มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบบเฟสเดียวเป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าประเภททั่วไปในอุตสาหกรรมต่างๆ มอเตอร์ส่วนใหญ่ที่ขับเคลื่อนโดยแหล่งพลังงานหลักสำหรับใช้ในครัวเรือนหรืออุตสาหกรรมเบาเป็นแบบเฟสเดียว หนึ่งในกุญแจสำคัญคือการเลือกขนาดมอเตอร์ที่ถูกต้องตามการใช้งาน แอปพลิเคชั่นควบคุมมอเตอร์ส่วนใหญ่ต้องการการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว เนื่องจากไม่เพียงให้ความเร็วที่ปรับได้เท่านั้น แต่ยังช่วยลดการใช้พลังงานและเสียงรบกวนอีกด้วย บทความนี้จะแนะนำความรู้ที่เกี่ยวข้องของตัวควบคุมมอเตอร์เฟสเดียวเป็นหลัก
มอเตอร์แบบเฟสเดียวมีการใช้กันอย่างแพร่หลายในบ้าน สำนักงาน โรงงาน ฯลฯ เนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่ส่งไปยังบ้านและสำนักงานส่วนใหญ่เป็นแบบเฟสเดียว นอกจากนี้ มอเตอร์แบบเฟสเดียวยังมีความน่าเชื่อถือ ต้นทุนต่ำ โครงสร้างเรียบง่าย และบำรุงรักษาง่าย
มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวส่วนใหญ่เป็นแบบทิศทางเดียว ซึ่งหมายความว่าได้รับการออกแบบให้หมุนไปในทิศทางเดียว โดยการเพิ่มขดลวด รีเลย์และสวิตช์ภายนอก หรือโดยการเพิ่มกลไกเฟือง ทิศทางการหมุนสามารถเปลี่ยนแปลงได้ การใช้ระบบควบคุมแบบไมโครคอนโทรลเลอร์สามารถเพิ่มการเปลี่ยนแปลงความเร็วให้กับระบบได้ นอกจากตัวเลือกการเปลี่ยนความเร็วแล้ว ทิศทางของการหมุนยังสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ขึ้นอยู่กับอัลกอริธึมการควบคุมมอเตอร์ที่ใช้
หลักการทำงานของตัวควบคุมมอเตอร์เฟสเดียว
หลักการทำงานของตัวควบคุมตัวควบคุมมอเตอร์แบบเฟสเดียวนั้นขึ้นอยู่กับลำดับการทำงานของสวิตช์ของสวิตช์ไฟบางตัวนั่นคือไทริสเตอร์ วิธีเปิดไทริสเตอร์ช่วยให้โหลดสามารถเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC ได้ในช่วงครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าแต่ละรอบ ดังนั้นแรงดันไฟขาออกจะเป็นไปตามส่วนแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้าของโหลดที่เชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ ด้วยวิธีนี้ แรงดันไฟขาออกจะถูกควบคุม
ตัวควบคุมมอเตอร์เฟสเดียว
เมื่อสเตเตอร์ของตัวควบคุมมอเตอร์แบบเฟสเดียวขับเคลื่อนด้วยแหล่งจ่ายไฟแบบเฟสเดียว มันจะสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับในขดลวดสเตเตอร์ ตามกฎของการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้าของฟาราเดย์' กระแสสลับที่ไหลผ่านขดลวดสเตเตอร์จะเหนี่ยวนำกระแสในแถบโรเตอร์ (ของโรเตอร์กรงกระรอก) กระแสเหนี่ยวนำนี้ในโรเตอร์ยังสร้างฟลักซ์แม่เหล็กสลับ
แม้หลังจากตั้งค่าฟลักซ์แม่เหล็กสลับสองตัวของตัวควบคุมแล้ว มอเตอร์ก็ยังไม่สามารถสตาร์ทได้ อย่างไรก็ตาม หากเริ่มต้นโรเตอร์ด้วยแรงภายนอกในทิศทางใดทิศทางหนึ่ง มอเตอร์จะเร่งความเร็วจนถึงความเร็วและคงความเร็วไว้ พฤติกรรมของมอเตอร์แบบเฟสเดียวนี้สามารถอธิบายได้โดยทฤษฎีการหมุนแบบสองสนาม
ประเภทของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว
มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวใช้กันอย่างแพร่หลายในการใช้งานที่มีเพียงไฟเฟสเดียวเท่านั้น อุปกรณ์เหล่านี้ผลิตขึ้นในช่วงหลายกิโลวัตต์เพื่อตอบสนองความต้องการของการใช้งานที่หลากหลาย เช่น พัดลมเพดาน เครื่องผสมอาหาร ตู้เย็น เครื่องดูดฝุ่น สว่านไฟฟ้าแบบพกพา เครื่องเป่าผม เป็นต้น มอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวประเภทต่างๆ จะ จะกล่าวถึงสั้น ๆ ด้านล่าง ตามโหมดเริ่มต้น ประเภทพื้นฐานของมอเตอร์แบบอะซิงโครนัสแบบเฟสเดียว ได้แก่ มอเตอร์แบบแยกเฟส มอเตอร์สตาร์ทของตัวเก็บประจุ มอเตอร์ที่ใช้ตัวเก็บประจุแบบแม่เหล็กถาวร และประเภทอื่นๆ
มอเตอร์เหนี่ยวนำแบบแยกเฟสเป็นหนึ่งในมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียวที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย ส่วนประกอบหลักของมอเตอร์แบบแยกเฟส ได้แก่ ขดลวดหลัก ขดลวดเสริม และสวิตช์แบบแรงเหวี่ยง เป็นการจัดเรียงอย่างง่ายที่สร้างสนามแม่เหล็กหมุนโดยให้ขดลวดสองเส้นบนแกนสเตเตอร์เดียวกัน ขดลวดเสริมหรือขดลวดสตาร์ทมีความต้านทานแบบอนุกรม ดังนั้นอิมพีแดนซ์จึงกลายเป็นความต้านทานสูงโดยพื้นฐานแล้ว วิธีการไขลานแตกต่างจากขดลวดหลัก แต่เมื่อเปรียบเทียบกับการพันหลัก มีการหมุนน้อยกว่าและมีเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่ามาก
มอเตอร์เหนี่ยวนำที่สตาร์ทด้วยตัวเก็บประจุจะคล้ายกับมอเตอร์แบบแยกเฟส แต่มีการเชื่อมต่อตัวเก็บประจุแบบอนุกรมกับขดลวดเสริม นี่เป็นรุ่นปรับปรุงของมอเตอร์แบบแยกเฟส เนื่องจากตัวเก็บประจุดูดซับกระแสนำ การใช้ตัวเก็บประจุจะเพิ่มมุมเฟสระหว่างกระแสทั้งสอง (กระแสหลักและกระแสเสริม) ซึ่งจะเป็นการเพิ่มแรงบิดเริ่มต้น นี่คือเหตุผลหลักในการใช้ตัวเก็บประจุในมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสเดียว
ตัวควบคุมมอเตอร์เฟสเดียว
มอเตอร์เหนี่ยวนำตัวเก็บประจุแม่เหล็กถาวรเรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์ทำงานของตัวเก็บประจุซึ่งตัวเก็บประจุต่ำเชื่อมต่อแบบอนุกรมกับขดลวดเริ่มต้นและไม่ถูกลบออกจากวงจรแม้ในสถานะกำลังทำงาน ด้วยเหตุนี้จึงไม่จำเป็นต้องใช้สวิตช์แรงเหวี่ยง ตัวเก็บประจุสามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่อง ตัวเก็บประจุที่มีมูลค่าต่ำทำให้เกิดการเปลี่ยนเฟสที่นำไปสู่มากขึ้น แต่กระแสเริ่มต้นทั้งหมดจะน้อยกว่า ดังนั้นแรงบิดเริ่มต้นที่ผลิตโดยมอเตอร์เหล่านี้จะต่ำกว่าแรงบิดเริ่มต้นของมอเตอร์ที่สตาร์ทด้วยตัวเก็บประจุมาก
บทความนี้จะแนะนำหลักการทำงานของตัวควบคุมมอเตอร์แบบเฟสเดียวเป็นหลัก เมื่ออ่านข้อความเต็ม คุณจะเข้าใจได้ว่าหลักการทำงานของตัวควบคุมแรงดันไฟฟ้าใดๆ นั้นขึ้นอยู่กับลำดับการทำงานของสวิตช์ของสวิตช์ไฟบางตัว ซึ่งก็คือไทริสเตอร์ วิธีเปิดไทริสเตอร์ช่วยให้โหลดสามารถเชื่อมต่อกับแหล่งจ่ายไฟ AC ได้ในช่วงครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้าขาเข้าแต่ละรอบ
