มอเตอร์ไฟฟ้าคืออะไร

มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังกล มีหลายชนิด ซึ่งแต่ละชนิดก็จะมีคุณสมบัติแตกต่างกันทั้งความเร็วรอบหรือกำลังงาน แบ่งได้เป็น 2 ชนิด ตามลักษณะการใช้งาน คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ หรือ เอ.ซี. มอเตอร์ (A.C. motor) ย่อมาจาก Alternating Current Motor ใช้กับไฟฟ้ากระแสสลับ ประกอบด้วย 2 ส่วนหลัก ๆ คือ ส่วนที่ทำหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าคือขดลวดในสเตเตอร์ และส่วนที่ทำหน้าที่ให้พลังงานกลคือตัวหมุนหรือโรเตอร์

โครงสร้างภายใน

โครงสร้างภายในโดยทั่วไปของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้

ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งออกเป็น 2 ชนิด ดังนี้

• มอเตอร์ซิงโครนัส (Synchronous Motor) เหมาะกับงานที่ต้องการความเร็วรอบในการหมุนคงที่และความเร็วรอบย้อนกลับได้
• มอเตอร์อินดักชัน (Induction Motor) หรือมอเตอร์เหนี่ยวนำ นิยมใช้อย่างแพร่หลาย ทั้งในงานอุตสาหกรรมและในที่พักอาศัย แทบจะกล่าวได้ว่ามีใช้มากที่สุดเพราะมีขั้นตอนในการรับกระแสไฟฟ้าค่อนข้างง่าย ซึ่งแบ่งย่อยออกเป็น 3 ชนิด คือ
  • มอเตอร์อินดักชันตัวหมุนกรงกระรอก
  • มอเตอร์อินดักชันตัวหมุนพันด้วยขดลวด
  • มอเตอร์อินดักชันตัวหมุนแบบเหล็กตัน

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง หรือ ดี.ซี. มอเตอร์ (D.C. motor) ย่อมาจาก Direct Current Motor ใช้กับไฟฟ้ากระแสตรง มีโครงสร้างภายในแตกต่างจากมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งประกอบด้วยส่วนหลัก ๆ 2 ส่วน คือ ส่วนที่อยู่กับที่ หรือ สเตเตอร์ที่มีขดลวดสนาม (Field Coil) และส่วนที่เคลื่อนที่ หรือโรเตอร์ โดยในส่วนนี้จะประกอบไปด้วยขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature) และแปรงถ่าน (Brush)

โครงสร้างภายใน

โครงสร้างโดยทั่วไปของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงประกอบด้วยส่วนต่าง ๆ ดังนี้

ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงขึ้นอยู่กับการต่อระหว่างขดลวดสนาม (Field Coil) และ ขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Coil) ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 ชนิด ดังนี้

• Shunt DC Motor เป็นการต่อขดลวดสนามและขดลวดอาร์เมเจอร์แบบขนาน ดังนั้นกระแสะไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดทั้ง 2 จะไม่เท่ากัน มีข้อดีคือ มีแรงบิด Torque ปานกลาง และความเร็วรอบคงที่ นิยมใช้กับมอเตอร์ในเครื่องเจาะ เครื่องกลึง เป็นต้น
• Serie DC Motor เป็นการต่อขดลวดสนามและขดลวดอาร์เมเจอร์แบบอนุกรม ซึ่งกระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านขดลวดทั้ง 2 นั้นจะมีค่าเท่ากัน โดยปริมาณกระแสไฟฟ้าที่ไหลจะขึ้นอยู่กับภาระโหลด ความเร็วของมอเตอร์จะลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น มีข้อดีคือ มีแรงบิด Torque สูง นิยมนำไปใช้กับมอเตอร์ในเครื่องยนต์ มอเตอร์ในงานยกของ มอเตอร์ขับเคลื่อนรถไฟฟ้า เป็นต้น
• Compound Motor เป็นมอเตอร์ที่มีขดลวดสนาม 2 ชุด ชุดที่ 1 ต่อแบบอนุกรมกับขดลวดอาร์เมเจอร์ก่อนและค่อยมาขนานกับขดลวดสนามชุดที่ 2 มีข้อดีคือ มีแรงบิด Torque มากกว่า Shunt DC Motor  และมีความคงที่กว่า Serie DC Motor นิยมนำไปใช้กับมอเตอร์ในงานตัดโลหะ มอเตอร์เครื่องกดอัด เป็นต้น

การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

• สามารถควบคุมความเร็วได้โดยการปรับแรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์ โดยสามารถปรับได้ไม่เกินค่าแรงดันสูงสุดที่จ่ายให้มอเตอร์ ส่วนการควบคุมแรงบิด ทำได้โดยการควบคุมกระแสที่ผ่านขดลวดอาเมเจอร์และขดลวดสเตเตอร์ ซึ่งในปัจจุบันนิยมใช้การควบคุมด้วยวงจร Pulse Width Modulator หรือ PWM (ใช้วิธีจ่ายไฟให้แก่มอเตอร์เป็นช่วง ๆ โดยการควบคุมแรงดัน คือการปรับช่วงกว้างของพัลซ์ที่จ่ายให้)
• สำหรับการควบคุมทิศทางการหมุนนั้นสามารถทำได้โดยการสลับขั้วแหล่งจ่ายไฟที่จ่ายให้แก่มอเตอร์  อาจใช้วิธีสลับขั้วด้วยมือ ใช้วงจรอิเล็กทรอนิกส์หรือวงจรรีเลย์เข้าไปควบคุม