากาศนอยที่สุด เพ่ือใหเกิดชองอากาศนอยท่ีสุดจะมีผลใหเสนแรงแมเหล็กจาก ข้ั ว แ ม เ ห ล็ ก จ า ก ขั้ ว แ ม เ ห ล็ ก ผ า น ไ ป ยั ง โ ร เ ต อ ร ม า ก ที่ สุ ด แ ล ว ทํ า ใ ห เ กิ ด แ ร ง บิ ด ห รื อ กํ า ลั ง บิ ด ของโรเตอรมากเปนการทาํ ใหม อเตอรมีกําลังหมนุ (torque) ภาพที่ 4.12 ขั้วแมเหล็กและขดลวดพนั อยรู อบขว้ั แมเหลก็ ทม่ี า (ไชยชาญ หินเกดิ , 2560, หนา 10) 1.2.2 สวนที่สอง ขดลวดสนามแมเหล็ก (field coil) จะพันอยูรอบ ๆ แกน ขว้ั แมเ หลก็ ขดลวดนี้ทาํ หนา ที่รับกระแสจากภายนอกเพ่ือสรางเสนแรงแมเหล็กใหเกิดขึ้น และเสนแรง แมเ หลก็ นจ้ี ะเกดิ การหกั ลา งและเสริมกนั กับสนามแมเหล็กของอาเมเจอรทาํ ใหเกิดแรงบดิ ข้นึ 74

ภาพที่ 4.13 ขดลวดสนามแมเหลก็ ทม่ี า (ไชยชาญ หนิ เกิด, 2560, หนา 11) 1.3 แปรงถา น (brushes) ทําดวยคารบอนมีรูปรางเปนแทงส่ีเหล่ียมพ้ืนผาในซองแปรงมีสปงกดอยูดานบนเพื่อให ถานนี้สัมผัสกับซี่คอมมิวเตเตอรตลอดเวลาเพื่อรับกระแส และสงกระแสไฟฟาระหวางขดลวดอารมา เจอร กับวงจรไฟฟาจากภายนอก คือถาเปนมอเตอรกระแสไฟฟาตรงจะทําหนาท่ีรับกระแสจาก ภายนอกเขา ไปยังคอมมิวเตเตอร ใหล วดอารมาเจอรเ กิดแรงบดิ ทําใหม อเตอรห มนุ ได ภาพที่ 4.14 แปลงถานและซองถาน ทม่ี า (ไชยชาญ หินเกิด, 2560, หนา 11) 1.4 ฝาปดหัวทา ยหรือฝาคอรบ (end plate) ทํามาจากเหล็กหลอ เชนเดียวกับโครงทาํ หนา ท่รี องรบั เพลาของสวนหมนุ และยึดซองแปรงถาน 2. สว นทเ่ี คลื่อนท่ี (rotor part) สว นที่เคล่ือนที่ของมอเตอรไฟฟา กระแสตรงประกอบดว ย 2.1 ตัวหมนุ (rotor) ตัวหมุนหรือเรียกวาโรเตอร มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ภาพท่ี 4.15 ตัวโรเตอร 75

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงทีม่ า (ไชยชาญ หนิ เกิด, 2560, หนา11) ตัวโรเตอรป ระกอบดวย 4 สวนดว ยกัน คือ 1. แกนเพลา (shaft) เปนตัวสําหรับยืดคอมมิวเตเตอร และยึดแกนเหล็กอารมาเจอร (armature core) ประกอบเปนตวั โรเตอรแ กนเพลานจ้ี ะวางอยบู นแบร่ิง เพื่อบังคบั ใหห มุนอยูในแนว น่งิ ไมมีการสน่ั สะเทอื นได 2. แกนเหลก็ อารมาเจอร (armature core) ทําดวยแผนเหล็กบางอาบฉนวน (laminated sheet steel) เปน ท่ีสาํ หรับพนั ขดลวดอารมาเจอร ซึง่ สรา งแรงบดิ (torque) 3. คอมมิวเตเตอร (commutator) ทําดวยทองแดงออกแบบเปนซี่แตละซ่ีมีฉนวนไมกา (mica) คั่นระหวางซ่ีของคอมมิวเตเตอร สวนหัวซี่ของคอมมิวเตเตอร จะมีรองสําหรับใสปลายสาย ของขดลวดอารมาเจอร ตวั คอมมิวเตเตอรน อ้ี ดั แนน ติดกับแกนเพลา เปนรูปกลมทรงกระบอก มีหนาที่ สมั ผัสกับแปรงถาน (carbon Brushes) เพื่อรับกระแสจากสายปอนเขาไปยัง ขดลวดอารมาเจอรเพ่ือ สรางเสนแรงแมเหล็กอีกสวนหนึ่งใหเกิดการหักลางและเสริมกันกับเสนแรงแมเหล็กอีกสวน ซึ่งเกิด จากขดลวดขัว้ แมเหล็ก ดงั กลา วมาแลว เรยี กวา ปฏกิ ิรยิ ามอเตอร (motor action) ภาพที่ 4.16 ลักษณะของคอมมวิ เตเตอร ที่มา (ไชยชาญ หินเกดิ , 2560, หนา13) 4. ขดลวดอารม าเจอร (armature winding) เปนขดลวดพนั อยใู นรองสลอท (slot) ของแกนอารมาเจอร ขนาดของลวดจะเล็กหรือใหญละจาํ นวนรอบจะมากหรอื นอยนนั้ ขนึ้ อยกู บั การออกแบบของตวั โรเตอรชนิดน้ัน ๆ 76

