Show สอบถามการทำงาน ตัวปรับความเร็วมอเตอร์สอบถามการทำงาน ตัวปรับความเร็วมอเตอร์ครับ เป็นการปรับแบบอนุกรมกับโหลด AC 220v เรื่องของเรื่องคือตัวปรับความเร็วมอเตอร์นี้ใช้ต่อกับพัดลมดูดอากาศที่ร้าน หัวหน้าบอกว่ามันเสีย เลยแกะเจ้าตัวนี้มาให้เช็คให้ ผมลองป้อนไฟ 220v แล้ว วัดด้านไฟออกก็เท่าเดิม แต่เมื่อลองใช้กับหลอดตะเกียบ พบว่าหลอดเริ่มกระพริบตามการปรับ VR น่าจะเกี่ยวกับการปรับ ความถี่ ผมอยากทราบว่าตัวปรับนนี้มีหลักการทำงานอย่างไรบ้างครับ มีไอซีตัวนึงที่ไม่รู้จัก ผมคิดว่าเป็นไทรแอคหรืออย่างไรไม่ทราบ เป็นเบอร์ TAG 044 136M ผมลองค้นหาแล้วไม่เจอเบอร์นี้ อีกตัวหนึ่ง คล้ายๆ ไดโอดตัวเล็ก สีแดงใสคาดดำ ไม่มีเบอร์ระบุ จึงไม่ทราบว่าตัวอะไรกันแน่ ต่ออนุกรมกับขาที่สาม ของไอซี ตามวงจรที่แนบมาครับ ขอบพระคุณทุกท่านที่ให้ความรู้ครับผม http://imageshack.us/photo/my-images/198/cam001811.jpg/ วิธีการควบคุมความเร็วมอเตอร์ควบคุมความเร็วประเภทต่างๆKazuya SHIRAHATA บริษัท โอเรียนทัล มอเตอร์ จำกัด นำเสนอมอเตอร์ควบคุมความเร็วที่หลากหลาย แพคเกจมอเตอร์ควบคุมความเร็วของเราประกอบด้วยมอเตอร์ไดรเวอร์ (คอนโทรลเลอร์) และโพเทนชิออมิเตอร์ซึ่งช่วยให้ปรับควบคุมความเร็วได้ง่าย มีกลุ่มผลิตภัณฑ์มอเตอร์ควบคุมความเร็วสามกลุ่ม "ชุดเอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็วที่ใช้อินดักชั่นมอเตอร์แบบใช้คาปาซิเตอร์แบบ 1 เฟสที่เป็นที่นิยมมากที่สุด "ดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน" ขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพสูงและ "อินเวอร์เตอร์แบบยูนิต" ที่รวมอินดักชั่นมอเตอร์ 3 เฟสเข้ากับอินเวอร์เตอร์ขนาดเล็ก บทความนี้อธิบายถึงโครงสร้างหลักการควบคุมความเร็วและคุณลักษณะของแต่ละกลุ่มผลิตภัณฑ์และแนะนำผลิตภัณฑ์มาตรฐานของเรา 1. ข้อแนะนำมีการใช้มอเตอร์จำนวนมากเพื่อวัตถุประสงค์ทั่วไปในบริเวณโดยรอบของเรา
ตั้งแต่อุปกรณ์ที่ใช้ในบ้านไปจนถึงเครื่องมือกลในโรงงานอุตสาหกรรม ปัจจุบันมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นแหล่งพลังงานที่จำเป็นและขาดไม่ได้ในหลายอุตสาหกรรม ฟังก์ชันและประสิทธิภาพที่จำเป็นสำหรับมอเตอร์เหล่านี้มีให้เลือกมากมาย เมื่อมุ่งความสนใจไปที่ส่วนควบคุมความเร็วของตลาดเซอร์โวมอเตอร์ และ สเต็ปปิ้งมอเตอร์จะควบคุมความเร็วด้วยพัลส์เทรนในขณะที่อินดักชั่นมอเตอร์และความเร็วในการควบคุมดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่านก็สามารถควบคุมความเร็วมอเตอร์ได้ด้วยกระแสไฟดีซีจากภายนอก
2. วิธีการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ควบคุมความเร็วต่างๆวิธีการควบคุมเอาต์พุตของวงจรควบคุมความเร็วสามารถแบ่งออกเป็นสองกลุ่ม: โดยประมาณได้แก่ การควบคุมเฟสและการควบคุมอินเวอร์เตอร์ซึ่งประกอบเป็นกลุ่มผลิตภัณฑ์ที่แสดงในรูปที่ 1 รูปที่ 1 การจำแนกประเภทของมอเตอร์ควบคุมความเร็ว 2.1. เอซีมอเตอร์แบบควบคุมความเร็ว2.1.1. โครงสร้างของมอเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 2 การสร้างอินดักชั่นมอเตอร์ 1 เฟส และ 3 เฟสประกอบด้วยสเตเตอร์ที่มีขดลวดและโรเตอร์หล่ออลูมิเนียมแข็งรูปทรงตะกร้า โรเตอร์มีต้นทุนต่ำเนื่องจากโครงสร้างเรียบง่ายและไม่ใช้แม่เหล็ก รูปที่ 2 โครงสร้างอินดักชั่นมอเตอร์ เมื่อต้องการควบคุมความเร็วของมอเตอร์อุปกรณ์ Tacho-generator จะถุกใช้ในการตรวจจับความเร็วและติดอยู่กับมอเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 3 Tacho-generator ทำจากแม่เหล็กที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเพลามอเตอร์ และ ขดลวดสเตเตอร์ที่ตรวจจับขั้วแม่เหล็ก และ สร้างแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับที่ 12 ครั้งต่อรอบ เนื่องจากแรงดันไฟฟ้า และ ความถี่นี้เพิ่มขึ้นตามความเร็วในการหมุนที่เพิ่มขึ้นความเร็วในการหมุนของมอเตอร์จึงถูกควบคุมโดยอาศัยสัญญาณนี้ รูปที่ 3 ระบบเอซีมอเตอร์แบบปรับความเร็ว 2.1.2. หลักการควบคุมความเร็ว N: ความเร็วในการหมุน [รอบ/นาที] ในกรณีของอินดักชั่นมอเตอร์ในรูปที่ 4 ช่วงที่คงที่และช่วงที่ไม่เสถียรมีอยู่ในเส้นโค้งความเร็วในการหมุน - แรงบิด เนื่องจากเป็นไปไม่ได้ที่จะทำงานอย่างน่าเชื่อถือในช่วงที่ไม่เสถียรการควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างง่าย (การควบคุมวงเปิด) จึง จำกัด อยู่ที่การควบคุมความเร็วในช่วงแคบ ๆ เช่น N1 ~ N3 ในรูปที่ 5 เพื่อให้สามารถทำงานได้อย่างน่าเชื่อถือแม้ในช่วงที่ไม่เสถียรดังกล่าวข้างต้นจำเป็นต้องตรวจจับความเร็วในการหมุนของมอเตอร์และใช้กลไกควบคุมแรงดันไฟฟ้า (การควบคุม Closed Loop) รูปที่ 4 ความเร็วในการหมุน - ลักษณะแรงบิดของอินดักชั่นมอเตอร์ รูปที่ 5 การควบคุมแรงดันไฟฟ้าอย่างง่าย วิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ได้ ได้แก่ การควบคุมโดยหม้อแปลงหรือการควบคุมเฟส รูปที่ 6 แสดงเมื่อแรงดันไฟฟ้าถูกควบคุมโดยใช้หม้อแปลง วิธีนี้ใช้กับเอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็วได้ไม่ง่ายนัก อีกวิธีหนึ่งคือสามารถปรับแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับได้โดยการตั้งเวลาเปิด / ปิดของทุกๆครึ่งรอบของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ (50 หรือ 60Hz) ที่ใช้กับมอเตอร์โดยใช้ส่วนประกอบสวิตชิ่ง (ไทริสเตอร์หรือไตรแอก) ที่สามารถเปิด และ ปิด เอซีได้โดยตรงแรงดันไฟฟ้าดังแสดงรูปที่ 7 และ รูปที่ 8 การควบคุมความเร็วได้มาจากวิธีการควบคุมเฟสโดยการควบคุม rms ค่าของแรงดันไฟฟ้ากระแสสลับ รูปที่ 6 การเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าโดย Transformer รูปที่ 7 การเปลี่ยน Voltage โดยการควบคุมเฟส รูปที่ 8 ควบคุมผ่านวงจร Triac วิธีการควบคุมความเร็วของเอซีนี้สามารถให้การควบคุมความเร็วคงที่โดยการควบคุมเฟสแบบ
closed-loop ในช่วงที่ไม่สเถียร รูปที่ 9 แสดงการกำหนดค่าระบบควบคุมความเร็วสำหรับเอซีมอเตอร์ชนิดควบคุมความเร็วในแผนภาพบล็อก รูปที่ 10 รูปคลื่นสำหรับแต่ละบล็อก รูปที่ 10 แสดงรูปคลื่นของแต่ละบล็อก ค่าความเร็วที่ตั้งไว้ d และแรงดันไฟฟ้าที่ตรวจพบ e ของความเร็วที่สร้างโดย tacho-generator จะถูกเปรียบเทียบในบล็อกแอมพลิฟายเออร์เปรียบเทียบ จากนั้นกำหนดระดับของสัญญาณ Voltage a รูปที่ 11 การทำงานของตัวควบคุมความเร็ว เอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็วมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้เมื่อใช้การควบคุมเฟสแบบ closed-loop 2.1.3. คุณลักษณะ รูปที่ 12 ลักษณะความเร็ว - แรงบิดในการหมุน "เส้นขอบเขตการทำงานที่ปลอดภัย" รวมอยู่ในรูปที่ 12 "เส้นการทำงานที่ปลอดภัย" แสดงถึงข้อ จำกัด ที่มอเตอร์สามารถทำงานได้อย่างต่อเนื่องโดยไม่เกินอุณหภูมิสูงสุดที่สามารถรองรับได้ 2.2. ดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน รูปที่ 14 ส่วนประกอบดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน 2.2.2. หลักการควบคุมความเร็ว รูปที่ 15 ลักษณะความเร็ว - แรงบิดในการหมุนของดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน เมื่อไม่มีการใช้โหลดและตั้งค่าแรงดันไฟฟ้าเข้าที่
V2 ในรูปที่ 15 จุดการทำงานของมอเตอร์จะกลายเป็น P และความเร็วในการหมุนคือ N1 เมื่อใช้ทอร์กโหลด T1 จุดทำงานจะเปลี่ยนเป็น Q และความเร็วในการหมุนจะช้าลงเป็น N2 อย่างไรก็ตามความเร็วในการหมุนจะกลับเป็น N1 หากแรงดันไฟฟ้าเพิ่มขึ้นเป็น V3 ดังนั้นเนื่องจากความเร็วในการหมุนเปลี่ยนไปเมื่อใดก็ตามที่แรงบิดโหลดเปลี่ยนแปลงกลไกควบคุมความเร็วจะต้องเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าขาเข้าเมื่อใดก็ตามที่เห็นการเปลี่ยนแปลงของความเร็วเพื่อรักษาความเร็วคงที่บนสาย PR รูปที่ 16 (a) ส่วนเอาต์พุตของวงจรควบคุม (ไดรเวอร์) รูปที่ 16 (b) ลำดับการสลับ องค์ประกอบสวิตชิ่งเชื่อมต่อกับขดลวดมอเตอร์ดังแสดงในรูปที่ 