บทที่ 2 ทฤษฎีและหลักการ 2.1 มอเตอร์ ไฟฟ้ ากระแสตรง (DC Motor) 2.1.1 ความหมายและชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ า มอเตอร์ ไฟฟ้ าเป็ นอุปกรณ์ที่นิ ยมใช้กนั อย่างแพร่ หลายในโรงงานต่ างเป็ นอุปกรณ์ที่ใช้ ควบคุมเครื่ องจักรกลต่างๆในงานอุตสาหกรรมมอเตอร์มีหลายแบบหลายชนิ ดที่ใช้ให้เหมาะสมกับ งานดังนั้นเราจึงต้องทราบถึงความหมายและชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ าตลอดคุณสมบัติการใช้งานของ มอเตอร์ แต่ละชนิ ดเพื่อให้เกิด ประสิ ทธิภาพสูงสุ ดในการใช้งานของมอเตอร์ น้ นั ๆ และสามารถ เลือกใช้งานให้เหมาะสมกับงานออกแบบระบบประปาหมู่บา้ นหรื องานอื่นที่เกี่ยวข้องได้ - ความหมายของมอเตอร์และการจาแนกชนิดของมอเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้ า (Motor) หมายถึงเป็ นเครื่ องกลไฟฟ้ าชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนแปลงพลังงานไฟฟ้ า มาเป็ นพลังงานกลมอเตอร์ ไฟฟ้ าที่ ใช้พลังงานไฟฟ้ าเปลี่ยนเป็ นพลังงานกลมีท้ งั พลังงานไฟฟ้ า กระแสสลับและพลังงานไฟฟ้ ากระแสตรง - ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ า มอเตอร์ไฟฟ้ าแบ่งออกตามการใช้ของกระแสไฟฟ้ าได้ 2 ชนิดดังนี้ มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสสลับ (Alternating Current Motor) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ า สลับแบ่งออกได้ดงั นี้ มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสสลับแบ่งออกเป็ น 3 ชนิดได้แก่ 1. มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสสลับชนิด 1 เฟส - สปลิทเฟสมอเตอร์ (Split-Phase motor) - คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (Capacitor motor) - รี พลั ชัน่ มอเตอร์ (Repulsion-type motor) - ยูนิเวอร์แซลมอเตอร์ (Universal motor) - เช็ดเดดโพลมอเตอร์ (Shaded-pole motor) 2. มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสสลับชนิด 2 เฟส 3. มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสสลับชนิด 3 เฟส มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรง (Direct Current Motor) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ า กระแสตรงแบ่งออกได้ดงั นี้ มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรงแบ่งออกเป็ น 3 ชนิดได้แก่ 1. มอเตอร์แบบอนุกรมหรื อเรี ยกว่าซีรีส์มอเตอร์ (Series Motor) 2. มอเตอร์แบบอนุขนานหรื อเรี ยกว่าชันท์มอเตอร์ (Shunt Motor)
5 3. มอเตอร์ไฟฟ้ าแบบผสมหรื อเรี ยกว่าคอมปาวด์มอเตอร์ (Compound Motor) มอเตอร์ ไฟฟ้ ากระแสตรงเป็ นต้น ก าลังขับเคลื่อนที่ สาคัญอย่างหนึ่ งในโรงงาน อุตสาหกรรมเพราะมีคุณสมบัติที่ดีเด่นในด้านการปรับความเร็ วได้ต้งั แต่ความเร็ วต่าสุดจนถึงสูงสุ ด นิยมใช้กนั มากในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานทอผ้าโรงงานเส้นใยโพลีเอสเตอร์ โรงงานถลุง โลหะหรื อให้ เป็ นต้นกาลังในการขับเคลื่อนรถไฟฟ้ าเป็ นต้นในการศึกษาเกี่ ยวกับมอเตอร์ ไฟฟ้ า กระแสตรงจึงควรรู้จกั อุปกรณ์ต่าง ๆ ของมอเตอร์ ไฟฟ้ ากระแสตรงและเข้าใจถึงหลักการทางาน ของมอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรงแบบต่าง ๆ 2.1.2 ส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรง มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรงที่ส่วนประกอบที่สาคัญ 2 ส่วนดังนี้ 1. ส่วนที่อยูก่ บั ที่หรื อที่เรี ยกว่าสเตเตอร์ (Stator) ประกอบด้วย - เฟรมหรื อโยค (Frame Or Yoke) เป็ นโครงภายนอกทาหน้าที่เป็ นทางเดิ นของ เส้นแรงแม่เหล็กจากขั้วเหนื อไปขั้ว ใต้ให้ค รบวงจรและยึดส่ วนประกอบอื่นๆให้แข็งแรงทาด้ว ย เหล็กหล่อหรื อเหล็กแผ่นหนาม้วนเป็ นรู ปทรงกระบอก
รูปที่ 2.1 ส่ วนที่อยู่กบั ที่หรือสเตเตอร์ - ขั้วแม่เหล็ก (Pole) ประกอบด้วย 2 ส่วนคือแกนขั้วแม่เหล็กและขดลวด ส่วนแรกแกนขั้ว (Pole Core) ทาด้วยแผ่นเหล็กบาง ๆ กั้นด้วยฉนวนประกอบกัน เป็ นแท่งยึด ติด กับเฟรมส่ ว นปลายที่ ทาเป็ นรู ปโค้งนั้น เพื่อโค้งรับรู ปกลมของตัว โรเตอร์ เรี ยกว่า ขั้วแม่เหล็ก (Pole Shoes) มีวตั ถุประสงค์ให้ข้วั แม่เหล็กและโรเตอร์ ใกล้ชิดกันมากที่สุดเพื่อให้เกิด ช่องอากาศน้อยที่สุดเพื่อให้เกิดช่องอากาศน้อยที่สุดจะมีผลให้เส้นแรงแม่เหล็กจากขั้วแม่เหล็กจาก ขั้วแม่เหล็กผ่านไปยังโรเตอร์ มากที่สุด แล้ว ทาให้เกิ ดแรงบิด หรื อกาลังบิด ของโรเตอร์ มากทาให้ มอเตอร์มีกาลังหมุน
6
รูปที่ 2.2 แกนขั้ว ส่ วนที่สองขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Coil) จะพันอยู่รอบ ๆ แกนขั้วแม่เหล็ก ขดลวดนี้ทาหน้าที่รับกระแสจากภายนอกเพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็กให้เกิดขึ้นและเส้นแรงแม่เหล็ก นี้จะเกิดการหักล้างและเสริ มกันกับสนามแม่เหล็กของอาเมเจอร์ทาให้เกิดแรงบิดขึ้น
รูปที่ 2.3 ขดลวดสนามแม่เหล็ก 2. ตัวหมุน (Rotor) ตัวหมุนหรื อเรี ยกว่าโรเตอร์ตวั หมุนนี้ทาให้เกิดกาลังงานมีแกน วางอยูใ่ นตลับลูกปื น (Ball Bearing) ซึ่งประกอบอยูใ่ นแผ่นปิ ดหัวท้าย (End Plate) ของมอเตอร์