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพที่ 4.17 ลักษณะของคอมมวิ เตเตอร ท่ีมา (ไชยชาญ หินเกิด, 2560, หนา 13) หลักการของมอเตอรก ระแสไฟฟา ตรง (motor action) หลักการของมอเตอรไฟฟากระแสตรง เมื่อจายแรงดันเขาไปในมอเตอร กระแสไฟฟาสวน หน่ึงจะไหลไปทแี่ ปรงถานผานคอมมิวเตเตอรเขาไปในขดลวดอารมาเจอร เพื่อสรางสนามแมเหล็กข้ึน และกระแสไฟฟาอีกสวนหนึง่ จะไหลเขา ไปในขดลวดสนามแมเหล็ก เพ่ือสรางขั้วเหนือ-ใตข้ึน ซ่ึงจะทํา ใหเกิดสนามแมเหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเสนแรงแมเหล็กจะไมตัดกัน ทิศ ทางตรงขามจะหักลางกัน และทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน ทําใหเกิดแรงบิดในตัวอารมาเจอรท่ี ประกอบรวมอยูกับแกนเพลา ซึ่งสวมอยูกับตลับลูกปนของมอเตอรเกิดการหมุนเปนการหมุนของ มอเตอรได ชนดิ ของมอเตอรไฟฟา กระแสตรง แบง ออกเปน 3 ชนิดคือ 1. มอเตอรแบบอนุกรม (series motor) คือมอเตอรท่ีตอขดลวดสนามแมเหล็กอนุกรม กบั อารเ มเจอรข องมอเตอรชนิดนี้วา ซีรีสฟลด (series field) มีคุณลักษณะที่ดีคือใหแรงบิดสูงนิยมใช เปนตนกําลังของรถไฟฟารถยกของเครนไฟฟา ความเร็วรอบของมอเตอรอนุกรมเเมื่อไมมีโหลด ความเร็วจะสูงมากแตถามีโหลดมาตอความเร็ว ก็จะลดลงตามโหลด โหลดมากหรือทํางานหนัก ความเร็วลดลง แตขดลวด ของมอเตอรไมเปนอันตราย จากคุณสมบัตินี้จึงนิยมนํามาใชกับ เครือ่ งใชไ ฟฟา ในบา นหลายอยาง เชน เครื่องดดู ฝนุ เคร่อื งผสมอาหาร สวานไฟฟา จักรเย็บผา เครื่อง เปาผม มอเตอรกระแสตรงแบบอนุกรม ใชงานหนักไดดีเมื่อใชงานหนักกระแสจะมากความเร็วรอบ จะลดลงเมื่อไมมีโหลดมาตอความเร็วจะสูงมากอาจเกิดอันตรายไดดังน้ันเม่ือเริ่มสตารทมอเตอรแบบ อนกุ รมจึงตองมโี หลดมาตออยเู สมอ ภาพท่ี 4.18 ผงั การตอ วงจรภายในมอเตอรแบบอนุกรม 77

