หน่วยท่ี 8มอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส (Three Phase

Induction Motor)

จุดประสงค์เชงิพฤติกรรม1. บอกสว่นประกอบของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสได้2. อธบิ�ยหลักก�รทำ�ง�นของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสได้3. อธบิ�ยคณุลักษณะมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสได้4. อธบิ�ยก�รกลับท�งหมุนมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสได้5. บอกก�รนำ�ไปใชง้�นมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสได้6. อธบิ�ยก�รปรบัคว�มเรว็รอบมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสได้

ส�ระสำ�คัญมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส แบง่ออกได้เป็น 2 แบบ ได้แก่ แบบ

โรเตอรก์รงกระรอก และแบบ โรเตอรพ์นัขดลวด ซึ่งทัง้สองแบบน้ีมสีว่นประกอบที่เหมอืนกัน คือ สว่นท่ีอยูก่ับท่ี (Stationary Part) จะแตกต่�งกันเฉพ�ะสว่นท่ีเคล่ือนท่ี (Rotationary Part) เท่�นัน้

1. สว่นที่อยูก่ับท่ี ประกอบด้วย1.1 โครงมอเตอร์1.2 แกนเหล็กสเตเตอร์1.3 ขดลวดสเตเตอร์1.4 ฝ�ปิดหวัท้�ย

2. สว่นที่เคล่ือนที่ ประกอบด้วย2.1 แกนเหล็กโรเตอรแ์ละเพล�2.2 ขดลวดโรเตอร์

ก�รทำ�ง�นของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส อ�ศัยหลักก�รสน�มแม่เหล็กหมุนโดยกระแสไฟฟ�้ 3 เฟส ท่ีป้อนใหก้ับมอเตอร ์ เมื่อเกิดก�รเปล่ียนแปลงของสน�มแมเ่หล็กท่ีสเตเตอร ์ โดยก�รหมุนตัดผ่�นกับขดลวดตัวนำ�ในโรเตอรท์ี่ว�งอยูใ่กล้กัน จะทำ�ใหเ้กิดแรงเคล่ือนไฟฟ�้เหน่ียวนำ�ขึ้นท่ีขดลวดตัวนำ�ในโรเตอร ์ แต่ถ้�ขดลวดตัวนำ�ของโรเตอรถ์กูต่อใหค้รบวงจรจะทำ�ใหม้กีระแสไฟฟ�้ไหลในตัวนำ� และเกิดสน�มแมเ่หล็กขึ้นท่ีโรเตอร ์ ผลรวมของเสน้แรงแมเ่หล็กท่ีสเตเตอรก์ับเสน้แรงแมเ่หล็กรอบตัวนำ�ท่ีโรเตอรท์ำ�ใหเ้กิดแรงบดิขึ้นกับตัวนำ�ทำ�ใหโ้รเตอรห์มุนไปต�มทิศท�งของสน�มแมเ่หล็กหมุน

ก�รกลับท�งหมุนมอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส โดยก�รสลับส�ยจ�่ยไฟเข�้มอเตอรค์ู่ใดคู่หน่ึง สว่นก�รปรบัคว�มเรว็รอบของมอเตอร ์ปรบัได้ 2 วธิ ีคือ โดยก�รเปล่ียนแปลงจำ�นวนขัว้แมเ่หล็ก (P) และคว�มถี่ (f) ท่ีจ�่ยใหม้อเตอร์

หน่วยท่ี 8มอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส

8.1 สว่นประกอบของมอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟสมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส เป็นมอเตอรท่ี์นิยมใชง้�นกันทัว่ไปใน

โรงง�นอุตส�หกรรม โดยเฉพ�ะมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ชนิดท่ีมีโรเตอรแ์บบกรงกระรอก มขีอ้ดี คือ ไมม่แีปรงถ่�น ทำ�ใหก้�รสญูเสยีเน่ืองจ�กคว�มฝืดมคี่�น้อย มตัีวประกอบกำ�ลังสงู ก�รบำ�รุงรกัษ�ตำ่� ก�รเริม่เดินทำ�ได้ไมย่�ก คว�มเรว็รอบค่อนข้�งคงท่ี สร�้งง่�ย ทนท�น ร�ค�ถกู และมปีระสทิธภิ�พสงู แต่มขีอ้เสยี ได้แก่ ก�รเปล่ียนแปลงคว�มเรว็รอบของมอเตอรท์ำ�ได้ย�ก ปัจจุบนัได้มกี�รพฒัน�ชุดควบคมุอินเวอรเ์ตอรใ์ชส้ำ�หรบัปรบัคว�มเรว็รอบของมอเตอรแ์ละเป็นที่นิยมใชก้ันอย่�งแพรห่ล�ย

