|
เครื่องจักรกลไฟฟ้า
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
โครงสร้างหลักของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ มี 2 ส่วน คือ ส่วนแรกอยู่กับที่เรียกว่า “สเตเตอร์” (Stator) ส่วนที่สองหมุนได้เรียกว่า “โรเตอร์” (Rotor) การทำงานของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ คือมีขดลวดเพียงชุดเดียวต่อกับวงแหวนอื่น หมุนผ่านเหล็ก เมื่อเครื่องกำเนิดไฟฟ้าถูกขับ หรือถูกหมุนจะเกิดแรงดันไฟฟ้า เพื่อจ่ายไฟฟ้าไปยังโหลด จะได้รูปคลื่นไฟฟ้าเป็นด้านบวก และด้านลบอย่างละ 1 ยอดคลื่นใน 1 รอบการหมุนี้
เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งได้ 2 ชนิด คือ
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดชิงโครนัส
- เครื่องกำเนิดไฟฟ้าชนิดอินดักชั่น
การจัดโหลดในการใช้งาน
ในการนำเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามาใช้งานกับระบบไฟฟ้าโดยทั่วไป ก็เพื่อให้ระบบไฟฟ้าสามารถจ่ายพลังงานได้ต่อเนื่องตลอดเวลา และไม่ต้องการให้ระบบไฟฟ้าหยุดชะงักการจ่ายไฟนานเกินไปจนเกิดความเสียหายต่อระบบเครือข่ายไฟฟ้า และการใช้งานได้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามารถจ่ายพลังงานเป็นเวลานานเท่าที่จะจัดหาเชื้อเพลิงได้ การนำมาใช้งานกับโหลด จึงต้องจัดโหลดเป็น 3 กลุ่ม ตามการใช้งานดังนี้
1. โหลดวิกฤต (Critical load) เป็นโหลดที่มีความสำคัญมาก ไม่ยอมให้หยุดชะงักการจ่ายไฟฟ้านาน เช่น ระบบคอมพิวเตอร์ ระบบสื่อสาร เป็นต้น โหลดชนิดนี้จึงมีความจำเป็นจะต้องใช้ร่วมกับเครื่องยูพีเอส โดยให้เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจ่ายเข้าเครื่องยูพีเอสก่อนจ่ายไปยังโหลด
2. โหลดจำเป็น (Essential load) โหลดเกี่ยวกับความปลอดภัยที่ยินยอมให้หยุดชะงักการจ่ายไฟฟ้าได้บ้าง แต่ป็ต้องไม่เกิน 30 นาที เช่น ระบบส่องสว่างฉุกเฉิน ระบบทำความเย็นแบบพิเศษ ระบบป้องกันเพลิง ระบบรักษาความปลอดภัย เป็นต้น
3. โหลดปกติ (Normal load) เป็นโหลดที่ยินยอมให้หยุดชะงักการจ่ายไฟฟ้าได้นาน ๆ เช่น ระบบแสงสว่างทั่วไป ระบบปรับอากาศทั่วไป เป็นต้น การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้านั้น ต้องมีการติดตั้งอุปกรณ์สำหรับทำการย้ายโหลดให้ไปต่อเข้ากับไฟฟ้าฉุกเฉินตามภาพ อุปกรณ์ย้ายโหลดมี 2 ชนิด คือ “สวิตช์ย้ายโหลดอัตโนมัติ” (ATS - Automatic transfer switch) และ “สวิตช์ย้ายโหลดด้วยมือ” (MTS - Manual transfer switch) ส่วนใหญ่นิยมใช้แบบอัตโนมัติ ขั้นตอนที่มีการย้ายโหลดอัตโนมัติจะมีช่วงไฟฟ้าหยุดชะงักหรือขาดตอนไม่นานนักคือ ประมาณ 5 วินาที ถึง 5 นาที โดยขึ้นอยู่กับการตั้งเวลาของผู้ใช้งาน
การติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
อุปกรณ์ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับประกอบด้วย เครื่องยนต์ดีเซล แผงควบคุม แบตเตอรี่ ท่อไอเสีย ระบบระบายความร้อน ถังเก็บน้ำมันสำรอง เป็นต้น การประกอบการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ต้องมีการติดตั้งเครื่องรวมทั้งอุปกรณ์ประกอบให้สมบูรณ์ครบถ้วน
อุปกรณ์ประกอบในการติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้ามีรายละเอียดดังนี้
1. เครื่องยนต์ จะต้องเป็นเครื่องยนต์ดีเซลหรือเครื่องยนต์เบนซินแล้วแต่กรณี
2. ออลเตอร์เนเตอร์ เป็นเครื่องผลิตไฟฟ้าที่ต่อเพลาขับโดยตรงกับเครื่องยนต์
3. แบตเตอรี่ จะต้องมีประสิทธิภาพในการจ่ายกระแสไฟฟ้า
4. แผงควบคุมเครื่อง ประกอบด้วยมาตรวัดทางกลและทางไฟฟ้า
5. การป้องกันการสั่นสะเทือน
6. เสียงรบกวน ในการติดตั้งระบบที่ต้องการให้มีการเก็บเสียงควรทำผนังเก็บเสียง
เครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะนำมาใช้งานกับโหลดต่าง ๆ ให้เกิดประโยชน์สูงสุดทั้งด้านประสิทธิภาพ ด้านประหยัดพลังงาน ด้านการลงทุน และด้านที่ไม่ก่อให้เกิดมลภาวะต่อสิ่งแวดล้อมต้องพิจารณาถึงองค์ประกอบต่าง ๆ ให้ครบถ้วนทุกด้านทั้งขนาดเครื่อง ลักษณะของโหลดใช้งาน การติดตั้งที่ถูกวิธี ทั้งทางกลและทางไฟฟ้ารวมถึงความปลอดภัย ยังต้องพิจารณาถึงการป้องกันอัคคีภัยที่อาจเกิดขึ้นจากความร้อนในการทำงานของเครื่องยนต์ และน้ำมันเชื้อเพลิงอีกด้วย
