วิธีการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ AC แบบกรงคืออะไร?

เฮ้! ในฐานะซัพพลายเออร์มอเตอร์ AC แบบกรง ฉันมักถูกถามเกี่ยวกับวิธีการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหล่านี้ ดังนั้น ฉันคิดว่าฉันจะเขียนบล็อกโพสต์เพื่อแบ่งปันข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับหัวข้อนี้

ก่อนอื่น มาทำความเข้าใจว่ามอเตอร์ AC แบบกรงคืออะไร มอเตอร์ AC แบบกรงหรือที่เรียกว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำแบบกรงกระรอก เป็นหนึ่งในมอเตอร์ที่ใช้กันมากที่สุดในงานอุตสาหกรรมและเชิงพาณิชย์ มีความน่าเชื่อถือ ทนทาน และราคาไม่แพงนัก คุณสามารถตรวจสอบของเรามอเตอร์เหนี่ยวนำกรงกระรอก 3 เฟสเพื่อดูรายละเอียดเพิ่มเติมเกี่ยวกับตัวผลิตภัณฑ์

ตอนนี้ มาดูวิธีการควบคุมความเร็วกันดีกว่า

1. วิธีการเปลี่ยนเสา

ความเร็วของมอเตอร์ AC แบบกรงสัมพันธ์กับจำนวนขั้วและความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ ความเร็วซิงโครนัส (n_s) ของมอเตอร์เหนี่ยวนำหาได้จากสูตร (n_s=\frac{120f}{p}) โดยที่ (f) คือความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ และ (p) คือจำนวนขั้ว

โดยการเปลี่ยนจำนวนขั้ว เราสามารถเปลี่ยนความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์ได้ ตัวอย่างเช่น หากเรามีมอเตอร์ที่สามารถสลับระหว่างการกำหนดค่าแบบ 2 ขั้วและ 4 ขั้ว เมื่ออยู่ในโหมด 2 ขั้ว โดยมีความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ 50 Hz ความเร็วซิงโครนัส (n_s=\frac{120\times50}{2}=3000) RPM เมื่อเราเปลี่ยนเป็นโหมด 4 ขั้ว ความเร็วซิงโครนัสจะกลายเป็น (n_s=\frac{120\times50}{4} = 1500) RPM

วิธีนี้ค่อนข้างง่ายและมักใช้ในการใช้งานที่ต้องการการเปลี่ยนแปลงความเร็วแบบแยกส่วน เช่น ในพัดลมและปั๊มบางประเภท แต่ก็มีข้อจำกัดบางประการ สามารถตั้งค่าความเร็วแยกได้เพียงไม่กี่อย่างเท่านั้น และการออกแบบมอเตอร์จำเป็นต้องได้รับการกำหนดค่าเป็นพิเศษสำหรับการทำงานเปลี่ยนขั้ว

2. วิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้า

ความเร็วของมอเตอร์ AC แบบกรงสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ เมื่อแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้กับมอเตอร์ลดลง แรงบิดที่เกิดจากมอเตอร์จะลดลง ส่งผลให้ความเร็วของมอเตอร์ลดลง

ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิด (T) และแรงดันไฟฟ้าที่ใช้ (V) มีค่าโดยประมาณ (T\propto V^{2}) ดังนั้น ถ้าเราลดแรงดันไฟฟ้า แรงบิดที่ใช้ขับเคลื่อนโหลดจะลดลง และมอเตอร์จะช้าลง

อย่างไรก็ตาม วิธีนี้มีข้อเสียอยู่ การลดแรงดันไฟฟ้ามากเกินไปอาจทำให้มอเตอร์ร้อนเกินไปเนื่องจากมอเตอร์จะดึงกระแสไฟฟ้ามากขึ้นเพื่อพยายามรักษาโหลด นอกจากนี้การควบคุมความเร็วยังไม่ค่อยดีนัก วิธีการนี้ใช้เป็นหลักในการใช้งานที่แรงบิดโหลดลดลงอย่างมากเมื่อความเร็วลดลง เช่น ในพัดลมและปั๊มแบบแรงเหวี่ยงบางประเภท

3. วิธีการควบคุมความถี่

นี่อาจเป็นวิธีที่ได้รับความนิยมและมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ AC แบบกรงในปัจจุบัน ด้วยการพัฒนาไดรฟ์ความถี่ตัวแปร (VFD) การควบคุมความเร็วของมอเตอร์จึงกลายเป็นเรื่องง่ายมากขึ้นโดยการเปลี่ยนความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ

ดังที่เราทราบจากสูตรความเร็วซิงโครนัส (n_s=\frac{120f}{p}) โดยการเปลี่ยนความถี่ (f) เราสามารถเปลี่ยนแปลงความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์ได้อย่างราบรื่น VFD นำพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้ามาแปลงเป็นไฟฟ้ากระแสตรง แล้วแปลงกลับเป็นไฟฟ้ากระแสสลับด้วยความถี่และแรงดันไฟฟ้าที่เปลี่ยนแปลงได้