มอเตอรไ์ฟฟ�้กระแสสลับ เป็นเครื่องกลไฟฟ�้ที่เปล่ียนพลังง�นไฟฟ�้ใหเ้ป็นพลังง�นกล ในก�รเปล่ียนพลังง�นไฟฟ�้ใหเ้ป็นพลังง�นกลน้ี พลังง�นไฟฟ�้ไมไ่ด้นำ�เข�้สูท่ี่โรเตอรโ์ดยตรง แต่ได้จ�กก�รเหน่ียวนำ� (Induction) จงึนิยมเรยีกมอเตอรไ์ฟฟ�้กระแสสลับว�่ มอเตอรเ์หน่ียวนำ� (Induction Motor)

มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส แบง่ออกได้ 2 แบบ ได้แก่ แบบโรเตอรก์รงกระรอก (Squirrel cage Rotor) และโรเตอรแ์บบพนัขดลวด (Wound Rotor) มอเตอรทั์ง้สองแบบน้ีจะมสีว่นประกอบท่ี

เหมอืนๆ กัน คือ สว่นที่อยูก่ับที่ แต่จะแตกต่�งกันเฉพ�ะสว่นท่ีเคล่ือนที่เท่�นัน้

รูปท่ี 8.1 มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส

8.1.1 สว่นที่อยูก่ับท่ี ประกอบด้วยสว่นต่�งๆ ดังน้ี1. โครงมอเตอร ์ (Frame) ทำ�จ�กเหล็กหล่อเหนียว หรอื

เหล็กเหนียวเป็นรูปทรงกระบอกกลวงมฐี�นเป็นข�ตัง้ ด้�นข�้งตัวมอเตอรจ์ะมกีล่องสำ�หรบัต่อส�ยไฟ (Terminal Box) โครงทำ�หน้�ท่ีจบัยดึแกนเหล็กท่ีพนัขดลวดใหแ้น่นอยูก่ับท่ี และรองรบันำ้�หนักทัง้หมดของมอเตอรท่ี์ผิวด้�นนอกของโครงจะออกแบบใหม้คีรบี เพื่อชว่ยในก�รระบ�ยคว�มรอ้นของมอเตอร์

รูปท่ี 8.2 โครงมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส

2. แกนเหล็กสเตเตอร ์(Stator core) ทำ�ม�จ�กแผ่นเหล็กบ�งๆ อัดซอ้นกันและยดึติดเข้�กับโครงของมอเตอร ์ มลัีกษณะเป็นรูปทรงกระบอก และด้�นในทำ�เป็นสลอต ไวส้ำ�หรบัพนัขดลวด นอกจ�กน้ีแกนเหล็กยงัทำ�หน้�ท่ีเป็นท�งเดินของวงจรแมเ่หล็ก

รูปท่ี 8.3 แกนเหล็กสเตเตอรแ์ละขดลวดสเตเตอรข์องมอเตอร์เหน่ียวนำ� 3 เฟส

3. ขดลวดสเตเตอร ์(Stator Winding) ซึ่งเป็นขดลวดทองแดงที่พนัอยูใ่นสลอตของแกนเหล็กสเตเตอร ์ และเป็นลวดทองแดงที่เคลือบด้วยฉนวนไฟฟ�้อย�่งดี เมื่อพนัเสรจ็แล้วจะอ�บด้วยนำ้�มนัว�นิชและอบใหแ้หง้อีกครัง้หน่ึง

มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ที่สเตเตอรม์ขีดลวดพนัอยู ่3 ชุด หรอื 3 เฟส ซึ่งแต่ละเฟสจะทำ�มุมห�่งกัน 120 องศ�ไฟฟ�้ และขดลวดแต่ละเฟสจะต่ออนุกรมกันเหมอืนกับขดลวดอ�รเ์มเจอรข์องเครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสสลับ แต่ละเฟสมกีลุ่มของขดลวดอีก เชน่ มอเตอรท่ี์ม ี36 สลอต (Slot) 4 ขัว้แมเ่หล็ก (Pole) 3 เฟส (Phase)