7
รูปที่ 2.4 โรเตอร์ ตัวโรเตอร์ประกอบด้วย 4 ส่วนด้วยกัน คือ 1. แกนเพลา (Shaft) 2. แกนเหล็กอาร์มาเจอร์ (Armature Core) 3. คอมมิวเตอร์ (Commutator) 4. ขอลวดอาร์มาเจอร์ (Armature Winding) 1. แกนเพลา (Shaft) เป็ นตัวสาหรับยืดคอมมิวเตเตอร์ และยึดแกนเหล็กอาร์ มา เจอร์ (Armature Core) ประกอบเป็ นตัวโรเตอร์แกนเพลานี้จะวางอยูบ่ นแบริ่ ง เพื่อบังคับให้หมุนอยู่ ในแนวนิ่งไม่มีการสัน่ สะเทือนได้ 2. แกนเหล็ก อาร์ มาเจอร์ (Armature Core) ทาด้ว ยแผ่น เหล็ก บางอาบฉนวน (Laminated Sheet Steel) เป็ นที่สาหรับพันขดลวดอาร์มาเจอร์ซ่ึงสร้างแรงบิด (Torque) 3. คอมมิวเตเตอร์ (Commutator) ทาด้วยทองแดงออกแบบเป็ นซี่แต่ละซี่มีฉนวน ไมก้า (mica) คัน่ ระหว่างซี่ของคอมมิวเตเตอร์ ส่วนหัวซี่ของคอมมิวเตเตอร์จะมีร่องสาหรับใส่ปลาย สาย ของขดลวดอาร์มาเจอร์ตวั คอมมิวเตเตอร์ น้ ี อดั แน่ นติดกับแกนเพลาเป็ นรู ปกลมทรงกระบอก มีหน้าที่ สัมผัสกับแปรงถ่าน (Carbon Brushes) เพื่อรั บกระแสจากสายป้ อนเข้าไปยังขดลวด อาร์ ม าเจอร์ เ พื่ อ สร้ า งเส้ น แรงแม่ เ หล็ ก อี ก ส่ วนหนึ่ งให้ เ กิ ด การหั ก ล้า งและเสริ มกัน กั บ เส้น แรงแม่เหล็ก อีกส่ วน ซึ่งเกิ ดจากขดลวดขั้วแม่เหล็ก ดังกล่าวมาแล้วเรี ย กว่าปฏิกิริ ยามอเตอร์ (Motor action) 4. ขดลวดอาร์มาเจอร์ (Armature Winding) เป็ นขดลวดพันอยู่ในร่ องสลอท (Slot) ของแกนอาร์มาเจอร์ขนาดของลวดจะเล็กหรื อใหญ่และจานวนรอบจะมากหรื อน้อยนั้นขึ้นอยู่กบั การออกแบบของตัวโรเตอร์ ชนิดนั้นๆ เพื่อที่จะให้เหมาะสมกับงานต่าง ๆ
8 2.1.3 หลักการของมอเตอร์กระแสไฟฟ้ าตรง หลักการของมอเตอร์ ไฟฟ้ ากระแสตรง (Motor Action) เมื่อเป็ นแรงดันกระแสไฟฟ้ าตรง เข้าไปในมอเตอร์ ส่ ว นหนึ่ งจะแปรงถ่านผ่านคอมมิวเตเตอร์ เข้าไปในขดลวดอาร์ มาเจอร์ สร้ าง สนามแม่เหล็กขึ้นและกระแสไฟฟ้ าอีกส่วนหนึ่งจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field coil) สร้างขั้วเหนื อ-ใต้ข้ ึ นจะเกิดสนามแม่เหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณ สมบัติของเส้นแรง แม่เหล็กจะไม่ตดั กันทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกันและทิศทางเดียวจะเสริ มแรงกันทาให้เกิดแรงบิด ในตัวอาร์มาเจอร์ซ่ึงวางแกนเพลาและแกนเพลานี้ สวมอยู่กบั ตลับลุกปื นของมอเตอร์ ทาให้อาร์ มา เจอร์ น้ ี หมุนได้ขณะที่ตวั อาร์ มาเจอร์ ทาหน้าที่หมุนได้น้ ี เรี ยกว่า โรเตอร์ (Rotor) ซึ่งหมายความว่า ตัว หมุ น การที่ อ านาจเส้น แรงแม่เ หล็ก ทั้งสองมี ปฏิ กิ ริ ยาต่ อ กัน ทาให้ข ดลวดอาร์ ม าเจอร์ ห รื อ โรเตอร์หมุนไปนั้นเป็ นไปตามกฎซ้ายของเฟลมมิ่ง (Fleming left hand rule) 2.1.4 ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรง มอเตอร์แบบอนุกรม (Series Motor) คือมอเตอร์ ที่ต่อขดลวดสนามแม่เหล็กอนุ กรมกับอาร์ เมเจอร์ ของมอเตอร์ ชนิ ด นี้ ว่าซีรี ส ฟิ ลด์ (Series Field) มีคุณลักษณะที่ดีคือให้แรงบิดสูงนิ ยมใช้เป็ นต้นกาลังของรถไฟฟ้ ารถยกของ เครนไฟฟ้ าความเร็ วรอบของมอเตอร์อนุกรมเมื่อไม่มีโหลดความเร็ วจะสูงมากแต่ถา้ มีโหลดมาต่อ ความเร็ วก็จะลดลงตามโหลด โหลดมากหรื อทางานหนักความเร็ วลดลง แต่ขดลวดของมอเตอร์ ไม่ เป็ นอันตราย จากคุณสมบัติน้ ีจึงนิยมนามาใช้กบั เครื่ องใช้ไฟฟ้ าในบ้านหลายอย่าง เช่น เครื่ องดูดฝุ่ น เครื่ องผสมอาหาร สว่านไฟฟ้ าจักรเย็บผ้าเครื่ องเป่ าผม มอเตอร์กระแสตรงแบบอนุ กรมใช้งานหนั ก ได้ดีเมื่อใช้งานหนักกระแสจะมากความเร็ วรอบจะลดลงเมื่อไม่มีโหลดมาต่อความเร็ วจะสูงมากอาจ เกิดอันตรายได้ดงั นั้นเมื่อเริ่ มสตาร์ทมอเตอร์แบบอนุกรมจึงต้องมีโหลดมาต่ออยูเ่ สมอ
รูปที่ 2.5 วงจรการทางานของมอเตอร์ ไฟฟ้ ากระตรงแบบอนุกรม
9 มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรงแบบขนาน (Shunt Motor) หรื อเรี ยกว่าชันท์มอเตอร์ มอเตอร์ แบบขนานนี้ ขดลวดสนามแม่เหล็กจะต่อ (Field Coil) จะต่อขนานกับขดลวด ชุดอาเมเจอร์ มอเตอร์แบบขนานนี้ มีคุณลักษณะมีความเร็ วคงที่ แรงบิดเริ่ ม หมุนต่า แต่ความเร็ วรอบคงที่ชนั ท์มอเตอร์ ส่วนมากเหมะกับงานดังนี้ พดั ลมเพราะพัดลมต้องการ ความเร็ วคงที่และต้องการเปลี่ยนความเร็ วได้ง่าย
รูปที่ 2.6 วงจรการทางานมอเตอร์ ไฟฟ้ ากระแสตรงแบบขนาน มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรงแบบผสม (Compound Motor) หรื อเรี ยกว่าคอมปาวด์มอเตอร์ มอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรงแบบผสมนี้ จะนาคุณลักษณะที่ดี ของมอเตอร์ไฟฟ้ ากระแสตรง แบบขนาน และแบบอนุกรมมารวมกัน มอเตอร์แบบผสม มี คุณลักษณะพิเศษคือมีแรงบิดสูง (High staring torque) แต่ความเร็ วรอบคงที่ ตั้งแต่ยงั ไม่มีโหลดจน กระทั้งมีโหลดเต็มที่ มอเตอร์แบบผสมมีวิธีการต่อขดลวดขนานหรื อขดลวดชันท์อยู่ 2 วิธี วิธีที่ 1 ใช้ต่อขดลวดแบบชันท์ขนานกับอาเมเจอร์เรี ยกว่า ชอทชันท์ (Short Shunt Compound Motor) ดังรู ปวงจร