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงท่ีมา (Petruzella, Frank D, 2010, p.93) ภาพท่ี 4.19 เสน โคงแสดงคณุ สมบตั คิ วามเร็วและแรงบดิ มอเตอรแ บบอนุกรม ทีม่ า (Petruzella, Frank D, 2010, p.93) 2. มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบขนาน(shunt motor) หรือเรียกวาชันทมอเตอร มอเตอรแบบขนานนี้ ขดลวดสนามแมเหล็กจะตอ (field coil) จะตอขนานกับขดลวด ชุดอาเมเจอร มอเตอรแบบขนานนี้มีคุณลักษณะ มีความเร็วคงท่ี แรงบิดเร่ิมหมุนต่ํา แตความเร็วรอบคงท่ี ชันท มอเตอรสวนมากเหมะกับงานดังนี้ พัดลมเพราะพัดลมตองการความเร็วคงท่ี และตองการเปลี่ยน ความเรว็ ไดง าย ภาพท่ี 4.20 ผังการตอ วงจรภายในมอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบขนาน ทม่ี า (Petruzella, Frank D, 2010, p.94) 78

ภาพท่ี 4.21 เสนโคง แสดงคณุ สมบตั ิความเร็วและแรงบิดมอเตอรแบบขนานมหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง ที่มา (Petruzella, Frank D, 2010, p.94) 3. มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบผสม (Compound Motor)หรือเรียกวาคอมเปาวด มอเตอร มอเตอรไ ฟฟากระแสตรงแบบผสมนี้ จะนําคุณลกั ษณะทด่ี ีของมอเตอรไฟฟากระแสตรง แบบ ขนาน และแบบอนุกรมมารวมกัน มอเตอรแบบผสมมีคุณลักษณะพิเศษคือมีแรงบิดสูง (High staring torque) แตความเรว็ รอบคงที่ ตัง้ แตย ังไมม ีโหลดจนกระทงั้ มีโหลดเตม็ ที่ ภาพท่ี 4.22 ผงั การตอวงจรภายในขดลวดมอเตอรไฟฟา กระแสตรงแบบผสม ท่ีมา (Petruzella, Frank D, 2010, p.95) มอเตอรแ บบผสมมวี ธิ ีการตอขดลวดขนานหรือขดลวดชันทอยู 2 วธิ ี 3.1 วิธีหนึง่ ใชตอ ขดลวดแบบชนั ทขนานกบั อาเมเจอร เรียกวา ชอทชนั ท (short shunt compound motor) ดงั รปู วงจร 79

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงภาพท่ี 4.23 วงจรแสดงการทํางานมอเตอรไฟฟา กระแสตรงแบบชอรท ช้นั ทคอมเปาวด ท่ีมา (Petruzella, Frank D, 2010, p.95) 3.2 อีกวิธสี องคือตอขดลวดขนานกบั ขดลวดอนกุ รมและขดลวดอาเมเจอร เรยี กวาลองช้ันทคอมเปาวดม อเตอร (long shunt motor) ดงั รูปวงจร ภาพที่ 4.24 วงจรแสดงการทํางานมอเตอรไฟฟา กระตรงแบบลองชั้นทเ ปาวดมอเตอร ทม่ี า (Petruzella, Frank D, 2010, p.95) ภาพที่ 4.25 เสนโคง แสดงคณุ สมบัติความเรว็ และแรงบดิ มอเตอรแ บบผสม ท่ีมา (Petruzella, Frank D, 2010, p.95) บทสรุป มอเตอรไ ฟฟา เปนเคร่ืองกลไฟฟาชนิดหนึ่งทเ่ี ปลยี่ นแปลงพลงั งานไฟฟา มาเปนพลังงานกล โดยมีหลักการคือแรงบิดของมอเตอรเกิดจากขดลวดหรือวงของลวดที่วางอยูในสนามแมเหล็ก การ หมุนเปนผลมาจากปฏิกิริยาของสนามแมเหล็กที่สรางขึ้นโดยแมเหล็กถาวร และกระแสไหลผาน ขดลวดตัวนําทเ่ี คลอ่ื นท่ี ปฏกิ ริ ยิ าของสนามแมเ หลก็ ทง้ั สองนท้ี ําใหเกิดการดดั งอของเสน แรง เมื่อเสนมี แนวโนมท่ีจะยืดออกมาทําใหวงหมุนวนไปมา ตัวนําดานซายถูกบังคับลงและตัวนําดานขวาถูกดันข้ึน ทําใหเกิดการหมุนทวนเข็มนาฬิกาของตัวนํา มอเตอรที่ใชงานไดจริงถูกสรางข้ึนจากขดลวดตัวนํา จํานวนมาก สนามแมเหล็กของตัวนําเหลาน้ีรวมกันเปนรูปแบบของขดลวดตัวนําที่เคล่ือนท่ีที่มีขั้ว เหนือและข้ัวใตที่โตตอบกับสนามแมเหล็กที่อยูกับที่เพื่อออกแรงบิดอยางตอเน่ืองบนขดลวดตัวนําท่ี เคลอ่ื นท่ี มอเตอรไฟฟากระแสตรง มีสวนประกอบหลัก 2 สวน คือ 1. สวนทอ่ี ยูกับทห่ี รือทีเ่ รยี กวา ส เตเตอรป ระกอบดวย 1.1 เฟรมหรือโยคทําหนา ท่ียึดขัว้ แมเหลก็ และเปนทางเดินของเสนแรงแมเหล็ก 80

