SlideShare a Scribd company logo
1 of 27
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันต์
คุณลักษณะ
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสแบบชันท์ มีขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์พันด้วยลวดเส้นเล็กมีจํานวนรอบมาก
ต่อขนานกับอาร์เมเจอร์ ค่าความต้านทานของขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์ หรือขดลวดฟิลด์มีค่าสูงมากและ
ต่อ คร่อมไว้โดยตรงกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอก(Vt)ทําให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กหรือ
ขดลวดฟิลด์มีค่าคงที่ ทําให้จํานวนของเส้นแรงแม่เหล็กมีค่าคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกระแสไฟฟ้าที่ขดลวด
สนามแม่เหล็ก แต่ขึ้นกับกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ (Ia) รงบิดขณะเริ่มหมุนจะมีค่าน้อยกว่ามอเตอร์แบบอนุกรม
รวมทั้งความเร็วรอบ ของมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยขณะโหลดของมอเตอร์เปลี่ยนแปลง และเมื่อนํา
โหลดของมอเตอร์ ออกทั้งหมดมอเตอร์จะมีความเร็วรอบสูงกว่าขณะมีโหลดเพียงเล็กน้อย คุณลักษณะเด่น
(Characteristic)คือมีแรงเริ่มหมุนตํ่าแต่รอบการหมุนคงที่ (Low Starting Torque Constant Speed) ตั้งแต่ไม่มี
โหลดจนกระทั่งถึง โหลดเต็มพิกัด บังคับรอบการหมุนของมอเตอร์ได้ และนําไปใช้กับงานที่ต้องการความเร็วคงที่
และเปลี่ยนความเร็วได้ง่าย เช่น พัดลม เครื่องเจาะ (Drilling) เครื่องกลึง (Lathe) เป็นต้น
คุณลักษณะแรงบิดกับกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ (คุณลักษณะทางไฟฟ้า : electrical characteristics)
ผลจากการที่กระแสไหลผ่านขดลวดอาร์เมเจอร์ทําให้เกิดแรงและแรงบิดหมุนขึ้นที่อาร์เมเจอร์ โดยมี
สมการแรงบิดกับกระแสฟ้าที่อาร์เมเจอร์ ดังนี้
2
a
m a
P zI
K I
a

 

 
เมื่อ km เป็นค่าคงที่ทางกล
เมื่อ kf เป็นค่าคงที่ทางเส้นแรงแม่เหล็ก
เมื่อ k2=kmkf เป็นค่าคงที่ ดังนั้น
f f
K I
 
2 f a
K I I
 
m f f a
K K I I
 
2
m
Pz
K
a


จะได้ว่า
จากสมการ ได้ว่าแรงบิดที่อาร์เมเจอร์แปรผันตามกับกระแสที่อาร์เมเจอร์ เมื่อให้กระแสไฟฟ้าที่ขดลวด
สนามแม่เหล็กคงที่ คุณลักษณะมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันท์แสดงได้ดังรูป
กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดกับกระแสที่อาร์เมเจอร์
จากกราฟและสมการ ถ้า Ia เท่ากับศูนย์แรงบิดก็เท่ากับศูนย์ และถ้า Ia มีค่าเพิ่มขึ้น แรงบิดมีค่าเพิ่มขึ้น
ในลักษณะเส้นตรง ในทางปฎิบัติมีกระแสIa ค่าหนึ่งเพื่อเอาชนะแรงจากการหมุน เพื่อให้มีค่าแรงบิด
เกิดชึ้นที่อาร์เมเจอร์และค่าสูญเสียต่างๆในมอเตอร์
T เป็นแรงบิดทั้งหมดของมอเตอร์
Tsh เป็นแรงบิดที่ปลายเพลาของมอเตอร์
คุณลักษณะความเร็วและกระแสอาร์เมเจอร์
คือเส้นกราฟคุณลักษณะของความเร็วกับกระแสอาร์เมเจอร์ (N/Ia characteristics) เมื่อ
มอเตอร์หมุนไป จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ำต้ำนกลับ (Eb) แลทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ำตกคร่อมจำก
ขดลวดอำร์เมเจอร์ (IaRa) เมื่อนําแรงดันไฟฟ้ำต้ำนกลับ (Eb) รวมกับแรงดันไฟฟ้ำตกคร่อมจำก
ขดวดอำร์เมเจอร์ (IaRa) จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ (Vt) ถ้าไม่คํานึงถึงแรงดันไฟฟ้าลดลง
เนื่องจากอาร์เมเจอร์รีแอคชั่น จะได้
60
t b a a
b t a a
t a a
t a a
t a a t a a
V E I R
E V I R
PZ n
V I R
a
K n V I R
V I R V I R
n
K K K


  
 
 
 
 

  
จากสมการจะเห็นว่ากรณีหมุนในขณะไม่มีโหลดที่เพลา ค่ากระแสอาร์เมเจอร์ (Ia)น้อยๆ จะมี
ความเร็วรอบคงที่ค่าหนึ่ง ( ) เมื่อมีโหลดเพิ่มขึ้น ค่ากระแสอาร์เมเจอร์ (Ia) ก็เพิ่มขึ้น มีผลทําให้
ความเร็วรอบของมอเตอร์ลดลง เมื่อกระแส (Ia) ก็เพิ่มขึ้น
t
V
K
เส้นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบกับกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์
ถ้าแรงดันป้อน Vt คงที่ เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นกระแสอาร์เมเจอร์ Ia จะเพิ่มขึ้น แต่กระแสฟีลด์ Ish คงที่
(เนื่องด้วย Rsh คงที่) เมื่อIsh คงที่ ค่าฟลักจะมีค่าคงที่ (เนื่องด้วย ฟลั๊กแปรผันตรงกับ Ish) ดังนั้น
จะได้ ความเร็ว N แปรผันตรงกับ Vt-IaRa ด้วยเหตุดังกล่าวจึงทําให้ความเร็วของชันท์มอเตอร์
ลดลงบ้างประมาณ 5-15% ของความเร็วเมื่อโหลดเต็มพิกัด
วงจรสมมูลหรือวงจรเทียบเคียงมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชั้นท์
N S
Ea
Ia If
Vt
Ea
Ia It
Rf
If
Vt
Shunt DC Motor
Ra
Equivalent Circuit of Shunt DC Motor
f
f
f
t f a
a t a a
t a a
V
I
R
I I I
E V I R K
V E I R


 
  
 
เขียนวงจรสมมูลได้โดย ภายในขดลวดอาร์เมเจอร์เทียบเท่าว่ามีแรงดันไฟฟ้า
ต้านกลับกับค่าความต้านทานที่อาร์เมเจอร์ต่ออนุกรมกัน ส่วนขดลวด
สนามแม่เหล็กชั้นท์เทียบเท่าว่ามีค่าความต้านทานที่ขดลวดสนามแม่เหล็ก
ต่อขนานกับอาร์เมเจอร์
จากวงจรสมมูล
กําลังไฟฟ้าที่โหลด
กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์
L t L
P V I

t
f
L
V
I
R

กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้าไปจากแหล่งจ่ายหาได้จาก
t L f a
I I I I
  
