1. |
Variable Speed Drives คืออะไร ? |
|
Variable speed drives (VSDs) คือ เครื่องเปลี่ยนความถี่ระบบไฟฟ้า เพื่อควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำกระแสสลับ สามารถควบคุมได้ทั้งแรงบิด และความเร็วรอบ สามารถนำไปควบคุมความเร็วพัดลม หรือปั๊มน้ำโดยไม่ต้องดัดแปลงใดๆ VSD's บางครั้ง อาจจะเรียกได้หลายแบบ เช่น
- Variable-Frequency Drives (VFD)
- Adjustable-Speed Drives (ASD)
- Variable-Frequency Inverters (VFI)
- Frequency Converters (FC),
- Variable-Voltage Variable-Frequency (VVVF)
- Inverter or Converter
ด้วยเทคโนโลยี สมัยใหม่ อาจจะมีคำเพิ่มเติม เป็นศัพท์ทางการค้า เช่น Vector Control, Direct torque control, V/F Control, Flux control |
|
Goto top |
2. |
ถ้านำมอเตอร์ ที่ออกแบบ 60 Hz มาใช้ไฟ 50Hz จะมีผลกระทบอะไรบ้าง ? |
|
จากคำนิยามของมอเตอร์คือเครื่องจักรกลที่ทำหน้าที่ เปลี่ยนจากพลังงานไฟฟ้าในรูปของ แรงดัน (U) กระแส (I) ความถี่ (f, Hz) เป็นพลังงานกล ในรูปของ แรงบิด (Torque) และ ความเร็วรอบ (Speed) จากคำนิยาม จึงของวิเคราะห์ออกเป็นส่วนๆ ดังต่อไปนี้
เมื่อเรานำมอเตอร์อเมริกาที่ออกแบบให้ใช้ที่ระบบความถี่ 60 Hz 4 ขั้ว ตามสูตรจะได้ความเร็วรอบประมาณ 1800 รอบต่อนาที่ มาใช้ที่ระบบไฟฟ้า 50 Hz ความเร็วรอบจะเปลี่ยนไปเป็นประมาณ 1500 รอบต่อนาที่ ตามสูตร n=12f/P
n = ความเร็วรอบมอเตอร์ มีหน่วยเป็น รอบต่อนาที (Speed)
f = ความถี่ (Hz)
P = จำนวนขั้วแม่เหล็ก (Pole)
หากเรานำเอาเครื่องจักรสำเร็จรูปที่มีมอเตอร์ติดกับ OEM (Original Manufacture Equipment) ที่ผลิตจากประเทศอเมริกา ซึ่งออกแบบตามระบบไฟฟ้าของประเทศอเมริกามาใช้ เช่นพัดลม (Fan or Blower) หรือ เครื่องสูบน้ำ (Water Pump) สำเร็จรูปมาใช้จะมีผลกระทบอย่างไร?
ตามกฎพลศาสตร์ ปริมาณลม หรือน้ำ จะขึ้นอยู่กับความเร็วรอบยกกำลังสาม (Q~n3) ดังนั้นเมื่อเรานำมอเตอร์อเมริกาที่ออกแบบให้ใช้ที่ระบบความถี่ 60 Hz ความเร็วรอบ 1800 รอบต่อนาที่ มาใช้ที่ระบบไฟฟ้า 50 Hz ความเร็วรอบจะเป็น 1500 รอบต่อนาที่ จะทำให้ประสิทธิภาพของเครื่องจักรลดลงตามตามกฎพลศาสตร์ของไหล ผลลัพท์จะได้ปริมาณลม หรือน้ำจะได้ไม่เต็มที่ตาม (Q~n3) แต่จะไม่มีผลกระทบต่อตัวมอเตอร์เองมากนัก เพราะการใช้พลังงานไฟฟ้าก็จะลดลงไปด้วยตามสัดส่วนของพลังงานที่จ่ายออกไป