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงจากข้วั เหนอื ไปขั้วใตใหค รบ 1.2 ขัว้ แมเหลก็ ประกอบดวย 2 สว น คือแกนข้ัวแมเหล็กใชส าํ หรบั พนั ขดลวดสนามแมเ หลก็ สว นปลายทําเปนรูปโคง เพ่ือใหขั้วแมเ หล็กและโรเตอรใ กลช ิดกนั มากทีส่ ดุ ทาํ ให เกิดแรงบิดหรือกาํ ลังบิดของโรเตอรม ากขน้ึ และขดลวดสนามแมเ หลก็ ทําใหเ กดิ เสน แรงแมเ หล็กเกดิ การหักลางและเสริมกันกับสนามแมเ หล็กของอาเมเจอรทาํ ใหเกิดแรงบิดขึ้น 1.3 แปรงถานทําหนารบั กระแสและสง กระแสไฟฟา ระหวา งขดลวดอารมาเจอรกับวงจรไฟฟาจากภายนอก 1.4 ฝาปดหัวทาย หรอื ฝาครอบทาํ หนาท่รี องรบั เพลาของสว นหมุนและยดึ ซองแปรงถาน 2.สว นท่ีเคลอ่ื นที่หรอื ตวั หมนุ ประกอบดวย 4 สว นดว ยกัน คอื 2.1 แกนเพลาเปน ตัวสําหรบั ยดึ คอมมิวเตเตอรและยึดแกนเหลก็ อาร มาเจอร 2.2 แกนเหล็กอารม าเจอร เปน ทีส่ ําหรับพนั ขดลวดอารมาเจอร 2.3 คอมมิวเตอร จะรบั กระแสจากสายปอนเขา ไปยังขดลวดอารมาเจอรเพื่อสรางเสนแรงแมเหลก็ และ 2.4 ขดลวดอารม า เจอรเ ปนขดลวดพันอยใู นรองสลอท มอเตอรไฟฟากระแสตรง มีหลักการทํางานคือ เม่ือจายแรงดันเขาไปในมอเตอร กระแสไฟฟา สวนหนึ่งจะไหลไปที่แปรงถานผานคอมมิวเตเตอรเขาไปในขดลวดอารมาเจอร เพื่อสราง สนามแมเหล็กขึ้น และกระแสไฟฟาอีกสวนหน่ึงจะไหลเขาไปในขดลวดสนามแมเหล็ก เพื่อสรางขั้ว เหนือ-ใตข้ึน ซ่ึงจะทําใหเกิดสนามแมเหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเสนแรง แมเหล็กจะไมตัดกัน ทิศทางตรงขามจะหักลางกัน และทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน ทําใหเกิดแรงบิด ในตัวอารมาเจอรท่ีประกอบรวมอยูกับแกนเพลา ซึ่งสวมอยูกับตลับลูกปนของมอเตอรเกิดการหมุน เปนการหมุนของมอเตอรได มอเตอรไฟฟากระแสตรง จะมีอยูดวยกัน 3 แบบดวยกันคือ 1. มอเตอรแบบอนุกรม ขดลวดสนามแมเหล็กตออนุกรมกับอารเมเจอรของมอเตอร มีคุณลักษณะท่ีดีคือใหแรงบิดสูง 2. มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบขนาน ขดลวดสนามแมเหล็กตอขนานกับขดลวดชุดอาเมเจอร มี คุณลักษณะคือมีความเร็วคงท่ี แรงบิดเริ่มหมุนต่ํา 3. มอเตอรไฟฟากระแสตรงแบบผสม จะนํา คุณลักษณะที่ดีของมอเตอรไฟฟากระแสตรง แบบขนาน และแบบอนุกรมมารวมกัน มอเตอรแบบ ผสมมีคณุ ลักษณะพเิ ศษคอื มีแรงบิดสงู แตค วามเรว็ รอบคงที่ แบบฝกหัดทา ยบทเรียน 1. จงอธบิ ายหลักการเบื้องตนของมอเตอรไ ฟฟา 2. บอกโครงสรา งสวนประกอบของมอเตอรไฟฟากระแสตรง 3. จงอธบิ ายหลักการทํางานของมอเตอรไฟฟากระแสตรง 4. จงเขยี นผงั การตอวงจรภายในมอเตอรไฟฟา กระแสตรงแบบตา ง ๆ 5. จงอธิบายคุณสมบัติความเรว็ และแรงบิดมอเตอรไ ฟฟากระแสตรงแบบตาง ๆ เอกสารอางอิง 81