Ea = แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนําที่เกิดขึ้นในอาร์เมเจอร์
Vt = แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว
Ra = ค่าความต้านทานของขดลวดอาร์เมเจอร์
Ia = กระแสไฟฟ้าที่ไหลในขดลวดอาร์เมเจอร์
If = กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรขดลวดสนามแม่เหล็ก
It = กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้า
เมื่อคิดผลของแรงดันไฟฟ้าลดลงเนื่องจากอาร์เมเจอร์รีแอกชัน
ดังนั้น t a a a ar
V E I R V
  
การสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันท์
การสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆดังนี้
1. การสูญเสียในขดลวดทองแดง (Copper losses:Pc)
การสูญเสียในขดลวดทองแดง (copper losses) เป็นกําลังสูญเสียในรูปของความร้อน เนืองจากกระแสไหล
ผ่านค่าความต้านทานของขดลวดทองแดง การสูญเสียนี้จะเป็นปฎิภาคโดยตรงกับกระแสทีไหลผ่านขดลวดยกกําลัง
สองและค่าความต้านทานของขดลวด การสูญเสียในขดลวดทองแดง ประกอบด้วย
ก. การสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร์รวมกับการสัมผัสหน้าแปรงถ่าน (armature copper loss)
เป็นการสูญูเสียเนื่องจากกระแสอาร์เมเจอร์ (Ia) ไหลผ่านค่าความต้านทานของวงจรขดลวดอาร์เมเจอร์ (Ra) การ
สูญเสียนีจะมีค่าประมาณ 30-40 % ของการสูญเสียเมือโหลดเต็มพิกัด เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
เมือ Ia = กระแสอาร์เมเจอร์ [แอมแปร์]
Ra = ค่าความต้านทานของอาร์เมเจอร์ขดลวดอินเตอร์โปลและอืนๆ [โอห์ม]
2
a a a
P I R

ข. การสูญเสียในขดลวดสนามแม่เหล็ก(Field copper loss) เป็นการสูญเสียในขดลวดทองแดงของ
ชุดขดลวดสนามแม่เหล็กแบ่งออกได้ดังนี้
ค. การสูญเสียเนื่องจากความต้านทานที่แปรงถ่าน (the loss due to brush contact
resistance) โดยปกติจะรวมอยู่กับการสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร
การสูญเสียในขดลวดทองแดงของชันท์ฟีลด์(shunt field copper loss) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
เมือ If = กระแสในขดลวดชั้นท์ฟีลด์ [แอมแปร์]
Rf = ค่าความต้านทานของขดลวดชั้นท์ฟีลด์ [โอห์ม]
2
s s s
P I R

การสูญเสียในขดลวดทองแดงของชีรีส์ฟีลด์(series field copper loss) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้
เมือ Is = กระแสในขดลวดชีรีส์ฟีลด์ [แอมแปร์]
Rsh = ค่าความต้านทานของขดลวดชีรีส์ฟีลด์ [โอห์ม]
2
f f f
P I R

2. การสูญเสียทางแม่เหล็ก(Magnetic losses: Pcore)
เรียกกันโดยทั่วไปว่าการสูญเสียในแกนเหล็ก (iron or core losses) การสูญเสียส่วนใหญ่เกิดขึ้นใน
แกนเหล็กอาร์เมเจอร์เมื่ออาร์เมเจอร์หมุนแกนเหล็กจะเคลื่อนทีผ่านขั้วเหนือและขั้วใต้ของขั้วแม่เหล็กทําให้
สนามแม่เหล็กทีผ่านแกนเหล็กมีการเปลียนแปลงเกิดขึ้นทําให้เกิดการสูญูเสียเนืองจากฮิสเตอรีซิสและ
กระแสไหลวนการสูญเสียในแกนเหล็กแบ่งออกได้ดังนี้
ก. การสูญเสียเนืองจากฮีสเตอรีซีส(hysteresis loss) กําลังไฟฟ้าสูญเสียส่วนนี้บอกมาเป็นจํานวน
เปอร์เซ็นต์ของกําลังเอาต์พุต กําหนดให้เป็น Ph หน่วยเป็นวัตต์
ข. การสูญเสียเนืองจากกระแสไหลวน (eddy current loss) กําลังไฟฟ้าสูญเสียส่วนนี้บอกมาเป็น
จํานวนเปอร์เซ็นต์ของกําลังเอาต์พุต กําหนดให้เป็น Pe หน่วยเป็นวัตต์
ดังนั้นกําลังไฟฟ้าที่สูญเสียในแกนเหล็กกําหนดให้เป็น Pc หาได้จากสมการ
การสูญเสียนี้มีค่าประมาณ 20 – 30% ของการสูญเสียเมื่อโหลดเต็มพิกัด การสูญเสียดังกล่าวในทาง
ปฏิบัติถือว่าคงทีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบชันท์และแบบคอมเปานด์เพราะว่ากระแสฟีลด์
ของทั้งสองแบบมีค่าเกือบคงที
core h e
P P P
 