มอเตอร์กรงกระรอก หรือ อินดักชั่นมอเตอร์ โดยส่วนใหญ่จะมีการระบายความร้อนเป็นแบบชนิด IC411 หรือ แบบ Self Cool หรือ TEFC (Total Enclosure Fan Cool) โดยจะมีพัดลมอยู่สองชุด แยกวงจรลมออกเป็นวงจรลมร้อนภายใน และภายนออก โดยวงจรลมภายในจะมีครีบใบพัดติดที่ตัวโรเตอร์ทำหน้าที่ตีลมให้มีการหมุนเวียนภายในห้องโรเตอร์ให้ลมกระจายโดยทั่ว เพื่อสามารถนำพาเอาความร้อนจากตัวโรเตอร์เองและขดลวดสเตเตอร์ ถ่ายเทไปยังผิวของโครงสร้างตัวมอเตอร์ โดยวิธีการนำพาระบายความร้อน ส่วนวงจรลมด้านนอกจะมีพัดลมติดด้านท้ายของตัวโรเตอร์ด้านนอกโครงมอเตอร์ ทำหน้าที่ดูดลมเย็นจากทางด้านท้าย (Non Drive End) ผ่านทางครีบด้านนอกเพื่อช่วยนำพา และระบายความร้อนออกจากตัวโครงสร้างมอเตอร์ ดังรูปที่ 3
หากวิเคราะห์ดูตามหลักพลศาสตร์ การระบายความร้อน ส่วนที่ร้อนที่สุดคือส่วนกลางตัวมอเตอร์ เพราะอยู่ใกล้แหล่งกำเนิดความร้อนคือ ขดลวดสเตเตอร์มากที่สุด ส่วนที่มีอุณหภูมิต่ำที่สุดคือส่วนท้ายตัวมอเตอร์เพราะอยู่ใกล้แหล่งลมเย็นที่ระบายความร้อมมากที่สุด

รูป แสดงลักษณะการระบายความร้อนของมอเตอร์
จากรูป ประสิทธิภาพของการระบายความร้อน ทั้งด้านนอก และภายในตัวมอเตอร์ ซึ่งขึ้นอยู่กับปริมาณลมที่ระบายความร้อน และความเย็นของลม ในขณะที่ปริมาณลมก็ขึ้นอยู่กับความเร็วของพัดลมยกกำลังสาม (Q ~ n3) ตามกฎพลศาสตร์ ดังนั้นเมื่อเรานำมอเตอร์อเมริกาที่ออกแบบให้ใช้ที่อุณหภูมิแวดล้อมเท่ากัน ที่ระบบความถี่ 60 Hz ความเร็วรอบ 1800 รอบต่อนาที่ มาใช้ที่ระบบไฟฟ้า 50 Hz ความเร็วรอบ 1500 รอบต่อนาที่ จะทำให้ประสิทธิภาพของการระบายความร้อนของมอเตอร์ลดลง ทำให้ความสามารถในการรองรับกระแสก็จะลดลงตามไปด้วย ทำให้มอเตอร์ไม่สามารถขับโหลดได้เต็มพิกัดตามขนาดกระแสพิกัด หากเรานำมอเตอร์ไปขับยังกระแสพิกัด ผลที่ตามมาคือ มอเตอร์จะร้อนกว่าพิกัดที่ออกแบบไว้ ทำให้อายุการใช้งานของมอเตอร์สั้นลงอย่างรวดเร็ว |
|
Goto top |
3. |
ฮาร์มอนิกคืออะไร แล้วมีผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าอย่างไร และมีการแก้ไขอย่างไร? |
|
ฮาร์มอนิก ( Harmonic ) คือ ส่วนประกอบในรูปสัญญาณคลื่นไซน์ (Sine wave) ของสัญญาณหรือปริมาณเป็นคาบใดๆซึ่งมีความถี่เป็นจำนวนเต็มเท่าของความถี่หลักมูล ( Fundamental Frequency ในระบบไฟฟ้า เรามีค่าเท่ากับ 50 Hz) เช่นฮาร์มอนิกลำดับที่ 3 มีค่าความถี่เป็น 180Hz และฮาร์มอนิกลำดับที่ 5 มีค่าความถี่เป็น 300Hz ฯ แล้วฮาร์มอนิกมันมาจากไหน?
1. อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ที่มีทั่วไปในบ้านพัก สำนักงาน ส่วนใหญ่เป็นชนิด 1เฟส 1.1 อุปกรณ์ที่มีการใช้แหล่งจ่ายกำลังแบบสวิทซ์ชิ่ง(SWITCHING MODE POWER SUPPLY : SMPS เช่น เครื่อง คอมพิวเตอร์ 1.2 บาลาสต์อิเลคทรอนิกส์ ( Electronic Ballast) 2. อุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์กำลัง เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ในการผลิตในโรงงานอุตสาหกรรม 2.1 ตัวเรียงกระแสกำลัง (Power Rectifier) 2.2 เครื่องแปลงผันกำลังแบบสถิต (Static Power Converter :SPC) 2.3 ตัวโปรแกรมเมเบิ้ลลอจิกคอนโทรลเลอร์ (Programmable Logic Controller :PLC) 3.อุปกรณ์ที่มีการทำงานประเภทอาร์ค 3.1 เตาหลอมแบบอาร์ค (Arc Furnace) 3.2 เครื่องเชื่อมแบบอาร์ค/แบบสปอต (Arc Welding / Spot Welding) 4. อุปกรณ์ที่มีความสัมพันธ์ไม่เป็นเชิงเส้นของแรงดันและกระแสเนื่องจากการอิ่มตัวของแกนเหล็กทางแม่เหล็กไฟฟ้า เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)และเครื่องกลไฟฟ้า (Electric Machine )
ฮาร์มอนิกมีผลกระทบต่อระบบไฟฟ้าอย่างไร ? ฮาร์มอนิกที่ทำให้เกิดผลกระทบต่ออุปกรณ์ในระบบไฟฟ้า สามารถสรุปได้ออกเป็น 2 กรณีคือ
1. ทำให้อุปกรณ์ในระบบมีการทำงานผิดพลาดด้วยผลของค่าแรงดันและกระแส ฮาร์มอนิกที่มีขนาด และรูปคลื่นสัญญาณไซน์ผิดเพี้ยนไป ซึ่งโดยส่วนใหญ่จะเป็นอุปกรณ์อิเลคทรอนิกส์ที่ไวต่อการ เปลี่ยนแปลงของกระแสหรือแรงดัน เช่น รีเลย์ หรือ PLC เป็นต้น
2. ทำให้อุปกรณ์ในระบบมีอายุการใช้งานน้อยลงหรือเกิดการชำรุดเสียหาย เนื่องจากมีค่า rms ของ แรงดันหรือกระแสสูงขึ้นที่เกิดจากค่าฮาร์มอนิก เช่นเกิดความร้อนที่สายนิวตรอล เนื่องจากกระแสฮาร์มอนิกลำดับที่ 3 หรือมีการขยายของแรงดัน และกระแสฮาร์มอนิกที่เกิดจากฮาร์มอนิกเรโซแนนซ์ทำให้คาปาซิเตอร์เกิดการชำรุดเสียหาย หรือเกิดการระเบิด หรือ
มีการแก้ไขอย่างไร ? สำหรับแนวทางการแก้ไขปัญหาฮาร์มอนิก ข้อสำคัญต้องเข้าใจคุณลักษณะของอุปกรณ์ที่เป็นแหล่งจ่าย ของฮาร์มอนิกและคุณลักษณะของระบบโดยละเอียด จึงสามารถที่จะแก้ไขปัญหาได้อย่างถูกต้อง และได้ผล ในการแก้ไขปัญหาฮาร์มอนิกที่นิยมปฏิบัติกันทั่วไปคือ การควบคุมฮาร์มอนิกในบริเวณที่เป็นแหล่งจ่าย
ฮาร์มอนิกทำได้ 2 วิธีหลักคือ - โดยวิธีการลดกระแสฮาร์มอนิกจากตัวอุปกรณ์ที่เป็นแหล่งจ่ายกระแสฮาร์มอนิกเอง เช่น วิธี Multipulse Methods and Transformers โดยอาศัยหลักการ Phase Shift ของคุณลักษณะการต่อหม้อแปลงของโหลดฮาร์มอนิก เพื่อให้กระแสฮาร์มอนิกบางลำดับหักล้างกันเอง หรือโดยวิธีการนำ Choke Inductor มาต่อเข้าทางด้าน out put ของอุปกรณ์ที่เป็นแหล่งจ่ายกระแส ฮาร์มอนิก เพื่อลดกระแสฮาร์มอนิก - การใช้ฟิลเตอร์เพื่อลดหรือกำจัดฮาร์มอนิกให้หมดไปจากระบบ เช่น Passive Filter หรือ Active Filter เพื่อทำหน้าที่ดูด หรือหักล้างฮาร์มอนิก |