จำ�นวนสลอตต่อขัว้ (Slot/Pole) จะมค่ี�เท่�กับ 9 สลอต ดังนัน้จำ�นวนกลุ่มของขดลวดในหน่ึงขัว้แมเ่หล็กต้องเท่�กับ 9 ขด และ

แบง่จำ�นวนกลุ่มของขดลวดต่อหน่ึงเฟสจะมค่ี�เป็น 3 ขด ในก�รพนัขดลวดทัง้ส�มขดของแต่ละเฟสน้ีจะพนัลงสลอตเรยีงกันไป 3 สลอต และก�รพนัขดลวดทัง้ 9 ขดในหน่ึงขัว้จะพนัเรยีงกันไป 9 สลอต

ก. กลุ่มของขดลวดต่อเฟส ข. กลุ่มของขดลวด 3 เฟสต่อหน่ึงขัว้

รูปท่ี 8.4 ก�รพนัขดลวดมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสแบบแลป (Lap Winding)

เมื่อพนัขดลวดจนครบทัง้ 36 ขดแล้ว จะสงัเกตเหน็ว�่ในหน่ึงสลอตจะมขีดลวด 2 ขด ซึ่งเป็นด้�นของขดลวดท่ีต่�งกัน เรยีกว�่ ก�รพนัขดลวดแบบสองชัน้ (Two Layer) เป็นท่ีนิยมพนักันโดยทัว่ไป

เน่ืองจ�กลักษณะก�รพนัขดลวดสเตเตอรข์องมอเตอรจ์ะเหมอืนกับขดลวดอ�รเ์มเจอรใ์นเครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสสลับ ซึ่งระยะพติช ์(Pitch) ของขดลวดส�ม�รถแบง่ออกได้เป็น 2 แบบ ได้แก่ ขดลวดที่มรีะยะพติชเ์ต็ม (Full Pitch) และระยะพติชเ์ศษสว่น (Fractional Pitch or Short Pitch)

ก�รพนัขดลวดของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส สว่นม�กพนัขดลวดเป็นแบบพติชเ์ศษสว่น ซึ่งมขีอ้ดีดังน้ี

1) เพื่อลดค่�ลีคเกจรแีอกแตนซ ์ ทำ�ใหม้อเตอรม์คี่�เพ�เวอรแ์ฟกเตอรส์งูขึ้น

2) ก�รพนัขดลวดมคีว�มแขง็แรงขึ้น เน่ืองจ�กคว�มกว�้งของขดลวดแคบลง

3) ประหยดัขดลวดทองแดงท่ีใชพ้นัมอเตอร์4) ลดกำ�ลังไฟฟ�้สญูเสยีในขดลวดทองแดง (Copper

Losses) 4. ฝ�ปิดหวัท้�ย (End Plate) ทำ�จ�กเหล็กหล่อเหนียวหรอื

เหล็กเหนียว ฝ�ปิดน้ีจะถกูยดึติดอยูก่ับโครงมอเตอรด์้วยสลักเกลียว มแีบริง่อยูต่รงกล�งสำ�หรบัรองรบัเพล� เพื่อใหโ้รเตอร ์หมุนอยูใ่นแนวศูนยก์ล�งพอดี

รูปท่ี 8.5 ฝ�ปิดหวัท้�ย

8.1.2 สว่นที่เคล่ือนที่มอียู ่ 2 แบบ ได้แก่ โรเตอรแ์บบกรงกระรอกและโรเตอรแ์บบพนัขดลวด ซึ่งโรเตอรทั์ง้สองแบบน้ี ประกอบด้วยสว่นท่ีสำ�คัญ คือ แกนเหล็กโรเตอร ์ ขดลวดทองแดง ใบพดั และเพล�

1. โรเตอรก์รงกระรอก (Squirrel cage Rotor) ประกอบด้วยแกนเหล็กท่ีทำ�ม�จ�กแผ่นเหล็กบ�งๆ มลัีกษณะกลมอัดซอ้นกันโดยมเีพล�รอ้ยทะลเุพื่อยดึใหแ้น่น ที่ผิวของโรเตอรน้ี์จะมสีลอตไปต�มท�งย�วและในสลอตจะมแีท่งตัวนำ�ทองแดงหรอือะลมูเินียมฝังอยูโ่ดยรอบ ที่สว่นปล�ยของแท่งตัวนำ�จะเชื่อมติดกับวงแหวนโลหะ ซึ่งจะมลัีกษณะคล้�ยกรงกระรอก ดังนัน้จงึมชีื่อเรยีกว�่ โรเตอรแ์บบ

