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
มอเตอร์ดีซีประกอบด้วยขั้วต่อใช้งาน 2 ขั้ว หากจ่ายไฟบวกเข้าที่ขั้วหนึ่ง และจ่ายไฟลบเข้าขั้วที่เหลือ จะทำให้มอเตอร์หมุนไปทิศทางหนึ่ง แต่เมื่อสลับขั้วการจ่ายไฟ จะทำให้มอเตอร์หมุนในทิศทางตรงกันข้าม
การกลับขั้วจ่ายไฟให้มอเตอร์นี้เอง ที่เป็นหัวใจสำคัญของการควบคุมทิศทางการหมุนของมอเตอร์ดีซีสิ่งที่ควรรู้เกี่ยวกับมอเตอร์ดีซี
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
- หากนำมอเตอร์แรงดันต่ำไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันสูง เช่น ใช้มอเตอร์ 3V กับแหล่งจ่ายไฟ 3.7V (แบตเตอรี่ลิเธียมเซลล์เดียว) จะทำให้มอเตอร์หมุนเร็วขึ้น แต่มีความเสี่ยงที่มอเตอร์จะพังเสียหายได้ (มอเตอร์ไหม้) เนื่องจากจ่ายแรงดันสูงกว่าสเปคของมอเตอร์ ส่งผลให้มอเตอร์เกิดความร้อนสูง
- หากนำมอเตอร์แรงดันสูงไปใช้กับแหล่งจ่ายไฟแรงดันต่ำ เช่น ใช้มอเตอร์ 6V กับแหล่งจ่ายไฟ 3V จะทำให้มอเตอร์หมุนช้ากว่าที่ระบุในสเปค หรือมอเตอร์อาจไม่หมุนเลย รวมทั้งส่งผลให้มอเตอร์มีแรงบิดต่ำกว่าที่สเปคระบุไว้เป็นไปได้ควรใช้แรงดันไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายให้เท่ากับแรงดันของมอเตอร์ดีซี
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
แสดงความคิดเห็น