รูปที่ 2.7 วงจรการทางานมอเตอร์ ไฟฟ้ ากระตรงแบบชอร์ ทชั้นท์ คอมปาว์ดมอเตอร์
10 วิธีที่ 2 คือต่อขดลวด ขนานกับขดลวดอนุกรมและขดลวดอาเมเจอร์เรี ยกว่า ลองชั้นท์คอมปาวด์มอเตอร์ (Long shunt motor) ดังรู ปวงจร
รูปที่ 2.8 วงจรการทางานมอเตอร์ ไฟฟ้ ากระตรงแบบลองชั้นท์ คอมปาว์ดมอเตอร์ 2.2 ฮีตเตอร์ (Heater) ฮีตเตอร์ เป็ นอุปกรณ์ทาความร้อนในอุต สาหกรรม ที่ มีหลัก การพื้น ฐานคื อเมื่อมีกระแส ไหลผ่านลวดตัวนา ที่มีค่าความต้านทานสูง ลวดตัวนาจะร้อน ดังนั้น ลวดที่ใช้ผลิตฮีตเตอร์จะต้องมี คุณสมบัติเหนียวและทนอุณหภูมิได้สูง หลักการทางานของฮีตเตอร์ ฮีตเตอร์ มีหลักการทางานคือ เมื่อมีการแสไหลผ่านขดลวดตัวนาที่มีค่าความต้านทาน จะทา ให้ลวดตัวนาร้อน และถ่ายเทความร้อนให้กบั โหลด ดังนั้น ลวดตัวนาความร้อนจะต้องมีคุณสมบัติ ที่ทนความร้อนได้สูงสาหรับการผลิตฮีตเตอร์ โดยส่วนใหญ่ในตัวฮีตเตอร์จะมีผงฉนวนแม็กนีเซียมออกไซด์ (ยกเว้นฮีตเตอร์ อินฟราเรด, ฮีตเตอร์รัดท่อและฮีตเตอร์แผ่น) อยูภ่ ายใน เพื่อทาหน้าที่ก้นั ระหว่าง ขดลวดตัวนากับผนังโลหะของ ฮีตเตอร์ ซึ่งผงฉนวนนี้จะมีคุณสมบัตินาความร้อนได้ดีมาก แต่จะมีค่าความนาทางไฟฟ้ าต่า ดังนั้นข้อควรระวัง คือ ห้ามมีความชื้นในผงฉนวนนี้ เด็ดขาด เพราะจะทาให้มีค่าความนา ทางไฟฟ้ าสูงขึ้น และอาจจะทาให้ฮีตเตอร์เกิดการลัดวงจรได้ หากพบว่าฮีตเตอร์ มีความชื้น (ผลจาก การวัดโดยใช้เครื่ องมือทางไฟฟ้ า) สามารถแก้ไขโดยการนาฮีตเตอร์ไปอบเพื่อไล่ความชิ้นออกจาก ตัวฮีตเตอร์ ฮีตเตอร์ที่ดีควรผ่านการทดสอบหาค่าความเป็ นฉนวนของฮีตเตอร์ เพื่อให้แน่ ใจว่าในการ นาไปใช้งาน จะไม่มีกระแสไฟฟ้ ารั่วไหลจากขดลวดตัวนา ดังนั้นมาตรฐานการทดสอบความเป็ นฉนวนของฮีตเตอร์ควรจะไม่ต่ากว่า 1500 VDC และ
11 ค่าความเป็ นฉนวนต้องไม่ต่ากว่า 500 เมกะโอห์ม 2.2.1 ชนิดของฮีตเตอร์ - ฮีตเตอร์ครี บ /ฮีตเตอร์ท่อกลม (Finned Heater / Tubular Heater) โครงสร้ างของ Tubular Hearter คื อมี ข ดลวดความร้ อ นบรรจุ อยู่ในท่ อโลหะช่ องว่า ง ระหว่างขดลวดความร้อนและท่อโลหะ จะถูกอัดแน่นด้วยผงแมกนีเซี่ยมออกไซด์ และถูกรี ดลงให้มี ความหนาแน่ นตามมาตรฐานวัสดุที่ใช้ทา Tubular Heater มีหลายชนิ ดต่างกันตามลักษณะการใช้ งาน ดังนี้ ทองแดงใช้กบั น้ าสะอาด สแตนเลส 304 ใช้กบั อากาศที่มกี ารหมุนเวียน , เตาอบ , น้ า , น้ ามัน , ของเหลว หรื อในอุตสาหกรรมอาหารที่มี pH 5 - 9 สแตนเลส 316 ใช้กบั อากาศที่มกี ารหมุนเวียนกรด , สารละลาย , สารเคมี หรื อของเหลวที่มีลกั ษณะกัดกร่ อน อินโคลอย 800 ใช้กบั อากาศที่ไม่มกี ารหมุนเวียนเช่น ในเตาอบ, น้ า, น้ ามัน และของเหลวทัว่ ไป ฮีตเตอร์ครี บ ทาจาก Tubular Heater ที่ดดั เป็ นรู ปต่างๆและเพิ่มแผ่นครี บม้วนติดกับท่อฮีตเตอร์ อย่างต่อเนื่องจากปลายด้านหนึ่งไปอีกด้านหนึ่งส่วนของแผ่นครี บที่เพิ่มขึ้นมาจะทาให้ฮีตเตอร์ สามารถถ่ายเทความร้อนได้เร็ วขึ้นส่วนฮีตเตอร์ท่อกลมคือ Tubular Heater ที่ใช้ความร้อนโดยตรง โดยไม่ติดครี บ
รูปที่ 2.9 ฮีตเตอร์ ครีบและฮีตเตอร์ ท่อกลม
12 - ฮีตเตอร์จุ่ม (Immersion Heater) Immersion Heater ทาจาก Tubular Heater ที่ดดั เป็ นรู ปตัวยู และเชื่อมติดกับเกลียวซึ่งมี ขนาดเกลียวตั้งแต่ 1 นิ้ ว 1.1/4 นิ้ ว, 1.1/2 นิ้ ว, 2 นิ้ ว, 2.1/2 นิ้ ว ขนาดของเกลียวจะขึ้นอยู่กบั จานวน เส้นของฮีตเตอร์ ซึ่งมีต้ งั แต่ 1U, 2U, 3U, 6U ตามความเหมาะสมของกาลังวัตต์และความยาวของ ตัวฮีตเตอร์ ฮีตเตอร์แบบจุ่ม เหมาะสาหรับใช้กบั ของเหลว เช่นต้มน้ าหรื ออุ่นน้ ามัน การติดตั้งสามารถ ทาได้โดยเชื่อมเกลียวตัวเมียติดกับถังแล้วใส่ฮีตเตอร์แบบจุ่มเข้าไปควรระวังไม่ให้ส่วนของฮีตเตอร์ โผล่พน้ ของเหลวเนื่องจากจะทาให้ส่วนที่อยูเ่ หนือของเหลวร้อนจัดเกินไปทาให้อายุการใช้งานสั้น และเพื่อให้ความร้อนกระจายตัวทัว่ ถึงควรติดตั้งใบพัดกวนของเหลวด้วย
รูปที่ 2.10 ฮีตเตอร์ จ่มุ - ฮีตเตอร์บอบบิ้น (Bobbin Heater) เป็ นฮี ต เตอร์ แบบจุ่ มชนิ ด หนึ่ งถกออกแบบสาหรั บให้ค วามร้ อนกับของเหลว สามารถ เคลื่อนย้ายได้ง่าย ปลอกฮีตเตอร์ สามารถเลือกให้เหมาะสมกับการใช้งาน มีให้เลือกทั้งสแตนเลส 304, สแตนเลส 316 และควอทซ์โดยแบบสแตนเลสมีขอ้ ดีคือ เมื่อฮีตเตอร์ เสี ยสามารถซ่อมได้แต่ ควอทซ์ใช้สาหรับงานชุบโดยใช้ไฟฟ้ า,แช่ในกรดหรื อสารละลาย
รูปที่ 2.11 ฮีตเตอร์ บอบบิน้