กรงกระรอก ในปัจจุบนัตัวนำ�ท่ีฝังอยูใ่นสลอตของโรเตอรจ์ะใชว้ธิหีล่อตัวนำ�ที่เป็นโลหะผสมหรอือะลมูเินียมเข้�ไปเลย รวมทัง้หล่อวงแหวนตัวนำ�ที่มคีรบีชว่ยระบ�ยคว�มรอ้นเชื่อมเข้�กับปล�ยตัวนำ�แต่ละด้�นของโรเตอรด์้วย

รูปท่ี 8.6 โรเตอรแ์บบกรงกระรอก

2. โรเตอรพ์นัขดลวด (Wound Rotor) เป็นโรเตอรท่ี์มีสว่นประกอบคล้�ยกับโรเตอรก์รงกระรอก แตกต่�งกันตรงที่ตัวนำ�ที่ใชจ้ะพนัด้วยขดลวดทองแดงเคลือบด้วยฉนวนไฟฟ�้อย�่งดี จำ�นวน 3 ชุด หรอื 3 เฟส พนัอยูใ่นสลอต แต่ละเฟสจะว�งทำ�มุมห�่งกัน 120 องศ�ไฟฟ�้ และต้องพนัขดลวดใหม้จีำ�นวนขัว้แมเ่หล็กเท่�กับจำ�นวนขัว้แมเ่หล็กท่ีสเตเตอรด์้วย ขดลวดทัง้ 3 ชุดจะต่อกันแบบสต�ร ์

(Star) และปล�ยอีกด้�นหน่ึงต่อเข้�กับสลิปรงิ(Slip ring) 3 วงที่ติดอยูบ่นเพล�ด้�นหน่ึง ซึ่งจะมแีปรงถ่�นสมัผัสอยู ่ เพื่อต่อไปยงัอุปกรณ์ควบคมุภ�ยนอก (ตัวต้�นท�นปรบัค่�ได้)

ดังนัน้มอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส ท่ีมโีรเตอรแ์บบน้ีจงึนิยมเรยีกว�่ สลิปรงิมอเตอร(์Slip ring Motor) และก�รควบคมุคว�มเรว็ของมอเตอรท์ำ�ได้โดยก�รเพิม่หรอืลดค่�คว�มต้�นท�นภ�ยนอกที่ต่อผ่�นท�งสลิปรงิ มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสท่ีมโีรเตอร์แบบพนัขดลวดจะใหแ้รงบดิเริม่เดินสงู เมื่อมอเตอรห์มุนเข้�สู่คว�มเรว็ปกติ สลิปรงิจะถกูลัดวงจร ทำ�ใหโ้รเตอรท์ำ�ง�นแบบกรงกระรอก

รูปท่ี 8.7 โรเตอรแ์บบพนัขดลวด

8.2 หลักก�รทำ�ง�นของมอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟสเมื่อจ�่ยไฟฟ�้กระแสสลับ 3 เฟส ใหก้ับขดลวดสเตเตอรข์อง

มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส จะทำ�ใหเ้กิดสน�มแมเ่หล็กหมุนขึ้นท่ีขดลวดสเตเตอร ์ โดยจะหมุนตัดกับตัวนำ�โรเตอรท่ี์ว�งอยูใ่นสลอตที่โรเตอร ์ ทำ�ใหเ้กิดแรงเคล่ือนไฟฟ�้เหน่ียวนำ�และกระแสไฟฟ�้เหน่ียวนำ�ในตัวนำ�ของโรเตอร ์ ทำ�ใหเ้กิดสน�มแมเ่หล็กขึ้นที่โรเตอรผ์ลรวมของเสน้แรงแมเ่หล็กท่ีสเตเตอรก์ับเสน้ เสน้แรงแมเ่หล็กรอบตัวนำ�ที่

