ส่วนประกอบของมอเตอร์มีอะไรบ้าง

เพื่อนๆ รู้ไหมว่าในชีวิตประจำวันของเรานั้น มีอุปกรณ์ไฟฟ้าที่มีส่วนเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) อยู่ตลอด จะมายกตัวอย่างให้ดูกันนะครับ ว่ามีอะไรบ้าง เช่น ปั้มน้ำ (Pump), ระบบทำความเย็น (Air Conditioner), พัดลม (Fan) เป็นต้น เห็นไหมครับ ว่าอุปกรณ์ไฟฟ้าพวกนี้ล้วนมีมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นหลัก และเป็นอุปกรณ์สำคัญที่ทำให้สามารถทำงานได้ตามฟังก์ชัน

นอกจากในชีวิตประจำวันแล้วนั้น ในโรงงานอุตสาหกรรมนั้นก็มีมอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่สำคัญชนิดหนึ่งที่เป็นกลไกทำให้กระบวนการผลิตสามารถเดินเครื่องได้อย่างต่อเนื่องและธุรกิจของบริษัท ยังคงไปได้อย่างต่อเนื่อง โดยในโรงงานนั้นจะมีมอเตอร์ไฟฟ้าอยู่เยอะมากที่ใช้ในหลากหลาย Application เช่น ปั้ม (Pump), Compressor, Blower, Fin Fan เป็นต้น

ใน EP แรกนี้เราจะได้รู้จักว่ามอเตอร์คืออะไร และมีทั้งหมดกี่ประเภท รวมถึงจะไปเล่าหลักการทำงานของมอเตอร์ประเภทหนึ่งก่อนนะครับ .

มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) คือ อะไร?

มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) คือ อุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่ในการแปลงพลังงานไฟฟ้าที่ได้จากแหล่งจ่ายของมอเตอร์ เป็นพลังงานจลน์ ซึ่งการแปลงพลังงานดังกล่าวนี้จะทำให้เกิดการหมุนของมอเตอร์ไฟฟ้าได้ ซึ่งมอเตอร์ไฟฟ้ามีหลายประเภทที่สามารถนำไปใช้งานในทั้งบ้านเรือนและอุตสาหกรรมต่างๆ

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motor) ที่ใช้งานทั่วไปนั้นจะมี 2 ประเภทหลักๆ คือ

1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor)
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (AC Motor)

ซึ่งใน EP นี้เราจะมาเล่าในส่วนของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงก่อนว่าหลักการทำงานเป็นอย่างไร และนำไปใช้ประโยชน์ทางด้านไหน รวมถึงจะเล่าถึงวิธีการดูแลรักษาในเชิงอุตสาหกรรม ที่สามารถนำไปปรับใช้ในบ้านเรือนได้

หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor)

DC Motor ย่อมาจาก Direct Current Motor ซึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่มีโครงสร้างภายในแตกต่างจาก AC Motor หรือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งเราจะมีดูโครงสร้างของ DC Motor กันก่อนนะครับ ว่ามีอะไรบ้าง

ในส่วนของโครงสร้างมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC Motor นั้นจะมีส่วนประกอบไปด้วย 2 ส่วนใหญ่ๆ ดังนี้

1. ส่วนที่อยู่กับที่ เราจะเรียกว่า Stator ที่มีขดลวดสนาม (Field Coil)
2. ส่วนที่เคลื่อนที่ เราจะเรียกว่า Rotor โดยในส่วนนี้นั้นจะประกอบไปด้วยขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature) และแปรงถ่าน (Brush)