|
Goto top |
4. |
การใช้อุปกรณ์ปรับความเร็วรอบ (Variable Speed Drive) สามารถ ช่วยประหยัดพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้าได้อย่างไร? |
|
อุปกรณ์ปรับความเร็วรอบ (VSD) จะเป็นตัวควบคุมความถี่ไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ไฟฟ้าเพื่อปรับความเร็วรอบ และแรงบิดตามแต่ที่ต้องการ โดยรับสัญญาณควบคุมหรือคำสั่งจากระบบ เช่น แรงดัน อัตราการไหล ในขณะนั้น มาเปรียบเทียบกับระดับที่กำหนดไว้
การใช้ VSD จะเหมาะสมกับมอเตอร์ที่มีลักษณะการใช้งานที่เปลี่ยนแปลงตาม สัดส่วนภาระการทำงานเกือบตลอดเวลา เช่น เครื่องสูบน้ำ หรือเครื่องอัดอากาศที่ต้องการความดันหรืออัตราการไหลที่ไม่เท่ากันในแต่ละช่วงเวลา โดย VSD จะถูกใช้แทนที่การควบคุมแบบเก่า เช่น การควบคุมแบบใช้คันบังคับ(Throttling) การควบคุมแบบทางเบี่ยง (By-pass) หรือการควบคุมแบบเปิด-ปิด (On/Off) การใช้ VSD สามารถประหยัดพลังงานได้ถึง 10-30% ของระบบการควบคุมเดิม ตัวอย่างของหลักการทำงานที่ใช้ VSD ควบคุมคือ เครื่องสูบน้ำโดย VSD จะควบคุมความเร็วจากสัญญาณที่แสดงความต้องการใช้งานเครื่องสูบน้ำ (ความดัน) เปรียบเทียบกับระดับที่กำหนดไว้ หากมีความแตกต่าง VSD จะปรับความเร็วรอบของเครื่องสูบน้ำให้มีความเร็วรอบที่ Full load และจะลดการทำงานลงเมื่อถึงระดับที่กำหนดไว้ สามารถหาขอ้มูลเพิ่มเติมได้ที่บทความ การประหยัดพลังงานโดยการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ กรณีศึกษา การประหยัดพลังงานโดยการปรับความเร็วรอบสำหรับพัดลม |
|
Goto top |
5. |
การปรับปรุงเพิ่มค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์จะสามารถลดค่าไฟฟ้า ได้ใช่หรือไม่? |
|
การติดตั้งคาปาซิเตอร์ เพื่อปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ของระบบไฟฟ้าให้มีค่าสูงขึ้นจะมีผลดีต่อระบบไฟฟ้าหลายประการ เช่น
1. ลดกระแสไฟฟ้าที่ไหลอยู่ในวงจรตั้งแต่แหล่งจ่ายกำลังไฟฟ้าจนถึงตำแหน่งที่ติดตั้งคาปาซิเตอร์กำลัง 2. ลดกำลังงานสูญเสียในระบบไฟฟ้าลง ซึ่งจะมีผลดีต่ออุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าต่าง ๆ เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า สายเคเบิล สวิตช์ ฯลฯ 3. ลดแรงดันไฟฟ้าตกในระบบไฟฟ้าลง ทำให้ระดับของแรงดันไฟฟ้ามีความมั่นคงมากขึ้น แรงดันไฟฟ้า ที่ตำแหน่งปลายสุดของสายป้อนไม่ตกมาก ทำให้อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ต่ออยู่ทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพสูง 4. เพิ่มขีดความสามารถในการรับหรือจ่ายกำลังไฟฟ้าของระบบไฟฟ้าให้สูงขึ้น ทำให้สามารถขยายการใช้ ไฟฟ้า หรือเพิ่มโหลดได้โดยไม่จำเป็นต้องเพิ่มขนาดของอุปกรณ์รับจ่ายกำลังไฟฟ้า 5. ผลพลอยได้อีกอย่าง คือ ลดค่าไฟฟ้าที่ต้องจ่ายให้กับการไฟฟ้าฯ อยู่ทุกเดือน อย่างเช่นของการไฟฟ้า ส่วนภูมิภาคซึ่งประกอบด้วย 3 ส่วนด้วยกัน คือ ค่าความต้องการพลังงานไฟฟ้า (Demand Charge) ค่าพลังงานไฟฟ้า (Energy Charge) เฉพาะส่วนที่เป็นพลังงานสูญเสียที่ลดลง และค่าปรับเพาเวอร์ แฟกเตอร์ เมื่อมีค่าต่ำกว่า 0.85 อย่างไรก็ตามการติดตั้งคาปาซิเตอร์กำลังเข้าไปในระบบไฟฟ้านั้น นอกจากจะมีผลดีแล้ว ก็อาจจะเกิดผลเสียได้ถ้าไม่ได้ทำการพิจารณากันอย่างรอบคอบ เช่น
