ข้ามไปที่เนื้อหาหลัก

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor)

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor)

       มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current motor) หรือเรียกว่า ดี.ซี มอเตอร์ (D.C. MOTOR) เป็นเครื่องกลไฟฟ้ากระแสตรงที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลมีทั้งชนิดกระตุ้นฟีลด์จากภายนอก (Separated excited motor) และชนิดกระตุ้นฟีลด์ด้วยตัวเอง (Self excited motor) มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นต้นกำลังขับที่สำคัญอย่างหนึ่งในโรงงานอุตสาหกรรมเพราะมีคุณสมบัติที่เด่นในด้านการปรับความเร็วรอบตั้งแต่ความเร็วรอบต่ำสุดไปจนถึงความเร็วรอบสูงสุด นิยมใช้ในโรงงานทอผ้า โรงงานเส้นใยโพลี เอสเตอร์ โรงงานถลุงโลหะ และเป็นต้นกำลังขับในรถไฟฟ้า
     หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct current motor) เมื่อแรงดันไฟฟ้ากระแสตรงเข้าไปในมอเตอร์ ส่วนหนึ่งจะ แปรงถ่านผ่านคอมมิวเตเตอร์เข้าไปในขดลวดอาร์มาเจอร์สร้างสนามแม่เหล็กขึ้น และกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหนึ่งจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field coil) สร้างขั้วเหนือ-ใต้ขึ้น จนเกิดสนามแม่เหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกันตามคุณสมบัติของเส้นแรง แม่เหล็กจะไม่ตัดกัน ทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกันและทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน ทำให้เกิดแรงบิดในตัวอาร์มาเจอร์ ทำให้อาร์มาเจอร์นี้หมุนได้ อาร์เมจอร์ที่หมุนนี้เรียกว่า โรเตอร์ (Rotor)
องค์ประกอบของ D.C. MOTOR
       1.สเตอเตอร์(Stator) เป็นส่วนที่อยู่กับที่ ประกอบด้วยโครงภายนอกทำหน้าที่เป็นทางเดินเส้นแรงแม่เหล็กจากขั้วเหนือไปขั้วใต้ให้ครบวงจร และยึดส่วนประกอบอื่น ๆ ให้แข็งแรง สเตเตอร์ทำด้วยเหล็กหล่อหรือเหล็กเหนียว รูปทรงกระบอก มีลักษณะเป็นขั้วแม่เหล็กยื่นทำด้วยเหล็กแผ่นบาง ๆ เคลือบด้วยฉนวนเรียงซ้อนกัน ผิวด้านหน้าเป็นรูปโค้งรับกับทรงกลมของอาร์เมอเจอร์ และที่แกนเหล็กจะพันด้วยขดลวดทองแดงทำหน้าที่รับกระแสไฟฟ้าจากภายนอก เพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็กให้เกิดขึ้น อาจจะมี 2 ขั้ว 4 ขั้ว หรือหลายขั้วขึ้นอยู่กับการออกแบบมอเตอร์ นอกจากนั้นยังมีแปรงถ่านและซองติดตั้งไว้สัมผัสกับคอมมิวเตเตอร์ ทำหน้าที่รับกระแสไฟฟ้าเข้าสู่มอเตอร์เพื่อเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล โดยมีฝาปิดหัวท้ายสำหรับรองรับแบริ่ง และเพลาอีกด้วย
            แปรงถ่าน ทำด้วยคาร์บอนมีรูปร่างเป็นแท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้า ในซองแปรงมีสปิงกดอยู่ด้านบนเพื่อให้ถ่านนี้สัมผัสกับซี่คอมมิวเตเตอร์ตลอดเวลาเพื่อรับกระแสไฟฟ้า และส่งกระแสไฟฟ้าระหว่างขดลวดอาร์มาเจอร์กับวงจรไฟฟ้าจากภายนอก คือถ้าเป็นมอเตอร์กระแสไฟฟ้าตรงจะทำหน้าที่รับกระแสจากภายนอกเข้าไปยังคอมมิวเตเตอร์ให้ลวดอาร์มาเจอร์เกิดแรงบิดทำให้มอเตอร์หมุนได้
       2.ตัวหมุนหรืออาร์เมเจอร์ มีลักษณะเป็นทุ่นทรงกระบอก ทำด้วยแกนเหล็กแผ่นบาง ๆ อัดซ้อนกันที่ผิวด้านหน้าของทรงกระบอก

