Tuesday, November 29, 2011

สูตรการหาค่าต่างๆทางไฟฟ้าสำหรับมอเตอร์กระแสสลับ (Electrical Formulas)


ค่าที่ต้องการหา
ไฟฟ้ากระแสสลับ
(Alternating Current)
Single-Phase
Three-Phase
ต้องการหากระแสเมื่อทราบขนาดแรงม้า (Horsepower)
HP x 746

E x Eff x pf
HP x 746

1.73 x E x Eff x pf
ต้องการหากระแสเมื่อทราบขนาดกิโลวัตต์ (kilowatts) 
Kw x 1000

E x pf
Kw x 1000

1.73 x E x pf
ต้องการหากระแสเมื่อทราบขนาดกิโลโวลท์-แอมป์ ( kva)
Kva x 1000

E
Kva x 1000

1.73 x E
ต้องการหาKilowatts
I x E x pf

1000
1.73 x I x E x pf

1000
ต้องการหาKva
I x E

1000
1.73 x I x E

1000
ต้องการหาHorsepower = (Output)
I x E x Eff x pf

746
1.73 x I x E x Eff x pff

746

  ความหมายของอักษรย่อ
        I        =    Amperes
        E      =    Volts
        Eff     =    Efficiency
        pf      =    Power Factor
        Kva  =    Kilovolt-amperes
        Kw    =    Kilowatts

ที่มา : บริษัท ไวร์เมคเกอร์ จำกัด

การประหยัดพลังงานของมอเตอร์

การประหยัดพลังงานของมอเตอร์ ก่อนอื่น ต้องทำความเข้าใจประเภทของมอเตอร์ ชนิดของมอเตอร์และการนำมอเตอร์ไปใช้งานประเภทไหน เป็นเบื้องต้นก่อน  มอเตอร์ไฟฟ้าที่ถูกผลิตขึ้นมาใช้งานแบ่งออกได้เป็น 2 ประเภท คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor) เป็นมอเตอร์ที่ต้องใช้กับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรง (DC Source) เป็นมอเตอร์แบบเบื้องต้นที่ถูกผลิตมาใช้งาน และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Motor) เป็นมอเตอร์ที่ต้องใช้กับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Source) มอเตอร์ชนิดนี้ถูกพัฒนามาจากมอเตอร์กระแสตรง เพื่อให้สามารถใช้งานได้อย่างกว้างขวางมากขึ้น

มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้กันอยู่จะมี 2 ประเภทหลักๆ คือ

1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ซึ่งใช้งานในระดับปานกลางที่ขนาดไม่สูงมากนัก มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแยกชนิดได้เป็น 3 อย่าง มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดวงจรขั้วแม่เหล็กขนาน มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดวงจรขั้วแม่เหล็กอนุกรม มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดวงจรขั้วแม่เหล็กผสม

2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ซึงใช้งานในอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง ในกรณีของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแยกชนิดได้ 2 อย่าง มอเตอร์ซิงโครนัส (Synchronous motor) และมอเตอร์อินดักชั่น โดยมอเตอร์อินดักชั่นจะนิยมมาใช้กันอย่างแพร่หลายมากที่สุด

มอเตอร์กระแสไฟฟ้ากระแสตรง

หลักการของมอเตอร์กระแสไฟฟ้าตรง (Motor Action)
หลัก การของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Motor Action) เมื่อเป็นแรงดันกระแสไฟฟ้าตรงเข้าไปในมอเตอร์ ส่วนหนึ่งจะแปรงถ่านผ่านคอมมิวเตเตอร์เข้าไปในขดลวดอาร์มาเจอร์สร้างสนามแม่ เหล็กขึ้น และกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหนึ่งจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field coil) สร้างขั้วเหนือ-ใต้ขึ้นจะเกิดสนามแม่เหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเส้นแรง แม่เหล็ก จะไม่ตัดกันทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกัน และทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน ทำให้เกิดแรงบิดในตัวอาร์มาเจอร์ ซึ่งวางแกนเพลาและแกนเพลานี้ สวมอยู่กับตลับลุกปืนของมอเตอร์ ทำให้อาร์มาเจอร์นี้หมุนได้ ขณะที่ตัวอาร์มาเจอร์ทำหน้าที่หมุนได้นี้เรียกว่า โรเตอร์ (Rotor) ซึ่งหมายความว่าตัวหมุนการที่อำนาจเส้นแรงแม่เหล็กทั้งสองมีปฏิกิริยาต่อกัน ทำให้ขดลวดอาร์มาเจอร์ หรือโรเตอร์หมุนไปนั้น
เป็นไปตามกฎซ้ายของเฟลมมิ่ง (Fleming?left hand rule)

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแย่งออกเป็น 3 ชนิดดังนี้
1. เซียรี่ส์มอเตอร์ (Series Motor)
2. ชั้นมอเตอร์ (Shunt Motor)
3. คอมเปานด์มอเตอร์ (Compound Motor)

การกลับทางหมุน กลับได้ 2 วิธี ดังนี้
ก. กลับโดยทิศทางการไหลของกระแสใน Armature

ข. กลับโดยกลับทิศทางการไหลของกระแสใน Field Pole

ชนิดของมอเตอร์กระแสตรงมี 3 ชนิด

มอเตอร์แบบอนุกรม (Series Motor)
คือมอเตอร์ที่ต่อขดลวดสนามแม่เหล็กอนุกรมกับอาร์เมเจอร์ของมอเตอร์ชนิดนี้ว่า ซีรีสฟิลด์
(Series Field)มีคุณลักษณะที่ดีคือให้แรงบิดสูงนิยมใช้เป็นต้นกำลังของรถไฟฟ้ารถยกของ
เครนไฟฟ้า ความเร็วรอบของมอเตอร์อนุกรมเมื่อไม่มีโหลดความเร็วจะสูงมากแต่ถ้ามีโหลดมาต่อ
ความ เร็ว ก็จะลดลงตามโหลด โหลดมากหรือทำงานหนักความเร็วลดลง แต่ขดลวด ของมอเตอร์ ไม่เป็นอันตราย จากคุณสมบัตินี้จึงนิยมนำมาใช้กลับเครื่องใช้ไฟฟ้า ในบ้านหลายอย่างเช่นเครื่องดูดฝุ่น เครื่องผสมอาหาร สว่านไฟฟ้า จักรเย็บผ้า เครื่องเป่าผม มอเตอร์กระแสตรงแบบอนุกรม ใช้งานหนักได้ดีเมื่อใช้งานหนักกระแสจะมากความเร็วรอบ จะลดลงเมื่อไม่มีโหลดมาต่อความเร็วจะสูงมากอาจเกิดอันตรายได้ดังนั้นเมื่อ เริ่มสตาร์ทมอเตอร์แบบอนุกรมจึงต้องมีโหลดมาต่ออยู่เสมอ
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบขนาน(Shunt Motor)
หรือเรียกว่าชันท์มอเตอร์ มอเตอร์แบบขนานนี้ ขดลวดสนามแม่เหล็กจะต่อ(Field Coil)
จะ ต่อขนานกับขดลวด ชุดอาเมเจอร์ มอเตอร์แบบขนานนี้มีคุณลักษณะ มีความเร็วคงที่ แรงบิดเริ่มหมุนต่ำ แต่ความเร็วรอบคงที่  ชันท์มอเตอร์ส่วนมากเหมะกับงานดังนี้พัดลมเพราะพัดลมต้องการความเร็วคงที่ และต้องการเปลี่ยนความเร็วได้ง่าย
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบผสม (Compound Motor)
หรือ เรียกว่าคอมเปาวด์มอเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบผสมนี้ จะนำคุณลักษณะที่ดีของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง แบบขนาน และแบบอนุกรมมารวมกัน มอเตอร์แบบผสมมีคุณลักษณะพิเศษคือมีแรงบิดสูง (High staring torque) แต่ความเร็วรอบคงที่ ตั้งแต่ยังไม่มีโหลดจนกระทั้งมีโหลดเต็มที่
มอเตอร์ แบบผสมมีวิธีการต่อนขดลวดขนานหรือขดลวดชันท์อยู่ 2วิธี วิธีหนึ่งใช้ต่อขดลวดแบบชันท์ขนานกับอาเมเจอร์เรียกว่า ชอทชันท์ (Short Shunt Compound Motor)
ทอร์กและการส่งกำลัง

ลักษณะของโหลด                 ความสัมพันธ์ความเร็วรอบ                                             ตัวอย่างของโหลด

                                      กับทอร์ก                           กับกำลัง

กำลังคงที่            ทอร์กแปรผกผันกับความเร็วรอบ            กำลังคงที่                          เครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่กำลังคงที่