อาจเกิดปัญหาแรงดันไฟฟ้าเกินพิกัด (Over Voltage) เนื่องจากผลของฮาร์มอนิกที่มีอยู่ในระบบ หรือเกิดการขยายของกระแสฮาร์มอนิกในสภาวะเกิดเรโซแนนซ์แบบขนานขึ้น ก่อให้เกิดผลเสียหายต่ออุปกรณ์ และระบบไฟฟ้าได้ เป็นต้น ดังนั้นการติดตั้งตัวคาปาซิเตอร์กำลังเข้ากับระบบไฟฟ้าเพื่อการปรับปรุงค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์จึงต้องพิจารณาทั้งขนาดที่ใช้ ตำแหน่งที่ติดตั้งตลอดจนการต่อวงจร และขนาดของ อุปกรณ์ป้องกันต่าง ๆ |
|
Goto top |
6. |
Variable Speed Drives (VSD) ควบคุมแบบ |
|
วิธีการควบคุมแบบเวกเตอร์ (Vector Control) หรือ ฟิลด์ออเรียนเต็ดคอนโทรล (Field Oriented Control) คือ วิธีการ และระบบการควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ที่พัฒนามาจากการควบคุม จากแบบเดิมซึ่งเป็น V/F โดยอาศัยวิธีผสมผสาน และหลักการเลียนแบบการควบคุมความเร็วรอบจาก มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ชนิดขดลวดกระตุ้นแยก (Separated Exciting) เพื่อให้ได้กราฟของแรงบิด และกำลังต่อความเร็วรอบ ให้มีความใกล้เคียงกันมากที่สุด
โดยทั่วไประบบควบคุมจะทำการจ่ายกระแส สเตเตอร์ที่มีองค์ประกอบ 2 ส่วน คือส่วนที่สร้างฟลักซ์แม่เหล็กและส่วนสร้างแรงบิด ทั้งนี้การควบคุมทั้งหมดจะกระทำอยู่บนแกนอ้างอิงที่หมุนไปพร้อมๆ กับฟลักซ์เวกเตอร์ทางด้านโรเตอร์ ประเด็นสำคัญในการควบคุมชนิดนี้จึงอยู่ที่ว่า เราสามารถหาตำแหน่งของฟลักซ์เวกเตอร์ได้แม่นยำเพียงไร ซึ่งในทางปฏิบัติเนื่องจากเราไม่สามารถวัดค่าฟลักซ์ได้โดยตรง เราจึงใช้แบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำช่วยในการคำนวณหาค่าฟลักซ์เวกเตอร์นี้แทน ดังนั้นข้อด้อยของระบบนี้จึงอยู่ที่เราจำเป็นต้องทราบค่าพารามิเตอร์ของมอเตอร์อย่างถูกต้องจึงจะได้คุณสมบัติการควบคุมที่ดี สามารถหาขอ้มูลเพิ่มเติมได้ที่บทความ พื้นฐานการปรับความเร็วรอบมอเตอร์ แบบเวกเตอร์คอนโทรล (Basic of Variable Speed Drive Vector Control Drives) ที่ link http://www.thainovation.com/download/thainovation_com/basic_vector_control.pdf |
|
Goto top |
7. |
Variable Speed Drives เมื่อนำไปใช้งานที่โหลดเต็มพิกัด? |
|
ในการนำVSD มาใช้ เพื่อการประหยัดพลังงานนั้น ในกรณีที่มอเตอร์ทำงานที่โหลดเต็มพิกัด (Full Load)ไอยู่ก่อนแล้ว จะไม่สามารถช่วยประหยัดพลังงานได้ และเมื่อนำ VSD ต่อเข้ากับระบบยังจะทำให้เกิดการสูญเสียในระบบ 2-3 % ถ้าในระบบมีการทำงานอยู่ที่ 90-100 % ของโหลด ไม่ควรที่จะติดตั้ง VSD เพราะไม่คุ้มกับค่าใช้จ่าย ดังนั้นจึงควรติดตั้ง VSD กับระบบที่ทำงานน้อยกว่า 90 % ของโหลด |