3. การสูญเสียทางกล (Mechanical losses:Prot)
เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “การสูญเสียเนื่องจากการหมุน” (rotational losses) การสูญเสียทางกลประกอบด้วย
ก. การสูญเสียเนื่องจากการเสียดสีหรือความฝืด (friction loss)
- เกิดในตลับลูกปืนจะแปรผันโดยตรงกับความข้นของนํ0ามันหล่อลื่นและความเร็วรอบในการหมุนเพลา
- เกิดบริเวณแปรงถ่านกับคอมมิวเตเตอร์ จะแปรผันโดยตรงกับสัมประสิทธิDการเสียดทานของแปรงถ่านและแรงที่
แปรงถ่านกดบนผิวหน้าคอมมิวเตเตอร์และความเร็วรอบดังนั้นจึงไม่ควรตั้งแปรงถ่านให้กดบนผิวหน้าคอมมิวเตเตอร์
แน่นเกินไป ทั้งนี้นอกจากจะเป็นการเพิ่มค่าการสูญเสียจากการเสียดทานแล้วยังรักษาไม่ให้แปรงถ่านสึกเร็ว
เกินไปด้วย
ข. การสูญเสียเนื่องจากแรงต้านลม (windage loss) คือการสูญเสียที่เกิดจากการหมุนปะทะลมของตัวอาร์
เมเจอร์และใบพัดสําหรับระบายความร้อน หากจํานวนรอบการหมุนคงทีด้วย
การสูญเสียทางกลมีค่าประมาณ 10 – 20% ของการสูญเสียเมื่อโหลดเต็มพิกัด
ผลรวมของการสูญเสียจากความฝืดและแรงลมต้านกําหนดให้เป็นการสูญเสียในการหมุน โดย
กําลังไฟฟ้าสูญเสียส่วนนี้บอกมาเป็นจํานวนเปอร์เซ็นต์ของกําลังเอาต์พุต มีหน่วยเป็นวัตต์
4 การสูญเสียทั้งหมด (Total losses)
คือการสูญเสียรวมในมอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรง นํามาเขียนสรุปได้ดังนี้
ก. การสูญเสียสเตรย์ (Stray losses) คือผลรวมของการสูญเสียทางแม่เหล็กและการสูญเสียทางกล เรียกอีก
อย่างหนึ่งว่า การสูญเสียเนื่องจากการหมุน (rotational losses) โดยปกติจะมีค่าคงที
ข การสูญเสียที่มีค่าคงที่ (Constant or standing losses)
ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบชั้นท์และแบบคอมเปานด์ การสูญเสียในขดลวดชั้นท์ฟีลด์คงที่ ดังนั้นทั้งการสูญเสียสเตรย์
และการสูญเสียในขดลวดชั้นฟีลด์ (shunt Cu losses) รวมกันจึงมีชื่อเรียกว่า “การสูญเสียที่มีค่าคงที่” , WC
การสูญเสียทั้งหมด (Total losses) = การสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร์ + WC
ดังนั้น ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบแบบชั้นท์และแบบคอมเปานด์
การสูญเสียทั้งหมด =
การสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร์ =
2
a a c
I R W

 
2
t f a c
I I R W
 
2
a a
I R
ดังนั้นกําลังไฟฟ้าสูญเสียทั้งหมดของมอเตอร์ไฟฟ้ากําหนดให้เป็น Ploss หาได้จากสมการ
r
P
loss C core ot
P P P
  
เรียกกันโดยทั่วไปว่า “การสูญเสียที่แปรค่าได้” (variable loss) ทั้งนี้เพราะว่ามันแปรค่าตาม
กระแสโหลด
กําลังในส่วนต่างๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
กําลังอินพุทของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง หมายถึงกําลังอินพุตจากแหล่งจ่าย เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า
ที่จ่ายให้กับมอเตอร์และมีกระแสไฟฟ้าไหลเข้าไป ดังนั้นกําลังอินพุตของมอเตอร์ไฟฟ้าไฟฟ้ า ใช้สัญลักษณ์
Pin หาค่า Pin ได้จากสมการ
( )
in t t t f a
P V I V I I
  
กําลังไฟฟ้าที่ขั้วอาร์เมเจอร์ เป็นกําลังไฟฟ้าที่เกิดข้นที่ขั้วของอาร์เมเจอร์ที่แปรงถ่านทั้งสองสัมผัส
อยู่ โดยกําลังไฟฟ้าที่ขั้วอาร์เมเจอร์หาได้จาก
t t a em a
P V I P P
  
   
r
P
t t a em a a a a out ot core a
P V I P P E I P P P P
        
กําลังเอาท์พุทของมอเตอร์ไฟฟ้า หมายถึงกําลังกลที่เพลาของมอเตอร์เพื่อไปขับเคลื่อนโหลด ไฟฟ้า
สําหรับจ่ายให้โหลด ใช้สัญลักษณ์ Pout กําลังกลทางเอาต์พุตหาได้จาก
กําลังแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นกําลังไฟฟ้าที่ได้ผลิตขึ้นในขดลวดอาร์เมเจอร์ ซึ่งเป็นกําลังที่มอเตอร์ไฟฟ้า
แปรสภาพพลังงานจากกําลังไฟฟ้าไปเป็นกําลังกล โดยกําลังแม่เหล็กไฟฟ้าหาได้จาก
r
P
em a a out ot core
P E I P P
   
เมื่อ T คือ แรงบิดที่เพลาของมอเตอร์ไฟฟ้า
n คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์
2
60
out
n
P
 

 
ประสิทธิภาพ (efficiency)
กําลังอินพุตที่จ่ายเข้ามาเพื่อให้มอเตอร์ทํางานซึ่งเป็นกําลังไฟฟ้าและมีกําลังบางส่วนได้สูญเสียไปโดยกําลัง
ที่เหลือเป็นกําลังกลทางเอาต์พุตหรือกําลังกลที่โหลด ถ้ากําหนดให้อัตราส่วนระหว่างกําลังกลเอาต์พุตต่อ
กําลังไฟฟ้าอินพุต ก็คือประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้านั่นเอง
100 100
out out
in out Loss
P P
x x
P P P
  

ประสิทธิภาพ = กําลังเอาพุต
กําลังอินพุต
x100
ประสิทธิภาพ = กําลังเอาพุต
กําลังเอาพุต+กําลังสูญเสียทั้งหมด
x100
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชั้นท์เครื่องหนึ่ง มีกระแสที่มอเตอร์รับเข้าไป 82A. มีแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย
ให้ 250V. อาร์เมเจอร์และชั้นท์ฟีลด์มีความต้านทาน 0.25 โอห์ม และ 125 โอห์ม ตามลําดับ
และผลของแรงดันไฟฟ้าลดลงเนื่องจากอาร์เมเจอร์รีแอคชั่น 3 โวลต์ จงหา
ก. กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์
ข.กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์
ค.แรงดันไฟฟ้าต้านกลับที่อาร์เมเจอร์
ตัวอย่าง 1
วิธีทํา เขียนวงจรสมมูลและกําหนดค่าต่างๆให้กับวงจร ได้เป็น
ก. กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์
ข.กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์
ค.แรงดันไฟฟ้าต้านกลับที่อาร์เมเจอร์
250
2
125
f
f
f
V
I A
R
  
82 2 80
t f a a t f
I I I I I I A
       
250 80(0.25) 3 227
a t a a ar
E V I R V V
      
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชั้นท์เครื่องหนึ่งอาร์เมเจอร์และชั้นท์ฟีลด์มีความต้านทาน 1.2 โอห์ม และ
300 โอห์ม ตามลําดับ เมื่อทํางานเต็มพิกัดมอเตอร์รับกระแสเข้าไป 15A. ที่แรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว
240V. มีการสูญเสียในแกนเหล็กรวมกับความฝืดเป็น 290W ผลของแรงดันไฟฟ้าลดลงเนื่องจาก
อาร์เมเจอร์รีแอคชั่นไม่นํามาคิดจงหา
ก. กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดทั้งหมด
ข.กําลังเอาพุตที่เพลาของมอเตอร์
ค.ประสิทธิภาพของมอเตอร์
ตัวอย่าง 2
วิธีทํา เขียนวงจรสมมูลและกําหนดค่าต่างๆให้กับวงจร ได้เป็น
จากวงจรสมมูลได้
240
0.8
300
f
f
f
V
I A
R
   15 0.8 14.2
t f a a t f
I I I I I I A
       
