18 ตุลาคม 2020 Shunt Moter ชันท์มอเตอร์ (Shunt Moter)



Shunt Moter

มอเตอร์ชนิดนี้ ประกอบด้วยขดลวดสนามแม่เหล็กซึ่งพันด้วยลวดทองแดงเส้นเล็กๆ หลายทบ เรียกว่าสนามแม่เหล็กชันท์ (Shunt Field) ต่อขนานกับอาร์มาเจอร์และติดต่อในเส้นขนานกับแปรงไฟ ฉะนั้นทางเดินของกระแสไฟจึงมีอยู่ด้วยกัน 2 ทาง คือทางหนึ่งผ่านไปยังทุ่นอาร์มาเจอร์และอีกทางหนึ่งผ่านไปยังสนามแม่เหล็ก

มอเตอร์ชนิดนี้มีคุณลักษณะ (Characteristic) ที่จัดได้ว่า มีความเร็วคงที่ดี คือมีแรงเริ่มหมุนต่ำ แต่รอบการหมุนคงที่ หรือถ้าจะเปรียบกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ดีซี ชนิดเดียวกัน ชันท์มอเตอร์ก็จัดอยู่ในประเภท

– ความเร็วคงตัวและสม่ำเสมอ

– แรงเริ่มหมุนต่ำแต่รอบการหมุนคงที่

– พิกัดความเร็ว หรือบังคับรอบการหมุนได้ดี

– ความเร็ว สามารถบังคับได้ด้วยการเปลี่ยนแปลงสนามแม่เหล็ก หรือเปลี่ยนได้โดยง่ายในระยะกว้าง

ปกติมอเตอร์ชันท์ จะวิ่งไปในสปีดหรือความเร็วคงที่ได้ ในเมื่อวงตรของโวลเด็จคงที่เช่นเดียวกัน ในการติดต่อประสานงานกับวงจรนั้น ขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Coil) จะต้องวางอยู่ ในตำแหน่งวงจรขั้นแรก ทั้งนี้ก็เพื่อจะได้อาศัยปริมาณกำลังในสนาม เป็นตัวการทำให้เกิดการหมุนหรือผลักดันให้อาร์มาเจอร์เคลื่อนหมุนไป และป้องกันมิให้กระแสเกิดขึ้นในอาร์มาเจอร์และทั้งขั้วมากเกินไป แต่ถ้าฟิลด์คอยล์มิได้วางอยู่ในตำแหน่งขั้นแรก อาร์มาเจอร์จะเป็นฝ่ายรับกระแสไฟอยู่เฉยๆ อาจทำให้คอยล์ในอาร์มาเจอร์ไหม้ได้ เพราะเนื่องจากมีแรงต้านต่ำ ดังที่กล่าวมาแล้วว่า ชันท์มอเตอร์มีแรงเริ่มหมุนต่ำ (Low starting torque) แต่มีรอบการหมุนคงที่ (Constant speed)

ดังนั้นมอเตอร์ชันท์ที่มีขนาดใหญ่ เมื่อเริ่มสตาร์ทครั้งแรก จึงต้องให้ขดลวดสนามแม่เหล็กได้รับแรงกระตุ้นสูงและโดยวิธีประกอบ อุปกรณ์ช่วยควบคุมในการเริ่มเดินหรือหีบสตาร์ท ซึ่งจะได้อธิบายให้ทราบอีกครั้งหนึ่ง

ตำแหน่งของแปรงถ่าน หรือ แปรงไฟสำหรับชันท์มอเตอร์ จัดได้ว่ามีส่วนสำคัญและมีส่วนเกี่ยวข้องกับสปีดของมอเตอร์อยู่มาก ต่อการที่มอเตอร์ชนิดนี้ จะทำการรับกระแสไปด้วยแรงดันอันปกติ หรือแรงดันคงที่ เพราะในกรณีนี้ สปีดของมอเตอร์จะอยู่ในอันดับต่ำ เมื่อแปรงไฟอยู่ในตำแหน่งกลาง ทำให้แปรงไฟทั้งแปรงบวกและแปรงลบ เพิ่มสปีดขึ้น ทั้งนี้เมื่อแปรงไฟได้เลื่อนจากตำแหน่งเดิม โวลเต็จที่ผันกลับระหว่างแปรงได้ถูกทอนให้ลดลง ส่วนสปีดยังคงที่ไม่เปลี่ยนแปลง ดังนั้นแรงดัีนกระแสไฟฟ้าที่จ่ายออกไป จึงเป็นกระแสที่ถูกลดทอนตลอดทั่วทั้งอาร์มาเจอร์และตัวอาร์มาเจอร์ก็จะถูกลดกำลังฉุดลงไปด้วย