โรเตอรท์ำ�ใหเ้กิดแรงบดิขึ้นท่ีตัวนำ�และทำ�ใหโ้รเตอรห์มุนไปต�มทิศท�งของสน�มแมเ่หล็กหมุนท่ีสเตเตอร ์ซึ่งก�รเกิดสน�มแมเ่หล็กหมุนและก�รเกิดแรงบดิท่ีโรเตอรไ์ด้อธบิ�ยไวใ้นหน่วยท่ี 1 แล้ว

8.2.1 ก�รทำ�ง�นของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส โรเตอรแ์บบกรงกระรอก

เมื่อป้อนกระแสไฟฟ�้กระแสสลับ 3 เฟสใหก้ับขดลวดสเตเตอรจ์ะเกิดสน�มแมเ่หล็กหมุนขึ้นท่ีสเตเตอรด์้วยคว�มเรว็ซงิโครนัส (N S) สน�มแมเ่หล็กหมุนนี้จะเคล่ือนที่ตัดขดลวดท่ีโรเตอรท์ำ�ใหเ้กิดแรงเคล่ือนไฟฟ�้เหน่ียวนำ�ขึ้นท่ีตัวนำ�บนโรเตอร ์ แต่ตัวนำ�บนโรเตอรน้ี์ได้ถกูลัดวงจรไว ้ ทำ�ใหม้กีระแสไฟฟ�้ไหลท่ีตัวนำ�น้ี ทำ�ใหเ้กิดสน�มแม่เหล็กที่โรเตอรเ์กิดขัว้เหนือและขัว้ใต้ขึ้น ในโรเตอรเ์ชน่เดียวกับท่ีเกิดขึ้นท่ีสเตเตอรผ์ลรวมของเสน้แรงแมเ่หล็กท่ีสเตเตอร์กับเสน้แรงแมเ่หล็กรอบตัวนำ�ท่ีโรเตอรท์ำ�ใหเ้กิดแรงบดิขึ้นท่ีโรเตอร ์ และทำ�ใหโ้รเตอรห์มุนไปได้และมทีิศท�งต�มทิศท�งของสน�มแมเ่หล็กหมุนท่ีสเตเตอร์

รูปท่ี 8.8 ก�รเกิดแรงบดิท่ีตัวนำ�ของโรเตอร์

8.2.2 ก�รทำ�ง�นของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส โรเตอรแ์บบพนัขดลวด อ�ศัยหลักก�รเกิดสน�มแมเ่หล็กหมุนท่ีสเตเตอร ์ และ

ทำ�ใหโ้รเตอรห์มุนไปได้นัน้จะเหมอืนกับมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส แบบโรเตอรก์รงกระรอก จะแตกต่�งกันเฉพ�ะตอนเริม่เดินมอเตอรเ์ท่�นัน้

รูปท่ี 8.9 ก�รเริม่เดินมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสแบบโรเตอรพ์นัขดลวด

จ�กรูปท่ี 8.9 ขณะเริม่เดินมอเตอรต้์องปรบัคว�มต้�นท�นภ�ยนอกไวท่ี้ตำ�แหน่งมค่ี�คว�มต้�นท�นสงูสดุ จะทำ�ใหไ้ด้ค่�แรงบดิเริม่เดินมคี่�สงูสดุ กระแสเริม่เดินจะลดลง และเมื่อคว�มเรว็ของมอเตอรเ์พิม่ขึ้นแล้วค่อยๆ ลดคว�มต้�นท�นภ�ยนอกลง ขณะเดียวกันมอเตอรจ์ะมอัีตร�ก�รหมุนเรว็ขึ้น และเมื่อลดคว�มต้�นท�นภ�ยนอกลงจนหมดสลิปรงิจะถกูลัดวงจร ขณะนี้มอเตอรจ์ะมคีว�มเรว็สงูสดุ

8.3 คณุลักษณะและก�รนำ�ไปใชง้�นพจิ�รณ�คว�มสมัพนัธร์ะหว�่งคว�มเรว็รอบและแรงบดิของ

มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ที่มโีรเตอรแ์บบกรงกระรอกในสภ�วะที่ขบัโหลดเต็มพกิัด ดังแสดงในรูปท่ี 8.10 จะพบว�่แรงบดิในสภ�วะปกติที่โหลดเต็มพกิัดคือ T และแรงบดิในสภ�วะที่โรเตอรห์ยุดนิ่งเท่�กับ 1.5

เท่�ของแรงบดิเต็มพกิัด สำ�หรบัแรงบดิเบรกด�วน์จะมคี่�ประม�ณ 2.5 เท่�ของแรงบดิเต็มพกิัด

