Electric Motor [EP: 3] – มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบซิงโครนัส (AC Motor ,Synchronous Motor)

จาก EP: 1 ที่เราได้รู้จักเกี่ยวกับ Motor ชนิดแรกไปแล้ว นั่นก็คือ DC motor ซึ่งเราได้รู้จักการทำงาน และชนิดของแต่ละประเภทของ DC motor ซึ่งทำให้เราสามารถนำไปเลือกใช้ และประยุกต์กับในลักษณะงานต่างๆ ได้.

กลับไปอ่านบทความ Electric Motor [EP: 1] – มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor)

แต่รู้ไหมครับ ว่ามอเตอร์ที่เราใช้กันอย่างแผ่หลายและนิยมในโรงงานอุตสาหกรรมและตามบ้านเรือนนั้น เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ “AC Motor” นั่นเอง ที่สามารถใช้งานกับงานจำพวก Pump, Blower, Compressor และอื่นๆ

ดังนั้นใน EP: 2 ของเราในครั้งนี้ เราจะมารู้จัก “AC Motor” ที่เราจะเริ่มต้นที่ AC Motor แบบแรกที่เราเรียกว่า มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบซิงโครนัส (Synchronous motor) กันครับ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Motor)

อย่างที่เราทราบกันว่ามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ AC motor นั้นมีบทบาทในอุตสาหกรรม และบ้านเรือนเป็นอย่างมาก ต้องขอบคุณ Nikola Tesla ที่ทำให้เรารู้จักและมีการใช้ไฟฟ้ากระแสสลับกันอย่างแผ่หลาย ซึ่งมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับนั้นจะทำการแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ที่ทำให้เกิดการหมุนได้ ซึ่งสามารถแบ่งออกเป็นได้ 2 ประเภทหลักๆ ดังนี้

1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบ ซิงโครนัส (Synchronous motor)
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบ อะซิงโครนัส (Asynchronous motor) หรือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบ เหนี่ยวนำ (Induction motor)

โดยใน EP นี้ เราอยากจะเริ่มต้นที่ Synchronous motor ซึ่งตลอดทั้ง EP นี้เราจะเรียกชื่อนี้กันครับ

หลักการทำงานของ Synchronous Motor

Synchronous motor เป็นมอเตอร์ที่ความเร็วรอบนั้นเท่ากับสนามแม่เหล็กหมุนที่ถูกสร้างมาจากป้อนกระแสไฟฟ้าเข้าในส่วนของ Rotor ซึ่งส่วนประกอบหลักๆ จะมีด้วย 2 ส่วน ดังนี้ คือ

1. Stator คือ ส่วนที่อยู่กับที่ และมีขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature winding) ซึ่งเป็นส่วนที่รับไฟฟ้ากระแสสลับมาจากแหล่งจ่าย เพือสร้างสานามแม่เหล็กหมุนขึ้นมาในมอเตอร์
2. Rotor คือ ส่วนที่เคลื่อนที่ของมอเตอร์ ที่ใช้ในการไปขับภาระทางไฟฟ้าต่อไป

ซึ่ง Synchronous motor นั้นจะเริ่มต้นจากที่ในส่วนของการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปที่ Rotor และ Stator ซึ่งในส่วนของ Stator จะทำการสร้างสนามแม่เหล็กหมุน (Rotating magnetic field) ขึ้นมา ในส่วนของ Rotor นั้นในช่วงเวลาที่เริ่มหมุนนั้นจะมีการจ่ายกระแสไฟฟ้าไปที่ขดลวดที่อยู่ใน Rotor และจะสร้างเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นมาเช่นกัน เพื่อที่จะเกาะไปกับสนามแม่เหล็กหมุน ที่ Stator สร้างขึ้นมา ซึ่งความพิเศษของ Synchronous motor นั้นจะมีความเร็วรอบเท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน ที่เราเรียกกันว่า Synchronous speed หรือ ความเร็วซิงโครนัส

*** เลยเป็นที่มาที่เราเรียก Synchronous motor ไงละครับ ***

การ Start เริ่มต้นของ Synchronous motor

เนื่องจาก Synchronous motor นั้นไม่สามารถที่ Start ด้วยตัวเองได้ ซึ่งจะต้องมีผู้ช่วยในการช่วย Start โดยหลักๆ จะมีอยู่ 2 แบบ ดังนี

1. Excited rotor (แบบที่ต้องใช้การจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเข้าส่วนของ Rotor)

เป็นประเภท Rotor นี้จะมี Squirrel cage winding เพื่อช่วยในการเริ่มหมุน ซึ่งในตอนแรกจะมีสภาวะเหมือนกัน Induction motor หรือ Asynchronous motor และมีการจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปที่ขดลวดของ Rotor ผ่านแปรงถ่าน (Brush) กับ Slip ring เพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็กขึ้น

2. Brushless system (แบบไม่ต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงให้กับ Rotor)

เป็นประเภทที่จะจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับผ่านวงจร Bridge Rectifier เพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็ก เพื่อจะจับไปกับสนามแม่เหล็กหมุน ซึ่งประเภทนี้ไม่จำเป็นต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าผ่านแปรงถ่าน (Brush) กับ Slip ring

การนำไปใช้งานของ Synchronous motor

ด้วยข้อดีของ Synchronous motor นั้น ก็คือ ความเร็วคงที่ ที่เราเรียกว่า “Synchronous motor” ดังนั้นการเอาไปใช้งานนั้นจึงเหมาะกับภาระ Load ที่เราต้องการความเร็วที่คงที่ เช่น รถไฟฟ้าอย่าง TGV ของประเทศฝรั่งเศส, เครื่องรีดเหล็ก หรือพวกหุ่นยนต์ แขนกล ต่างๆ เป็นต้น ซึ่งนอกจากความเร็วคงที่ที่เป็นข้อดีแล้ว Synchronous motor นั้นสามารถเอาไปใช้แก้ Power factor ของตามโรงงานที่สามารถทำให้ค่า Power factor สูงขึ้นได้ โดยจะส่งผลให้การถูกปรับจาก Power factor ต่ำกว่า 0.85 นั้นลดลงไปได้

อย่างไรก็ตาม มอเตอร์ชนิดนี้ จะมีค่าบำรุงรักษาที่มากกว่า Asynchronous motor เพราะว่ามีอุปกรณ์ต่างๆ ที่เพิ่มขึ้นมา ไม่ว่าจะเป็นชุดจ่ายไฟฟ้าเข้าไปที่ในมอเตอร์ ส่วนของ Rotor และพวกแปรงถ่าน รวมถึง Slip ring ด้วย

เป็นอย่างไรกันบ้างครับเพื่อนๆ สำหรับ Synchronous motor ใน EP: 2 นี้ ในครั้งหน้า EP: 3 เราจะไปรู้จัก Asynchronous motor หรือ Induction motor นั่นเอง ที่เป็นมอเตอร์ที่เราใช้งานกันบ่อยและมากที่สุด

แล้วพบกับสาระความรู้ทางด้านงานช่าง และงานวิศวกรรมได้ในโพสต์ถัดๆไปนะครับ หรือสามารถตามสื่อตามๆของเราด้านล่างเลยนะครับ

Website: www.naichangmashare.com
Facebook: https://www.facebook.com/naichangmashare/
Blockdit :  https://www.blockdit.com/naichangmashare
Instragram: https://www.instagram.com/naichangmashare/
Twitter: https://twitter.com/naichangmashare
Youtube: https://www.youtube.com/channel/UCmIPiSeg-uy4k8JYSmknp_g

#นายช่างมาแชร์