มอเตอร์กระแสตรงแบบชันท์ เกิดโวลท์ขึ้นได้โดยอาศัยกากแม่เหล็กสนามแม่เหล็กเพียงเล็กน้อย เช่นเดียวกับซีรีส์มอเตอร์ (Series Motor) คือ ทำให้เกิดโวลท์น้อยๆ ขึ้นในอาร์มาเจอร์ โวลท์นี้ก็จะดันกระแสไฟจำนวนหนึ่งให้ไหลเข้าไปสู่ขดลวดสนามแม่เหล็ก และทำให้แรงสนามแม่เหล็กทวีขึ้นด้วย

โดยเหตุนี้ โวลท์หรือแรงเคลื่อนในอาร์มาเจอร์จึงทวีสูงขึ้นตาม แต่ในทางกลับกันโวลท์ในอาร์มาเจอร์ก็จะไปทวีกระแสที่เข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็กมากขึ้นได้ เป็นเหตุทำให้สนามแม่เหล็กมีกำลังมากขึ้นไปเรื่อยๆ จนถึงจุดอิ่มตัว ซึ่งแสดงว่ามอเตอร์ได้โวลท์ตามอัตราแรงของมัน

ชันท์มอเตอร์มีวงจรที่มีการพิกัดแรงเคลื่อนดังที่กล่าวมาแล้ว คือมีความเร็วเมื่อทำงานเต็มกำลัง จะน้อยกว่าความเร็วเมื่อยังไม่บรรจุต่องานเพียงเล็กน้อยเท่านั้น ความเร็วพิกัดของชันท์มอเตอร์ เมื่อคิดเป็นเปอร์เซนต์ของความเร็วเมื่อทำงานเต็มกำลัง คือการเปลี่ยนความเร็วในตัวของมันเมื่อให้งานที่ค่อยๆ จะเปลี่ยนไป เริ่มจากความเร็ว เมื่อยังไม่ได้ทำงานเลยคือ

ความเร็วพิกัด = เมื่อยังไม่ทำงาน – เมื่อทำงานเต็มที่ / เมื่อทำงานเต็มที่

เทียบอัตราความเร็วของมอเตอร์ ที่ตกต่ำลงจาก 1,280  รอบต่อวินาทีเมื่อยังไม่ได้ทำงาน จนถึง 1,200 รอบต่อนาที เมื่อทำงานเต็มที่ ความเร็วพิกัดจะเท่ากับ 80/1,200 หรือ เท่ากับ 6.7 เปอร์เซนต์ พิกัดนี้ หมายถึงการเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในตัวของเครื่องกลไฟฟ้า เมื่องานที่ให้กับเครื่องกลได้ถูกเปลี่ยนไป ส่วนการควบคุมนั้นหมายถึงการทำให้เปลี่ยนแปลงได้ด้วยเครื่องควบคุมด้วยมือ เช่น การถอนความต้านสนามแม่เหล็กออก เพื่อทวีความเร็วของมอเตอร์ แต่พิกัดจะทำให้โวลท์ทวีสูงขึ้นโดยลดความต้านของสนามแม่เหล็กให้น้อยลง เป็นต้น