รูปท่ี8.10 กร�ฟคว�มสมัพนัธร์ะหว�่งแรงบดิกับคว�มเรว็รอบของมอเตอร์

ท่ีโหลดเต็มพกิัดคว�มเรว็รอบของมอเตอรจ์ะเท่�กับ Nr แต่ถ้�แรงบดิของโหลดเพิม่ขึ้นคว�มเรว็จะลดลง จนกระทัง่มอเตอรส์ร�้งแรงบดิได้เท่�กับแรงบดิของโหลด ในสภ�วะดังกล่�วมอเตอรย์งัคงหมุนไปได้ แต่เมื่อใดก็ต�มท่ีแรงบดิของโหลดเกินกว�่ 2.5 เท่�ของแรงบดิเต็มพกิัด ซึ่งเรยีกว�่แรงบดิเบรกด�วน์ จะทำ�ใหม้อเตอรห์ยุดหมุนอย่�งรวดเรว็ เพร�ะว�่มอเตอรไ์มส่�ม�รถสร�้งแรงบดิขึ้นม�เท่�กับแรงบดิของโหลดได้ สำ�หรบัมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสท่ีมขีน�ดเล็กกว�่ 10 kW คว�มเรว็ท่ีแรงบดิเบรกด�วน์จะมคี่�ประม�ณ 80 % ของคว�มเรว็ซงิโครนัส แต่ถ้�เป็นมอเตอรข์น�ดใหญ่ท่ีมพีกิัดม�กกว�่ 1000 kW คว�มเรว็ท่ีแรงบดิเบรกด�วน์จะมคี่�ประม�ณ 98% ของคว�มเรว็ซงิโครนัส

มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส โรเตอรแ์บบกรงกระรอกสว่นม�กจะนำ�ไปใชเ้ป็นต้นกำ�ลังขบัเครื่องกลชนิดต่�งๆ ในง�นอุตส�หกรรมเชน่ เครื่องกลึง เครื่องไส เครื่องกัด เครื่องเจยีระไนร�บและตัง้ ขบัปั้ มไฮดรอลิกส ์ขบัปั้ มนำ้� ขบัคอมเพรสเซอรแ์ละง�นอ่ืนๆ เน่ืองจ�กมี

คณุลักษณะใหแ้รงบดิในก�รเริม่เดินท่ีดี และมคีว�มเรว็รอบค่อนข้�งคงท่ี สว่นมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส โรเตอรแ์บบพนัขดลวดจะใชก้ับง�นหนัก ใชค้ว�มต้�นท�นภ�ยนอกชว่ยในก�รเริม่เดินจะได้แรงบดิในตอนเริม่เดินสงูสดุและกระแสเริม่เดินจะลดลง8.4 ก�รต่อใชง้�นมอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส โดยท่ีสเตเตอรข์องมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสมขีดลวดพนัอยู ่3 ชุด คือเฟส A, B และ C ส�ม�รถนำ�ม�ต่อใชง้�นได้ 2 แบบ คือ ก�รต่อใชง้�นแบบสต�รแ์ละแบบเดลต� ก�รจะต่อมอเตอรใ์ชง้�นแบบใดจะต้องพจิ�รณ�ให้สอดคล้องกับแรงดันไฟฟ�้ที่แผ่นป้�ยของมอเตอรแ์ละระบบไฟฟ�้ของประเทศนัน้ๆ ดังแสดงในรูปที่ 8.11

ก. ก�รต่อขดลวดแบบสต�ร์ ข. ก�รต่อขดลวดแบบเดลต�

รูปท่ี8.11 ก�รต่อมอเตอรใ์ชง้�นแบบสต�รแ์ละเดลต�

8.5 ก�รกลับท�งหมุนมอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส โรเตอรแ์บบกรงกระรอกและโรเตอรแ์บบพนัขดลวด มวีธิกี�รกลับท�งหมุนที่

เหมอืนกันคือสลับส�ยจ�่ยไฟเข�้มอเตอรค์ู่ใดคู่หน่ึง ดังแสดงในรูปที่ 8.12 เป็นก�รสลับส�ยจ�่ยไฟเข�้มอเตอรข์ัว้ L2 กับ L3