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงไชยชาญ หินเกิด. (2560). มอเตอรไฟฟาและการควบคมุ . กรงุ เทพมหานคร : สมาคมสง เสรมิ เทคโนโลยี (ไทย-ญี่ปุน). อภริ กั ษ สขุ เกษม. (2562). มอเตอรไฟฟากระแสสลับ. กรุงเทพมหานคร : ซเี อด็ ยเู คช่นั . Petruzella, Frank D. (2010). Electric motors and control systems. (4th ed.). the Americas, New York: The McGraw-Hill Companies, Inc. 82

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง แผนบรหิ ารการสอนประจาํ บทที่ 5 หัวขอเนอ้ื หา 1. บทนาํ 2. มอเตอรไฟฟากระแสสลับ 1 เฟส 3. โครงสรา งและสว นประกอบของสปลติ เฟสมอเตอร 4. หลกั การทาํ งานของสปลติ เฟสมอเตอร 5. การเร่มิ เดนิ มอเตอรไฟฟากระแสสลับ 1 เฟส วัตถปุ ระสงคเชิงพฤติกรรม หลงั จากจบการเรยี นการสอนบทน้ีแลว ผูเรียนควรมคี วามสามารถดังตอ ไปนี้ 1. บอกโครงสรางสวนประกอบของมอเตอรก ระแสสลบั 1 เฟส ได 2. อธบิ ายหลกั การทํางานของสปลิตเฟสมอเตอรได 3. บอกวิธีการตอวงจรขดลวดมอเตอรไฟฟากระแสสลบั 1 เฟส ได 4. สามารถตอวงจรควบคุมการเริ่มเดินมอเตอรไ ฟฟากระแสสลบั 1 เฟส ได 5. ตรวจสอบความถกู ตอ งของการตอวงจรดว ยการใชมลั ติมิเตอรได 6. อธบิ ายหลักการทํางานของวงจรควบคุมการเริ่มเดนิ มอเตอรไฟฟากระแสสลับ 1 เฟส ได วธิ ีการสอนและกจิ กรรมการเรยี นการสอน 1. วธิ ีการสอน 1.1 บรรยาย 1.2 ถามตอบ 1.3 กิจกรรมกลมุ ยอ ย 1.4 การปฏบิ ตั ิ 1.5 การแกป ญหา 2. กจิ กรรมการเรียนการสอน ใชว ิธกี ารจดั กิจกรรมการเรียนการสอนแบบ MIAP ดังนี้ 2.1 ขน้ั สนใจปญ หา (motivation) นาํ เขาสบู ทเรยี นดวยประเดน็ ปญหาที่นาสนใจ 2.2 ขนั้ ศกึ ษาขอ มูล (information) ศกึ ษาและทาํ การเกบ็ รวบรวมขอมูลเพือ่ แกปญ หา 2.3 ข้ันนําขอมูลมาใช (application) นาํ ความรูหรอื ทักษะทไี่ ดร ับมาใชใ นการแกป ญหา 2.4 ข้นั ประเมนิ ผลสาํ เร็จ (progress) ตรวจสอบและตรวจปรบั ผลงานของผูเ รยี น สื่อการเรียนการสอน 1. เอกสารประกอบการสอนวชิ า ET62619 การควบคมุ มอเตอรไฟฟา 2. งานนาํ เสนอเพาเวอรพอยต 85

