วิชาไฟฟ้าพื้นฐาน 1

สรุป ไฟฟ้าพื้นฐาน 3

เครื่องกลไฟฟ้า

เปลี่ยน พลังงานกล เป็น พลังงานไฟฟ้า

เรียกว่า

เปลี่ยน พลังงานไฟฟ้า เป็น พลังงานกล

เรียกว่า

มอเตอร์ Motor
เครื่องก าเนิดไฟฟ้า Generator

-ฝาปิด

-แปรงถ่าน

-ซองแปรงถ่าน

-คอมมิวเตเตอร์

-อามาเจอร์

-แกนขั้วแม่เหล็ก

-ขดลวดสนามแม่เหล็ก

โครงเครื่อง-

ท าจากแผ่นลามิเนต (laminate)

เพื่อลดกระแสไหลวน (Eddy current)

แรงดันต ่า กระแสไฟฟ้าสูง

แรงดันสูง กระแสไฟฟ้าต ่า

Separately Excited DC Generator

Self Excited DC Generator

Shunt Wound Generator

Self Excited DC Generator

Series Wound Generator

Self Excited DC Generator

Long Shunt Compound

Wound Generator

Self Excited DC Generator

Short Shunt Compound

Wound Generator

ถ้าก าหนดให้

𝑽𝒕=20v.

𝑰L=𝟐A.

𝑹a=5Ω

𝑹se=4Ω

จงหา Eg

ประสิทธิภาพของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า Efficieny :𝜂

𝜂 =ก าลังด้านทางออก

ก าลังกลด้านทางเข้าx 100

ก าลังด้านทางเข้า(ก าลังกล) = ก าลังไฟฟ้าด้านทางออก(VLIL) + การสูญเสียทั้งหมด

ประสิทธิภาพของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า Efficieny :𝜂

การสูญเสียเนื่องจากแม่เหล็ก

การสูญเสียทางกล

การสูญเสียทั้งหมด

การสูญเสียในลวดทองแดง

ที่ขวดลวดอามาเจอร์

ที่ขวดลวดสนามแม่เหล็ก

จากฮีสเตอรีซีส

จากกระแสไหลวน
eddy current

จากแรงเสียดทาน

จากแรงต้านลม

การขนานเครื่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสตรง

- เพื่อเพิ่มความสามารถในการจ่ายโหลด
- เพื่อให้จ่ายไฟฟ้าได้ต่อเนื่อง
- เพื่อส ารองไฟในกรณีเรือ ออก - จอดเรือ

สิ่งที่ต้องค านึง
- จะต้องเป็นเครื่องชนิดเดียวกัน
- ต้องมีอัตราของแรงเคลื่อนเท่ากัน
- เครื่องก าเนิดแบบ Shunt ต่อขนานง่ายกว่าแบบ Compound
- เครื่องก าเนิดแบบ Stabilized Shunt เป็นแบบที่ดีที่สุด

เครื่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

ส่วนประกอบของเครื่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสสลับมีพื้นฐานเดียวกับเครื่องก าเนิด
ไฟฟ้ากระแสตรง

- สเตเตอร์
- โรเตอร์
- สลิปริง Slip ring
- Excitor

- สเตเตอร์

แกนเหล็กสเตเตอร์ (Stator Core)

แบบปิด

- โรเตอร์ Rotor
แบ่งออกได้เป็น 2 ชนิด

โรเตอร์ชนิดขั้วแม่เหล็กยื่น

โรเตอร์ชนิดขั้วแม่เหล็กเรียบ

โรเตอร์ชนิดขั้วแม่เหล็กยื่น (Salient – Pole Type)

จะน ามาใช้กับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่มีความเร็วรอบต ่า หรือเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่มี

ความเร็วปานกลางอย่าง เครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต้นก าลังเป็นกังหันน ้าของเขื่อนต่าง

โรเตอร์ชนิดขั้วแม่เหล็กเรียบ (Smooth – Cylindrical Type)

จะน าไปใช้กับเครื่องก าเนิดไฟฟ้าที่ใช้พลังงานต้นก าลังจากกังหันไอน ้า (Turbine)