ก. ก�รต่อใชง้�นหมุนต�มเขม็น�ฬิก�

ข. ก�รต่อใชง้�นหมุนทวนเขม็น�ฬิก�

รูปท่ี 8.12 ก�รกลับท�งหมุนมอเตอร ์3 เฟส

8.6 ก�รควบคมุคว�มเรว็รอบมอเตอรเ์หนี่ยวนำ� 3 เฟส เมื่อพจิ�รณ�จ�กสมก�รของคว�มเรว็สน�มแมเ่หล็กหมุนจะได้

N S=120 fP (rpm)

จะเหน็ได้ว�่มตัีวแปรอยู ่2 ตัว ท่ีทำ�ใหค้ว�มเรว็รอบของสน�มแม่เหล็กหมุนหรอืคว�มเรว็ซงิโครนัสเปล่ียนแปลงได้คือจำ�นวนขัว้แม่เหล็ก (P) และคว�มถี่ (f) ของแหล่งจ�่ยที่ป้อนใหก้ับมอเตอร์

สำ�หรบัจำ�นวนขัว้แมเ่หล็กจะเป็นปฏิภ�คผกผันกับคว�มเรว็ซงิโครนัส คือ เมื่อจำ�นวนขัว้แมเ่หล็กม�ก คว�มเรว็ซงิโครนัสจะน้อย แต่เมื่อจำ�นวนขัว้แมเ่หล็กน้อยคว�มเรว็ซงิโครนัสจะม�ก ก�รปรบัคว�มเรว็รอบด้วยวธินีี้ม ี2 แบบคือแบบคอนซเีควนโพล กับแบบใชข้ดลวดหล�ยชุด ก�รเปล่ียนแปลงจำ�นวนขัว้แมเ่หล็ก คว�มเรว็รอบของมอเตอรท่ี์ได้จะมกี�รเปล่ียนแปลงเป็นขัน้ๆ ไมเ่รยีบสมำ่�เสมอ

สว่นคว�มถี่จะเป็นปฏิภ�คโดยตรงกับคว�มเรว็ซงิโครนัส เมื่อคว�มถ่ีม�ก คว�มเรว็ซงิโครนัสจะม�กต�ม ในท�งตรงกันข�้มถ้�

คว�มถ่ีลดลงคว�มเรว็ซงิโครนัสก็จะลดลงด้วย ก�รปรบัคว�มเรว็รอบของมอเตอรด์้วยวธิน้ีี โดยก�รใชอิ้นเวอรเ์ตอรใ์นก�รเริม่เดินมอเตอร ์

ส�ม�รถปรบัคว�มถ่ีหรอือัตร�สว่น Vf ได้ต�มต้องก�ร คว�มเรว็ของ

มอเตอรจ์ะเปล่ียนแปลงอย่�งสมำ่�เสมอ และส�ม�รถปรบัเพิม่ ลด–แรงบดิได้อีกด้วยซึ่งอินเวอรเ์ตอรท์ี่นิยมใชง้�นในปัจจุบนัจะเป็นแบบ PWM (Pulse width modulation )

แบบทดสอบหน่วยท่ี 8

คำ�ชีแ้จง ใหนั้กเรยีนทำ�เครื่องหม�ย ทับขอ้ที่เหน็ว�่ถกูต้องท่ีสดุ

1. เหตใุดมอเตอรไ์ฟฟ�้กระแสสลับ จงึถกูเรยีกว�่ อินดักชัน่มอเตอร์ก. พลังง�นกลเกิดจ�กก�รเหน่ียวนำ�ข. พลังง�นอินพุตเกิดจ�กก�รเหน่ียวนำ�ค. โรเตอรเ์ป็นแบบกรงกระรอกง. โรเตอรเ์ป็นแบบพนัขดลวด

2. มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส มขีอ้ดีอย่�งไรบ�้งก. เพ�เวอรแ์ฟกเตอรส์งูข. คว�มเรว็รอบคงท่ีค. ทนท�นและร�ค�ถกู ง. ถกูทกุขอ้

3. กำ�ลังเอ�ต์พุตของมอเตอรเ์กิดขึ้นที่สว่นใด

ก. ขดลวดสเตเตอรข์. ขดลวดโรเตอร์ค. เพล�ของโรเตอรง์. แกนเหล็กสเตเตอร์

4. ขดลวดสเตเตอรข์องมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ว�งมุมห�่งกันเท่�ใด