ทอร์ก คงที่            ทอร์กคงที่                                      กำลังแปรตามความเร็วรอบ     สายพาน,เครื่องปั่น,ด้าย,ปั๊มลูกสูบ

ทอร์ กลดเป็นกำลังสองของความเร็ว         ทอร์กแปรตามกำลังสองของความเร็วรอบ             กำลังแปรตามกำลังสามของความเร็วรอบ        ปั๊นแรงเหวี่ยง,โบลเวอร์

ทอร์กเป็นแรงหมุนที่เกิดขึ้นในมอเตอร์ โดยปกติแล้ว ทอร์กจะมี 10 ชนิดด้วยกัน

ทอร์ กขณะตรึงโรเตอร์ ( Lock-rotor torque) เป็นค่าทอร์กของโรเตอร์ที่ถูกยึดไว้ไม่ให้หมุนเมื่อจ่ายไฟฟ้าให้กับชุดขดลวด ด้านเข้าของมอเตอร์ที่พิกัดกำลังไฟฟ้าของมอเตอร์
ทอร์กเร่ง (Accelerating torque) เป็นค่าทอร์กที่ถูกเร่งขึ้นจากภาวะที่ยังไม่หมุนจนการจ่ายไฟฟ้าด้านเข้าให้มอเตอร์จนเต็มพิกัด
ทอร์ก สุดกำลัง (Breakdown torque) เป็นค่าทอร์กที่เกิดขึ้นในภาวะที่จ่ายกำลังไฟฟ้าด้านเข้าให้มอเตอร์จนเต็ม พิกัดโดยมีความเร็วรอบคงที่
ทอร์กดึงขึ้น (Pull-in torque) เป็นค่าทอร์กที่เกิดในภาวะจ่ายกำลังไฟฟ้าด้านเข้าให้มอเตอร์จนเต็มพิกัด ซึ่งทอร์กนี้เกิดขึ้นในช่วงที่โรเตอร์ถูกเร่งขึ้นจากภาวะที่หยุดนิ่ง จนถึงความเร็วรอบที่เกิดภาวะทอร์กสุดกำลังขึ้น
ทอร์กดึงเข้า (Pull-in torque) เป็นค่าทอร์กที่เกิดขึ้นระหว่างการเปลี่ยนความเร็วรอบจากความเร็วสลิป (Slip speed) เป็นความเร็วซิงโคนัส
ทอร์กแบบความต้านทานแม่เหล็ก ( Reluctance torque) เป็นค่าทร์อกที่มีค่าเฉลี่ยอยู่ระหว่างศูนย์และความถี่ที่เป็น2 เท่าของความถี่ของระบบไฟฟ้า
ทอร์กซิงโครนัส (Synchronous torque) เป็นค่าทอร์กที่ภาวะคงที่ (Steady-state) เมื่อทำงานภาวะซิงโครนัสที่พิกัดกำลังไฟฟ้าด้านเข้า
ทอร์กโหลดเต็ม (Full load torque) เป็นค่าทอร์กที่ต้องการเพื่อให้ได้ผลตามพิกัลด้านออกที่ภาวะความเร็วและกำลังด้านเข้าตามพิกัด
ทอร์กดึงออก (Pull out torque) เป็นค่าทอร์กสูงสุดที่ลดกำลังลง
ทอร์กขนานตัดวงจร (Breaking torque) เป็นค่าทอร์กของมอเตอร์ที่ลดความเร็วรอบลงจนถึงความเร็วรอบต่ำสุด
การเลือกขนานมอเตอร์และการเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งาน
ในการทำงานของมอเตอร์นั้น จะมีการแบ่งลักษณะรอบทำงาน (Duty cycle) ออกเป็น 3 ลักษณะ
1. ใช้งานต่อเนื่อง เป็นการนำมอเตอร์มาใช้งานตามโหลดที่ต้องการ โดยปกติแล้วจะมีโหลดค่อนข้างคงที่ในเวลาที่ต่อเนื่อง ดังนั้น ขนานของมอเตอร์ในกรณีนี้จะต้องเลือกขนานแรงม้าตามโหลดที่ต่อเนื่อง
2. ใช้งานเป็นช่วงๆ เป็นการนำมอเตอร์มาใช้งานในเวลาที่เป็นช่วงหรือคาบ เช่นอาจจะมีโหลดและอาจจะไม่มีโหลดในบางช่วงหรืออาจจะต่อกับโหลดและมีการหยุด เดินเครื่องเป็นช่วงๆ  หรืออาจจะมีโหลดและไม่มีโหลดและมีการเดินหยุดเดินเครื่องเป็นช่วงๆ เป็นต้น ดังนั้นขนาดของมอเตอร์ในกรณีนี้จะต้องเลือกขนาดแรงม้าให้เหมาะกับภาวะที่มี โหลดสูงสุด
3. ใช้งานไม่แน่นอน เป็นการนำมอเตอร์มาใช้งานตามโหลดในเวลาที่ไม่แน่นอน ดังนั้นขนาดของมอเตอร์ในกรณีนี้จะต้องเลือกขนาดแรงม้าที่สูงสุด (Peak) ที่ต้องการใช้และคำนวณเป็นค่าประสิทธิผล(RMS) เพื่อไม่ให้มอเตอร์เกิดความร้อนขึ้น

การเพิ่มประสิทธิภาพในการใช้งานของมอเตอร์

ลดการใช้พลังงานของอุปกรณ์ที่มีอยู่เดิม โดยการควบคุมความต้องการ (Demand) หรือปรับปรุงตัวประกอบกำลัง
พิจารณา ให้มีการประหยัดเท่าที่จะทำได้ โดยการเปลี่ยนแปลงมอเตอร์ให้มีประสิทธิภาพที่สูงกว่า ซึ่งอาจจะเป็นมอเตอร์ซิงโคนัส หรือมอเตอร์อินดักชั่นชนิดโรเตอร์กรงกระรอกที่มีประสิทธิภาพ
พิจารณาให้มีการประหยัดเท่าที่จะทำได้ โดยปรับปรุงประสิทธิภาพของการส่งกำลังทางกลระหว่างมอเตอร์กับโหลด เช่น
-                   เปลี่ยนจากระบบเกลียวเป็นระบบเกียร์

-                   เปลี่ยนระบบสายพานให้เหมาะสม

-                   วิเคราะห์ให้มีการประหยัดเท่าที่จะทำได้ โดยการเปลี่ยนกระบวนการในการใช้มอเตอร์ เช่น เปลี่ยนกระบวนการใช้งานจากความเร็วคงที่เป็นปรับความเร็วรอบได้ โดยการใช้ INVERTER

การจัดกลุ่มโหลดเพื่อใช้งานกับมอเตอร์ให้ประหยัดพลังงาน

โหลดของมอเตอร์มีองค์ประกอบหลายประการ เช่น ความเร็ว, ทอร์ก และช่วงภาวะในการทำงาน ซึ่งแยกโหลดของเครื่องจักรกลๆ ออกเป็น 3 กลุ่ม

โหลด ที่ต้องการทอร์กคงที่และความเร็วคงที่  โหลดชนิดนี้ถูกบังคับหรือควบคุมด้วยความเร็วคงที่และต้องกาทอร์กคงที่ เช่น พัดลมดูดอากาศห้องน้ำ, ปั๊มน้ำสำหรับหมุนเวียนระบบน้ำ เป็นต้น
โหลดที่ ต้องการทอร์กไม่คงที่แต่ความเร็วคงที่  โหลดชนิดนี้ถูกบังคับหรือควบคุมด้วยความเร็วคงที่และให้ทอร์กเปลี่ยนแปลงได้ เช่น โหลดจำพวกเลื่อนวงเดือน,สายพานลำเรียงแนวราบ เป็นต้น ซึ่งความเร็วรอบขณะที่มีโหลดและไม่มีโหลดจะเท่ากัน แต่ควรลดแรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์ลง เพื่อให้สนามแม่เหล็กภายในมอเตอร์มีค่าเหมาะสมขณะที่ไม่มีโหลด จึงจะเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพให้มากขึ้น
โหลดที่ต้องการทอร์กคงที่ แต่ความเร็วไม่คงที่  โหลดชนิดนี้จะต้องการทอร์กคงที่ในทุกความเร็วรอบ เช่น โหลดจำพวกเครื่องเจาะ,เครื่องขัด,เครื่องม้วน เป็นต้น ซึ่งกำลังที่เครื่องจักรต้องการจะเพิ่มขึ้นเมื่อความเร็วรอบเพิ่มขึ้น ส่วนกำลังด้านออกที่เพลาจะแปรเปลี่ยนตามความเร็วรอบ
การสตาร์ตมอเตอร์และควบคุมความเร็วเพื่อประหยัดพลังงาน