หลักการพื้นฐานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ DC Motor ประกอบด้วยขดลวด 2 ชุด ซึ่งขดลวดชุดหนึ่งอยู่ที่ Stator เรียกว่าขดลวดสนาม (Field winding) ที่ทำหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กถาวร ซึ่งแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงที่จ่ายมานั้นจะมาจากแหล่งเดียวกันกับขดลวดอาร์เมเจอร์ แต่ในบางครั้งสำหรับมอเตอร์เล็กๆ นั้นจะใช้แม่เหล็กถาวรแทนการใช้ขดลวดเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กถาวร และขดลวดชุดที่สองที่อยู่ในส่วนของ Rotor จะเรียกว่าขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature winding) ซึ่งจะจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงเข้าขดลวดอาร์เมจอร์ผ่านแปรงถ่าน (Brush) และชุด Commutator ซึ่งตัวขดลวดนั้นจะทำให้เกิด Torque ในการหมุนของ Rotor ที่เกิดมาจากการกระทำระหว่างขั้วแม่เหล็กของขดลวดใน Stator และ Rotor ที่ต่างขั้วกันและผลักกันทำให้เกิดการหมุนขึ้นได้ในที่สุด

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง และการนำไปใช้งาน

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงนั้นจะขึ้นอยู่กับการต่อระหว่างขดลวดสนาม (Field Coil) และ ขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Coil) ว่าเป็นการต่อแบบไหน ซึ่งมีวิธีการต่อดังนี้

1. Shunt DC Motor เป็นการต่อขดลวดสนาม (Field Coil) และ ขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Coil) เป็นแบบขนานกัน ดังนั้นกระแสะไฟฟ้าที่ไหลผ่าน Field Coil และ Armature Coil จะไม่เท่ากัน

คุณสมบัติของประเภทนี้ คือ มีแรงบิด Torque ปานกลาง และความเร็วรอบคงที่

การนำไปใช้งานนั้น จะนิยมกับมอเตอร์เครื่องเจาะ มอเตอร์เครื่องกลึง เป็นต้น

2. Serie DC Motor เป็นการต่อขดลวดสนาม (Field Coil) และ ขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Coil) เป็นแบบอนุกรมกัน ซึ่งกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดทั้ง 2 นั้นจะมีค่าเท่ากัน ซึ่งปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลนั้นจะขึ้นอยู่กับภาระโหลดหรือภาระที่แกนมอเตอร์ โดยความเร็วของมอเตอร์จะลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

คุณสมบัติของประเภทนี้ คือ มีแรงบิด Torque สูงมาก และความเร็วของมอเตอร์ชนิดนี้จะลดลงถ้าภาระโหลดมากขึ้น

การนำไปใช้งานนั้น จะนิยมกับมอเตอร์สตาร์ทเครื่องยนต์ มอเตอร์ยกของ มอเตอร์ขับเคลื่อนรถไฟฟ้า เป็นต้น

3. Compound Motor เป็นมอเตอร์ที่มีขดลวดสนาม (Field Coil) 2 ชุด โดย ชุดที่ 1 จะต่ออนุกรมกับ ขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Coil) ก่อนและค่อยมาขนานกับขดลวดสนาม (Field Coil) ชุดที่ 2

คุณสมบัติของประเภทนี้ คือ เป็นการรวมคุณสมบัติของแบบ Shunt DC Motor และ Serie DC Motor เข้าด้วยกัน ทำให้มอเตอร์ประเภทนี้มีแรงบิด Torque มากกว่า Shunt DC Motor แต่ไม่เท่ากับ Serie DC Motor และมีความคงที่ที่ดีกว่า Serie DC Motor แต่ไม่ดีเท่า Shunt DC Motor

การนำไปใช้งานนั้น จะนิยมกับมอเตอร์ตัดโลหะ มอเตอร์เครื่องกดอัด เป็นต้น

เป็นอย่างไรกันบ้างกับ DC Motor ใน EP นี้ครับ ใน EP ต่อไปนั้นเราจะมาเล่ากันต่อกับ AC Motor กันนะครับ

แล้วพบกับสาระความรู้ทางด้านงานช่าง และงานวิศวกรรมได้ในโพสต์ถัดๆไปนะครับ หรือสามารถตามสื่อตามๆของเราด้านล่างเลยนะครับ