|
Goto top |
8. |
Variable Speed Drives เมื่อนำไปใช้ที่ความเร็วรอบต่ำๆ? |
|
เมื่อนำ VSD ไปติดตั้งกับมอเตอร์ไฟฟ้าเหนี่ยวนำจะทำให้มอเตอร์ร้อนกว่าปกติเพราะผลจากฮาร์โมนิกส์ และการระบายความร้อนลดลง เมื่อนำVSD ไปใช้งานกับความเร็วรอบของมอเตอร์ต่ำๆ (น้อยกว่า 30 % ของความเร็วรอบพิกัด) หากโหลดเป็นชนิดแบบต้องการแรงบิดคงที่ กระแสยังคงต้องการเท่ากับพิกัดเพื่อสร้างแรงบิด ประกอบกับ ระบบระบายความร้อนของมอเตอร์ลดลง จำเป้นจะต้องใช้พัดลมติดตั้งเพิ่มจากภายนอก ซึ่งโดยปกติจะไม่มีปัญหาที่ความเร็วรอบมากกว่า 40 % แต่หากโหลดเป็นแบบพัดลม หรือปั้มน้ำ เมื่อลดรอบลง แรงบิดจะต้องการลดลง กระแสก็จะลดลงตามไปด้วย ทำให้ความร้อนลดลงตามกระแส จึงไม่มีปัญหาประการใด เมื่อ นำ VSD ไปใช้ที่ความเร็วรอบต่ำๆ กับพัดลม หรือปั้มน้ำ |
|
Goto top |
9. |
Direct Torque Control |
|
Direct Torque Control (DTC) เป็นแนวคิดในการควบคุมมอเตอร์เหนี่ยวนำที่แตกต่างไปจากการควบคุมแบบเวกเตอร์ (Vector Control) โดยการควบคุมแบบ DTC จะทำการกำหนดรูปแบบการสวิตซ์ของอินเวอร์เตอร์โดยตรง
ในการควบคุมแบบ DTC อินเวอร์เตอร์จะทำการคำนวณค่าฟลักซ์ทางด้านสเตเตอร์และค่าแรงบิดโดยอาศัยแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ของมอเตอร์ จากนั้นก็จะนำค่าที่ได้ไปเปรียบเทียบกับค่า setting ของทั้งฟลักซ์และแรงบิดผ่านตัวเปรียบเทียบ สถานะของสัญญาณขาออกของตัวเปรียบเทียบจะทำให้ทราบว่าจะต้องเพิ่มหรือลดฟลักซ์และแรงบิด ซึ่งข้อมูลนี้ก็จะถูกนำไปใช้ในการเลือกรูปแบบการสวิตช์ของอินเวอร์เตอร์ เพื่อให้ได้แรงดันสเตเตอร์ที่เหมาะสมที่ทำให้ฟลักซ์และแรงบิดเปลี่ยนแปลงไปในทิศทางที่ต้องการได้ โดยที่การควบคุม DTC ทำการควบคุมแรงบิดโดยตรงจึงมีชื่อเรียกว่า Direct Torque Control
ดังนั้นระบบ DTC จำเป็นจะต้องมี CPU ที่ประมวลผลรวดเร็ว และต้องมีการจ่ายไฟเลี้ยงมอเตอร์อยู่ตลอดเวลาเพื่อตรวจสอบสถานะ การจ่ายไฟเพื่อขับโหลดจะเป็นไปอย่ากระโชก รุนแรง และรวดเร็วเพื่อการตอบสนองแรงบิดให้ทัน เหมือนกับการเหยียบคันเร่งรถยนต์ ทำให้ตอบสนองต่อแรงบิดได้ไว เหมือนรถที่ออกตัวได้ไว แต่ไม่เหมาะที่จะนำไปใช้เพื่อการประหยัดพลังาน เพราะจะมีค่าสูญเสียมากกว่าประหยัดไฟได้น้อยกว่าการควบคุมแบบ V/F และ DTC ยังทำให้เกิด Harmonics ที่ตัวมอเตอร์ และระบบสายที่จ่ายให้มอเตอร์มากกว่า V/F ดังนั้นสายไฟที่จ่ายให้ตัวมอเตอร์ จะต้องเป็นสายพิเศษ แบบป้องกันการรบกวน และมอเตอร์จะไม่สามารถใช้งานได้เต็มพิกัดเท่ากับระบบไฟฟ้ารูปคลื่น Sine wave