โดยปกติ ถ้ามอเตอร์ชนิดนี้ หมุนด้วยความเร็วคงที่อยู่ตลอดเวลา โวลท์ที่แปรงจะค่อยๆ ตกต่ำลงทีละน้อย เมื่อเครื่องจ่ายกระแสมากขึ้น การลดลงของโวลท์นี้ก็เนื่องจากความต้องการที่จะให้โวลท์มีมากขึ้น เพื่อดันกระแสที่ได้ถูกทวีให้มากขึ้น โดยผ่านเข้าไปในขดลวดอาร์มาเจอร์ ในขณะเดียวกัน ศักย์ที่แปรงไฟทั้งหมดที่จะถูกเจียดแบ่งออกไปเล็กน้อย และเมื่อศักย์ของแปรงลดลงต่ำ กระแสสำหรับสนามแม่เหล็กก็จะลดตามไปด้วย เพราะเหตุที่กระแสนี้ขึ้นอยู่กับศักย์ของแปรงไฟ เป็นการทำให้แรงเคลื่อนทั้งหมดพลอยตกต่ำลงไปด้วย

อย่างไรก็ดี ศักย์ที่แปรงไฟซึ่งเป็นตัวโวลท์นี้ อาจจะป้องกันและรัีกษาด้วยค่าของมันให้คงที่อยู่ได้ โดยใช้กลไกอัตโนมัติช่วยทำการพิกัดความเร็วของเครื่องที่ใช้มอเตอร์อีกทีหนึ่ง ด้วยวิธีนี้อาจรักษาสภาพคงที่ของความเร็วมอเตอร์ไว้ได้ หรืออาจทำให้สูงขึ้นเมื่อศักย์ที่แปรงไฟลดต่ำลงเพียงเล็กน้อย

อีกวิธีหนึ่ง ที่ปฏิบัติกันทั่วๆ ไป ก็ คือการใช้ความต้านพิเศษ ให้ทำการสัมพันธ์กับวงจรของสนามแม่เหล็กควบคู่กันไป ความต้านนี้อาจจะช่วยให้ศักย์ที่แปรงไฟตกต่ำลงหรือทวีขึ้นได้เล็กน้อย โดยกระแสจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็กได้มาก ทำให้เกิดเส้นแรงในวงจรแม่เหล็กมากขึ้น และถ้าึความเร็วของอาร์มาเจอร์จะรักษาไว้ให้อยู่ในค่าคงตัว ตัวนำของอาร์มาเจอร์ ก็จะต้องผ่านสนามแม่เหล็กที่มีกำลังแรง ทำให้เกิดแรงเคลื่อนมีค่าสูงขึ้น และทำให้ศักย์ของแปรงมีค่าเท่าเดิม

มอเตอร์ชนิดนี้เป็นที่นิยมใช้กันมากตามที่กล่าวมาแล้วว่า มีความเร็วสม่ำเสมอ และสามารถเปลี่ยนความเร็วได้โดยง่ายในระยะกว้าง โดยอาศัยหลักและวิธีการที่ปล่อยให้กระแสไฟไหลผ่านโดยตลอดขดลวดสนามแม่เหล็กด้วยวิธีใดวิธีหนึ่ง

ชันท์มอเตอร์ ส่วนมากเหมาะสำหรับใช้กับพัดลมเพราะพัดลมต้องการความเร็วคงที่ และต้องการเปลี่ยนความเร็วได้ง่าย แต่ก็มีความต้องการอยู่บ้างที่ใช้ชันท์มอเตอร์เป็นมอเตอร์สำหรับเครื่องเจาะ (Drilling) และเครื่องกลึง (Lathe) ซึ่งส่วนมากจะใช้ซีรีส์มอเตอร์ เพราะสามารถให้แรงหมุนได้สูงพอเมื่องานเปลี่ยน แนวทางการหมุนของซีรีส์มอเตอร์อาจกลับได้ โดยกลับสายที่เข้าในอาร์มาเจอร์หรือขดลวดสนามแม่เหล็ก ข้อที่ควรระวังก็คือ ชันท์มอเตอร์จะหมุนเร็วจัดมากเมื่อสนามแม่เหล็กขาด จึงควรป้องกันอย่าให้วงจรสนามแม่เหล็กขาดได้

 



Tags: ,
1 Star2 Stars3 Stars4 Stars5 Stars (4 votes, average: 4.00 out of 5)
Loading...