แผนผังการเดินสายไฟและแผนภาพจริงของสายส่งกำลังไปข้างหน้าและย้อนกลับสำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส!

อะซิงโครนัสสามเฟสมอเตอร์มอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสเป็นมอเตอร์เหนี่ยวนำชนิดหนึ่งที่ทำงานโดยการต่อกระแสไฟฟ้าสลับสามเฟส 380 โวลต์ (เฟสต่างกัน 120 องศา) พร้อมกัน เนื่องจากสนามแม่เหล็กหมุนของโรเตอร์และสเตเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสหมุนไปในทิศทางเดียวกันแต่ด้วยความเร็วต่างกัน จึงเกิดอัตราการลื่นไถลขึ้น จึงเรียกว่ามอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

ความเร็วรอบของโรเตอร์ในมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสนั้นต่ำกว่าความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน ขดลวดโรเตอร์สร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าเนื่องจากการเคลื่อนที่สัมพัทธ์กับสนามแม่เหล็ก และมีปฏิสัมพันธ์กับสนามแม่เหล็กเพื่อสร้างแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้า ทำให้เกิดการแปลงพลังงาน

เมื่อเปรียบเทียบกับระบบอะซิงโครนัสเฟสเดียวมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสมอเตอร์มีประสิทธิภาพการทำงานที่ดีขึ้นและสามารถประหยัดวัสดุต่างๆ ได้

มอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสสามารถแบ่งออกได้ตามโครงสร้างโรเตอร์ที่แตกต่างกัน ได้แก่ แบบกรงและแบบขดลวด

มอเตอร์อะซิงโครนัสแบบโรเตอร์กรงมีโครงสร้างที่เรียบง่าย การทำงานที่เชื่อถือได้ น้ำหนักเบา และราคาถูก จึงมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย ข้อเสียหลักคือความยากในการควบคุมความเร็ว

โรเตอร์และสเตเตอร์ของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสแบบพันขดลวดนั้นติดตั้งขดลวดสามเฟสและเชื่อมต่อกับตัวต้านทานปรับค่าได้ภายนอกผ่านวงแหวนสลิปและแปรงถ่าน การปรับค่าความต้านทานของตัวต้านทานปรับค่าได้สามารถช่วยปรับปรุงประสิทธิภาพการสตาร์ทของมอเตอร์และปรับความเร็วของมอเตอร์ได้

หลักการทำงานของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

เมื่อกระแสสลับสามเฟสแบบสมมาตรถูกจ่ายให้กับขดลวดสเตเตอร์สามเฟส จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนขึ้น ซึ่งหมุนตามเข็มนาฬิกาไปตามพื้นที่วงกลมด้านในของสเตเตอร์และโรเตอร์ด้วยความเร็วซิงโครนัส n1

เนื่องจากสนามแม่เหล็กหมุนด้วยความเร็ว n1 ตัวนำโรเตอร์จึงอยู่นิ่งในตอนเริ่มต้น ดังนั้นตัวนำโรเตอร์จะตัดกับสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ ทำให้เกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (ทิศทางของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำถูกกำหนดโดยกฎมือขวา)

เนื่องจากการลัดวงจรของตัวนำโรเตอร์ที่ปลายทั้งสองข้างด้วยวงแหวนลัดวงจร ภายใต้แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ตัวนำโรเตอร์จะสร้างกระแสเหนี่ยวนำซึ่งมีทิศทางโดยพื้นฐานแล้วเหมือนกับแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ ตัวนำที่นำกระแสของโรเตอร์จะได้รับแรงแม่เหล็กไฟฟ้าในสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์ (ทิศทางของแรงถูกกำหนดโดยใช้กฎมือซ้าย) แรงแม่เหล็กไฟฟ้าจะสร้างแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าบนเพลาโรเตอร์ ทำให้โรเตอร์หมุนไปในทิศทางของสนามแม่เหล็กหมุน