การใช้งานมอเตอร์ดีซี
        มอเตอร์ดีซีประกอบด้วยขั้วต่อใช้งาน 2 ขั้ว หากจ่ายไฟบวกเข้าที่ขั้วหนึ่ง และจ่ายไฟลบเข้าขั้วที่เหลือ จะทำให้มอเตอร์หมุนไปทิศทางหนึ่ง แต่เมื่อสลับขั้วการจ่ายไฟ จะทำให้มอเตอร์หมุนในทิศทางตรงกันข้าม
การกลับขั้วจ่ายไฟให้มอเตอร์นี้เอง ที่เป็นหัวใจสำคัญของการควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ดีซี
สิ่งที่ควรรู้เกี่ยวกับมอเตอร์ดีซี
       มอเตอร์ดีซีมีอยู่หลากหลายรุ่น หลากหลายแบบ แต่ละรุ่นแต่ละแบบจะมีคุณสมบัติที่แตกต่างกันไป แต่คุณสมบัติของมอเตอร์ที่ผู้ออกแบบวงจรควบคุมต้องทราบ มีดังนี้
แรงดันไฟฟ้าของมอเตอร์
    มอเตอร์ดีซีที่จำหน่ายอยู่ในท้องตลาดใช้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน ผู้ซื้อจำเป็นต้องทราบว่าตนเองต้องการใช้มอเตอร์ดีซีที่แรงดันไฟฟ้าเท่าไร ซึ่งการเลือกมอเตอร์ดีซีว่าต้องใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าไร ให้พิจารณาจากแหล่งจ่ายไฟ เช่น หากใช้แหล่งจ่ายไฟเป็นแบตเตอรี่ 12V ก็ควรจะใช้มอเตอร์ดีซี 12V หรือใช้ไฟจากถ่าน AA 2 ก้อน ต่ออนุกรมกัน ได้แรงดันไฟฟ้า 3V ก็ควรใช้มอเตอร์ดีซี 3V ด้วยทั้งนี้มอเตอร์ดีซีที่มีจำหน่ายในท้องตลาดมีแรงดัน 3V 6V และ 12V ให้เลือกเท่านั้น หากแหล่งจ่ายไฟไม่ได้จ่ายแรงดันตามที่มอเตอร์ดีซีมีจำหน่าย สามารถใช้มอเตอร์ดีซีที่มีแรงดันต่ำกว่าแหล่งจ่าย หรือสูงกว่าแหล่งจ่ายได้ โดยควรคำนึงถึงข้อควรระวังดังนี้
  1. หากนำมอเตอร์แรงดันต่ำไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง เช่น ใช้มอเตอร์ 3V กับแหล่งจ่ายไฟ 3.7V (แบตเตอรี่ลิเธียมเซลล์เดียว) จะทำให้มอเตอร์หมุนเร็วขึ้น แต่มีความเสี่ยงที่มอเตอร์จะพังเสียหายได้ (มอเตอร์ไหม้) เนื่องจากจ่ายแรงดันสูงกว่าสเปคของมอเตอร์ ส่งผลให้มอเตอร์เกิดความร้อนสูง
  2. หากนำมอเตอร์แรงดันสูงไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำ เช่น ใช้มอเตอร์ 6V กับแหล่งจ่ายไฟ 3V จะทำให้มอเตอร์หมุนช้ากว่าที่ระบุในสเปค หรือมอเตอร์อาจไม่หมุนเลย รวมทั้งส่งผลให้มอเตอร์มีแรงบิดต่ำกว่าที่สเปคระบุไว้เป็นไปได้ควรใช้แรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายให้เท่ากับแรงดันของมอเตอร์ดีซี
กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้
     กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ดีซีใช้ จะระบุไว้ในสเปคของมอเตอร์ ซึ่งกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์จะถูกนำมาใช้คำนวณเพื่อเลือกแหล่งจ่ายไฟ โดยมอเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้าเท่าไร จะต้องเลือกแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายกระแสได้มากกว่ามอเตอร์ เช่น มอเตอร์ใช้กระแสประมาณ 300mA ควรเลือกแหล่งจ่ายที่จ่ายกระแสไฟฟ้าได้สูงกว่า
    กรณีใช้แหล่งจ่ายไฟที่เป็นแบตเตอรี่ กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้จะส่งผลต่อระยะเวลาของการจ่ายไฟของแบตเตอรี่ หากมอเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้ามาก จะทำให้แบตเตอรี่หมดเร็วมากขึ้น กลับกันหากใช้มอเตอร์ที่ใช้กระแสไฟฟ้าน้อย ใช้กับแบตเตอรี่ลูกเดิม ก็จะทำให้แบตเตอรี่จ่ายไฟได้นานขึ้น ส่งผลให้ใช้งานได้ยาวนานมากยิ่งขึ้น
    นอกจากกระแสไฟฟ้าของมอเตอร์จะถูกใช้เลือกแหล่งจ่ายแล้ว ยังถูกใช้ในการเลือก หรืออกแบบชุดขับมอเตอร์ด้วย โดยการเลือกชุดขับมอเตอร์ จะต้องเลือกชุดขับที่ทนกระแสได้สูงกว่ากระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ใช้ เช่น มอเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้าประมาณ 300mA จึงเลือกชุดขับมอเตอร์ที่ทนกระแสได้ 600mA ต่อเนื่อง เป็นต้น
ขอขอบคุณข้อมูลจาก   www.ioxhop.com