แต่อย่างไรก็ตามจะเห็นได้ว่า การควบคุมแบบ DTC ก็จำเป็นต้องใช้ข้อมูลพารามิเตอร์ของมอเตอร์ เช่นเดียวกันกับการควบคุมแบบเวกเตอร์ ส่วนคุณสมบัติของระบบ DTC เมื่อเปรียบเทียบกับการควบคุมแบบเวกเตอร์แล้วจะไม่แตกต่างกันมากนัก แต่การควบคุมแบบ DTC จะต้องระวังการทำงานในย่านความเร็วต่ำ ซึ่งเป็นย่านที่แรงดันตกคร่อมความต้านทานสเตเตอร์มีอิทธิพลต่อการเปลี่ยนแปลงของทั้งฟลักซ์และแรงบิดค่อนข้างมาก |
|
Goto top |
10. |
มอเตอร์ไม่สามารถสตาร์ทแบบ Direct On Line แล้ว จะใช้ Soft Starter ช่วยในการเริ่มหมุนได้หรือไม่ ? |
|
ไม่สามารถช่วยได้ เพราะพลังงานที่ใช้ในการเริ่มหมุน ตลอดย่านเวลาในการเริ่มหมุนเหมือนกัน ไม่ว่าจะเป็น DOL หรือ Soft Starter |
|
Goto top |
11. |
เป็นไปได้ไหม ที่จะใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบชนิดกรงกระรอก+ softstarter ไปแทนที่การใช้งานจากมอเตอร์แบบสลิปริง (slipring motors)? |
|
ไม่เสมอไป
ถ้าการเลือกใช้ slipring motors ด้วยเหตุผลเนื่องจากต้องการแรงบิดเริ่มหมุนสูง softstarter ไม่สามารถไปแทนที่ได้
แต่ถ้าใช้ slipring motors เนื่องด้วยกระแสเริ่มหมุนสูง เช่นโหลดแบบ พัดลม หรือปั้มน้ำ การเลือกใช้มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบชนิดกรงกระรอก+ softstarter ไปแทนที่การใช้งานจากมอเตอร์แบบสลิปริง ดูจะสมเหตุผล ราคา และการบำรุงรักษา ถึงแม้นว่า อาจจะต้องเลือกมอเตอร์ให้มีขนาดใหญ่กว่าก็ตามที |
|
Goto top |
12. |
Softstarter จะส่งผลให้เกิด harmonics กลับเข้าสู่แหล่งจ่ายไฟหรือไม่? |
|
มี harmonics ด้วยหลักการตัดรูปคลื่นแรงดันของ Softstarter ประกอบกับในช่วงเริ่มหมุนจะมีค่า Power factor ต่ำ หรือกระแสจะล้าหลังแรงดันมาก และขนาดของกระแสจะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับขนาดของโหลด หรือกระแสในช่วงการเริ่มหมุน แต่จะกินเวลาแค่เพียงช่วงสั้นๆ ประมาณ 5-60 วินาทีเท่านั้น |
|
Goto top |
13. |
หากเราจะเลือกซื้อ drives เพื่อใช้ควบคุม มอเตอร์ เราจะต้องพิจารณาคุณสมบัติด้านใดบ้างครับ ? |
|
โดยทั่วไปใช้กับงานควบคุม ความเร็วรอบ induction motor พิจารณาคร่าวพอสังเขป แรงดัน แรงบิดสูงสุด กระแสสูงสุด และอื่นๆ ดังนี้ ต้องทราบก่อนว่าจะนำไปใช้ในงานอะไร ใช้กับโหลดประเภทใด Constant torque หรือ variable Torque เพื่อจะได้เลือกอุปกรณ์ถูกต้องว่าจะเป็น inverter แบบ V/F หรือว่า แบบ Flux vector control หรือ sensorless technology -เลือกพิกัดกำลังให้เหมาะสมกับขนาดมอเตอร์ โดยทั่วไปก็จะมีรุ่นที่เหมาะสมกับขนาดมอเตอร์มาตรฐาน - ความถี่สูงสุดที่ต้องการ - ต้องการระบบ regenerative break หรือไม่ - ต้องการ synchronouse mode หรือไม่ - ต้องการควบคุมผ่าน ระบบ bus หรือไม่ - ต้องการควบคุม position ด้วยหรือไม่ และอื่นๆ |
|
Goto top |
14. |
อยากรู้ข้อเสียของมอเตอร์ DC แต่ละชนิด ครับ ? |
|