การควบคุมมอเตอร์ การควบคุมมอเตอร์ มีจุดประสงค์ที่จะทำให้เกิดความปลอดภัยเกิดการประหยัดพลังงานและมอเตอร์สามารถใช้งานได้สมบูรณ์

การสตาร์ตโดยการต่อตรงเข้ากับสายไฟฟ้าเมน วิธีนี้นิยมใช้กับมอเตอร์ที่มีขนาดไม่เกิน 7.5 แรงม้า

การสตาร์ตโดยจำกัดกระแสสตาร์ต วิธีนี้นิยมใช้กับมอเตอร์ที่มีขนานใหญ่กว่า 7.5 แรงม้าซึ่งแยกย่อยได้อีกหลายวิธี คือ

- สตาร์ตโดยต่อแบบวายและเดินแบบเดลต้า

- สตาร์ตโดยใช้ตัวต้านทาน

- สตาร์ตโดยจำกัดแรงเคลื่อนไฟฟ้าด้วยมอแปลงออโต

- สตาร์ตโดยใช้ตัวหน่วงรีแอกเตอร์ เป็นต้น

การควบคุมทิศทางการหมุน เช่น ลิฟต์

การป้องกันมอเตอร์ทำงานเกินกำลัง

การควบคุมความเร็วรอบ

การสตาร์ตมอเตอร์ให้ปลอดภัยและประหยัดพลังงาน

-  สตาร์ตแบบแม่เหล็ก (Magnetic stating)

-  สตาร์ตแบบการกลับทิศทางการหมุนได้ (Reversible stating)

-  สตาร์ตด้วยตัวต้านทานปฐมภูมิ (Primary resistance stating)

-  สตาร์ตด้วยหม้อแปลงแบบออโต (Autotransformer stating)

-  สตาร์ตแบบสตาร์-เดลตา (Star-Delta stating)

-  สตาร์โรเตอร์พันด้วยขดลวด (Wound rotor stating)

การประหยัดพลังงานโดยควบคุมความเร็วรอบโดยควบคุมความถี่ไฟฟ้าโดยใช้ INVERTER DIRVE

การ ควบคุมความเร็วรอบโดยควบคุมความถี่ไฟฟ้าของแหล่งจ่ายไฟฟ้า (Variable Voltage Variable Frequency ? VVVFซึ่งการควบคุมความเร็วรอบวิธีนี้จะใช้อินเวอร์เตอร์ VVVF หรือใช้ไซโคลคอนเวอร์เตอร์ (Cyclo ? converter)เพื่อทำการปรับแรงดันไฟฟ้าและความถี่ไฟฟ้าที่เหมาะสมให้กับ มอเตอร์ ความเร็ววิธีนี้จะมีประสิทธิภาพสูงและมีความเหมาะสมในการนำมาใช้งานที่โหลด แฟกเตอร์ต่ำกว่า 80% ซึ่งปกติแล้วมอเตอร์ที่มีขนาดตั้งแต่ 15 แรงมาจะใช้การควบคุมเป็นชนิดไทริเตอร์ ส่วนในมอเตอร์ขนานเล็กจะใช้ชนิดทรานซิลเตอร์

หลักการทำงานของอินเวอร์เตอร์(INVERTER)

การ แปลงไฟฟ้ากระแสตรงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ นิยมเรียกกันว่าอินเวอร์เตอร์ (Inverters) ซึ่งสามารถเปลี่ยนแปลง หรือควบคุมระดับแรงดันไฟฟ้า และความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับได้ อินเวอร์เตอร์ได้นำไปใช้ประโยชน์ต่างๆได้ เช่น
1. แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับสำรอง เมื่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับหลักเกิดขัดข้องขึ้น ที่เรียกกันว่า Stand-by Power supplies หรือ Uninteruptible Power Supplies โดยเรียกย่อๆ ว่า UPS ใช้เป็นระบบไฟฟ้าสำรองสำหรับอุปกรณ์ที่สำคัญๆ เช่น คอมพิวเตอร์ เมื่อแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับหลักเกิดขัดข้อง Transfer Switch ซึ่งทำงานด้วยความเร็วถึง 1/1000 วินาที จะต่ออุปกรณ์เข้ากับอินเวอร์เตอร์จ่ายไฟกระแสสลับให้แทน โดยแปลงจากแบตเตอรี่ซึ่งประจุไว้ ขณะที่มีแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับหลัก
2. ใช้ควบคุมความเร็วของมอเตอร์กระแสสลับ โดยการเปลี่ยนความถี่ เมื่อความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับเปลี่ยนแปลง ความเร็วของมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงตามสมการ N=120f/N โดยที่ N = ความเร็วรอบต่อนาที, f = ความถี่ของแหล่งจ่ายไฟฟ้าต่อวินาที และ P = จำนวนขั้วของมอเตอร์ ในการควบคุมนี้ถ้าต้องการแรงบิดคงที่ จะต้องรักษาให้อัตราส่วนของแรงดันต่อความถี่ที่จ่ายเข้ามอเตอร์คงที่ด้วย
3. ใช้แปลงไฟฟ้าจากระบบส่งกำลังไฟฟ้าแรงสูงชนิดกระแสตรง ให้เป็นชนิดกระแสสลับ เพื่อจ่ายให้กับผู้ใช้
4. ใช้ในเตาถลุงเหล็กที่ใช้ความถี่สูง ซึ่งใช้หลักการเหนี่ยวนำด้วยสนามแม่เหล็กทำให้ร้อน ( Induction Heating )

จากรูปบล็อคไดอะแกรมพื้นฐานอย่างง่ายๆ ของอินเวอร์ จะประกอบด้วยส่วนที่สำคัญ ๆ และมีการทำงานดังนี้




Reetifier  circuit:
วง จรเรกติไฟเออร์ หรือวงจรเรียงกระแส : ทำหน้าที่แปลงผันหรือเปลี่ยนจากแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับเป็นแรงดันไฟฟ้ากระแส ตรง วงจรประกอบด้วย เพาเวอร์ไดโอด 4 ตัว กรณีที่อินพุทเป็นแบบเฟสเดียว หรือมีเพาเวอร์ไดโอด 6 ตัว กรณีที่อินพุตเป็นแบบ 3 เฟส ดังรูป ( สำหรับอินเวอร์เตอร์บางประเภทจะใช้ SCR ทำหน้าที่เป็นวงจรเรกติไฟเออร์ซึ่งทำให้สารมารถควบคุมระดับแรงดันในวงจร ดีซีลิ๊งค์ได้)


DC link :
ดีซีลิ๊งค์ หรือ วงจรเชื่อมโยงทางดีซี  คือวงจรเชื่อมโยงระหว่างวงจรเรียกกระแสและวงจรอินเวอร์เตอร์ (ซึ่งจะอธิบายในหัวข้อถัดไป) ซึ่งจะประกอบด้วยแคปปาซิเตอร์ที่มีขนาดใหญ่ พิกัดแรงดัน ไฟฟ้า 400 VDC หรือ 800 VDC โดยขึ้นอยู่กับแรงดันอินพุตว่าเป็นแบบเฟสเดียวหรือ 3 เฟส  ทำหน้าที่กรองแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้จากวงจรเรียงเรกติไฟเออร์ให้เรียบ ยิ่งขึ้น และทำหน้าที่เก็บประจุไฟฟ้า ขณะที่มอเตอร์ทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าในช่วงสั้นเนื่องจาการเบรคหรือมี การลดความเร็วรอบลงอย่างรวดเร็ว (สำหรับกรณีที่ใช้งานกับโหลดที่มีแรงเฉื่อยมาก ๆ และต้องการหยุดอย่างรวดเร็ว จะเกิดแรงดันสูงย้อนกับมาตกคร่อมแคปปาซิเตอร์และทำให้ แคปปาซิเตอร์เสียหาย ได้ ดังนั้นในทางปฏิบัติจะมีวงจรชอปเปอร์โดยต่อค่าความต้านอนุกรมกับ ทรานซิสเตอร์ และต่อขนานกับแคปปาซิเตอร์ไว้ โดยทรานซิสเตอร์จะทำให้ที่เป็นสวิตซ์ตัดต่อควบคุมให้กระแสไหลผ่านค่าความ ต้านทานเพื่อลดพลังงานที่เกิดขึ้น
Inverter circuit :
วงจรอินเวอร ์ คือส่วนที่ทำหน้าที่แปลงผันจากแรงดันไฟฟ้ากระแสตรง (ที่ผ่านการกรองจากวงจรดีซีลิ๊งค์) เป็นแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ วงจรจะประกอบด้วยเพาเวอร์ทรานซิสเตอร์กำลัง 6 ชุด (ปัจจุบันส่วนใหญ่จะใช้ IGBT) ทำหน้าที่เป็นสวิตซ์ตัดต่อกระแสไฟฟ้าเพื่อแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ โดยอาศัยเทคนิคที่นิยมใช้กันทั่วไปคือ PWM (Pule width modulation)
Control circuit :
วงจร ควบคุม จะทำหน้าที่รับข้อมูลจากผู้ใช้เช่น รับข้อมูลความเร็วรอบที่ต้องการเข้าไปทำการประมวลผล และส่งนำเอาท์พุทออกไปควบคุมการทำงานของทรานซิสเตอร์เพื่อจ่ายแรงดันและความ ถี่ให้ได้ความเร็วรอบและแรงบิดตาม ที่ผู้ใช้งานต้องการ
การแบ่งชนิดของอินเวอร์เตอร์