ความคิดเห็น

โพสต์ยอดนิยมจากบล็อกนี้

คุณสมบัติของ Arduino UNO R3

คุณสมบัติของ Arduino UNO R3            ก่อนหน้านี้ผมได้แนะนำในส่วนของเจ้าตัวไมโครคอนโทรลเลอร์ที่ชื่อว่า Arduino (อาดูอิโน่) ซึ่งเป็นบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์สำเร็จรูป ที่มีความสะดวกในการใช้งาน และนิยมนำมาใช้ในการเรียนรู้และพัฒนาโครงงานต่าง ๆ เหมาะสำหรับผู้เริ่มต้น และที่สำคัญมีราคาถูก ตลอดจนไมโครคอนโทรลเลอร์ตระกูลนี้ใช้ชิป AVR เป็นหลักในการประมวลผลเนื่องจากมีความทันสมัยและชิปบางตัวสามารถเชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่านสายยูเอสบีได้เลย และยังมีโปรแกรมบูตโหลดเดอร์ (ฺBool loader) ที่จะถูกเรียกขึ้นมาก่อนจะเรียกโปรแกรมปกติ ทำให้สามารถเขียนหรือสั่งงานได้ก่อนการเรียกโปรแกรมปกติ ทำให้การใช้งานสามารถโปรแกรมผ่านพอร์ตอนุกรม USR ได้ทันที ทำให้ผมเลือกที่จะใช้บอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino UNO R3 เป็นตัวศึกษาเรียนรู้ไมโครคอนโทรลเลอร์ ภาพจาก http://digital.csic.es/bitstream/10261/127788/7/D-c- Arduino uno.pdf คุณสมบัติของบอร์ดไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino UNO R3      1. ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์ ATmega328      2. ใช้แรงดันไฟฟ้า 5 V      3. รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ) 7 – 12 V      4.

ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Mega 2560

ไมโครคอนโทรลเลอร์ Arduino Mega 2560        บอร์ด Arduino Mega 2560 จะเหมือนกับ Arduino MEGA ADK ต่างกันตรงที่บนบอร์ดไม่มี USB Host มาให้ การโปรแกรมยังต้องทำผ่านโปรโตคอล UART อยู่ บนบอร์ดใช้ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์เบอร์ ATmega2560 ข้อมูลจำเพาะ      1. ชิปไอซีไมโครคอนโทรเลอร์ ATmega2560      2. ใช้แรงดันไฟฟ้า 5V      3. รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่แนะนำ) 7 – 12V      4. รองรับการจ่ายแรงดันไฟฟ้า (ที่จำกัด) 6 – 20V      5. พอร์ต Digital I/O 54 พอร์ต (มี 15 พอร์ต PWM output)      6. พอร์ต Analog Input 16 พอร์ต      7. กระแสไฟฟ้ารวมที่จ่ายได้ในทุกพอร์ต 40mA      8. กระแสไปที่จ่ายได้ในพอร์ต 3.3V 50mA      9. พื้นที่โปรแกรมภายใน 256KB แต่ 8KB ถูกใช้โดย Bootloader      10. พื้นที่แรม 8KB      11. พื้นที่หน่วยความจำถาวร (EEPROM) 4KB      12. ความถี่คริสตัล 16MHz ขอขอบคุณข้อมูลจาก http://www.ioxhop.com/

ตัวต้านทานที่แปรค่าตามแสง (LDR)

ตัวต้านทานที่แปรค่าตามแสง (Light Dependent Resistor, LDR)           เราสามารถมองความเข้มแสงหรือความสว่างเป็นสัญญาณประเภทหนึ่งที่มนุษย์ สามารถสัมผัสได้ด้วยดวงตา ความสว่างมีหน่วยเป็นลักซ์ (lux) เป็นหน่วยที่ใช้วัดค่าความสว่าง (Illuminance) ต่อพื้นที่ หรือคิดเป็นลูเมนต่อตารางเมตร โดยในปกติความสว่างตามสถานที่ ต่าง ๆ นั้นได้มาจากแหล่งกำเนิดที่แตกต่างกัน เช่น จากหลอดไฟ ดวงอาทิตย์หรือแสงจากไฟ บริเวณข้างเคียง เป็นต้น ในทางปฏิบัติจะมีการกำหนดค่าความสว่างที่เหมาะสมกับการใช้งาน ในสถานที่นั้น ๆ ซึ่งโดยทั่วไปจะมีค่าไม่น้อยกว่า 50-500 ลักซ์ ตัวต้ำนทานที่แปรค่าตามแสง (Light Dependent Resistor, LDR          แอลดีอาร์(LDR) หรือชื่อเต็ม ๆ คือ Light Dependent Resistor หรือตัวต้านทานที่ แปรค่าตามแสง คือ ตัวต้านทานชนิดที่เปลี่ยนสภาพความนำไฟฟ้า (Conductance) ได้เมื่อมีแสงมาตกกระทบ ทำจากวัสดุสารกึ่งตัวนำที่ไวต่อแสง บางครั้งเราเรียก LDR เซนเซอร์ชนิดนี้ ว่าโฟโตรีซีสเตอร์ (Photoresistor) หรือ โฟโตคอนดัคเตอร์ (Photoconductor) บางครั้งจะอยู่ในรูปแบบโมดูลวัดความสว่างที่ใช้ LDR เป็นเซนเซอร์โมดูลนี้ให้สัญญาณเอ