16 (a) และสถานะเปิด / ปิดของสวิตซ์ชิ่งจะกำหนดว่าขดลวดของสเตเตอร์ใดได้รับพลังงานและกระแสจะไหลไปในทิศทางใดนั่นคือ ขดลวดกลายเป็นเสา N หรือเสา S รูปที่ 17 ภาพบล็อกของระบบดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่าน ลำดับการสลับของอินเวอร์เตอร์จะถูกกำหนดโดยสัญญาณจาก Hall IC ส่วนการตรวจจับตำแหน่งของแผนภาพบล็อก และ มอเตอร์จะหมุน รูปที่ 16 แสดงลำดับการสลับทั่วไป (วิธีการเพิ่มพลังงาน 120 องศา) ระบบดีซีมอเตอร์ชนิดไร้แปรงถ่านที่มีประสิทธิภาพยิ่งขึ้นใช้วิธีการขับเคลื่อนด้วยคลื่นซายน์เวฟ(Sine Wave) โดยการรับข้อมูลตำแหน่งโรเตอร์ความละเอียดสูงจากซอฟต์แวร์จากสัญญาณ Hall IC วิธีนี้ส่งผลให้เป็นวิธีการขับที่มีเสียงรบกวนต่ำเนื่องจากกระแสที่ไหลไปยังมอเตอร์ไม่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว (2) รูปที่ 18 การเปรียบเทียบ Voltage นำไปใช้โดย คลื่นซายน์เวฟ และ วิธีการขับเคลื่อนที่ 120 องศา 2.2.3. คุณลักษณะ 2.3. อินเวอร์เตอร์ควบคุมความเร็ว 2.3.1. หลักการควบคุมความเร็ว หน่วยอินเวอร์เตอร์ควบคุมความเร็วของอินดักชั่นมอเตอร์มอเตอร์สามเฟสโดยการเปลี่ยนความถี่ f ของแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์ หน่วยอินเวอร์เตอร์จะเปลี่ยนความถี่ f โดยการเปลี่ยนรอบการเปิด / ปิดขององค์ประกอบสวิตซ์ชิ่งทั้งหกชิ้นและความเร็วในการหมุน (N) ของมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงตามสัดส่วนในสูตร (1)
นอกจากนี้เพื่อให้แรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับขดลวดมีรูปคลื่นซายน์เวฟ การควบคุมอินเวอร์เตอร์ เปิด / ปิด ดังแสดงในรูปที่ 21 เวลาเปิด / ปิดจะถูกควบคุมเพื่อให้แรงดันไฟฟ้าเฉลี่ยที่ใช้กับมอเตอร์ กลายเป็นรูปคลื่นซายน์เวฟ โดยการเปรียบเทียบคลื่นสามเหลี่ยมที่เรียกว่าสัญญาณพาหะ (Carrier Signal) กับ คลื่นสัญญาณซายน์เวฟ วิธีนี้เรียกว่าการควบคุม PWM รูปที่ 19 การควบคุมหน้าที่ของการเปิด / ปิด วิธีการควบคุมความเร็วของหน่วยอินเวอร์เตอร์ของเราแบ่งออกเป็นสองประเภท : การควบคุมแบบวงเปิดที่เพียงแค่เปลี่ยนความเร็ว และ การควบคุมวงปิดที่ช่วยลดการเปลี่ยนแปลงความเร็วด้วยการเปลี่ยนแปลงโหลดของมอเตอร์ รูปที่ 20 บล๊อก ของการควบคุม Open-Loop วิธีนี้ใช้เพื่อเปลี่ยน Voltage ขาเข้า และ ความถี่ของมอเตอร์ตามความถี่ที่ตั้งไว้ วิธีนี้เหมาะสำหรับการเปลี่ยนความเร็วและสามารถรับความเร็วสูงได้ (สามารถตั้งค่าความถี่ได้สูงสุด 80Hz) เมื่อการควบคุมความเร็วด้วยโหลดที่แตกต่างกันไม่น่ากังวลมากนัก T=K・I・V/f ・・・(2)