อิน เวอร์เตอร์มีชนิดต่างๆ ด้วยกันมากมายจนอาจหาที่สิ้นสุดไม่ได้ ยกตัวอย่างเช่น อินเวอร์เตอร์ที่ให้หม้อแปลงเพื่อวัตถุประสงค์ในการลดจำนวนไทริสเตอร์หรือ อินเวอร์เตอร์ซึ่งมี L ต่อแทรกซัพพลายเพื่อวัตถุประสงค์ของการทำให้กระแสที่ออกจากซัพพลายมีค่าคง ที่ ในช่วงระหว่างการคอมมิวเทต (อินเวอร์เตอร์แบบกระแสคงที่) เป็นต้น แต่อย่างไรก็ตามโดยทั่วไปแล้ว เราอาจแบ่งชนิดของอินเวอร์เตอร์ออกตามคุณสมบัติหรือโครงสร้างของวงจรได้ดัง นี้
1. แบ่งตามวิธีการป้อนพลังงานกลับเข้าซัพพลาย
1.1 Self Excite ( อนุกรม/ ขนาน )
1.2 Separatly Excite
2. แบ่งตามวิธีการซึ่งทำให้พลังงานคอมมิวเทติงหายไป
2.1 แบบป้อนกลับเข้าซัพพลาย
2.2 แบบไม่ป้อนกลับเข้าซัพพลาย
3. แบ่งตามคุณสมบัติของเอาท์พุท
3.1 พิจารณาจากลักษณะคลื่น

แบบสเแควร์เวฟ
แบบไซน์เวฟ
3.2 พิจารณาจากจำนวนเฟส

แบบ 1 เฟส
แบบ 3 เฟส
3.3 พิจารณาจากย่านความถี่

แบบความถี่ต่ำ
แบบความถี่สูง
3.4 พิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงความถี่

แบบความถี่คงที่
แบบความถี่ปรับเปลี่ยนได้
3.5 พิจารณาจากการเปลี่ยนแปลงโวลเตจ

แบบโวลเตจคงที่
แบบปรับเปลี่ยนโวลเตจได้
ใน รอบหลายปีที่ผ่านมา การพัฒนาเทคโนโลยีไฟฟ้ามีความก้าวหน้าไปมาก ชุดควบคุมความเร็วรอบสำหรับมอเตอร์             เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก  (Variable Speed Drives, VSDs) จึงมีการนำมาใช้กันอย่างแพร่หลาย เพื่อมาทดแทนการปรับความเร็วรอบระบบทางกล เช่น ระบบไฮดรอลิกคลับปลิ้ง หรือการใช้เกียรเพื่อการทดรอบเป็นช่วง ๆ

ในการเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ให้เหมาะสมกับมอเตอร์ จะต้องคำนึงถึงข้อต่างๆ ดังต่อไปนี้
1. ความสามารถในการขับมอเตอร์ขณะเร่งความเร็ว และความเร็วรอบคงที่  ต้องพิจารณาว่าอินเวอร์เตอร์สามารถจ่ายกระแสที่มอเตอร์ต้องการได้หรือไม่
2. ความสามารถในการขับมอเตอร์ขณะลดความเร็ว ในขณะที่ลดความเร็วมอเตอร์จะทำงานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและคืนพลังงาน กลับไปให้อินเวอร์เตอร์ ดังนั้น อินเวอร์เตอร์ต้องมีความสามารถในการรับคืนและใช้พลังงานนี้ให้หมดไป
3. การเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ โดยดูจากขนาด และจำนวนมอเตอร์นั้น ให้เลือกอินเวอร์เตอร์ที่มีกระแสพิกัดมากกว่าผลรวมของกระแสมอเตอร์ทุกตัว จุดเด่นของอินเวอร์เตอร์อีกอย่างหนึ่งคือสามารถขับมอเตอร์หลาย ๆ ตัวด้วยอินเวอร์เตอร์
เพียงตัวเดียว แต่วิธีการเดินเครื่องบางแบบอาจต้องเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดใหญ่มาก จึงไม่เป็นการประหยัด และเกิดการผิดพลาดในการเลือกขนาดได้ง่ายด้วย อินเวอร์เตอร์ที่ทำงานในโหมดการควบคุมฟลักซ์เวกเตอร์ ไม่สามารถขับมอเตอร์ ได้หลายตัวพร้อมกันจะต้องเปลี่ยนโหมดการควบคุมไปเป็นแบบแรงดันต่อความถี่ เท่านั้นจึงจะขับมอเตอร์ได้หลายตัว

เนื่องจากความเร็วรอบของอินดัค ชั่นมอเตอร์ หรือมอเตอร์เหนี่ยวนำ จะเปลี่ยนแปลงสัมพันธ์กับสมการความเร็วรอบหรือสมการซิงโครนัส-สปีดดังต่อไป นี้
Synchronous speed  (Ns)

= (120 * f ) / P

โดยกำหนดให้:


f = ความถี่กระแสไฟฟ้า
P = จำนวนขั้วแม่เหล็ก

......จากสมการสมซิงโครนัส-สปีดจะเห็นว่าความเร็วรอบของมอเตอร์สามารถปรับเปลี่ยนได้ 2 เส้นทางคือ
1.  เปลี่ยนจำนวนขั้วแม่เหล็ก (P) และ
2. เปลี่ยนแปลงความถี่ของกระแสไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ไฟฟ้า ( f  )

ดัง นั้นหากความถี่กระแสไฟฟ้ามีค่าคงที่คือ 50 Hz. ( หรือ 60 Hz.ในบางประเทศ เช่นอเมริกา ) ความเร็วรอบของมอเตอร์  แต่ละตัวก็จะมีความเร็วรอบที่แตกต่างกัน โดยขึ้นอยู่กับจำนวนขั้วแม่เหล็กของมอเตอร์แต่ละตัว ซึ่งสามารถสรุปได้ตามตารางดังนี้

จำนวนขั้วแม่เหล็ก(P)                                        2           4               6              8            10               15

จำนวนรอบที่ความถี่ 50 Hz.    (RPM)             3000      1500          1000         750         600              500

จำนวนรอบที่ความถี่ 60 Hz.    (RPM)            3600       1800          1200         900         720              600

ตาราง สรุปความสัมพันธ์ของความเร็วรอบของมอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วแม่เหล็กที่แตกต่าง กันจะเห็นว่า วิธีการควบคุมความเร็วรอบด้วยการเปลี่ยนจำนวนขั้วแม่เหล็กนั้น ความเร็วจะเปลี่ยนแปลงไปครั้งละมาก ๆ เช่น เปลี่ยนจาก 3000 รอบต่อนาที ไปเป็น 1500 รอบต่อนาที  หรือจาก 1500 รอบต่อนาที ไปเป็น3000 รอบต่อนาที ( กรณีเปลี่ยนจากการต่อแบบ  2 ขั้วแม่เหล็กไปเป็นการต่อแบบ 4 ขั้วแม่เหล็ก หรือจาก 4 ขั้วแม่เหล็กลดลงมาเหลือ 2 ขั้วแม่เหล็ก) ซึ่งการเปลี่ยนแปลงความเร็วรอบในลักษณะนี้ความเร็วรอบที่เปลี่ยนแปลงจะไม่ ละเอียด ,ทำได้เฉพาะในขณะที่ไม่มีโหลด และที่สำคัญคือต้องใช้มอเตอร์ที่ออกแบบพิเศษที่สามารถเปลี่ยนแปลงจำนวนขั้ว แม่เหล็กได้เท่านั้น ทำให้ไม่เหมาะสมกับความต้องการของงานในหลาย ๆประเภทที่ต้องการควบคุมความเร็วรอบในขณะมีโหลดเพื่อให้ความเร็วเหมาะสมกับ ความเร็วของกระบวนการผลิต  ดังนั้นในกระบวนการผลิตทั่วไปจึงนิยมใช้อินเวอร์เตอร์ในการควบคุมความเร็ว รอบของมอเตอร์มากกว่าเนื่องจากสามารถควบ คุมให้มอเตอร์ด้วยความเร็วคงที่  ปรับความเร็วรอบไปที่ความเร็วต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็วและมีความเที่ยงตรงมากกว่า