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส
ตามโครงสร้าง และหลักการทำงานของมอเตอร์แบ่งออกได้ 2 แบบ คือ
1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบอินดักชั่น ( 3 Phase Induction Motor)
2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบซิงโครนัส ( 3 Phase Synchronous Motor)
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบอินดักชั่น มีคุณสมบัติที่ดี คือ มีความเร็วรอบคงที ราคาถูก โครงสร้างไม่ซับซ้อน สะดวกในการบำรุงรักษา เพราะไม่มีคอมมิวเตเตอร์ และแปรงถ่านเหมือนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง ใช้ร่วมกับเครื่องควบคุมความเร็วแบบอินเวอร์เตอร์ สามารถควบคุมความเร็ว นิยมใช้เป็นต้นกำลังในโรงงานอุตสาหกรรม เพื่อใช้ขับเคลื่อนลิฟต์ ขับเคลื่อนสายพานลำเลียง เป็นต้น มอเตอร์อินดักชั่นมี 2 แบบ ตามลักษณะของตัวหมุน คือ อินดักชั่นอเตอร์ที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอก และ อินดักชั่นมอเตอร์ที่มีโรเตอร์แบบขดลวด
การทำงานของอินดักชั่นมอเตอร์
จ่ายกระแสไฟฟ้า 3 เฟส ที่ขดลวดทั้งสองของตัวสเตเตอร์ จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนรอบ ๆ สเตเตอร์ ทำให้ตัวหมุนได้รับการเหนี่ยวนำเกิดขั้วแม่เหล็กที่ตัวโรเตอร์ และขั้วแม่เหล็กนี้จะพยายามดึงดูดกับสนามแม่เหล็กที่หมุนอยู่รอบ ๆ ทำให้โรเตอร์ของอินดักชั่นมอเตอร์หมุนไปได้ ความเร็วของสนามแม่เหล็กที่หมุนที่ตัวสเตเตอร์นี้จะคงที่ตามความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นโรเตอร์ของอินดักชั่นมอเตอร์จึงหมุนตามสนามแม่เหล็กหมุนไปด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบซิงโครนัส ( 3 Phase Synchronous Motor)
เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับขนาดใหญ่ที่สุดมีขนาดพิกัดของกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 150 KW จนถึง 15 MW มีความเร็วตั้งแต่ 150 ถึง 1,800 RPM โครงสร้างของซิงโครนัสมอเตอร์ ที่สำคัญมี 2 ส่วนคือ
1. สเตเตอร์ (Stator)
2. โรเตอร์ (Rotor)
การทำงานของซิงโครนัสมอเตอร์
จ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสให้กับสเตเตอร์ของซิงโครนัสมอเตอร์ จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุน เนื่องจากตัวหมุนของซิงโครนัสมอเตอร์แบบขั้วแม่เหล็กยื่น และมีขดลวดสนามแม่เหล็กพันอยู่รอบ ๆ โดยใช้แหล่งจ่ายกระแสภายนอก เมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้กับโรเตอร์ ทำให้เกิดขั้วแม่เหล็กที่โรเตอร์ ขั้วแม่เหล็กนี้จะเกาะตามการหมุนของสนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์ ทำให้มอเตอร์หมุนด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนที่สเตเตอร์
การกลับทางหมุนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ทั้ง 2 ชนิด คือ อินดักชั่นมอเตอร์ และ ซิงโครนัสมอเตอร์ สามารถใช้หลักการกลับทางการหมุนของมอเตอร์วิธีเดียวกัน คือ การกลับทิศทางการหมุนของสนามแม่เหล็กหมุน วิธีการทำให้สนามแม่เหล็กหมุนกลับทางเดิม โดยการกลับขั้วของแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับคู่ใดคู่หนึ่งเท่านั้น
การต่อมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส มีขดลวดพันอยู่บนสเตเตอร์ 3 ชุด คือ ขดลวดชุด A, ชุด B และชุด C การต่อมอเตอร์ 3 เฟสสามารถต่อขดลวดได้ 2 แบบ แต่ละแบบใช้กับระดับแรงดันที่แตกต่างกันคือ แบบสเตเตอร์หรือแบบวาย และแบบเดลต้า เมื่อต่อแบบวายจะต่อใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส
หม้อแปลงไฟฟ้ากำลังชนิด 3 เฟส
หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้กับไฟฟ้าระบบ 3 เฟส อาจใช้หม้อแปลง 1 เฟส 3 ตัว หรือหม้อแปลง 3 เฟส 1 ตัวก็ตาม ทั้งหมดนี้มีการต่อหม้อแปลงในแต่ละเฟสเข้าด้วยกัน ซึ่งการต่อหม้อแปลงเข้าด้วยกันเรียกว่า Transformer connection
การต่อหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส สามารถต่อได้ดังนี้
1. การต่อแบบเดลตา - เดลตา
2. การต่อแบบวาย - วาย
3. การต่อแบบเดลตา - วาย
4. การต่อแบบวาย - เดลตา
5. การต่อแบบโอเพนเดลตา
ติดตามข่าวสารที่ LINE : @cctvbangkok.com
| 
แฟ็กซ์. 02-888-3199 
E-mail : Krittiwit@gmail.com