อย่างไรก็ตามยิ่งความเร็วต่ำเท่าไหร่ก็ยิ่งยากที่จะรักษาความต้านทานอินพุตของอินดักชั่นมอเตอร์ให้คงที่ด้วยการเปลี่ยนแปลงของ f ดังนั้นเพื่อให้ได้แรงบิดที่คงที่ตั้งแต่ความเร็วต่ำไปจนถึงความเร็วสูงจึงจำเป็นต้องปรับอัตราส่วน V/f ที่ความเร็วต่ำให้สอดคล้องกับลักษณะของมอเตอร์เช่นเส้นทึบที่แสดงในรูปที่ 23 รูปที่ 21 การควบคุม V/f 2)การควบคุมด้วย Closed-Loop รูปที่ 22 แผนบล็อกของการควบคุมแบบ closed-loop วิธีนี้จะตรวจจับความแตกต่างของเฟสระหว่าง Voltage ของบล็อกเอาต์พุต อินเวอร์เตอร์ และ กระแสหลักซึ่งจะคำนวณความถี่ในการขับที่สอดคล้องกับโหลดโดยใช้ตารางข้อมูลคุณลักษณะ (รูปที่ 25) ที่เตรียมไว้ล่วงหน้าและควบคุมความถี่อินเวอร์เตอร์โดยไม่ต้องตรวจสอบความเร็วของมอเตอร์ รูปที่ 23 ตารางข้อมูลคุณลักษณะ ด้วยตารางคุณลักษณะนี้ และ เวลาความแตกต่างเฟสที่ตรวจพบ t อินเวอร์เตอร์จะคำนวณความถี่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ที่สอดคล้องกับคำสั่งความเร็วในการหมุน Nset ที่กำหนดโดยโพเทนชิโอมิเตอร์ความเร็วและส่งออกเป็นความถี่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์ หลังจากได้รับความถี่เอาต์พุตบล็อกควบคุม V/f จะคำนวณแรงดันไฟฟ้าที่ใช้กับมอเตอร์ที่สอดคล้องกับความถี่เอาต์พุต f และดำเนินการควบคุมความเร็วโดยการขับอินเวอร์เตอร์ PWM ดังนั้นเมื่อมีการใช้โหลดความถี่เอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์จะถูกเพิ่มขึ้นเพื่อให้ความเร็วในการหมุนลดลงอาจได้รับการชดเชย (3) 2.3.2. คุณลักษณะ ลักษณะความเร็ว - แรงบิดในการหมุนของชุดอินเวอร์เตอร์แสดงไว้รูปที่ 26 และ รูปที่ 27 ตามที่อธิบายไว้ในส่วนเอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็ว "เส้นการทำงานที่ปลอดภัย" จะถูกวาดบนลักษณะแรงบิด บรรทัดนี้แสดงถึงขีดจำกัดสำหรับการดำเนินการต่อเนื่องและพื้นที่ภายใต้บรรทัดนี้เรียกว่าพื้นที่การทำงานแบบต่อเนื่อง รูปที่ 24 ลักษณะความเร็ว - แรงบิดในการหมุนสำหรับการควบคุม Open-Loop รูปที่ 25 ลักษณะความเร็ว - แรงบิดในการหมุนสำหรับการควบคุม Closed Loop 3. สรุป โอเรียนทัล มอเตอร์ มีกลุ่มผลิตภัณฑ์ 3 กลุ่ม (เอซีมอเตอร์ควบคุมความเร็ว, ดีซีมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน และ ชุดอินเวอร์เตอร์) เพื่อใช้ในการควบคุมความเร็วที่หลากหลาย ผลิตภัณฑ์ควบคุมความเร็วที่เหมาะสมสามารถเลือกได้ตามฟังก์ชันประสิทธิภาพต้นทุน และ วัตถุประสงค์ที่ต้องการสำหรับการใช้งานของคุณ เอกสารอ้างอิง(1) AC Motor Technology Study Group: “Book to understand AC small motor”, Kogyo Chosakai Publishing (1998)
|