ก. กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดทั้งหมด
2 2
14.2 (1.2) 241.968
a a a
P I R W
  
กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์
กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดอาร์เมเจอร์
กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดทั้งหมดหาได้จาก
2 2
0.8 (300) 192
f f f
P I R W
  
192 241.968 433.968
c a f
P P P W
    
ข.กําลังเอาพุตที่เพลาของมอเตอร์
ค.ประสิทธิภาพของมอเตอร์
240(15) 3,600
in t t
P V I W
  
แต่
r
r
(P )
(P )
3600 433.968 290
2,876.032
in out core ot h e
out in core ot h e
out
out
P P P P
P P P P
P
P W


   
    
  

2,876.032
100 100 79.88%
3,600
out
in
P
x x
P
   
ตัวอย่าง 3
วิธีทํา เขียนวงจรสมมูลและกําหนดค่าต่างๆให้กับวงจร ได้เป็น
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันต์ มีค่าความต้านทานจากขดลวดอาร์เมเจอร์และจากขดลวดสนามแม่เหล็ก
แบบชันต์เป็ น 0.25 โอห์ม และ 125 โอห์ม ตามลําดับ มีแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ 250 โวลต์ ขณะไม่มีโหลดมี
กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้าไป 10 แอมแปร์ ที่ความเร็วรอบ 1800 รอบ/นาที เมื่อทํางานเต็มพิกัดมี
กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้าไป 82 แอมแปร์ ไม่คิดผลของอาร์เมเจอร์รีแอกชันและเส้นแรงแม่เหล็กไม่อิ่มตัว
จงคํานวณหา
ก. กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด
ข. แรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด
ค. ความเร็วรอบเมื่อทํางานเต็มพิกัด
จากวงจรสมมูลได้
250
2
125
f
f
f
V
I A
R
  
0 0 10 2 8
82 2 80
a t f
a t f
I I I A
I I I A
    
    
ก. กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด
กําหนดให้ Iao เป็นกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลด และ Ia เป็นกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์เมื่อ
ทํางานเต็มพิกัด ดังนั้น
กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลดมีค่าเท่ากับ 8 A และกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์เมื่อ
ทํางานเต็มพิกัดมีค่าเท่ากับ 80 A
ข. แรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด
กําหนดให้ Eao เป็นแรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลด และ Ea เป็นแรงดันไฟฟ้าต้านกลับเมื่อ
ทํางานเต็มพิกัด ดังนั้น
0 0 250 8(0.25) 248
250 80(0.25) 230
a t a a
a t a a
E V I R V
E V I R V
    
    
แรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลดมีค่าเท่ากับ 248 V และแรงดันไฟฟ้าต้านกลับเมื่อทํางาน
เต็มพิกัดมีค่าเท่ากับ 230 V
ค. ความเร็วรอบเมื่อทํางานเต็มพิกัด
เมื่อทํางานไม่มีโหลด 0 0
a
E K n

 เมื่อทํางานเต็มพิกัด
ดังนั้น
a
E K n


0 0 0
a
a
E K n n
E K n n


 
จาก
0
0
230(1800)
1,670 / min
248
a
a
E n
n r
E
  
ความเร็วรอบเมื่อทํางานเต็มพิกัดมีค่าเท่ากับ 1670 รอบต่อนาที

More Related Content

What's hot

การเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมี
การเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมี
การเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมีครูเสกสรรค์ สุวรรณสุข
 
5 ความดันย่อยของแก๊ส
5 ความดันย่อยของแก๊ส5 ความดันย่อยของแก๊ส
5 ความดันย่อยของแก๊สPreeyapat Lengrabam
 
การคำนวณกระจกเว้า
การคำนวณกระจกเว้าการคำนวณกระจกเว้า
การคำนวณกระจกเว้าsripai52
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
สมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่นสมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่นbenjamars nutprasat
 
ไฟฟ้าเคมี1 ppt
ไฟฟ้าเคมี1 pptไฟฟ้าเคมี1 ppt
ไฟฟ้าเคมี1 ppt10846
 
สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบ
สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบสมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบ
สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบพัน พัน
 
ใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้า
ใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้าใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้า
ใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้าพัน พัน
 
แม่เหล็กไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้าTheerawat Duangsin
 
เอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียง
เอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียงเอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียง
เอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียงWijitta DevilTeacher
 
บทที่ 1 โครงสร้างของโลก
บทที่ 1 โครงสร้างของโลกบทที่ 1 โครงสร้างของโลก
บทที่ 1 โครงสร้างของโลกTa Lattapol
 
เฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียง
เฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียงเฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียง
เฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียงโรงเรียนเทพลีลา
 

What's hot (20)

การเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมี
การเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมีการเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมี
การเปลี่ยนแปลงพลังงานและการเกิดปฏิกิริยาเคมี
 
อิเล็กโทรสโคป (Electroscope)
อิเล็กโทรสโคป (Electroscope)อิเล็กโทรสโคป (Electroscope)
อิเล็กโทรสโคป (Electroscope)
 
5 ความดันย่อยของแก๊ส
5 ความดันย่อยของแก๊ส5 ความดันย่อยของแก๊ส
5 ความดันย่อยของแก๊ส
 
กรด เบส 5
กรด เบส 5กรด เบส 5
กรด เบส 5
 
การคำนวณกระจกเว้า
การคำนวณกระจกเว้าการคำนวณกระจกเว้า
การคำนวณกระจกเว้า
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
งานและพลังงาน (work and_energy)
งานและพลังงาน (work and_energy)งานและพลังงาน (work and_energy)
งานและพลังงาน (work and_energy)
 
สมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่นสมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่น
 
ไฟฟ้าเคมี1 ppt
ไฟฟ้าเคมี1 pptไฟฟ้าเคมี1 ppt
ไฟฟ้าเคมี1 ppt
 
2 1
2 12 1
2 1
 
สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบ
สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบสมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบ
สมบัติของธาตุตามหมู่และตามคาบ
 
ใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้า
ใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้าใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้า
ใบความรู้ที่ 3 เรื่องสัญลักษณ์ทางไฟฟ้า
 
ไฟฟ้าม3
ไฟฟ้าม3ไฟฟ้าม3
ไฟฟ้าม3
 
2 6
2 62 6
2 6
 
แม่เหล็กไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้าแม่เหล็กไฟฟ้า
แม่เหล็กไฟฟ้า
 
เอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียง
เอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียงเอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียง
เอกสารประกอบการสอนเรื่องเสียง
 