แปรงถ่าน มีซี่คอมมิวเตเตอร์ เวลาใช้งานจึงต้องมีการบำรุงรักษา และเปลี่ยนแปลงถ่าน มีประกายไฟ ใช้ในที่ไวไฟไม่ได้ - มีการสูญเสียที่แปรงถ่านและซี่คอมมิวเตเตอร์ มีขดลวดพันที่อาร์เมเจอร์ ทำให้มีแรงเฉี่อยมาก ช่วงสตาร์ทก็ออกตัวช้า จะหยุดก็ใช้เวลาค่อนข้างนานกว่าตอบสนองทางด้านไดนามิคส์ไม่ดี ราคาค่อนข้างแพง เมื่อเปรียบเทียบกับอินดัคชั่นมอเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อต้องการใช้ภายนอก IP55 หาซื้อยากในอนาคต เนื่องจากระบบใหม่ นิยมใช้เอซีมอเตอร์ กับ เอซีไดร์ฟมาแทนเกือบจะทุกงานแล้วครับ ทำให้หลายๆ บริษัทผู้ผลิตได้ทยอย ยกเลิกสายการผลิดดีซีมอเตอร์ หรือบริษัทที่เกิดขึ้นใหม่ก็ไม่มีการผลิตดีซีมอเตอร์ |
|
Goto top |
15. |
มอเตอร์ควรจะร้อนเท่าไหร่ หรือความร้อนเท่าไหร่จึงถือว่ามอเตอร์ปกติครับ? |
|
มอเตอร์ที่ซื้อขายกันในท้องตลาดส่วนมากจะมีสเปคเป็น ฉนวนคลาส F อุณหภูมิที่สูงขึ้นจากการทำงาน ( Temp Rise ) คลาส B ฉนวนคลาส F หมายถึงฉนวนที่ทำงานได้ปกติเมื่อทำงานภายใต้อุณหภูมิ ไม่เกิน 155 องศา Temp Rise คลาสB หมายถึง การออกแบบมอเตอร์เมื่อมีการทำงานเต็มพิกัดแล้วความร้อนที่มอเตอร์ผลิตขึ้นหลังจากมีการระบายความร้อนไปแล้วต้องไม่เกิน 80 องศา โดยปกติอุณหภูมิที่ใช้ในการอ้างอิง หรือ กำหนดเพื่อเป็นอุณหภูมิรอบข้างจะอยู่ที่ 40 องศา ฉะนั้นถ้าเป็น มอเตอร์ Temp Rise คลาส B มอเตอร์เมื่อขับโหลดเต็มพิกัดไม่ควรมีอุณหภูมิที่ขดลวด เกิน 40+80 = 120 องศา และโดยปกติค่าอุณหภูมิที่ตัวเฟรมด้านนอกของมอเตอร์เทียบกับภายในขดลวดจะมีค่าความแตกต่างกัน 20-30 องศา โดยประมาณจากประสบการณ์ จึงสรุปได้ว่ามอเตอร์ไม่ควรมีอุณหภูมิที่เกิน 90-100 องศาเมื่อทำการวัดอุณหภูมิที่ตัวเฟรมมอเตอร์ |
|
Goto top |
16. |
ขดลวดของมอเตอร์ไฟฟ้าไหม้ เกิดจากสาเหตุอะไรบ้างครับ ? |
|
สาเหตุหลักที่ทำให้มอเตอร์ไหม้ คือฉนวนของมอเตอร์ไม่สามารถทำหน้าที่ป้องกันการช๊อตของขดลวดหรือตัวของมันเองได้ สาเหตุที่ทำให้ฉนวนทำหน้าที่หรือมีคุณสมบัติต่างไปจากเดิม คือ ความร้อนที่เกิดขึ้นด้วยสาเหตุต่างๆ การใช้งานมอเตอร์ที่แรงดันต่ำกว่าพิกัด เกิน 10 เปอร์เซนต์ก็เป็นสาเหตุหนึ่ง ที่ทำให้มอเตอร์ทำงานเกินพิกัด เนื่องจากการใช้งานที่แรงดันต่ำกว่าพิกัดแรงดัน จะทำให้ความสามารถผลิดแรงบิดของมอเตอร์ลดลง และถ้าเรายังนำมอเตอร์ไปขับโหลดเท่ากับพิกัดเดิม จึงเป็นการใช้งานมอเตอร์ที่เกินพิกัด จากความเข้าใจมอเตอร์ที่คุณอยากรู้ถามมาน่าจะเป็นมอเตอร์ 1 เฟส มีการซ่อมทำมาแล้วหลายครั้ง และบอกเงื่อนไขว่า แรงดันที่จ่ายให้กับมอเตอร์ไม่น่าจะเป็นสาเหตุที่ทำให้มอเตอร์ไหม้ ปัญหาน่าจะอยู่ที่การซ่อมหรือพันมอเตอร์ที่ทำให้ประสิทธิภาพของมอเตอร์ลดลงไปจากเดิม เมื่อมอเตอร์นำไปขับโหลดซึ่ง เครื่องจักรอาจจะออกแบบ มาให้ขับโหลดเกือบ 100 เปอร์เซนต์ ก็เลยเป็นผลทำให้มอเตอร์ไหม้ และถ้ายังไม่มีการวิเคราะห์หาข้อมูลการพันชดลวด ให้กลับไปเหมือนเดิม มอเตอร์ก็ยังคงไหม้เหมือนเดิม เพราะช่างซ่อมส่วนมากก็ยังคงพันมอเตอร์เหมือนเดิมที่ติดมากับมอเตอร์ |
|
Goto top |