13 - ฮีตเตอร์อินฟราเรด (Infrared Heater) ลักษณะInfrared Heater - เป็ นการส่งผ่านความร้อนแบบแผ่รังสี (เหมือนกับที่ ดวงอาทิตย์ส่งความร้อนมายังโลก) จึงมีประสิทธิภาพสูง ความสูญเสียต่า ประหยัดไฟได้ 30 - 50 % - สามารถให้ ค วามร้ อ นวัต ถุ ไ ด้ถึ ง เนื้ อใน จึ ง ท าให้ ป ระหยัด เวลาได้ 1-10 เท่ า (การให้ค วามร้ อ นแบบการพาและการน าความร้ อ นจะท าให้ว ั ต ถุ ร้ อ นเฉพาะที่ ผิว แล้วค่อย ๆ ซึมเข้าไปเนื้อในจึงใช้เวลามาก) - มีขนาดเล็กกว่าฮีตเตอร์แบบทัว่ ๆ ไป ทาให้ประหยัดเนื้อที่การติดตั้ง และการถอดเปลี่ยน เพื่อซ่อมบารุ งง่าย - มีความปลอดภัยสูง เนื่องจากไม่มีเปลวไฟ ตัวเรื อนมีความเป็ นฉนวนสูง ไฟไม่รั่ว - ให้รังสีช่วง 3-10 µm. ซึ่งเป็ นช่วงที่วสั ดุเกือบทุกชนิดสามารถดูดซับรังสีได้ดี การประยุกต์ใช้งาน - ใช้ในการอบแห้งต่าง ๆ เช่น สี , แลกเกอร์ , กาว, เมล็ดพันธุพ์ ืช, อีพอกซี - ใช้กบั อุตสาหกรรมพลาสติก อบพลาสติกให้อ่อนตัวก่อนนาไปเข้าเครื่ องเป่ า - ใช้กบั อุตสาหกรรมอาหาร ขนมปังเบเกอรี่ - ใช้ในวงการแพทย์ เช่น การอบฆ่าเชื้อ, ห้องอบเด็กทารก - ใช้กบั อุตสาหกรรมเคลือบผิวต่าง ๆ เช่น เคลือบสี , ผิว, เซรามิค, มีรามีน ข้อควรระวัง - การให้ค วามร้อนแบบอิน ฟราเรด สิ่ งที่ สาคัญที่ สุด คื อ ตัว วัต ถุจ ะต้องดูด ซับรังสี ได้ดี ดั ง นั้ น วั ต ถุ บ างช นิ ดที่ มี ผิ ว มั น วาวหรื อมี คุ ณสมบั ติ ในก ารสะท้ อ นแสงได้ ดี จะไม่เหมาะกับการให้ความร้อนด้วยวิธีน้ ี - ถ้า ต้ อ งการควบคุ ม อุ ณ หภู มิ พยายามวางหั ว วัด อุ ณ หภู มิ ใ ห้ ใ กล้ว ัต ถุ ม ากที่ สุ ด หรื อใช้หวั วัดอุณหภูมิแบบอินฟราเรด
รูปที่ 2.12 ฮีตเตอร์ อนิ ฟราเรด
14 - ฮีตเตอร์รัดท่อ (Band Heater) ได้รับการออกแบบสาหรับรัดท่อ หรื อถังรู ปทรงกระบอกฉนวนของฮีตเตอร์ ทาจากแผ่น Mica และลวดฮีตเตอร์ เป็ นแบบแบน (Ribbon Wire Heating Element) จึงทาให้ฮีตเตอร์ ชนิ ดนี้ มี เส้น ผ่าศูนย์ก ลางเล็ก ขนาด 25 มม. หรื อ อาจใหญ่ ถึง 600 มม. ก็ได้ ส่ ว นความกว้างอยู่ระหว่าง 20 – 300 มม. ตัวถังด้านนอกเป็ นแผ่นเหล็กหรื อสแตนเลส้หมาะสาหรับให้ความร้อนกับเครื่ องฉี ด พลาสติกมีอื่นชื่อว่าฮีตเตอร์กระบอก
รูปที่ 2.13 ฮีตเตอร์ รัดท่ อ - ฮีตเตอร์แผ่น (Strip Heater) โครงสร้างจะเป็ นแบบเดียวกับฮีต เตอร์ รัด ท่อแต่ รูปทรงจะเป็ นแบบสี่ เหลี่ยมจัตุ รัสหรื อ สี่เหลี่ยมผืนผ้าเหมาะสาหรับให้ความร้อนกับแม่พิมพ์
รูปที่ 2.14 ฮีตเตอร์ แผ่น
15 - ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater)
รู ปที่ 2.15 ฮีตเตอร์แท่ง ฮีตเตอร์แท่ง (Cartridge Heater) แบ่งออกเป็ น 2 ชนิด ลักษณะการใช้งานทัว่ ไปของ Cartridge Heater คือ ใส่ไว้ในช่องบนวัตถุ ความร้อนจะถูก ส่งผ่านจากฮีตเตอร์ ไปยังวัตถุที่ตอ้ งการให้ความร้อน ตัวอย่างงาน เช่น ให้ความร้อนแม่พิมพ์ของ เครื่ องบรรจุหีบห่อ Cartridge Heater แบ่งออกเป็ น 2 ชนิด คือ High Density และ Low Density (บางครั้ง เรี ยกว่า High Temperature และ Low Temperature) 1. High Density (H) หลักการทา Cartridge Heater ชนิ ด High density จะต้องรี ดท่อโลหะ ที่มีตวั นาอยูภ่ ายในท่อ และฉนวนแมกนีเซียมออกไซค์ภายในลง ฉนวนภายในจะถูกอัดแน่ น ทาให้ ทนอุณหภูมิได้สูง และมีกาลัง (Watt/Cm2) สูง
รูปที่ 2.16 ฮีตเตอร์ แท่ งชนิด High Density
16 2. Low Density (L) หลักการทา Cartridge Heater ชนิด Low Density นาลวดที่พนั เป็ นแบบ สปริ ง แล้ว ร้ อยลวด Ceramic ใส่ ไว้ใ นท่ อ โลหะ ช่ องว่างระหว่า งท่ อ โลหะกับลวดอัด ด้ว ยผง แมกนีเซียมออกไซค์
รูปที่ 2.17 ฮีตเตอร์ แท่ งชนิด Low Density การกาหนดว่า Cartridge Heater ตัวใดเป็ น High Density หรื อ Low Density จะพิจารณา จากค่า Watt Density ซึ่งเป็ นหน้าที่ของทางผูผ้ ลิต ทาง IQH สามารถผลิตฮีตเตอร์ ให้ตามที่ตอ้ งการ ได้ โดยผูใ้ ช้งานเพียงระบุ ค่า 4 ค่าเท่านั้น คือ 1. เส้นผ่าศูนย์กลาง 2. ความยาว 3. แรงดัน 4. กาลัง วัตต์
2.3 แมกเนติกคอนแทกเตอร์ (Magnetic Contactor)
รูปที่ 2.18 แมกเนติกคอนแทคเตอร์ แมกเนติก คอนแทคเตอร์ (Magnetic Contactor) เป็ นอุปกรณ์ ที่อาศัยการทางานโดยใช้
17 อานาจแม่เหล็กในการเปิ ดปิ ดหน้าสัมผัสในการควบคุ มวงจรมอเตอร์ เราสามารถเรี ยกอีก ชื่อว่า สวิตช์แม่เหล็ก (Magnetic Switch) หรื อคอนแทคเตอร์ (Contactor) 2.3.1 หลักการทางานของแมกเนติกคอนแทคเตอร์ เมื่อมีกระแสไฟฟ้ าไหลผ่านไปยังขดลวดสนามแม่เหล็กที่ขากลางของแกนเหล็กจะสร้าง สนามแม่เหล็กที่ แรงสนามแม่เหล็ก จะสามารถชนะแรงสปริ งได้ดึ งให้แกนเหล็ก ชุ ด ที่ เคลื่อนที่ เคลื่อนที่ลงมาในสภาวะเปิ ด (ON) คอนแทคทั้งสองชุดจะเปลี่ยนสภาวะการทางานคือคอนแทคปกติ ปิ ดจะเปิ ดวงจรจุดสัมผัสออกและคอนแทคปกติเปิ ดจะต่อวงจรของจุดสัมผัสเมื่อไม่มีกระแสไฟฟ้ า ไหลผ่านเข้าไปยังขดลวดสนามแม่เหล็กคอนแทคทั้งสองชุดก็จะกลับไปสู่สภาวะเดิม
รูปที่ 2.19 การทางานของแมกเนติกคอนแทคเตอร์ ข้อดีของการใช้แมกเนติกคอนแทคเตอร์ 1.ให้ความปลอดภัยแก่ผคู้ วบคุมสูง 2.ให้ความสะดวกในการควบคุม 3. ประหยัดเมื่อเทียบกับการควบคุมด้วยมือ 2.3.2 ส่วนประกอบของแมกเนติกคอนแทกเตอร์ แมคเนติกคอนแทกเตอร์มีโครงสร้างหลักที่สาคัญดังนี้ 1.แกนเหล็ก 2.ขดลวด 3. หน้าสัมผัส
18 1. แกนเหล็ ก อยู่ก ับ ที่ (Fixed Core) จะมี ล ัก ษณะเป็ นขาสองข้า งของแกนเหล็ก มี ลวดทองแดงเส้นใหญ่ต่อลัดอยูเ่ ป็ นรู ปวงแหวนฝังอยูท่ ี่ผวิ หน้าของแกนเพื่อ ลดการสัน่ สะเทือนของ แกนเหล็กอันเนื่ องมาจากการสั่นสะเทือนจากไฟฟ้ ากระแสสลับ เรี ยกวงแหวนนี้ ว่า เช็ดเด็ด ริ่ ง (Shaded ring)
รูปที่ 2.20 แกนเหล็กอยู่กบั ที่ 2. แกนเหล็กเคลื่อนที่ (Stationary Core) ทาด้วยแผ่นเหล็กบางอัดซ้อนกันเป็ นแกน จะมีชุดหน้าสัมผัสเคลื่อนที่ (Moving Contact) ยึดติดอยู่
รูปที่ 2.21 แกนเหล็กเคลือ่ นที่