บทที่ 1 โครงสร้างของโลก
บทที่ 1 โครงสร้างของโลกบทที่ 1 โครงสร้างของโลก
บทที่ 1 โครงสร้างของโลก
 
เฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียง
เฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียงเฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียง
เฉลยเอกสารประกอบสื่อสังคมออนไลน์เรื่องคลื่นกลและเสียง
 
สมดุลกล3
สมดุลกล3สมดุลกล3
สมดุลกล3
 
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
 

Similar to 13 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันต์.pptx

หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมPongsakorn Poosankam
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpipopsin163
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้า
ความสัมพันธ์ระหว่าง  ความต่างศักย์ไฟฟ้า  กระแสไฟฟ้า  และ ความต้านทานไฟฟ้าความสัมพันธ์ระหว่าง  ความต่างศักย์ไฟฟ้า  กระแสไฟฟ้า  และ ความต้านทานไฟฟ้า
ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้าเรียนฟิสิกส์กับครูเอ็ม Miphukham
 
การประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้า
การประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้าการประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้า
การประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้าCC Nakhon Pathom Rajabhat University
 
เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2Apinya Phuadsing
 
ข้อสอบปลายภาค
ข้อสอบปลายภาคข้อสอบปลายภาค
ข้อสอบปลายภาคkhunJang Jop Jop
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมpanupong
 

Similar to 13 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันต์.pptx (20)

หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้า
ความสัมพันธ์ระหว่าง  ความต่างศักย์ไฟฟ้า  กระแสไฟฟ้า  และ ความต้านทานไฟฟ้าความสัมพันธ์ระหว่าง  ความต่างศักย์ไฟฟ้า  กระแสไฟฟ้า  และ ความต้านทานไฟฟ้า
ความสัมพันธ์ระหว่าง ความต่างศักย์ไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า และ ความต้านทานไฟฟ้า
 
172 130909011745-
172 130909011745-172 130909011745-
172 130909011745-
 
Presentation1
Presentation1Presentation1
Presentation1
 
ไฟฟ้า
ไฟฟ้าไฟฟ้า
ไฟฟ้า
 
Meter
MeterMeter
Meter
 
การประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้า
การประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้าการประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้า
การประยุกต์ใช้ในงานทางไฟฟ้า
 
เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
เรื่องที่17ไฟฟ้าและแม่เหล็ก2
 
ข้อสอบปลายภาค
ข้อสอบปลายภาคข้อสอบปลายภาค
ข้อสอบปลายภาค
 
A ccircuit
A ccircuitA ccircuit
A ccircuit
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
ไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจรไฟฟ้าและวงจร
ไฟฟ้าและวงจร
 
Electricity atom energy
Electricity atom energyElectricity atom energy
Electricity atom energy
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 
หลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโมหลักการของไดนาโม
หลักการของไดนาโม
 