การเบรกหมายถึง การหน่วงให้ความเร็วรอบของมอเตอร์ให้หมุนช้าลงอย่างรวดเร็วจะด้วยวิธีทางกล หรือไฟฟ้าอิเล็กทรอนิกส์  ในบางโรงงานอุตสาหกรรม อาจจะใช้วิธีการเบรกทางกล ซึ่งมีข้อเสียคือต้องการความดูแลและบำรุงรักษา ต้องเปลี่ยนผ้าเบรกและมีผงฝุ่นจากการเบรกหากเป็นโรงงานที่เกี่ยวข้องกับ อาหาร(Food& Beverage) ซึ่งมีข้อห้ามเรื่องผงฝุ่นจากการเบรกอาจจะปนเปื้อนไปกับอาหารหรือในระบบที่ ยากลำบากในการติดตั้งของระบบเบรกทางกลเพิ่มเติมได้หรือต้นทุนในการติดตั้ง ทางกลสูง ส่วนข้อเสียที่เป็นของระบบไฟฟ้าเช่นเมื่อมอเตอร์หยุดหมุนแล้วจะไม่สามารถ เบรกให้Lock อยู่กับที่ได้คือไม่สามารถ holding brake ได้

การเบรกโดยวิธีการฉีดไฟฟ้ากระแสตรง(Dc injection braking)

การ เบรกด้วยวิธีนี้ทำได้โดยการปลดไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ออกจากขั้วของขดลวดสเตเตอร์ออกจากไลน์แล้วจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปกระตุ้นขด ลวดในสเตเตอร์แทน ไฟฟ้ากระแสตรงจะสร้างสนามแม่เหล็กถาวรที่ขดลวดสเตอร์แต่ไม่ได้เป็นสนามแม่ เหล็กหมุนเหมือนไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ตัวโรเตอร์ซึ่งเป็นขดลวดวงจรปิด ที่กำลังหมุนอยู่ด้วยแรงเฉื่อยจะหมุนตัดผ่านสนามแม่เหล็กถาวรจากไฟฟ้ากระแส ตรง จะเกิดการเหนี่ยวนำแล้วมีกระแสไหลในขดลวดโรเตอร์จะสร้างให้เกิดแรงบิดต้าน การหมุน เป็นผลให้กราฟแรงบิดของมอเตอร์เป็นกราฟแรงบิดเป็นแบบย้อนกลับหรือแบบ เงา(Mirror)ใกล้เคียงกับเส้นกราฟของแรงบิดของมอเตอร์ ซึ่งความสูงของเส้นกราฟจะมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับการฉีดปริมาณของกระแส ของไฟฟ้ากระแสตรงที่จ่ายเข้าไปเพื่อทำการเบรกเนื่องจากค่าความต้านทานทาง ไฟฟ้ากระแสตรง(Resistive)จะมีค่าน้อยมากเมื่อเทียบกับค่าความต้านทานทาง ไฟฟ้ากระแสสลับ(Z=R+JXL) จึงจำเป็นจะต้องใช้ไฟฟ้ากระแสตรงที่มีแรงดันต่ำๆซึ่งสามารถทำได้โดยการติด ตั้งหม้อแปลงลดระดับแรงดัน(Step-down Transformer) หรือจะใช้ Thyristor  ที่สามารถควบคุมระดับแรงดัน หรือควบคุมกระแสที่จะจ่ายให้มอเตอร์ขณะเบรกได้

ใน กรณีที่ต้องการเบรกมอเตอร์อย่างรวดเร็ว จำเป็นต้องสร้างแรงบิดสูงเพื่อมาต้านทานแรงเฉื่อยของมอเตอร์จึงจำเป็นต้อง การกระแสเบรกสูง อาจจะสูงถึง 5 เท่าของพิกัดมอเตอร์ดังนั้นเมื่อมอเตอร์หยุดหมุนแล้ว ไฟฟ้ากระแสตรงจะต้องถูกตัดออกโดยอัตโนมัติ หากปล่อยทิ้งไว้จะทำให้มอเตอร์ร้อนและไหม้ได้ในที่สุด

ที่มา : T.G. Control

ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับระบบไฟฟ้า

1.มาตรฐานการออกแบบและติดตั้งระบบไฟฟ้า
    มารตรฐานการออกแบบและติดตั้งระบบไฟฟ้า มีความสำคัญยิ่ง ทั้งนี้ เพื่อความปลอดภัย คงทนถาวร และเพื่อยืดอายุการใช้งานของอุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆ ที่ใช้อยู่ในระบบให้ยาวนานยิ่งขึ้น การติดตั้งระบบไฟฟ้า มีมาตรฐานกำหนดที่แน่นอน และมีหลายหน่วยงาน เช่น กรมพัฒนาและส่งเสริมพลังงาน สมาคมวิศวกรรมสถานแห่งประเทศไทยในพระบรมราชูปถัมภ์ (วสท.) การไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค และหน่วยงานจากต่างประเทศที่ประเทศไทยนำมายึดถือ เช่น National Electric Code (NEC) Amarican National Standard Institute (ANSI) International Electrotechical Commission (IEC) เป็นต้น และหน่วยงานที่รับรองมาตรฐานผลิตภัณฑ์ อุปกรณ์ เครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ คือ สำนักผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรม กระทรวงอุตสาหกรรม ที่รู้จักกันในชื่อ มอก.

2. ศัพท์เฉพาะ หรือคำจำกัดความ ด้านระบบไฟฟ้า ที่ควรรู้
     
   2.1   ระบบไฟฟ้าแรงสูง คือ ระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้า เกิน 1,000 โวลท์
          2.2    ระบบไฟฟ้าแรงต่ำ คือ ระบบไฟฟ้าที่มีแรงดันไฟฟ้าไม่เกิน 1,000 โวลท์

             2.3    โวลท์ (Volt.) คือ หน่วยวัดแรงดันไฟฟ้า
            2.4    แอมแปร์ ( Amp.) คือ หน่วยวัดกระแสไฟฟ้า
            2.5    วัตต์ (Watt.) คือ หน่วยของกำลังไฟฟ้าที่ใช้จริง
            2.6    หน่วย (Unit) คือ หน่วยของกำลังไฟฟ้าที่ใช้ ต่อชั่วโมง มีอุปกรณ์ที่ใช้วัด คือ กิโลวัตต์ฮอร์มิเตอร์ (Kwh. )
3.ระบบ 1 เฟส หรือ 3 เฟส คือ ระบบไฟฟ้าที่นำมาใช้ โดยแยกออกดังนี้
              3.1    ระบบ 1 เฟส จะมี 2 สายในระบบ ประกอบด้วย สาย LINE (มีไฟ) 1 เส้น และสาย Neutral (ไม่มีไฟ) 1 เส้น มีแรงดันไฟฟ้า 220 – 230 โวลท์
                      มีความถี่ 50 เฮิร์ซ (Hz)
              3.2    ระบบ 3 เฟส จะมี 4 สายในระบบ ประกอบด้วย สาย LINE (มีไฟ) 3 เส้น และสายนิวตรอน (ไม่มีไฟ) 1 เส้น มีแรงดันไฟฟ้าระหว่าง สาย
                      LINE กับ LINE 380 – 400 โวลท์ และแรงดันไฟฟ้าระหว่างสาย LINE กับ Neutral 220 – 230 โวลท์ และมีความถี่ 50 เฮิร์ซ (Hz)
                      เช่นเดียวกัน
              3.3    สายดิน หรือ GROUND มีทั้ง 2 ระบบ ติดตั้งเข้าไปในระบบเพื่อความปลอดภัยของระบบ สายดินจะต้องต่อเข้าไปกับพื้นโลก
                      ตามมาตรฐานกำหนด