19 3. ขดลวด (Coil) ขดลวดทามาจากลวดทองแดงพันอยูร่ อบบ๊อบบิ้น (Bobbin) สวมอยูต่ รงกลางของขาตัวอีที่อยูก่ บั ที่ขดลวดทาหน้าที่สร้างสนามแม่เหล็กมีข้วั ต่อไฟเข้า
รูปที่ 2.22 ขดลวด 4. หน้าสัมผัส (Contac) หน้าสัมผัสจะยึดติดอยูก่ บั แกนเหล็กเคลื่อนที่ แบ่งออกเป็ น สองส่วนคือ - หน้าสัมผัสหลัก (Main Contac) ใช้ในวงจรกาลังมีหน้าที่ตดั ต่อระบบไฟฟ้ าเข้าสู่ โหลด - หน้าสัมผัสช่วย (Auxiliary Contac) ใช้กบั วงจรควบคุม
รูปที่ 2.23 หน้ าสัมผัส
20 2.4 สวิตท์ (Switch) สวิ ต ท์ไฟฟ้ าเป็ นอุ ปกรณ์ ไ ฟฟ้ าที่ ทาหน้า ที่ ต ัด ต่ อ วงจรไฟฟ้ า และช่ ว ยทาให้เ กิ ด ความ ปลอดภัยกับผูใ้ ช้งานไฟฟ้ า ถ้าเป็ นชนิดที่ออกแบบโดยใช้ความร้อนและแม่เหล็กควบคุมเมื่อเกิดการ ลัดวงจรหรื อการใช้กระแสไฟฟ้ ามากเกินไปในวงจรก็สามารถที่จะตัดวงจรไฟฟ้ าได้ 2.4.1 สวิตช์ปุ่มกด (Push Button Switch) หมายถึง อุป กรณ์ ที่ มีหน้า สัมผัส อยู่ภ ายในการเปิ ดปิ ดหน้าสัม ผัส ได้โดยใช้มือ กดใช้ ควบคุมการทางานของมอเตอร์
รูปที่ 2.24 รูปสวิตช์ ปุ่มกดแบบต่าง ๆ 2.4.2 โครงสร้างภายนอกของสวิตช์ปุ่มกด
รูปที่ 2.25 โครงสร้ างภายนอกของสวิตช์ ปุ่มกด 1. ปุ่ มกด ทาด้วยพลาสติก อาจเป็ นสี เขียวแดงหรื อเหลืองขึ้นอยูก่ บั การนาไปใช้งาน 2. แหวนล็อก 3. ยางรอง 4. ชุดกลไกลหน้าสัมผัส
21 2.4.3 การทางานของสวิตช์ปุ่มกด
รูปที่ 2.26 การทางานของสวิตช์ ปุ่มกด ใช้นิ้ ว กดที่ ปุ่ มกดทาให้มี แ รงดัน หน้าสัม ผัส ให้เ คลื่อ นที่ หน้าสัม ผัส ที่ ปิดจะเปิ ดส่ ว น หน้าสัมผัสที่เปิ ดจะปิ ด เมื่อปล่อยนิ้วออกหน้าสัมผัส จะกลับสภาพเดิม ด้วยแรงสปริ งการนาไปใช้ งานใช้ในการควบคุมการเริ่ มเดินและหยุดหมุนมอเตอร์ 2.4.4 ชนิดของสวิตช์ปุ่มกด สวิตช์ปุ่มกดแบบธรรมดา สวิตช์ปุ่มกดแบบธรรมดาใช้ในงานเริ่ มเดิน (Start) และหยุดหมุน (Stop) สวิตช์สีเขียวใช้ใน การสตาร์ท หน้าสัมผัส เป็ นชนิดปกติเปิ ด (Normally Open) หรื อที่เรี ยกว่า เอ็นโอ (N.O.) สวิตช์สี แดงใช้ในการหยุดการทางาน (Stop) หน้าสัมผัสเป็ นชนิดปกติปิด (Normally Close) หรื อที่เรี ยกว่า เอ็นซี (N.C.)
รูปที่ 2.27 สวิตช์ ปุ่มกดแบบธรรมดา
22 สวิตช์ปุ่มกดที่ใช้ในการเริ่ มเดิม สวิตช์ปุ่มกดที่ ใช้ในการเริ่ มเดิ ม (start) และหยุด หมุน นี้ อยู่ในกล่องเดี ย วกัน ปุ่ มสี เขี ย ว สาหรับกดเริ่ มเดิน มอเตอร์ (Start) ปุ่ มสี แดง สาหรั บกดหยุด หมุน (Stop) เหมาะกับการใช้งาน มอเตอร์ ขนาดเล็ก ใช้งานธรรมดาที่ ใช้กระแสไม่สูงสามารถต่ อได้โดยตรง ใช้กบั มอเตอร์ ไฟฟ้ า ขนาดใหญกว่า 1/2 แรงม้าต้องใช้ร่วมกับอุปกรณ์อื่นเช่นสวิตช์แม่เหล็ก (Magnetic contactor) และ อุปกรณ์ป้องกันมอเตอร์ทางาน เกินกาลัง (Over Load Protection) ดังนั้นจึงทาให้ระบบควบคุมการ เริ่ มเดินมอเตอร์เป็ นไปอย่างมีประสิทธิภาพมากยิง่ ขึ้น
รูปที่ 2.28 สวิตช์ ปุ่มกดทีใ่ ช้ ในการเริ่มเดิม สวิตช์ปุ่มกดฉุกเฉิน สวิตช์ปุ่มกดฉุกเฉินหรื อเรี ยกทัว่ ไปว่าสวิตช์ดอกเห็ดเป็ นสวิตช์หวั ใหญ่กว่าสวิตช์แบบ ธรรมดาเป็ นสวิตช์ที่เหมาะกับงานที่ที่เกิดเหตุฉุกเฉินหรื องานที่ตอ้ งการหยุดทันที
รูปที่ 2.29 สวิตช์ ปุ่มกดฉุกเฉิน
23 สวิตช์ปุ่มกดที่มีหลอดสัญญาณติดอยู่ เมื่อกดสวิตช์ปุ่มกดจะทาให้หลอดสัญญาณสว่างออกมา
รูปที่ 2.30 สวิตช์ ปุ่มกดที่มหี ลอดสัญญาณติดอยู่ สวิตช์ปุ่มกดที่ใช้เท้าเหยียบ เป็ นสวิตช์ที่ทางานที่ใช้เท้าเหยียบเหมาะกับเครื่ องจักรที่ตอ้ งทางานโดยใช้เท้าเหยียบ เช่น เครื่ องตัดเหล็ก
รูปที่ 2.31 สวิตช์ ปุ่มกดทีใ่ ช้ เท้ าเหยียบ
24 2.5 ลิมติ สวิตช์ (Limit Switch)
รูปที่ 2.32 ลิมติ สวิตช์ 2.5.1 หลักการทางานของลิมิตสวิตช์ ลิมิตสวิตช์ โดยปกติแบ่งออกเป็ น 2ลักษณะคือ ปกติ (NO) และปิ ด (NC) จากโครงสร้าง ภายในตาแหน่งปกติ หน้าสัมผัสจะไม่ต่อถึงกันทาให้กระแสไฟฟ้ าไม่สามารถไหลผ่านได้ตาแหน่ ง ทางานเมื่อมีแรงภายนอกมากระทา เช่นลูกสูบเคลื่อนที่ออกมากดลิมิตสวิตช์ทาให้สภาวะการทางาน เปลี่ยนจากปกติเปิ ด (NO) เป็ นปกติปิด (NC) มีผลทาให้กระแสไฟฟ้ าไหลผ่านไปได้และเมื่อลูกสูบ เคลื่อนที่กลับจะทาให้ลิมิตสวิตช์กลับสู่สภาพเดิมจากปกติปิด (NC) เป็ นปกติเปิ ด (NO) ทาให้ตดั วงจรการทางาน 2.6 รีเลย์ (Relay) 2.6.1 ความหมายของรี เลย์ รี เลย์ (Relay) เป็ นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้ าให้เป็ นพลังงานแม่เหล็กเพื่อใช้ในการ ดึงดูดหน้าสัมผัสของคอนแทคให้เปลี่ยนสภาวะโดยการป้ อนกระแสไฟฟ้ าให้กบั ขดลวดเพื่อทาการ ปิ ดหรื อเปิ ดหน้าสัมผัสคล้ายกับสวิตช์อิเล็กทรอนิ กส์ซ่ึงเราสามารถนารี เลย์ไปประยุกต์ใช้ ในการ ควบคุมวงจรต่าง ๆในงานช่างอิเล็กทรอนิกส์มากมาย 2.6.2 หลักการเบื้องต้นของรี เลย์ รี เ ลย์เ ป็ นอุ ป กรณ์ ที่ นิ ย มน ามาท าเป็ นสวิ ต ช์ท างด้า นอิ เ ล็ก ทรอนิ ก ส์ โ ดยจะต้อ งป้ อน กระแสไฟฟ้ าให้ไหลผ่านขดลวดจ านวนหนึ่ งเพื่อน าไปควบคุ มวงจรก าลังงานสู งๆที่ ต่ ออยู่ก ับ หน้าสัมผัสหรื อคอนแทกต์ของรี เลย์
25