13 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันต์.pptx

  • 2. คุณลักษณะ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสแบบชันท์ มีขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์พันด้วยลวดเส้นเล็กมีจํานวนรอบมาก ต่อขนานกับอาร์เมเจอร์ ค่าความต้านทานของขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์ หรือขดลวดฟิลด์มีค่าสูงมากและ ต่อ คร่อมไว้โดยตรงกับแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้าภายนอก(Vt)ทําให้กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กหรือ ขดลวดฟิลด์มีค่าคงที่ ทําให้จํานวนของเส้นแรงแม่เหล็กมีค่าคงที่ ไม่เปลี่ยนแปลงไปตามกระแสไฟฟ้าที่ขดลวด สนามแม่เหล็ก แต่ขึ้นกับกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ (Ia) รงบิดขณะเริ่มหมุนจะมีค่าน้อยกว่ามอเตอร์แบบอนุกรม รวมทั้งความเร็วรอบ ของมอเตอร์จะเปลี่ยนแปลงเพียงเล็กน้อยขณะโหลดของมอเตอร์เปลี่ยนแปลง และเมื่อนํา โหลดของมอเตอร์ ออกทั้งหมดมอเตอร์จะมีความเร็วรอบสูงกว่าขณะมีโหลดเพียงเล็กน้อย คุณลักษณะเด่น (Characteristic)คือมีแรงเริ่มหมุนตํ่าแต่รอบการหมุนคงที่ (Low Starting Torque Constant Speed) ตั้งแต่ไม่มี โหลดจนกระทั่งถึง โหลดเต็มพิกัด บังคับรอบการหมุนของมอเตอร์ได้ และนําไปใช้กับงานที่ต้องการความเร็วคงที่ และเปลี่ยนความเร็วได้ง่าย เช่น พัดลม เครื่องเจาะ (Drilling) เครื่องกลึง (Lathe) เป็นต้น
  • 3. คุณลักษณะแรงบิดกับกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ (คุณลักษณะทางไฟฟ้า : electrical characteristics) ผลจากการที่กระแสไหลผ่านขดลวดอาร์เมเจอร์ทําให้เกิดแรงและแรงบิดหมุนขึ้นที่อาร์เมเจอร์ โดยมี สมการแรงบิดกับกระแสฟ้าที่อาร์เมเจอร์ ดังนี้ 2 a m a P zI K I a       เมื่อ km เป็นค่าคงที่ทางกล เมื่อ kf เป็นค่าคงที่ทางเส้นแรงแม่เหล็ก เมื่อ k2=kmkf เป็นค่าคงที่ ดังนั้น f f K I   2 f a K I I   m f f a K K I I   2 m Pz K a   จะได้ว่า จากสมการ ได้ว่าแรงบิดที่อาร์เมเจอร์แปรผันตามกับกระแสที่อาร์เมเจอร์ เมื่อให้กระแสไฟฟ้าที่ขดลวด สนามแม่เหล็กคงที่ คุณลักษณะมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันท์แสดงได้ดังรูป
  • 4. กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดกับกระแสที่อาร์เมเจอร์ จากกราฟและสมการ ถ้า Ia เท่ากับศูนย์แรงบิดก็เท่ากับศูนย์ และถ้า Ia มีค่าเพิ่มขึ้น แรงบิดมีค่าเพิ่มขึ้น ในลักษณะเส้นตรง ในทางปฎิบัติมีกระแสIa ค่าหนึ่งเพื่อเอาชนะแรงจากการหมุน เพื่อให้มีค่าแรงบิด เกิดชึ้นที่อาร์เมเจอร์และค่าสูญเสียต่างๆในมอเตอร์ T เป็นแรงบิดทั้งหมดของมอเตอร์ Tsh เป็นแรงบิดที่ปลายเพลาของมอเตอร์
  • 5. คุณลักษณะความเร็วและกระแสอาร์เมเจอร์ คือเส้นกราฟคุณลักษณะของความเร็วกับกระแสอาร์เมเจอร์ (N/Ia characteristics) เมื่อ มอเตอร์หมุนไป จะทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ำต้ำนกลับ (Eb) แลทำให้เกิดแรงดันไฟฟ้ำตกคร่อมจำก ขดลวดอำร์เมเจอร์ (IaRa) เมื่อนําแรงดันไฟฟ้ำต้ำนกลับ (Eb) รวมกับแรงดันไฟฟ้ำตกคร่อมจำก ขดวดอำร์เมเจอร์ (IaRa) จะเท่ากับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ (Vt) ถ้าไม่คํานึงถึงแรงดันไฟฟ้าลดลง เนื่องจากอาร์เมเจอร์รีแอคชั่น จะได้ 60 t b a a b t a a t a a t a a t a a t a a V E I R E V I R PZ n V I R a K n V I R V I R V I R n K K K                  จากสมการจะเห็นว่ากรณีหมุนในขณะไม่มีโหลดที่เพลา ค่ากระแสอาร์เมเจอร์ (Ia)น้อยๆ จะมี ความเร็วรอบคงที่ค่าหนึ่ง ( ) เมื่อมีโหลดเพิ่มขึ้น ค่ากระแสอาร์เมเจอร์ (Ia) ก็เพิ่มขึ้น มีผลทําให้ ความเร็วรอบของมอเตอร์ลดลง เมื่อกระแส (Ia) ก็เพิ่มขึ้น t V K
  • 6. เส้นกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างความเร็วรอบกับกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ ถ้าแรงดันป้อน Vt คงที่ เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นกระแสอาร์เมเจอร์ Ia จะเพิ่มขึ้น แต่กระแสฟีลด์ Ish คงที่ (เนื่องด้วย Rsh คงที่) เมื่อIsh คงที่ ค่าฟลักจะมีค่าคงที่ (เนื่องด้วย ฟลั๊กแปรผันตรงกับ Ish) ดังนั้น จะได้ ความเร็ว N แปรผันตรงกับ Vt-IaRa ด้วยเหตุดังกล่าวจึงทําให้ความเร็วของชันท์มอเตอร์ ลดลงบ้างประมาณ 5-15% ของความเร็วเมื่อโหลดเต็มพิกัด
  • 7. วงจรสมมูลหรือวงจรเทียบเคียงมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชั้นท์ N S Ea Ia If Vt Ea Ia It Rf If Vt Shunt DC Motor Ra Equivalent Circuit of Shunt DC Motor f f f t f a a t a a t a a V I R I I I E V I R K V E I R          เขียนวงจรสมมูลได้โดย ภายในขดลวดอาร์เมเจอร์เทียบเท่าว่ามีแรงดันไฟฟ้า ต้านกลับกับค่าความต้านทานที่อาร์เมเจอร์ต่ออนุกรมกัน ส่วนขดลวด สนามแม่เหล็กชั้นท์เทียบเท่าว่ามีค่าความต้านทานที่ขดลวดสนามแม่เหล็ก ต่อขนานกับอาร์เมเจอร์
  • 8. จากวงจรสมมูล กําลังไฟฟ้าที่โหลด กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์ L t L P V I  t f L V I R  กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้าไปจากแหล่งจ่ายหาได้จาก t L f a I I I I    Ea = แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนําที่เกิดขึ้นในอาร์เมเจอร์ Vt = แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ขั้ว Ra = ค่าความต้านทานของขดลวดอาร์เมเจอร์ Ia = กระแสไฟฟ้าที่ไหลในขดลวดอาร์เมเจอร์ If = กระแสไฟฟ้าที่ไหลในวงจรขดลวดสนามแม่เหล็ก It = กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้า เมื่อคิดผลของแรงดันไฟฟ้าลดลงเนื่องจากอาร์เมเจอร์รีแอกชัน ดังนั้น t a a a ar V E I R V   