วิธีนี้มีข้อดีหลายประการ ให้การควบคุมความเร็วที่หลากหลาย ตั้งแต่ความเร็วต่ำมากไปจนถึงความเร็วสูง นอกจากนี้ยังมีการควบคุมความเร็วที่ดี ซึ่งหมายความว่ามอเตอร์สามารถรักษาความเร็วค่อนข้างคงที่แม้ว่าโหลดจะเปลี่ยนไปก็ตาม นอกจากนี้ยังสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้พลังงานของมอเตอร์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการใช้งานที่มอเตอร์ไม่จำเป็นต้องทำงานที่ความเร็วเต็มตลอดเวลา ตัวอย่างเช่น ในระบบ HVAC มอเตอร์สามารถทำงานได้ที่ความเร็วต่ำลงในช่วงนอก - ชั่วโมงเร่งด่วน ซึ่งช่วยประหยัดพลังงานได้มาก คุณสามารถดูของเรามอเตอร์ประสิทธิภาพสูง Ie2ซึ่งสามารถทำงานได้ดีกับวิธีการควบคุมความถี่

4. วิธีการกู้คืนพลังงานสลิป

ในวิธีนี้ พลังงานสลิปของมอเตอร์เหนี่ยวนำจะถูกนำกลับมาใช้ใหม่และนำกลับมาใช้ใหม่ กำลังสลิปคือกำลังที่มอเตอร์ไม่ได้แปลงเป็นกำลังกล

แนวคิดพื้นฐานคือการใช้อุปกรณ์เพื่อควบคุมปริมาณพลังงานสลิปและส่งกลับไปยังแหล่งจ่ายไฟหรือใช้เพื่อขับเคลื่อนโหลดเสริม วิธีนี้ใช้เป็นหลักในการใช้งานที่มีกำลังสูงซึ่งการประหยัดพลังงานเป็นสิ่งสำคัญ อย่างไรก็ตาม นี่เป็นวิธีที่ซับซ้อนและมีราคาแพงกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับวิธีอื่น

5. วิธีการควบคุมแบบเรียงซ้อน

ในระบบควบคุมคาสเคด มอเตอร์ตั้งแต่สองตัวขึ้นไปเชื่อมต่อกันแบบคาสเคด สามารถควบคุมความเร็วของระบบโดยรวมได้โดยการปรับพารามิเตอร์ของมอเตอร์แต่ละตัว

ตัวอย่างเช่น ในระบบคาสเคดสองมอเตอร์ มอเตอร์ตัวแรกจะขับเคลื่อนมอเตอร์ตัวที่สอง ด้วยการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ตัวแรก เราจึงสามารถควบคุมความเร็วของมอเตอร์ตัวที่สองและระบบโดยรวมทางอ้อมได้ วิธีการนี้ไม่ได้ใช้กันทั่วไปเหมือนกับวิธีการควบคุมความถี่ แต่อาจมีประโยชน์ในการใช้งานเฉพาะบางอย่างที่จำเป็นต้องมีการควบคุมความเร็วและการแบ่งปันกำลังในระดับสูงระหว่างมอเตอร์

เมื่อเลือกวิธีการควบคุมความเร็วสำหรับมอเตอร์ AC แบบกรง จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยหลายประการ ประเภทของภาระมีความสำคัญมาก ตัวอย่างเช่น ถ้าโหลดมีลักษณะเฉพาะของแรงบิดคงที่ เช่น สายพานลำเลียง วิธีการควบคุมความเร็วที่แตกต่างกันอาจมีความเหมาะสมมากกว่าเมื่อเปรียบเทียบกับโหลดที่มีลักษณะเฉพาะของแรงบิดแปรผัน เช่น ปั๊มหอยโข่ง

ช่วงความเร็วที่ต้องการก็เป็นปัจจัยสำคัญเช่นกัน หากจำเป็นต้องมีการควบคุมความเร็วที่หลากหลาย วิธีการควบคุมความถี่มักจะเป็นทางเลือกที่ดีที่สุด ในทางกลับกัน หากจำเป็นต้องตั้งค่าความเร็วแยกเพียงไม่กี่อย่าง วิธีการเปลี่ยนขั้วก็อาจเพียงพอแล้ว

ต้นทุนเป็นอีกการพิจารณา การควบคุมความถี่โดยใช้ VFD อาจมีราคาค่อนข้างแพง โดยเฉพาะสำหรับการใช้งานขนาดเล็ก ในกรณีเช่นนี้ วิธีการควบคุมแรงดันไฟฟ้าหรือการเปลี่ยนขั้วอาจมีความคุ้มค่ามากกว่า

ในฐานะผู้จัดจำหน่ายมอเตอร์ AC แบบกรง เรามีผลิตภัณฑ์มากมายรวมไปถึงมอเตอร์เหนี่ยวนำ LVและเราสามารถช่วยคุณเลือกวิธีการควบคุมความเร็วที่เหมาะสมที่สุดสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณได้ ไม่ว่าคุณจะต้องการโซลูชันที่เรียบง่ายและคุ้มต้นทุน หรือระบบควบคุมความเร็วประสิทธิภาพสูง เราก็ช่วยคุณได้

หากคุณสนใจมอเตอร์ AC แบบกรงของเราหรือต้องการข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีการควบคุมความเร็ว โปรดติดต่อเราได้เลย เรายินดีเสมอที่จะพูดคุยและหารือเกี่ยวกับวิธีที่เราจะสามารถตอบสนองความต้องการของคุณได้ มาทำงานร่วมกันเพื่อค้นหาโซลูชันมอเตอร์และการควบคุมความเร็วที่ดีที่สุดสำหรับธุรกิจของคุณ!

อ้างอิง

• “เครื่องจักรไฟฟ้า” โดย Stephen J. Chapman
• “อิเล็กทรอนิกส์กำลัง: ตัวแปลง แอปพลิเคชัน และการออกแบบ” โดย Ned Mohan, Tore M. Undeland และ William P. Robbins