รูปที่ 2.33 รูปร่ างและสัญลักษณ์ของรีเลย์ หลักการทางานเบื้องต้นของรี เลย์แสดงดังรู ป 2.34 การทางานเริ่ มจากปิ ดสวิตช์ เพื่อป้ อน กระแสให้กบั ขดลวด (Coil) โดยทัว่ ไปจะเป็ นขดลวดพันรอบแกนเหล็กทาให้เกิดสนามแม่เหล็กไป ดูดเหล็กอ่อนที่เรี ยกว่าอาร์เมเจอร์ (Armature) ให้ต่าลงมา ที่ปลายของอาร์เมเจอร์ ดา้ นหนึ่ งมักยึดติด กับสปริ ง (Spring) และปลายอีกด้านหนึ่ งยึดติดกับหน้าสัมผัส (Contacts) การเคลื่อนที่อาร์ เมเจอร์ จึงเป็ นการควบคุมการเคลื่อนที่ของหน้าสัมผัสให้แยกจากหรื อแตะกับหน้าสัมผัสอีกอันหนึ่ งซึ่งยึด ติดอยูก่ บั ที่ เมื่อเปิ ดสวิตช์อาร์ เมเจอร์ ก็จะกลับสู่ตาแหน่ งเดิมเราสามารถนาหลักการนี้ ไปควบคุม โหลด (Load) หรื อวงจรอิเล็กทรอนิกส์ต่างๆได้ตามต้องการ
รูปที่ 2.34 หลักการทางานเบือ้ งต้นของรีเลย์
26 2.6.3 หน้าสัมผัสของรี เลย์ รู ปที่ 2.34 แสดงรี เลย์ที่มีหน้าสัมผัสเพียงชุดเดียวปัจจุบนั รี เลย์ที่มีขดลวดชุดเดียวสามารถ ควบคุมหน้าสัมผัสได้หลายชุดดังรู ปที่ 2.35 อาร์เมเจอร์อนั เดียวถูกยึดอยูก่ บั หน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้ 4 ชุดดังนั้นรี เลย์ตวั นี้จึงสามารถควบคุมการแตะหรื อจากกันของหน้าสัมผัสได้ถึง 4 ชุด
รูปที่ 2.35 โครงสร้ างและสัญลักษณ์ของขุดหน้ าสัมผัสแบบ 4PST แต่ละหน้าสัมผัสที่เคลื่อนที่ได้มีชื่อเรี ยกว่าขั้ว (Pole) รี เลย์ในรู ปที่ 2.35 มี 4 ขั้ว จึงเรี ยก หน้าสัมผัสแบบนี้ว่าเป็ นแบบ 4PST (Four Pole Single Throw) ถ้าแต่ละขั้วที่เคลื่อนที่แล้วแยกจาก หน้าสัม ผัส อัน หนึ่ งไปแตะกับ หน้า สัมผัส อีก อัน หนึ่ งเหมือ นกับ สวิต ช์โยกโดยเป็ นการเลื อ ก หน้าสัมผัสที่ข นาบอยู่ท้ งั สองด้านดังรู ปที่ 2.36 หน้าสัมผัสแบบนี้ มีชื่อว่า SPDT (Single Pole Double Throw)
รูปที่ 2.36 หน้ าสัมผัสแบบ SPDT ในกรณี ที่ไม่มีการป้ อนกระแสไฟฟ้ าเข้าขดลวดของรี เลย์สภาวะ NO (Normally Open) คือ สภาวะปกติ หน้าสัมผัสกับขั้ว แยกจากกัน ถ้าต้องการให้สัมผัสกันจะต้องป้ อนกระแสไฟฟ้ าเข้า
27 ขดลวด ส่วนสภาวะ NC (Normally Closed) คือสภาวะปกติหน้าสัมผัสกับขั้วสัมผัสกันถ้าต้องการ ให้แยกกันจะต้องป้ อนกระแสไฟฟ้ าเข้าขดลวดนอกจากนี้ ยังมีแบบแยกก่อนแล้วสัมผัส (BreakMake) หมายถึงหน้าสัมผัสระหว่าง 1 และ 2 จะแยกจากกันก่อนที่หน้าสัมผัส 1 และ 3 จะสัมผัสกัน แต่ถา้ หากตรงข้ามกันคือหน้าสัมผัส 1 และ 2 จะสัมผัสกัน และจะไม่แยกจากกันจนกว่าหน้าสัมผัส 1 และ 3 จะสัมผัสกัน (Make-Break)
รูปที่ 2.37 หน้ าสัมผัสแบบ SPDT แบบ Break-Make และ Make-Break 2.6.4 ชนิดของรี เลย์ 1. อาร์เมเจอร์รีเลย์ (Armature Relay) 2. รี ดรี เลย์ (Reed Relay) 3. รี ดสวิตช์ (Reed Switch) 4. โซลิดสเตตรี เลย์ (Solid-State Relay) 1. อาร์ เ มเจอร์ (Armature Relay) คื อรี เลย์ที่ได้อธิ บ ายหลัก การทางานดังใน รู ปที่ 2.38 ซึ่งเป็ นรี เลย์ที่นิ ยมใช้ก ันมากที่ สุด บางครั้ งเรี ย กรี เลย์แบบนี้ ว่ารี เลย์ชนิ ด แคลปเปอร์ (Clapper Relay)
รูปที่ 2.38 รีเลย์อาร์ เมเจอร์
28 2. รี ด รี เ ลย์ (Reed Relay) เป็ นรี เลย์ไ ฟฟ้ าที่ มีลกั ษณะเป็ นแคปซูล ขนาดเล็ก ในรู ปที่ 2.39 แสดงภาพตัดขวางของรี เลย์ที่ประกอบด้วยส่วนที่เรี ยกว่ารี ดแคปซูลซึ่งมีคอยล์พนั บน แกน บ๊ อ บบิ้ น รี ดแคปซู ล จะเป็ นหลอดแก้ว ภายในบรรจุ ก๊ า ชเฉื่ อ ยหน้ า สั ม ผัส เป็ นโลหะ ผสมแผ่นบาง ๆ ปลายตัด 2 แผ่น วางซ้อนแต่ไม่สัมผัสกันเป็ นสวิตช์ชุดเดียวทางเดียวหน้าสัมผัส ปกติเปิ ดวงจร (SPST-NO)
รูปที่ 2.39 รีเลย์ชนิดรีดรีเลย์ 3. รี ดสวิตช์ (Reed Switch) เป็ นรี เลย์อีกชนิ ดหนึ่ งแต่ไม่มีชุดขดลวดสาหรับสร้าง สนามแม่เหล็กการควบคุมการปิ ดเปิ ดหน้าสัมผัสของสวิตช์จะใช้สนามแม่เหล็กจากภายนอกมา ควบคุมหน้าสัมผัสโครงสร้างภายในของรี ดสวิตช์แสดงดังรู ปที่ 2.40
รูปที่ 2.40 รีเลย์ชนิดรีดสวิตช์
29 4. โซลิดสเตตรี เลย์ (Solid-State Relay) เป็ นรี เลย์ที่ไม่มีโครงสร้างทางกลอยูภ่ ายใน มีข้วั ต่ออย่างละ 2 ขั้วขั้วอินพุตเป็ นขั้วสาหรับป้ อนสัญญาณควบคุม เพื่อบังคับให้ข้วั เอาต์พุตปิ ดหรื อ เปิ ดวงจรโดยจะมีการแยกกันทางไฟฟ้ าระหว่างขั้วอินพุตและเอาต์พุต
รูปที่ 2.41 โซลิดสเตตรีเลย์
2.7 เทอร์ โมสตัท (Thermostat) เทอร์โมสตัท (Thermostat) หรื อสวิตซ์ความร้อนอัตโนมัติทาหน้าที่ควบคุมอุณหภูมิ หรื อ ระดับความร้อนของเครื่ องใช้ไฟฟ้ า โดยจะตัดวงจรไฟฟ้ าเมื่อเครื่ องใช้น้ นั ร้อนถึงจุดกาหนด
รูปที่ 2.42 เทอร์ โมสตัท
30 2.7.1 การทางานของเทอร์โมสตัท เทอร์โมสตัท มีส่วนประกอบเป็ นโลหะต่างชนิดกัน 2 แผ่นประกบกัน เมื่อได้รับความร้อน จะขยายตัวได้ต่างกัน เช่น เหล็ก กับทองเหลือง โดยให้แผ่นโลหะที่ข ยายตัว ได้น้อย (เหล็ก ) อยู่ ด้านบน ส่วนแผ่นโลหะที่ขยายตัวได้มาก (ทองเหลือง) อยู่ดา้ นล่าง เมื่อกระแสไฟฟ้ าไหลผ่านแผ่น โลหะทั้งสองมากขึ้น จะทาให้มีอุณหภูมิสูงขึ้นจนแผ่นโลหะทั้งสองโค้งงอ เป็ นเหตุให้จุดสัมผัส แยกออกจากกัน เกิดเป็ นวงจรเปิ ด กระแสไฟฟ้ าจึงไหลผ่านไม่ได้ และเมื่อแผ่นโลหะทั้งสองเย็นลง ก็จะสัมผัสกันเหมือนเดิม เกิดเป็ นวงจรปิ ด กระแสไฟฟ้ าจึงไหลผ่านแผ่นโลหะทั้งสองได้อีกครั้ง วนเวียนเช่นนี้เรื่ อยไป