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบง 3. ชุดทดลองการควบคุมมอเตอรไ ฟฟา 4. แบบทดสอบทายบทเรียน การวดั ผลและประเมนิ ผล 1. สงั เกตพฤติกรรมการเรียนและความสนใจ 2. สังเกตจากการสนทนา ซักถาม และการแสดงความคิดเห็น 3. การทําใบงาน และแบบฝกหัดทายบท 4. การทาํ แบบทดสอบทายบท บทท่ี 5 การเรม่ิ เดินของมอเตอรไ ฟฟา กระแสสลับ 1 เฟส บทนาํ การเร่มิ เดนิ ไฟฟากระแสสลบั 1 เฟส เปนการควบคมุ มอเตอรใ หม อเตอรเ ริ่มทํางานและหยดุ ไดตามความตองการอยางปลอดภัย เกิดความปลอดภัยตอทรัพยสิน และความปลอดภัยตอ ผปู ฏิบตั ิงานท้งั นีเ้ นือ่ งจากในขณะเร่ิมเดินมอเตอรจะใชกระแสจํานวนมากกวาปกติในการเอาชนะแรง 86

มหา ิวทยา ัลยราช ัภฏห ู่ม ้บานจอม ึบงเฉ่ือย เพอื่ ฉุดใหโรเตอรเริ่มหมุนจากขณะที่หยุดน่ิง และมีแรงเฉื่อยใหโรเตอรหมุนตออีกในขณะท่ีหยุด จา ยกระแสใหมอเตอร มอเตอรไฟฟา กระแสสลบั 1 เฟส มอเตอรไฟฟากระแสสลับ 1 เฟส มีหลายชนิดสวนใหญเปนมอเตอรขนาดเล็กขนาดไมเกิน 10 แรงมา เชน รีพัลช่ันมอเตอร (repulsion-type motor) ยูนิเวอรแซลมอเตอร (universal motor) เช็ดเดดโพลมอเตอร (shaded-pole motor) เปนตน ที่มีขนาดใหญขึ้นมาและใชงาน โดยท่ัวไป (สานันท คงแกว, 2556) คือ สปลิตเฟสมอเตอร ซึ่งมีความจําเปนตองศึกษาและให ความสาํ คัญในการควบคุม 1. สปลติ เฟสมอเตอร (Split-phase motor) มอเตอรไ ฟฟา กระแสไฟฟาสลบั ชนิดเฟสเดยี วแบบสปลทิ เฟสมอเตอร มีขนาดแรงมาขนาด ตั้งแต 1/4 แรงมา , 1/3 แรงมา, 1/2 แรงมาจะมีขนาดไมเกิน1 แรงมาบางทีนิยมเรียกสปลิตเฟส มอเตอรน้ีวาอินดักช่ันมอเตอร (Induction motor) มอเตอรชนิดนี้นิยมใชงานมากในตูเย็น เคร่ือง สบู นาํ้ ขนาดเลก็ เครอื่ งซกั ผา เปนตน ภาพที่ 5.1 สปลติ เฟสมอเตอร ทีม่ า : (ภาพโดยผูเขยี น, 2564, มกราคม 16) โครงสรางและสวนประกอบที่สําคัญของสปลิตเฟสมอเตอร มีสวนประกอบที่สําคัญ 4 สวน (ธนาทรพั ย สวุ รรณลักษณ, 2551) คอื 1.1 สวนที่อยูกับที่ (stator) หรือเรียกวาโครงสรางสนามแมเหล็ก ซ่ึงประกอบดวยแผน เหลก็ บาง ๆ อัดแนนมรี อ งสําเรจ็ ไวใ สขดลวดเรียกวาชองสลอต (slot) อัดเปนปกแผนอยูภายในกรอบ โครง (frame) ซ่ึงเฟรมนั้น จะทํามาจากเหล็กหลอ(cast iron) หรือเหล็กเหนียว(steel) ท่ีสเตเตอร ของสปลิตเฟสมอเตอร จะมีขดลวดพันอยู 2 ชุด คือขดรันหรือขดเมน(running Winding หรือ main Winding) พันดวยลวดเสนใหญจํานวนรอบมาก ขดลวดรันน้ีจะมีไฟฟาไหลผานอยู ตลอดเวลา ไมวาจะเปนการเร่ิมสตารทหรือทํางานปกติ ขดลวดชุดที่สอง สําหรับเร่ิมหมุนหรือขด สตารต(starting winding)พันดวยลวดเสนเล็กและจํานวนรอบนอยกวาขดรันขดลวดสตารท จะตอ อนุกรมอยูก ับสวิตชแ รงเหวยี่ งหนศี นู ยกลางแลว จงึ นําไปตอ ขนานกบั ขดรนั 87