หรือกังหันแก๊สที่มีความเร็วรอบสูงประมาณ 1,500 รอบต่อนาที และ 3,000 รอบต่อนาที โดยลักษณะ
ของโรเตอร์จะเป็นรูปทรงกระบอกยาว มีขนาดเส้นผ่านศูนย์กลางเล็กกว่าโรเตอร์ชนิดขั้วแม่เหล็กยื่น

ขดลวดแดมเปอร์ (Damper Winding)

ขดลวดแดมเปอร์ จะมีลักษณะเป็นแท่งทองแดง ซึ่งฝังอยู่ที่บริเวณผิวด้าน หน้าของ

ขั้วแม่เหล็กหมุน โดยจะต่อลัดวงจรเข้ากับวงแหวนทองแดงทั้งสองด้าน ของโรเตอร์ ทั้งนี้ขดลวดแดม
เปอร์จะช่วยไม่ให้เกิดการสั่น หรือการแกว่ง เมื่อ ความเร็วรอบของเครื่องก าเนิดไฟฟ้าไม่สม ่าเสมอ

จากรูป เราจะได้ค่า Em = 200 V

ต าแหน่งที่เกิด

แรงดันสูงสุ

ด Em ของรูปคลื่น

ไซน์คือ ต าแหน่งที่ขดลวดตัดสนามแม่เหล็ก
ที่มุม 90 องศา (ด้านบวก) และ 270 องศา (ด้านลบ)

ต าแหน่งที่เกิดแรงดันเป็น

ศูนย์

ของรูปคลื่นไซน์

คือต าแหน่งที่ขดลวดตัดสนามแม่เหล็กที่มุม 0 องศา
180 องศา และ 360 องศา

การสร้างแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวน า

ความสัมพันธ์ระหว่างความเร็ว ความถี่และจ านวน โพล

𝒇

=

𝑷
𝟐×

𝑵
𝟔𝟎 หรือ 𝒇 =

𝑷𝑵
𝟏𝟐𝟎

ถ้าให้ P = จ ำนวนขั้วแม่เหล็กทั้งหมด (Poles)

N = ควำมเร็วรอบของกำรหมุนของโรเตอร์ เป็น รอบ/นำที (rpm)
F = ควำมถี่ของแรงดันไฟฟ้ำเหนี่ยวน ำที่เกิดขึ้น เป็น Hz (Hertz)

องศาทางไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงไปตามองศาทางกลและจ านวนคู่ของขั้วแม่เหล็ก

องศาทางไฟฟ้า = องศาทางกล x จ านวนคู่ของขั้วแม่เหล็ก

จ านวนไซเกิล = องศาทางไฟฟ้า/360

การต่อขวดลวดของเครื่องก าเนิดไฟฟ้า 3 เฟส

𝐄𝐋 =

𝟑𝐄𝐏

𝐈𝐋= 𝐈𝐏

𝐄𝐋 = 𝐄𝐏

𝐈𝐋 =

𝟑𝐈𝐏

*** 3 = 1.732 ***

การขนานเครื่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ

คุณสมบัติของเครื่องที่จะเดินคู่ขนาน
1. แรงเคลื่อนที่ปลายสายของทั้งสองเครื่องต้องเท่ากัน
2. แรงเคลื่อนของเครื่องทั้งสองต้องอยู่ในวัตภาคเดียวกัน( In Phase)

3. Phase Rotation ของทั้งสองเครื่องต้องเหมือนกัน

4. ความถี่ ( Frequncy ) ของเครื่องทั้งสองต้องเท่ากัน
5. แรงเคลื่อนของเครื่องทั้งสองจะต้องมี Wave Form แบบเดียวกันกัน

อุปกรณ์ช่วยในการเดินเครื่องขนานกัน แบ่งออกเป็น 2 แบบ คือ
1. แบบดวงโคม มีวิธีการต่อ 2 วิธี
1.1 แบบดับหมด
1.2 แบบสว่าง 2 ดับ 1
2. แบบใช้ Synchroscope

- มีหลักการคล้ายกับมอเตอร์ Split Phase Motor
- ในเรือสมัยใหม่

- ใช้ร่วมกับดวงโคม
- เข็มจะหมุนไปทาง Fast อย่างช้า

การขนานเครื่องก าเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