รูปที่ 2.43 การทางานของเทอร์ โมสตัท 2.8 ไอซีเร็กกูเลเตอร์ (IC Regulator) 2.8.1 เร็ กกูเลเตอร์แบบขนาน (Shunt Regulator) การทางานของวงจรเร็ กกูเลเตอร์ แบบขนานดังรู ปที่ 2.44 โดยมีแรงดัน อิน พุท VIN จ่ าย ให้กบั วงจร มีตวั ต้านทาน RS ทาหน้าที่ในการจากัดกระแสที่จะไหลผ่านวงจรทั้งหมด ตัวต้านทานที่ ปรับค่ าได้ RP จะทาการปรั บค่าเองโดยอัตโนมัติเพื่อให้แรงดันที่เอาท์พุทคงที่ต ลอด สมการของ แรงดันเอาท์พุท VO = VIN – RS (IO + IP)
รูปที่ 2.44 แผนผังการทางานของเร็กกูเลเตอร์ แบบขนาน
31 ตัวอย่างของวงจรประเภทนี้ได้แก่วงจรเร็ กกูเลเตอร์ที่ใช้ตวั ต้านทานต่อกับซีเนอร์ ไดโอด ซึ่ง RP ในที่น้ ีก็คือซีเนอร์ไดโอดนัน่ เอง 2.8.2 เร็ กกูเลเตอร์แบบอนุกรม (Series Regulator) หลักการทางานของเร็ กกูเลเตอร์แบบอนุกรมนี้ แสดงในรู ปที่ 2.45 โดยมีการจ่ายแรงดันที่ ยังไม่ได้มีการเร็ กกูเลทไปยัง RP โดย RP จะปรับค่าความต้านทานของตัวเองได้อตั โนมัติ ทาให้เกิด แรงดันตกคร่ อมที่ RP ค่าหนึ่ง จะได้แรงดันเอาท์พุทเท่ากับ แรงดันอินพุทลบด้วยแรงดันตกคร่ อมใน ตัวเร็ กกูเลเตอร์ ซึ่งผลของการปรับค่า RP ที่ ถูกต้อง ก็จะทาให้ได้แรงดันเอาท์พุทตามที่ตอ้ งการ และ จากหลักการทางานของเร็ กกูเลเตอร์ ชนิ ดนี้ เองที่ได้นามาประยุก ต์ทาเป็ นไอซี เร็ กกูเลเตอร์ เบอร์ ต่างๆ ทั้งเบอร์ 78XX เบอร์ 79XX และอื่นๆ อีก
รูปที่ 2.45 แผนผังการทางานของเร็กกูเลเตอร์ แบบอนุกรม 2.8.3 แผนผังวงจรพื้นฐานของเร็ กกูเลเตอร์แบบอนุกรม แผนผังวงจรพื้นฐานของเร็ กกูเลเตอร์ชนิดนี้ สามารถแบ่งออกได้ 3 ภาค ดังแสดงในรู ปที่ 3 ประกอบไปด้วย 1.วงจรแรงดัน อ้างอิ ง (Voltage Referent) ซึ่ งเป็ นส่ ว นที่ เป็ นอิสระต่ อทั้งอุ ณ หภูมิและ แรงดันที่จ่ายให้กบั เร็ กกูเลเตอร์ 2.วงจรขยายความผิดพลาด (Error Amplifier) ทาหน้าที่คอยเปรี ยบเทียบแรงดัน ระหว่าง แรงดันอ้างอิงและสัดส่วนของแรงดันเอาท์พุท ที่ป้อนกลับมาที่ขาอินเวอร์ติ้งของออปแอมป์ 3.ซีรีส์พาสทรานซิสเตอร์ (Series Transistor) ทาหน้าที่จ่ายกระแสเอาท์พุทให้เพียงพอกับ ความต้องการองโหลด เมื่อป้ อนแรงดัน อิน พุทให้กบั ไอซี เร็ ก กูเลเตอร์ แรงดัน เอาท์พุทจะถูก ป้ อนมายังอิน พุท โดย R1 และ R2 ทาหน้าที่เป็ นวงจรแบ่งแรงดัน ซึ่งแรงดันที่ตกคร่ อม R2 จะเป็ นสัดส่ วนกับแรงดันที่ เอาท์พุท วงจรขยายความผิด พลาดจะทาหน้าที่ รัก ษาสัดส่ ว นของแรงดัน อ้างอิงกับแรงดันที่ ต ก
32 คร่ อม R2 ให้เท่ากัน ถ้าแรงดัน VR2 มากกว่ า VREF วงจรขยายความผิด พลาดจะลดระดับ การขยายสัญ ญาณ เอาท์พุท ทาให้ทรานซิสเตอร์จ่ายกระแสลดลงเป็ นผลให้แรงดันเอาท์พุทที่จ่ายให้โหลดลดลงด้วย ถ้าแรงดัน VR2 น้อยกว่า VREF วงจร ขยายความผิด พลาดจะเพิ่มระดับการขยายสัญญาณ เอาท์พุท ทาให้ทรานซิสเตอร์ จ่ายกระแสเพิ่มขึ้น เป็ นผลให้แรงดันเอาท์พุทที่จ่ายให้โหลดเพิ่มขึ้น ด้วย
รูปที่ 2.46 แผนผังวงจรพืน้ ฐานของเร็กกูเลเตอร์ แบบอนุกรม 2.8.4 ไอซีเร็ กกูเลเตอร์สามขาชนิดจ่ายแรงดันคงที่ ไอซีเร็ กกูเลเตอร์ ภายในประกอบด้วยวงจรเร็ กกูเลเตอร์ แบบอนุ กรม มีขาต่อใช้งาน 3 ขา ประกอบด้วยขา อินพุท เอาท์พุท และกราวด์ ซึ่งจะจ่ายแรงดันค่าใดค่าหนึ่ งโดยเฉพาะ โดยรวมเอา ส่วนของวงจรป้ อนกลับที่ประกอบด้วย R1 และ R2 ดังรู ปที่ 3 เข้าไว้เป็ นส่ วนหนึ่ งของไอซี ซึ่งจุดนี้ นี่เองที่แตกต่างไปจากไอซีเร็ กกูเลเตอร์ที่ปรับค่าได้
รูปที่ 2.47 การต่อไอซีเร็กกูเลตอร์ ใช้ งานแบบง่าย ๆ
33 จุดเด่นของไอซีเร็ กกูเลเตอร์ค่าคงที่น้ ีคือ สามารถต่อวงจรได้ง่ายไม่ตอ้ งต่ออุปกรณ์ภายนอก เพิ่มเติมมากนัก ตัวอย่างวงจรการใช้งาน ดังแสดงในรู ปที่ 2.47 ในการต่อวงจรบางครั้งจาเป็ นต้อง ต่อไอซีเร็ กกูเลเตอร์ห่างจากแหล่งจ่ายไฟ อินพุทเกิน 5 เซนติเมตร จึงควรใส่ ตวั เก็บประจุอิเล็กทรอ ไลต์ ขนาดประมาณ 10 ไมโครฟารัด สักตัวไว้ดา้ นอินพุท เพื่อป้ องกันการเกิดออสซิลเลตที่ความถี่ สูง ซึ่งจะทาให้วงจรขาดเสถียรภาพ เอาท์พุทที่ออกจากไอซีเร็ กกูเลเตอร์ จะได้แรงดันเอาท์พุทที่ เรี ยบพอสมควรอยูแ่ ล้ว แต่อาจจะใส่ตวั เก็บประจุที่มีค่าประมาณ 100 ไมโครฟารัด เพื่อช่วยปรับปรุ ง แรงดันให้เรี ยบขึ้น ถึงแม้ว่าแรงดันไอซีเร็ กกูเลเตอร์ชนิดนี้จะให้แรงดันเอาท์พุทคงที่ มีเบอร์ให้เลือก แรงดันเอาท์พุทได้คงที่หลายเบอร์เช่น 5 V, 5.2 V, 6V, 8V, 10V, 12V, 15V, 18V และ 24V กระแส เอาท์พุทตั้งแต่ 10 มิลลิแอมป์ ถึง 3 แอมป์ และมีให้เลือกทั้งชนิดเร็ กกูเลเตอร์ไฟบวกและเร็ กกูเลเตอร์ ไฟลบ
รูปที่ 2.48 ตาแหน่งขาของ IC Regulator เบอร์ 78xx และ 79xx
34 2.9 หม้อ แปลงไฟฟ้ า (Transformers)