4. Power Factor
         คือ อัตราส่วน ระหว่างกำลังไฟฟ้าที่ใช้จริง (วัตต์) กับ กำลังไฟฟ้าปรากฏ หรือกำลังไฟฟ้าเสมือน (VA) ซึ่ง ค่าที่ดีที่สุด คือ มีอัตราส่วนที่เท่ากัน จะมีค่าเป็นหนึ่ง แต่ในทางเป็นจริงไม่สามารถทำได้ ซึ่งค่า Power Factor เปลี่ยนแปลงไปตามการใช้ LOAD ซึ่ง Load ทางไฟฟ้ามีอยู่ 3 ลักษณะ คือ
              1. Load ประเภท Resistive หรือ ความต้าน จะมีค่า Power Factor เป็นหนึ่ง อันได้แก่ หลอดไฟฟ้าแบบใส้ เตารีดไฟฟ้า หม้อหุงข้าว
                   เครื่องทำน้ำอุ่น เป็นต้น ถ้าหน่วยงานหรือองค์กร มี Load ประเภทนี้เป็นจำนวนมาก ก็ไม่จำเป็นที่จะต้องปรับปรุงค่า Power Factor
              2.  Load ประเภท Inductive หรือ ความเหนี่ยวนำ จะมีค่า Power Factor ไม่เป็นหนึ่ง อันได้แก่ เครื่องใช้ไฟฟ้าที่ใช้ขดลวด เช่น มอเตอร์
                   บาลาสก์ของหลอดฟลูออเรสเซนต์ หลอดแกสดิสชาร์จ เครื่องปรับอากาศ เป็นต้น จะเห็นได้ว่าหน่วยงานหรือองค์กรส่วนใหญ่ จะหลีกเลี่ยง
                   Load ประเภทนี้ไม่ได้ และมีเป็นจำนวนมาก ซึ่งจะทำให้ ค่า Power Factor ไม่เป็นหนึ่ง และ Load ประเภทนี้จะทำให้ค่า Power Factor
                   ล้าหลัง ( Lagging ) จำเป็นที่จะต้องปรับปรุงค่า Power Factor โดยการนำ Load ประเภทให้ค่า Power Factor นำหน้า ( Leading )
                   มาต่อเข้าในวงจรไฟฟ้าของระบบ เช่น การต่อชุด Capacitor Bank เข้าไปในชุดควบคุมไฟฟ้า
              3.  Load ประเภท Capacitive หรือ Load ที่มีตัวเก็บประจุ (Capacitor) เป็นองค์ประกอบ Load ประเภทนี้จะมีใช้น้อยมาก จะมีค่า Power Factor
                   ไม่เป็นหนึ่ง Load ประเภทนี้จะทำให้ค่า Power Factor นำหน้า ( Leading ) คือกระแสจะนำหน้าแรงดัน จึงนิยมนำ Load ประเภทนี้
                   มาปรับปรุงค่า Power Factor ของระบบที่มีค่า Power Factor ล้าหลัง เพื่อให้ค่า Power Factor มีค่าใกล้เคียงหนึ่ง

ข้อดี ของการปรับปรุง ค่า Power Factor
                    - กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรไฟฟ้าลดลง
               - หม้อแปลง และสายเมนไฟฟ้า สามารถรับ Load เพิ่มได้มากขึ้น
               - ลดกำลังงานสูญเสียในสายไฟฟ้าลง
               - ลดแรงดันไฟฟ้าตก
               - เพิ่มประสิทธิภาพระบบไฟฟ้าทั้งระบบ

5. ระบบการส่งจ่ายกำลังไฟฟ้า

    หน่วยงานที่รับผิดชอบด้านการผลิตและจำหน่ายไฟฟ้าในปัจจุบัน คือ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตแห่งประเทศไทย การไฟฟ้านครหลวง การไฟฟ้าส่วนภูมิภาค โดยการไฟฟ้าฝ่ายผลิต เป็นผู้ผลิตไฟฟ้าให้การไฟฟ้านครหลวง และการไฟฟ้าส่วนภูมิภาคไปจำหน่าย การไฟฟ้านครหลวง จะจำหน่ายไฟฟ้าให้ กทม.และปริมณฑล ส่วนการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค จะจำหน่ายไฟฟ้าให้กับต่างจังหวัดของทุกภาคในประเทศ
    ระบบไฟฟ้าในภาคใต้ การไฟฟ้าฝ่ายผลิตจะผลิตไฟฟ้าที่โรงไฟฟ้า แล้วแปลงแรงดันไฟฟ้าให้สูงถึง 230 กิโลโวลท์ (KV.) แล้วส่งไปตามเมืองต่างๆ เข้าที่สถานีไฟฟ้าย่อย ของการไฟฟ้าส่วนภูมิภาค สถานีไฟฟ้าย่อยจะปรับลดแรงดันไฟฟ้าเหลือ 33 กิโลโวลท์ แล้วจ่ายเข้าในตัวเมือง และผู้ใช้ไฟฟ้าต้องติดตั้งหม้อแปลง เพื่อลดแรงดันไฟฟ้าให้เป็นแรงต่ำ เพื่อนำมาใช้งานต่อไป
กำลังไฟฟ้า
กำลังไฟฟ้ามีด้วยกัน 3 อย่างคือ
   -  กำลังไฟฟ้าจริง มีหน่วยเป็น วัตต์ (Watt)
    - กำลังไฟฟ้าแฝง มีหน่วยเป็น วาร์ (VAR)
    -  กำลังไฟฟ้าปรากฏ มีหน่วยเป็น โวลท์แอมป์ (VA)

6. หม้อแปลงไฟฟ้า
    หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า สำหรับแปลงแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้น หรือต่ำลง เพื่อให้เหมาะสมกับงานที่จะใช้ งานบางอย่างต้องการใช้แรงดันสูง เช่น การส่งพลังงานไฟฟ้าจากโรงไฟฟ้ามายังสถานีย่อย ต้องใช้หม้อแปลงแรงไฟฟ้าแรงสูง แต่ การใช้ในบ้านเรือน หรือ โรงงานต้องใช้หม้อแปลงไฟฟ้าแรงต่ำ ซึ่งหม้อแปลงมีหลายชนิด หลายขนาด เลือกใช้ตามความเหมาะสมของงาน
7. ตู้ควบคุมระบบไฟฟ้า
             -  MDB. (Main distribution board ) เป็นตู้ควบคุมระบบไฟฟ้าหลัก มี Main Circuit Breaker เพื่อตัดต่อวงจรไฟฟ้าทั้งหมดของอาคาร
          -  SDB. (Sub distribution board ) เป็นตู้ควบคุมย่อย จ่ายกระแสไฟฟ้าไปตามตู้ PB. หรือ Load Center หลายๆ ตู้ ขึ้นอยู่กับขนาดของอาคาร
          -  PB ( Panel board ) หรือ Load Center เป็นแผง Circuit breaker ที่ควบคุมการจ่ายกระแสไฟฟ้าให้กับเครื่องใช้ไฟฟ้าต่างๆ มีหลายขนาด
            ขึ้นอยู่กับจำนวนของ Load

8. การต่อลงดิน
        การต่อลงดิน คือการใช้ตัวนำทางไฟฟ้า ต่อเข้ากับวงจรไฟฟ้า หรือ บริภัณฑ์ไฟฟ้า ต่อเข้ากับพื้นโลกอย่างมั่นคง ถาวร การต่อลงดินมี
วัตถุประสงค์ เพื่อลดอันตรายที่อาจจะเกิดกับบุคคล และลดความเสียหายที่อาจจะเกิดกับเครื่องใช้ไฟฟ้าและระบบไฟฟ้า


หน้าที่หลักของสายดิน มีอยู่ 2 ประการ คือ
        
1.
เมื่อเกิดแรงดันเกิน จะจำกัดแรงดันไฟฟ้าของวงจร ไม่ให้สูงจนอาจทำให้เครื่องใช้ ไฟฟ้า เสียหาย และลดแรงดันไฟฟ้าที่อาจเกิดขึ้นที่เครื่องอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือ ส่วนประกอบ เนื่องจากการรั่ว หรือการเหนี่ยวนำ เพื่อลดอันตรายจากบุคคลที่ไปสัมผัส
          2. เมื่อเกิดกระแสไฟฟ้ารั่วลงดิน จะช่วยลดความเสียหายของเครื่องอุปกรณ์ไฟฟ้า หรือระบบไฟฟ้า การต่อลงดินที่ถูกต้องจะช่วยให้เครื่องมือหรืออุปกรณ์ป้องกันทำงานได้ตามที่ออกแบบไว้
ชนิดของการต่อลงดิน มีอยู่ด้วยกัน 3 แบบ คือ

1. การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า ( System Grounding)
2. การต่อลงดินของเครื่องอุปกรณไฟฟ้า ( Equipment Grounding )
3. การต่อลงดินของระบบป้องกันฟ้าผ่า ( Lightning Grounding )
9. ระบบป้องกันฟ้าผ่า