ก. 100 องศ�ไฟฟ�้ข. 120 องศ�ไฟฟ�้ค. 150 องศ�ไฟฟ�้ง. 180 องศ�ไฟฟ�้

5. มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ขดลวดสเตเตอรภ์�ยใต้ขัว้แมเ่หล็กแต่ละขัว้มกีี่ชุด

ก. 3 ชุดข. 2 ชุดค. 1 ชุดง. ขึ้นอยูก่ับขน�ดของมอเตอร์

6. ก�รพนัขดลวดสเตเตอรข์องมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ที่นิยมใช้กันทัว่ไป เป็นแบบใด

ก. แบบชัน้เดียว ข. แบบสองชัน้ค. แบบพชิต์เศษสว่น ง. ถกูทัง้ขอ้ ข. และ ค.

7. มอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส ที่มโีรเตอรแ์บบพนัขดลวด เรยีกชื่ออีกอย�่งหนึ่งว�่อะไร

ก. รลัีกซแ์ตนซม์อเตอร ์ ข. สเตปปิ้ งมอเตอร์ค. ฮีสเตอรร์ซิสีมอเตอรง์. สลิปรงิมอเตอร์

8. สน�มแมเ่หล็กหมุนที่สเตเตอร ์ เกิดขึ้นจ�กอะไรก. กระแสไฟฟ�้ 3 เฟสข. เสน้แรงแมเ่หล็กรัว่ไหลค. กระแสไฟฟ�้ 2 เฟส ง. ก�รเหน่ียวนำ�

9. ขดลวดของโรเตอรแ์บบกรงกระรอก มลัีกษณะอย่�งไรก. ลวดเสน้เล็กมจีำ�นวนรอบม�ก ข. ลวดเสน้เล็กมจีำ�นว

นรอบๆ เดียวค. ลวดเสน้โตมจีำ�นวนรอบม�ก ง. ลวดเสน้โตมจีำ�นวนร

อบๆ เดียว10. ค่�ของสลิป คือขอ้ใด

ก. N S−N rN S ข.

N S−N rN r

ค. ff r ง. f−f r

11. คว�มต้�นท�นภ�ยนอกท่ีต่อเข�้กับโรเตอรแ์บบพนัขดลวดจะใช้เมื่อใด

ก. ขณะเดินด้วยคว�มเรว็ปกติ ข. ขณะเริม่เดินค. ขณะเดินด้วยคว�มเรว็ซงิโครนัส ง. ขณะสลิปมค่ี�เป็นศูนย์

12. ถ้�ต้องก�รปรบัคว�มเรว็รอบใหม้กี�รเปล่ียนแปลงท่ีสมำ่�เสมอ ควรใชว้ธิใีด

ก. คอนซเีควนโพล ข. ขดลวดแยกชุดค. อินเวอรเ์ตอรป์รบัคว�มถี่ ง. ใชห้มอ้แปลงออโต

แบบฝึกหัดหน่วยท่ี 8

คำ�ชีแ้จง้ ใหนั้กเรยีนตอบคำ�ถ�มโจทยโ์ดยก�รอธบิ�ยเพยีงสัน้ๆ ได้ใจคว�ม

1. จงบอกสว่นประกอบของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส แบบกรงกระรอกมอีะไรบ้�ง

ตอบ

ก. .....................................................................................................................

ข. .....................................................................................................................

ค. .....................................................................................................................

ง. .....................................................................................................................2. โรเตอรข์องมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสมกีี่แบบอะไรบ้�ง

ตอบ ม ี.............................. แบบ คือ

ก. .....................................................................................................................

ข. .....................................................................................................................3. จงอธบิ�ยหลักก�รทำ�ง�นของมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส

ตอบ .....................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................

.......................................................................................................................................4. ก�รปรบัคว�มเรว็รอบมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟส มกีี่วธิ ีอะไรบ้�ง

ตอบ ม ี.................................. วธิี

ก. .....................................................................................................................

ข. .....................................................................................................................

5. จงบอกก�รใชง้�นมอเตอรเ์หน่ียวนำ� 3 เฟสโรเตอรแ์บบกรงกระรอก ม�อย�่งน้อย 5 อย�่งอะไรบ�้ง

ตอบ

ก. .....................................................................................................................

ข. .....................................................................................................................

ค. .....................................................................................................................

ง. .....................................................................................................................

จ. ....................................................................................................................