จากการวิเคราะห์ข้างต้น สรุปได้ว่าหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ามีดังนี้: เมื่อขดลวดสเตเตอร์สามเฟสของมอเตอร์ (แต่ละขดลวดมีมุมไฟฟ้าต่างกัน 120 องศา) ได้รับกระแสสลับสมมาตรสามเฟส จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนขึ้น ซึ่งจะตัดกับขดลวดโรเตอร์และทำให้เกิดกระแสเหนี่ยวนำในขดลวดโรเตอร์ (ขดลวดโรเตอร์เป็นวงจรปิด) ตัวนำโรเตอร์ที่มีกระแสไหลผ่านจะสร้างแรงแม่เหล็กไฟฟ้าภายใต้การกระทำของสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ ดังนั้นจึงเกิดแรงบิดแม่เหล็กไฟฟ้าบนเพลามอเตอร์ ขับเคลื่อนมอเตอร์ให้หมุนไปในทิศทางเดียวกับสนามแม่เหล็กหมุน

แผนภาพการต่อสายไฟของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

การต่อสายไฟพื้นฐานของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส:

สายไฟทั้งหกเส้นจากขดลวดของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสสามารถแบ่งออกเป็นสองวิธีการเชื่อมต่อพื้นฐาน ได้แก่ การเชื่อมต่อแบบเดลต้าเดลต้าและการเชื่อมต่อแบบสตาร์

สายไฟหกเส้น = ขดลวดมอเตอร์สามชุด = ปลายหัวสามจุด + ปลายหางสามจุด โดยใช้มัลติมิเตอร์วัดการเชื่อมต่อระหว่างปลายหัวและปลายหางของขดลวดชุดเดียวกัน เช่น U1-U2, V1-V2, W1-W2

1. วิธีการต่อแบบสามเหลี่ยม-เดลต้าสำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

วิธีการต่อขดลวดแบบสามเหลี่ยมเดลต้า คือการเชื่อมต่อหัวและหางของขดลวดทั้งสามชุดตามลำดับให้เป็นรูปสามเหลี่ยม ดังแสดงในรูป:

2. วิธีการต่อแบบสตาร์สำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

วิธีการต่อแบบดาว คือการเชื่อมต่อปลายด้านท้ายหรือด้านหัวของขดลวดสามขดเข้าด้วยกัน โดยใช้สายไฟอีกสามเส้นเป็นสายจ่ายไฟ วิธีการต่อแสดงดังรูป:

คำอธิบายแผนผังการต่อสายไฟของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสในรูปแบบรูปภาพและข้อความ

กล่องต่อสายไฟมอเตอร์สามเฟส

เมื่อต่อมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส วิธีการเชื่อมต่อชิ้นส่วนเชื่อมต่อในกล่องรวมสายมีดังนี้:

เมื่อต่อมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสแบบเข้ามุม วิธีการเชื่อมต่อชิ้นส่วนเชื่อมต่อกล่องรวมสายมีดังนี้:

มอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟสมีวิธีการต่อสายสองวิธี ได้แก่ การต่อแบบสตาร์และการต่อแบบสามเหลี่ยม

วิธีการสามเหลี่ยม

ในการพันขดลวดที่มีแรงดันไฟฟ้าและเส้นผ่านศูนย์กลางลวดเท่ากัน วิธีการต่อแบบดาวจะมีจำนวนรอบต่อเฟสน้อยกว่าวิธีการต่อแบบสามเหลี่ยมถึงสามเท่า (1.732 เท่า) และใช้กำลังไฟฟ้าน้อยกว่าสามเท่า วิธีการต่อขดลวดของมอเตอร์สำเร็จรูปได้รับการกำหนดไว้ให้ทนแรงดันไฟฟ้า 380V และโดยทั่วไปแล้วไม่เหมาะสำหรับการดัดแปลงแก้ไข

วิธีการต่อสายสามารถเปลี่ยนแปลงได้เฉพาะเมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าสามเฟสแตกต่างจาก 380V ปกติเท่านั้น ตัวอย่างเช่น เมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าสามเฟสเป็น 220V การเปลี่ยนวิธีการต่อแบบสตาร์จากแรงดันไฟฟ้าสามเฟสเดิม 380V ไปเป็นวิธีการต่อแบบเดลต้าก็สามารถทำได้ หรือเมื่อระดับแรงดันไฟฟ้าสามเฟสเป็น 660V การเปลี่ยนวิธีการต่อแบบเดลต้าจากแรงดันไฟฟ้าสามเฟสเดิม 380V ไปเป็นวิธีการต่อแบบสตาร์ก็สามารถทำได้ โดยกำลังไฟฟ้ายังคงเท่าเดิม โดยทั่วไป มอเตอร์กำลังต่ำจะต่อแบบสตาร์ ในขณะที่มอเตอร์กำลังสูงจะต่อแบบเดลต้า