    เป็นระบบที่ต้องมีในระบบไฟฟ้า โดยมาตรฐานการติดตั้งเป็นตัวบังคับ ประเทศไทยใช้มาตรฐานของ IEC เป็นหลัก ระบบป้องกันฟ้าผ่าจะประกอบด้วย ระบบป้องกันฟ้าผ่าภายนอกอาคาร และระบบป้องกันฟ้าผ่าภายในอาคาร ระบบป้องกันฟ้าผ่า มีวัตถุประสงค์ เพื่อ ป้องกันความเสียหายต่างๆ ที่จะเกิดขึ้นกับระบบไฟฟ้า และบริภัณฑ์ต่างๆ อันเนื่องมาจากฟ้าผ่า
10. อุปกรณ์ตัดตอน หรืออุปกรณ์ปลดวงจร
        อุปกรณ์ตัดตอน หรือ อุปกรณ์ปลดวงจร มีหน้าที่ ตัดตอนวงจรไฟฟ้าออกยามไม่ต้องการให้มีกระไฟฟ้าไหลในระบบ เช่น การซ่อมแซม และเพื่อ ป้องกันอันตรายต่อ ระบบ อันเนื่องมาจาก การใช้กระแสไฟฟ้าเกินพิกัด หรือ เกิดการลัดวงจร อุปกรณ์ตัดตอน ที่ใช้กันส่วนใหญ่ในปัจจุบัน คือ ฟิวส์ และ เซอร์กิต เบรกเกอร์ (CB.) แต่การใช้งานและ การออกแบบติดตั้ง ต้องใช้ขนาดและรูปแบบที่เหมาะสมกับงาน มิฉะนั้นอุปกรณ์ดังกล่าวจะไม่ทำงานตามที่ได้ออกแบบไว้ เช่น การเลือกขนาด CB สูงเกินไป เมื่อเกิดปัญหาหรือกระแสไหลเกินพิกัดของสาย จะทำให้ อุปกรณ์ จะไม่ตัดวงจร และเกิดความเสียหายเกิดขึ้นตามมา เช่น สายไหม้ หรือ อันตรายต่อหม้อแปลงไฟฟ้า เป็นต้น


ที่มา: วิศวกรรมศาสตร์ ม.สงขลานครินทร์

ความถี่และแรงดันไฟฟ้าด้านแรงต่ำ ประเทศต่างๆ

Country        Frequency                                                   Voltage
America                 60Hz                               Single phase 115V/230V, 3-phase 230V
Australia                 50Hz                               Single phase 240V, 3-phase 415V
Austria                     50Hz                               Single phase 230V, 3-phase 400V
Bangladesh           50Hz                               Single phase 230V, 3-phase 400V
Belgium                   50Hz                               Single phase 230V, 3-phase 400V
Bulgaria                  50Hz                                Single phase 220V, 3-phase 380V
Canada                   60Hz                 Single phase120V/347V, 3-phase 230V,460V, 575V
China                       50Hz                                 Single phase 220V,3-phase 220V/380V
Denmark                50Hz                                 Single phase 230V, 3-phase 400V
Finland                    50Hz                                 Single phase 230V, 3-phase 400V
France                     50Hz                                 Single phase 230V, 3-phase 400V
Germany                 50Hz                                 Single phase 230V, 3-phase 400V
Greece                     50Hz                                 Single phase 230V, 3-phase 400V
Guam                        60Hz                                 Single phase 120V,3-phase 240V/480V
Hong Kong             50Hz                  Single phase 200V/220V, 3-phase 346V/380V
Hungary                   50Hz                                  Single phase 220V, 3-phase 380V
India                           50Hz                                 Single phase 40V,3-phase 240V/415V
Indonesia                  50Hz                                 Single phase 220V,3-phase 380V
Italy                              50Hz                                 Single phase 220V,3-phase 380V
Japan                         50Hz/60Hz                     Single phase 100V/200V,3-phase 200V
Korea                          60Hz                Single phase 110V/220V,3-phase 220V/380V
Luxembourg             50Hz                                 Single phase 230V, 3-phase 400V
Malaysia                   50Hz                                  Single phase 240V, 3-phase 415V
New Zealand           50Hz                                  Single phase 230V, 3-phase 230V/415V
Netherlands             50Hz                                  Single phase 230V, 3-phase 400V
Norway                      50Hz                                Single phase 220V/230V, 3-phase 380V
Philippines               60Hz                                  Single phase 220V, 3-phase 380V
Poland                      50Hz                                  Single phase 220V, 3-phase 380V
Potugal                     50Hz                                  Single phase 230V, 3-phase 400V/480V
Romania                  50Hz                                  Single phase 220V, 3-phase 380V
Singapore               50Hz                                  Single phase 230V, 3-phase 415V
Spain                        50Hz                   Single phase 127V/220V, 3-phase 220V/380V
Sweden                   50Hz                   Single phase 230V/400V, 3-phase 400V/690V
Switzerland             50Hz                                   Single phase 230V, 3-phase 400V
Taiwan                    60Hz          Single phase 110V/220V,3-phase 200V/220V/380V
Thailand                 50Hz                                    Single phase 220V, 3-phase 380V
United Kingdom     50Hz                                  Single phase 230V, 3-phase 400V

ที่มา : OK NATION

Physical Vapor Deposition Coating (PVD Coating)

การสึกหรอเกิดขึ้นจุดแรกที่บริเวณผิวงานความฝืดมีผลจากสภาพของผิวงานโดยตรงด้วยเหตุผลดังกล่าว ผิวงานจึงมีความสำคัญมาก ถ้าเราทำให้ผิวงานมีความแข็งแรงเพิ่มขึ้นเราจะสามารถลดการสึกหรอ และยืดอายุการใช้งานของ cutting tools, punch/die, partsและถ้าเราสามารถทำให้ผิวงานมีความลื่นเพิ่มขึ้น เราจะสามารถลดการเสียดสี และลดพลังงานที่ต้องใช้ในการขับเคลื่อนชิ้นงานนั้น ๆ

เทคโนโลยีการชุบแบบ PVD สามารถให้เนื้อฟิล์มที่บางเพียงไม่กี่ไมครอนบนผิวของ tools ความแข็งของเนื้อฟิล์มที่เคลือบจาก PVD จะมีสูงกว่าเหล็ก tungsten carbide ถ้าเปรียบเทียบกับการทำฮารท์โคเมี่ยม หรือไนไตรดิ้ง ฟิล์มที่ได้จากการชุบ PVD จะมีความแข็งมากกว่ามาก เพียงฟิล์มหนาไม่กี่ไมครอน สามารถลดการสึกหรอ ได้อย่างน่ามหัศจรรย์ด้วยฟิล์มหนาไม่กี่ไมครอน

เราจะหมดปัญหาเรื่องชนาดของชิ้นงานที่เปลี่ยนไป ยกเว้นชิ้นงานที่ต้องการความเที่ยงตรงสูงยิ่งกว่านั้นความแข็งแรงเหล็กที่มี การชุบแข็งที่อุณหภูมิสูง เช่น SKH, SKD ความแข็งจะไม่เปลี่ยนไปเพราะเราควบคุมอุณหภูมิช่วงชุบไว้ที่ 450 °C

การชุบด้วย PVD ของเรามีชนิดของฟิล์มอยู่ 4 ชนิด ตามตารางด้านล่าง วิศวกรของเราสามารถให้คำแนะนำท่านได้ว่าฟิล์มแบบไหนจะเหมาะสมกับชิ้นงานของ ท่าน
FILM COATING Tool MATERIAL Suitable tools Coat temp Color
TiN Carbide, Hss General 450°C Gold
TiCN Carbide, Hss Punch/Die 450°C Brown
TiAIN Carbide, Hss General,HOB 450°C Black
CrN Carbide, Hss Die 450°C Silver
DLC Carbide, Hss Tool for Aluminum 200-300°C Black

(GOLD) TiN fine coating

ฟิล์ม "โกลด์" จะเป็นการชุบ TiN (ไทเทเนียมไนไตร)
เนื้อฟิล์มสามารถทนอุณหภูมิได้ถึง 600 °C ป้องกันการสึกหรอได้ดี ป้องกันการกัดกร่อนได้ดี

สามารถใช้ได้กับงานหลายประเภทไม่เพียงแค่ cutting tool แต่ยังสามารถใช้ได้กับ punch/die, wire-cutter, แม่พิมพ์ฉีดพลาสติก และอีกมากมาย

(CN) TiCN fine coating

ฟิล์ม "CN" จะเป็นการชุบ TiCN (ไทเทเนียม-คาร์บอน-ไนไตร) ข้อดีของฟิล์มมีความแข็งแรงสูง และมีความลื่นเนื่องจากมีคาร์บอนผสมอยู่ สามารถทนความร้อนได้ถึง 600 °C โดยประมาณ. ป้องกันการสึกหรอและป้องกันการเกาะติด

เหมาะสำหรับ cutting tools, punch, die, pin เป็นต้น  

(ENDULO) TiAIN fine coating

ฟิล์ม "ENDULO" จะเป็นการชุบ TiAIN (ไทเทเนียม-อลูมิเนียม-ไนไตร) สามารถทนความร้อนได้สูงป้องกันการกัดกร่อน เพราะมีส่วนผสมของอลูมิเนียม เหมาะสำหรับการตัดแบบแห้งและใช้ความเร็วในการตัดสูง