  • 9. การสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันท์ การสูญเสียในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบ่งออกได้เป็น 3 กลุ่มใหญ่ๆดังนี้ 1. การสูญเสียในขดลวดทองแดง (Copper losses:Pc) การสูญเสียในขดลวดทองแดง (copper losses) เป็นกําลังสูญเสียในรูปของความร้อน เนืองจากกระแสไหล ผ่านค่าความต้านทานของขดลวดทองแดง การสูญเสียนี้จะเป็นปฎิภาคโดยตรงกับกระแสทีไหลผ่านขดลวดยกกําลัง สองและค่าความต้านทานของขดลวด การสูญเสียในขดลวดทองแดง ประกอบด้วย ก. การสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร์รวมกับการสัมผัสหน้าแปรงถ่าน (armature copper loss) เป็นการสูญูเสียเนื่องจากกระแสอาร์เมเจอร์ (Ia) ไหลผ่านค่าความต้านทานของวงจรขดลวดอาร์เมเจอร์ (Ra) การ สูญเสียนีจะมีค่าประมาณ 30-40 % ของการสูญเสียเมือโหลดเต็มพิกัด เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ เมือ Ia = กระแสอาร์เมเจอร์ [แอมแปร์] Ra = ค่าความต้านทานของอาร์เมเจอร์ขดลวดอินเตอร์โปลและอืนๆ [โอห์ม] 2 a a a P I R 
  • 10. ข. การสูญเสียในขดลวดสนามแม่เหล็ก(Field copper loss) เป็นการสูญเสียในขดลวดทองแดงของ ชุดขดลวดสนามแม่เหล็กแบ่งออกได้ดังนี้ ค. การสูญเสียเนื่องจากความต้านทานที่แปรงถ่าน (the loss due to brush contact resistance) โดยปกติจะรวมอยู่กับการสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร การสูญเสียในขดลวดทองแดงของชันท์ฟีลด์(shunt field copper loss) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ เมือ If = กระแสในขดลวดชั้นท์ฟีลด์ [แอมแปร์] Rf = ค่าความต้านทานของขดลวดชั้นท์ฟีลด์ [โอห์ม] 2 s s s P I R  การสูญเสียในขดลวดทองแดงของชีรีส์ฟีลด์(series field copper loss) เขียนเป็นสมการได้ดังนี้ เมือ Is = กระแสในขดลวดชีรีส์ฟีลด์ [แอมแปร์] Rsh = ค่าความต้านทานของขดลวดชีรีส์ฟีลด์ [โอห์ม] 2 f f f P I R 
  • 11. 2. การสูญเสียทางแม่เหล็ก(Magnetic losses: Pcore) เรียกกันโดยทั่วไปว่าการสูญเสียในแกนเหล็ก (iron or core losses) การสูญเสียส่วนใหญ่เกิดขึ้นใน แกนเหล็กอาร์เมเจอร์เมื่ออาร์เมเจอร์หมุนแกนเหล็กจะเคลื่อนทีผ่านขั้วเหนือและขั้วใต้ของขั้วแม่เหล็กทําให้ สนามแม่เหล็กทีผ่านแกนเหล็กมีการเปลียนแปลงเกิดขึ้นทําให้เกิดการสูญูเสียเนืองจากฮิสเตอรีซิสและ กระแสไหลวนการสูญเสียในแกนเหล็กแบ่งออกได้ดังนี้ ก. การสูญเสียเนืองจากฮีสเตอรีซีส(hysteresis loss) กําลังไฟฟ้าสูญเสียส่วนนี้บอกมาเป็นจํานวน เปอร์เซ็นต์ของกําลังเอาต์พุต กําหนดให้เป็น Ph หน่วยเป็นวัตต์ ข. การสูญเสียเนืองจากกระแสไหลวน (eddy current loss) กําลังไฟฟ้าสูญเสียส่วนนี้บอกมาเป็น จํานวนเปอร์เซ็นต์ของกําลังเอาต์พุต กําหนดให้เป็น Pe หน่วยเป็นวัตต์ ดังนั้นกําลังไฟฟ้าที่สูญเสียในแกนเหล็กกําหนดให้เป็น Pc หาได้จากสมการ การสูญเสียนี้มีค่าประมาณ 20 – 30% ของการสูญเสียเมื่อโหลดเต็มพิกัด การสูญเสียดังกล่าวในทาง ปฏิบัติถือว่าคงทีโดยเฉพาะอย่างยิ่งในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบชันท์และแบบคอมเปานด์เพราะว่ากระแสฟีลด์ ของทั้งสองแบบมีค่าเกือบคงที core h e P P P  
  • 12. 3. การสูญเสียทางกล (Mechanical losses:Prot) เรียกอีกชื่อหนึ่งว่า “การสูญเสียเนื่องจากการหมุน” (rotational losses) การสูญเสียทางกลประกอบด้วย ก. การสูญเสียเนื่องจากการเสียดสีหรือความฝืด (friction loss) - เกิดในตลับลูกปืนจะแปรผันโดยตรงกับความข้นของนํ0ามันหล่อลื่นและความเร็วรอบในการหมุนเพลา - เกิดบริเวณแปรงถ่านกับคอมมิวเตเตอร์ จะแปรผันโดยตรงกับสัมประสิทธิDการเสียดทานของแปรงถ่านและแรงที่ แปรงถ่านกดบนผิวหน้าคอมมิวเตเตอร์และความเร็วรอบดังนั้นจึงไม่ควรตั้งแปรงถ่านให้กดบนผิวหน้าคอมมิวเตเตอร์ แน่นเกินไป ทั้งนี้นอกจากจะเป็นการเพิ่มค่าการสูญเสียจากการเสียดทานแล้วยังรักษาไม่ให้แปรงถ่านสึกเร็ว เกินไปด้วย ข. การสูญเสียเนื่องจากแรงต้านลม (windage loss) คือการสูญเสียที่เกิดจากการหมุนปะทะลมของตัวอาร์ เมเจอร์และใบพัดสําหรับระบายความร้อน หากจํานวนรอบการหมุนคงทีด้วย การสูญเสียทางกลมีค่าประมาณ 10 – 20% ของการสูญเสียเมื่อโหลดเต็มพิกัด ผลรวมของการสูญเสียจากความฝืดและแรงลมต้านกําหนดให้เป็นการสูญเสียในการหมุน โดย กําลังไฟฟ้าสูญเสียส่วนนี้บอกมาเป็นจํานวนเปอร์เซ็นต์ของกําลังเอาต์พุต มีหน่วยเป็นวัตต์
  • 13. 4 การสูญเสียทั้งหมด (Total losses) คือการสูญเสียรวมในมอเตอร์ไฟฟ้า กระแสตรง นํามาเขียนสรุปได้ดังนี้ ก. การสูญเสียสเตรย์ (Stray losses) คือผลรวมของการสูญเสียทางแม่เหล็กและการสูญเสียทางกล เรียกอีก อย่างหนึ่งว่า การสูญเสียเนื่องจากการหมุน (rotational losses) โดยปกติจะมีค่าคงที ข การสูญเสียที่มีค่าคงที่ (Constant or standing losses) ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบชั้นท์และแบบคอมเปานด์ การสูญเสียในขดลวดชั้นท์ฟีลด์คงที่ ดังนั้นทั้งการสูญเสียสเตรย์ และการสูญเสียในขดลวดชั้นฟีลด์ (shunt Cu losses) รวมกันจึงมีชื่อเรียกว่า “การสูญเสียที่มีค่าคงที่” , WC
  • 14. การสูญเสียทั้งหมด (Total losses) = การสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร์ + WC ดังนั้น ในมอเตอร์ไฟฟ้าแบบแบบชั้นท์และแบบคอมเปานด์ การสูญเสียทั้งหมด = การสูญเสียในขดลวดอาเมเจอร์ = 2 a a c I R W    2 t f a c I I R W   2 a a I R ดังนั้นกําลังไฟฟ้าสูญเสียทั้งหมดของมอเตอร์ไฟฟ้ากําหนดให้เป็น Ploss หาได้จากสมการ r P loss C core ot P P P    เรียกกันโดยทั่วไปว่า “การสูญเสียที่แปรค่าได้” (variable loss) ทั้งนี้เพราะว่ามันแปรค่าตาม กระแสโหลด
  • 15.
  • 16. กําลังในส่วนต่างๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง กําลังอินพุทของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง หมายถึงกําลังอินพุตจากแหล่งจ่าย เป็นแหล่งจ่ายแรงดันไฟฟ้า ที่จ่ายให้กับมอเตอร์และมีกระแสไฟฟ้าไหลเข้าไป ดังนั้นกําลังอินพุตของมอเตอร์ไฟฟ้าไฟฟ้ า ใช้สัญลักษณ์ Pin หาค่า Pin ได้จากสมการ ( ) in t t t f a P V I V I I    กําลังไฟฟ้าที่ขั้วอาร์เมเจอร์ เป็นกําลังไฟฟ้าที่เกิดข้นที่ขั้วของอาร์เมเจอร์ที่แปรงถ่านทั้งสองสัมผัส อยู่ โดยกําลังไฟฟ้าที่ขั้วอาร์เมเจอร์หาได้จาก t t a em a P V I P P        r P t t a em a a a a out ot core a P V I P P E I P P P P         