ที่แรงดันไฟฟ้าพิกัด ควรใช้มอเตอร์แบบต่อเดลต้า หากเปลี่ยนไปใช้มอเตอร์แบบต่อสตาร์ จะเป็นการทำงานที่แรงดันไฟฟ้าลดลง ส่งผลให้กำลังมอเตอร์และกระแสสตาร์ทลดลง เมื่อสตาร์ทมอเตอร์กำลังสูง (แบบต่อเดลต้า) กระแสจะสูงมาก เพื่อลดผลกระทบของกระแสสตาร์ทต่อสายไฟ จึงมักใช้การสตาร์ทแบบลดแรงดัน วิธีหนึ่งคือการเปลี่ยนจากการต่อเดลต้าแบบเดิมไปเป็นการต่อสตาร์เพื่อสตาร์ท หลังจากสตาร์ทแบบสตาร์แล้ว ก็เปลี่ยนกลับไปเป็นการต่อเดลต้าเพื่อใช้งานต่อไป

แผนภาพการต่อสายไฟของมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส

แผนภาพทางกายภาพของสายส่งกำลังไปข้างหน้าและย้อนกลับสำหรับมอเตอร์อะซิงโครนัสสามเฟส:

เพื่อให้สามารถควบคุมการหมุนไปข้างหน้าและถอยหลังของมอเตอร์ได้ สามารถปรับเฟสสองเฟสใดๆ ของแหล่งจ่ายไฟให้สัมพันธ์กันได้ (เราเรียกว่าการสลับเฟส) โดยปกติแล้ว เฟส V จะคงที่ ส่วนเฟส U และเฟส W จะถูกปรับให้สัมพันธ์กัน เพื่อให้แน่ใจว่าลำดับเฟสของมอเตอร์สามารถสลับได้อย่างน่าเชื่อถือเมื่อคอนแทคเตอร์สองตัวทำงาน การเดินสายไฟที่พอร์ตด้านบนของคอนแทคเตอร์ควรมีความสอดคล้องกัน และควรปรับเฟสที่พอร์ตด้านล่างของคอนแทคเตอร์ เนื่องจากการสลับลำดับเฟสของสองเฟส จึงจำเป็นต้องแน่ใจว่าขดลวด KM ทั้งสองจะไม่ได้รับพลังงานพร้อมกัน มิฉะนั้นอาจเกิดการลัดวงจรระหว่างเฟสอย่างรุนแรงได้ ดังนั้นจึงต้องใช้ระบบล็อก

เพื่อความปลอดภัย มักใช้วงจรควบคุมเดินหน้าและถอยหลังแบบล็อกสองชั้น โดยใช้การล็อกด้วยปุ่มกด (เชิงกล) และการล็อกด้วยคอนแทคเตอร์ (ทางไฟฟ้า) การใช้การล็อกด้วยปุ่มกดจะช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการลัดวงจรระหว่างเฟส แม้ว่าจะกดปุ่มเดินหน้าและถอยหลังพร้อมกัน คอนแทคเตอร์ทั้งสองตัวที่ใช้ในการปรับเฟสก็จะไม่ได้รับพลังงานพร้อมกัน ซึ่งจะช่วยป้องกันการลัดวงจรระหว่างเฟสได้

นอกจากนี้ เนื่องจากระบบการล็อกแบบคู่ของคอนแทคเตอร์ที่ใช้ ตราบใดที่คอนแทคเตอร์ตัวใดตัวหนึ่งได้รับพลังงาน หน้าสัมผัสที่ปิดอยู่เป็นเวลานานจะไม่ปิดลง ด้วยวิธีนี้ ในการใช้งานระบบล็อกแบบคู่ทั้งทางกลและทางไฟฟ้า ระบบจ่ายไฟของมอเตอร์จะไม่เกิดการลัดวงจรระหว่างเฟส ซึ่งช่วยปกป้องมอเตอร์ได้อย่างมีประสิทธิภาพ และหลีกเลี่ยงอุบัติเหตุที่เกิดจากการลัดวงจรระหว่างเฟสในระหว่างการปรับเฟส ซึ่งอาจทำให้คอนแทคเตอร์ไหม้ได้