การชุบด้วยฟิล์มชนิดนี้ของเราจะมีหลายแบบให้เลือกเพื่อให้เหมาะสมกับงานตัด แต่ละชนิดด้วยการชุบแบบหลายแบบนี้จะ
ทำให้งานตัดของท่านได้ผลลัพธ์ที่ดีที่สุด

(DULA) CrN fine coating

ฟิล์ม "DULA" จะเป็นการชุบ CrN (โครเมียมไนไตร) สามารถทนอุณหภูมิได้สูงถึง 800 °C และมีคุณสมบัติทนต่อการสึกหรอ การชุบดวยวิธีฮาร์ทโครม จะมีความแข็งของผิวอยู่ที่ 1,000 vickers

แต่สำหรับการชุบแบบ PVD จะได้ความแข็งประมาณ 1,600 vickers ซึ่งสูงกว่าฮาร์มโครมมาก นั่นหมายความว่าสามารถทนการสึกหรอได้ดีกว่าฮาร์มโครม ยิ่งกว่านั้นเนื้อฟิล์มชนิดนี้ยังมีผิวที่ลื่นป้องกันการเกาะติดที่ดีเหมาะ ที่จะใช้กับงานที่ไม่ใช่เหล็ก 

  

งานตัดโลหะแผ่น

สำหรับเทคโนโลยีการตัดโลหะแผ่นที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน มีอยู่ 4 ประเภท คือ
  1. พลาสมา(Plasma)
  2. เลเซอร์(Laser)
  3. แรงดันน้ำ(Waterjet)
  4. เครื่องเจาะระบบหัวตอก(Turret Punching)

Monday, November 28, 2011

การขึ้นรูปโลหะ (Metal Working)

มี 2 แบบคือ
  • การขึ้นรูปแบบร้อน
  • การขึ้นรูปแบบเย็น

การเคลือบผิวโลหะ

 เคลือบผิวด้วยโลหะ   อาจกระทำได้หลายวิธีต่างๆ กัน  คือ
  • Hot-Dipping
  • Electro-plating
  • Cladding
  • Spraying
  • Cementation processes

ความรู้เกี่ยวกับสแตนเลสจาก EURO INOX และอื่นๆ

ความรู้เกี่ยวกับสแตนเลสจาก EURO INOX ซึ่งเป็นสมาคมของผู้ค้าสแตนเลสในยุโรป
สแตนเลสเกรด ทำมีด

คุณสมบัติของวัสดุ

คุณสมบัติของโลหะเป็นสิ่งจำเป็นที่ควรรู้ก่อนการเลือกซื้อวัสดุที่นำมาใช้งาน ดังนั้นเราจึงรวบรวมข้อมูลเกี่ยวกับสมบัติโลหะมาไว้ที่นี่


ความรู้เกี่ยวกับสเตนเลส

สเตนเลส หรือตามศัพท์บัญญัติเรียกว่า เหล็กกล้าไร้สนิม เป็นเหล็กที่มีปริมาณคาร์บอนต่ำ(น้อยกว่า 2%)ของน้ำหนัก มีส่วนผสมของโครเมียม อย่างน้อย 10.5% กำเนิดขึ้นในปี พ.ศ.1903 เมื่อนักวิทยาศาสตร์พบว่า การเติมนิเกิล โมบิดินัม ไททาเนียม ไนโอเนียม หรือโลหะอื่นแตกต่างกันไปตามชนิด ของคุณสมบัติเชิงกล และการใช้ลงในเหล็กกล้าธรรมดา ทำให้เหล็กกล้ามีความต้านทานการเกิดสนิมได้

Thursday, November 17, 2011

Catalog อุปกรณ์พื้นฐานระบบท่อ

catalog ของอุปกรณ์ต่างๆของระบบท่อนั้น มีส่วนสำคัญที่จะช่วยในการออกแบบงานท่อให้ง่ายขึ้น ดังนั้นจึงรวบรวมอุปกรณ์ต่างๆที่จำเป็นในการออกแบบไว้เพื่อง่ายต่อการค้นหา

กรุงเทพกำลังจมน้ำ - เรื่องจริง หรือ นวนิยาย

กรุงเทพกำลังจมน้ำ  : เรื่องจริง หรือ นวนิยาย บทความโดย รศ.ดร.เสรี ศุภราทิตย์ ผู้อำนวยการศูนย์วิจัยภัยธรรมชาติ ม.รังสิต มีทั้งหมด 5 ตอน พูดถึงสภาวะทางธรรมชาติของกรุงเทพและปริมณฑลซึงอ้างอิงหลักการทางวิศวกรรม ว่าจะถึงกาลน้ำท่วมหรือไม่

ตอนที่ 1
ตอนที่ 2
ตอนที่ 3
ตอนที่ 4
ตอนที่ 5

Sunday, November 13, 2011

P&ID symbol

รู้จักกับ Alloy

- อลูมิเนียมสัมฤทธิ์ (Aluminium bronze) ผสมระหว่าง อลูมิเนียมกับ สำริด
- Alnico ผสมระหว่างอลูมิเนียม นิกเกิล และโคบอลท์ ใช้เป็นแม่เหล็กที่ทนต่ออุณหภูมิสูง และทนต่ออุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลง ได้เป็นอย่างดี ส่วนมากแม่เหล็กชนิดนี้ ใช้ประกอบ ในอุปกรณ์แม่เหล็กจับยึดชิ้นงานที่ต้องทนความร้อนสูง แม่เหล็กใช้ในเตาหลอม เครื่องมือวัด แม่เหล็กแม่พิมพ์
- Amalgam ผสมระหว่าง ปรอทกับธาตุอื่น เช่น เหล็ก แพททินั่ม เงิน ทองและอื่นๆ สามารถนำไปใช้ทางทันตกรรม
- ทองเหลือง (brass)
- ทองสัมฤทธิ์ (bronze)
- ดูราลูมิน (duralumin)
- อีเล็กตรัม (electrum)
- กาลินสแตน (galinstan)
- อินเตอร์เมทัลลิก (intermetallics)
- มู-เมทัล (Mu-metal)
- นิกโครม (Nichrome)
- ปิวเตอร์ (pewter)
- ฟอสเฟอร์สัมฤทธิ์ (phosphor bronze)
- โซลเดอร์ (solder)
- สไปเจไลเซน (spiegeleisen)
- เหล็กไร้สนิม (stainless steel)
- เหล็กกล้า (steel)
- เงิน สเตอริ่ง (Sterling silver)
- โลหะไม้ (Wood's metal)


Sunday, November 6, 2011

ข้อมูลโลหะ

ตารางเหล็ก
- ตารางเหล็กมาตรฐาน JIS
- ตารางน้ำหนักเหล็กชนิดต่างๆ 1 ของบริษัทแม็กนั่นสตีล จำกัด รายละเอียดเหล็กรูปพรรณ

- ตารางน้ำหนักเหล็กชนิดต่างๆ 2 ของบริษัทอุดมกิจฟิตติ้งวาล์ว จำกัด รายละเอียดเหล็กรูปพรรณทั้งเหล็ก สแตนเลส และอะลูมิเนียม
คำนวณน้ำหนักเหล็ก
- สูตรคำนวณน้ำหนักเหล็ก
องค์ประกอบโลหะและการนำมาใช้
- ตารางเทียบเกรดเหล็ก
- International material grade comparison table (pdf)
- ตารางเทียบเกรดเหล็ก พร้อมทั้งการนำมาใช้งานของเหล็กชนิดต่างๆ 
- มาตรฐานเหล็กอุตสาหกรรม ทั้งมาตรฐาน JIS DIN การกำหนดรหัสของเหล็กชนิดต่างๆ
- ตารางเปรียบเทียบคุณสมบัติเหล็ก 
- การนำมาใช้งานเหล็กชนิดต่างๆ
- คุณสมบัติของธาตุต่างๆในเหล็ก

- คุณสมบัติอลูมิเนียม
- เกรดอลูมิเนียม เกรดอลูมิเนียม และการนำมาใช้ เป็นภาษาอังกฤษ
- อลูมิเนียมขึ้นรูปเย็น
- อลูมิเนียมหล่อผสม

- ทองเหลือง รวบรวมข้อมูลต่างๆ เกี่ยวกับทองเหลือง ทั้งประวัติและต้นกำเนิด การผลิต การเลือกใช้ และชนิดของทองเหลือง โดยข้อมูลเป็นภาษาอังกฤษ
- เกี่ยวกับทองเหลือง รวบรวมคุณสมบัติ เกรด และการนำมาใช้ของทองเหลืองคร่าวๆมาให้ทราบกัน
- เกรดทองเหลือง เกรดทองเหลืองและการใช้งาน เป็นภาษาอังกฤษ

- สังกะสีชนิดต่างๆ
- สังกะสีชุบเคลือบเหล็ก  อธิบายวิธีการเคลือบวิธีต่างๆ