  • 17. กําลังเอาท์พุทของมอเตอร์ไฟฟ้า หมายถึงกําลังกลที่เพลาของมอเตอร์เพื่อไปขับเคลื่อนโหลด ไฟฟ้า สําหรับจ่ายให้โหลด ใช้สัญลักษณ์ Pout กําลังกลทางเอาต์พุตหาได้จาก กําลังแม่เหล็กไฟฟ้า เป็นกําลังไฟฟ้าที่ได้ผลิตขึ้นในขดลวดอาร์เมเจอร์ ซึ่งเป็นกําลังที่มอเตอร์ไฟฟ้า แปรสภาพพลังงานจากกําลังไฟฟ้าไปเป็นกําลังกล โดยกําลังแม่เหล็กไฟฟ้าหาได้จาก r P em a a out ot core P E I P P     เมื่อ T คือ แรงบิดที่เพลาของมอเตอร์ไฟฟ้า n คือ ความเร็วรอบของมอเตอร์ 2 60 out n P     
  • 18. ประสิทธิภาพ (efficiency) กําลังอินพุตที่จ่ายเข้ามาเพื่อให้มอเตอร์ทํางานซึ่งเป็นกําลังไฟฟ้าและมีกําลังบางส่วนได้สูญเสียไปโดยกําลัง ที่เหลือเป็นกําลังกลทางเอาต์พุตหรือกําลังกลที่โหลด ถ้ากําหนดให้อัตราส่วนระหว่างกําลังกลเอาต์พุตต่อ กําลังไฟฟ้าอินพุต ก็คือประสิทธิภาพของมอเตอร์ไฟฟ้านั่นเอง 100 100 out out in out Loss P P x x P P P     ประสิทธิภาพ = กําลังเอาพุต กําลังอินพุต x100 ประสิทธิภาพ = กําลังเอาพุต กําลังเอาพุต+กําลังสูญเสียทั้งหมด x100
  • 19. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชั้นท์เครื่องหนึ่ง มีกระแสที่มอเตอร์รับเข้าไป 82A. มีแรงดันไฟฟ้าที่จ่าย ให้ 250V. อาร์เมเจอร์และชั้นท์ฟีลด์มีความต้านทาน 0.25 โอห์ม และ 125 โอห์ม ตามลําดับ และผลของแรงดันไฟฟ้าลดลงเนื่องจากอาร์เมเจอร์รีแอคชั่น 3 โวลต์ จงหา ก. กระแสไฟฟ้าที่ขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์ ข.กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ ค.แรงดันไฟฟ้าต้านกลับที่อาร์เมเจอร์ ตัวอย่าง 1 วิธีทํา เขียนวงจรสมมูลและกําหนดค่าต่างๆให้กับวงจร ได้เป็น
  • 21. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชั้นท์เครื่องหนึ่งอาร์เมเจอร์และชั้นท์ฟีลด์มีความต้านทาน 1.2 โอห์ม และ 300 โอห์ม ตามลําดับ เมื่อทํางานเต็มพิกัดมอเตอร์รับกระแสเข้าไป 15A. ที่แรงดันไฟฟ้าที่ขั้ว 240V. มีการสูญเสียในแกนเหล็กรวมกับความฝืดเป็น 290W ผลของแรงดันไฟฟ้าลดลงเนื่องจาก อาร์เมเจอร์รีแอคชั่นไม่นํามาคิดจงหา ก. กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดทั้งหมด ข.กําลังเอาพุตที่เพลาของมอเตอร์ ค.ประสิทธิภาพของมอเตอร์ ตัวอย่าง 2 วิธีทํา เขียนวงจรสมมูลและกําหนดค่าต่างๆให้กับวงจร ได้เป็น
  • 22. จากวงจรสมมูลได้ 240 0.8 300 f f f V I A R    15 0.8 14.2 t f a a t f I I I I I I A         ก. กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดทั้งหมด 2 2 14.2 (1.2) 241.968 a a a P I R W    กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดสนามแม่เหล็กแบบชันท์ กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดอาร์เมเจอร์ กําลังไฟฟ้าสูญเสียในขดลวดทั้งหมดหาได้จาก 2 2 0.8 (300) 192 f f f P I R W    192 241.968 433.968 c a f P P P W     
  • 23. ข.กําลังเอาพุตที่เพลาของมอเตอร์ ค.ประสิทธิภาพของมอเตอร์ 240(15) 3,600 in t t P V I W    แต่ r r (P ) (P ) 3600 433.968 290 2,876.032 in out core ot h e out in core ot h e out out P P P P P P P P P P W                2,876.032 100 100 79.88% 3,600 out in P x x P    
  • 24. ตัวอย่าง 3 วิธีทํา เขียนวงจรสมมูลและกําหนดค่าต่างๆให้กับวงจร ได้เป็น มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบชันต์ มีค่าความต้านทานจากขดลวดอาร์เมเจอร์และจากขดลวดสนามแม่เหล็ก แบบชันต์เป็ น 0.25 โอห์ม และ 125 โอห์ม ตามลําดับ มีแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ 250 โวลต์ ขณะไม่มีโหลดมี กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้าไป 10 แอมแปร์ ที่ความเร็วรอบ 1800 รอบ/นาที เมื่อทํางานเต็มพิกัดมี กระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์รับเข้าไป 82 แอมแปร์ ไม่คิดผลของอาร์เมเจอร์รีแอกชันและเส้นแรงแม่เหล็กไม่อิ่มตัว จงคํานวณหา ก. กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด ข. แรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด ค. ความเร็วรอบเมื่อทํางานเต็มพิกัด
  • 25. จากวงจรสมมูลได้ 250 2 125 f f f V I A R    0 0 10 2 8 82 2 80 a t f a t f I I I A I I I A           ก. กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด กําหนดให้ Iao เป็นกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลด และ Ia เป็นกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์เมื่อ ทํางานเต็มพิกัด ดังนั้น กระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์ขณะไม่มีโหลดมีค่าเท่ากับ 8 A และกระแสไฟฟ้าที่อาร์เมเจอร์เมื่อ ทํางานเต็มพิกัดมีค่าเท่ากับ 80 A
  • 26. ข. แรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลดและเมื่อทํางานเต็มพิกัด กําหนดให้ Eao เป็นแรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลด และ Ea เป็นแรงดันไฟฟ้าต้านกลับเมื่อ ทํางานเต็มพิกัด ดังนั้น 0 0 250 8(0.25) 248 250 80(0.25) 230 a t a a a t a a E V I R V E V I R V           แรงดันไฟฟ้าต้านกลับขณะไม่มีโหลดมีค่าเท่ากับ 248 V และแรงดันไฟฟ้าต้านกลับเมื่อทํางาน เต็มพิกัดมีค่าเท่ากับ 230 V
  • 27. ค. ความเร็วรอบเมื่อทํางานเต็มพิกัด เมื่อทํางานไม่มีโหลด 0 0 a E K n   เมื่อทํางานเต็มพิกัด ดังนั้น a E K n   0 0 0 a a E K n n E K n n     จาก 0 0 230(1800) 1,670 / min 248 a a E n n r E    ความเร็วรอบเมื่อทํางานเต็มพิกัดมีค่าเท่ากับ 1670 รอบต่อนาที