รูปที่ 2.49 หม้อแปลง หม้อแปลงหรื อหม้อแปลงไฟฟ้ า (transformer) เป็ นอุปกรณ์ ไฟฟ้ า ที่ ใช้ในการส่ งผ่าน พลังงานจากวงจรไฟฟ้ าหนึ่ งไปยังอีกวงจรโดยอาศัยหลัก การของแม่เหล็กไฟฟ้ า โดยปกติจะใช้ เชื่ อมโยงระหว่างระบบไฟฟ้ าแรงสู งและไฟฟ้ าแรงต่ า หม้อแปลงเป็ นอุปกรณ์ หลักในระบบส่ ง กาลังไฟฟ้ า หม้อแปลงไฟฟ้ าเป็ นอุปกรณ์ ที่ใช้สาหรั บส่ งผ่านพลังงานไฟฟ้ า สามารถเปลี่ยนขนาด แรงดันไฟฟ้ าหรื อขนาดของกระแสไฟฟ้ าได้ ซึ่งขึ้นอยูก่ บั การออกแบบและใช้งาน 2.9.1 โครงสร้างของหม้อแปลง หม้อแปลงแบ่ งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ ากาลังได้ 2 แบบคือหม้อแปลงไฟฟ้ า ชนิด 1 เฟส และหม้อแปลงไฟฟ้ าชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสาคัญประกอบด้วย 1. ขดลวดตัวนาปฐมภูมิ (Primary Winding) ทาหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ า 2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทาหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้ า 3. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทาหน้าที่เป็ นจุดต่อสายไฟกับขดลวด 4. แผ่นป้ าย (Name Plate) ทาหน้าที่บอกรายละเอียดประจาตัวหม้อแปลง 5. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทาหน้าที่ระบายความร้อนให้กบั ขดลวดเช่น อากาศ, พัดลม, น้ ามัน หรื อใช้ท้งั พัดลมและน้ ามันช่วยระบายความร้อนเป็ นต้น 6. โครง (Frame) หรื อตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทาหน้าที่บรรจุขดลวดแกนเหล็กรวมทั้ง การติดตั้งระบบระบายความร้อนให้กบั หม้อแปลงขนาดใหญ่ 7.สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทาหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของ แรงเคลื่อนไฟฟ้ าและมีอุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้ าชนิดต่าง ๆ รวมอยูด่ ว้ ย วัสดุที่ใช้ทาขดลวดหม้อแปลงโดยทัว่ ไปทามาจากสายทองแดงเคลือบน้ ายาฉนวนมีขนาด และลักษณะลวดเป็ นทรงกลมหรื อแบนขึ้นอยูก่ บั ขนาดของหม้อแปลงลวดเส้นโตจะมีความสามารถ
35 ในการจ่ายกระแสได้มากกว่าลวดเส้นเล็ก หม้อแปลงขนาดใหญ่มกั ใช้ลวดถักแบบตีเกลียวเพื่อเพิ่มพื้นที่สายตัวนาให้มีทางเดินของ กระแสไฟมากขึ้นสายตัวนาที่ใช้พนั ขดลวดบนแกนเหล็กทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอาจ มีแทปแยก (Tap) เพื่อแบ่งขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้ า (ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้การเปลี่ยนแทป ด้วยสวิตช์อตั โนมัติ) ฉนวน สายทองแดงจะต้องผ่านการเคลือบน้ ายาฉนวนเพื่อป้ องกันไม่ให้ขดลวดลัดวงจรถึงกันได้ การพันขดลวดบนแกนเหล็กจึงควรมีกระดาษอาบน้ ายาฉนวนคัน่ ระหว่างชั้นของขดลวดและคัน่ แยกระหว่างขดลวดปฐมภูมิกบั ทุติยภูมิดว้ ยในหม้อแปลงขนาดใหญ่มกั ใช้กระดาษอาบน้ ายาฉนวน พันรอบสายตัวนาก่อนพันเป็ นขดลวดลงบนแกนเหล็กนอกจากนี้ยงั ใช้น้ ามันชนิ ดที่เป็ นฉนวนและ ระบายความร้อนให้กบั ขดลวดอีกด้วย
รูปที่ 2.50 ฉนวน แกนเหล็ก แผ่น เหล็ก ที่ ใช้ทาหม้อแปลงจะมีส่ ว นผสมของสารกึ่ งตัว น า-ซิ ลิ ก อนเพื่อรั ก ษาความ หนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นรอบขดลวดไว้แผ่นเหล็กแต่ละชั้นเป็ นแผ่นเหล็กบางเรี ยงต่อ กันหลายชิ้นทาให้มีความต้านทานสูงและช่วยลดการสูญเสียบนแกนเหล็กที่ส่งผลให้เกิดความร้อน หรื อที่เรี ยกว่ากระแสไหลวนบนแกนเหล็กโดยทาแผ่นเหล็กให้เป็ นแผ่นบางหลายแผ่นเรี ยงซ้อน ประกอบขึ้นเป็ นแกนเหล็กของหม้อแปลง ซึ่งมีดว้ ยกันหลายรู ปแบบเช่น แผ่นเหล็กแบบ Core และ แบบ Shell
36
รูปที่ 2.51 แกนเหล็ก ขั้วต่อสายไฟ โดยทัว่ ไปหม้อแปลงขนาดเล็กจะใช้ข้วั ต่อไฟฟ้ าต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับสายไฟฟ้ า ภายนอก และ ถ้าเป็ นหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้แผ่นทองแดง (Bus Bar) และบุชชิ่งกระเบื้องเคลือบ (Ceramic) ต่อเข้าระหว่างปลายขดลวดกับสายไฟฟ้ าภายนอก แผ่นป้ าย แผ่นป้ ายจะติดไว้ที่ตวั ถังของหม้อแปลงเพื่อแสดงรายละเอียดประจาตัวหม้อแปลงอาจเริ่ ม จากชื่อบริ ษทั ผูผ้ ลิต ชนิ ด รุ่ นและขนาดของหม้อแปลง ขนาดกาลังไฟฟ้ าแรงเคลื่อนไฟฟ้ าด้านรับ ไฟฟ้ าและด้านจ่ายไฟฟ้ า ความถี่ใช้งาน วงจรขดลวดลักษณะการต่อใช้งาน ข้อควรระวัง อุณหภูมิ มาตรฐานการทดสอบ และอื่น ๆ
รูปที่ 2.52 แผ่นป้าย
37 2.9.2 หลักการทางานของหม้อแปลง กฎของฟาราเดย์ (Faraday’s Law) กล่าวไว้ว่าเมื่อขดลวดได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ า กระแสสลับจะทาให้ขดลวดมีการเปลี่ยนแปลงเส้นแรงแม่เหล็กตามขนาดของรู ปคลื่นไฟฟ้ า กระแสสลับ และทาให้มีแรงเคลื่อนไฟฟ้ าเหนี่ยวนาเกิดขึ้นที่ขดลวดนี้ คาอธิบาย : เมื่อขดลวดปฐมภูมิได้รับแรงเคลื่อนไฟฟ้ ากระแสสลับจะทาให้มี แรงเคลื่อนไฟฟ้ าเหนี่ยวนาเกิดขึ้นตามกฎของฟาราเดย์ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้ าเหนี่ยวนานี้ข้ ึนอยู่ กับ จานวนรอบของขดลวดพื้นที่แกนเหล็กและความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่มีการ เปลี่ยนแปลงจากไฟฟ้ ากระแสสลับเมื่อกระแสไฟฟ้ าไหลผ่านขดลวดจะทาให้มีเส้นแรงแม่เหล็กใน ขดลวดเส้นแรงแม่เหล็กนี้เปลี่ยนแปลงตามขนาดของรู ปคลื่นไฟฟ้ าที่ได้รับเส้นแรงแม่เหล็กเกือบ ทั้งหมดจะอยูร่ อบแกนเหล็กเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงของเส้นแรงแม่เหล็กผ่านขดลวดจะทาให้มี แรงเคลื่อนไฟฟ้ าเหนี่ยวนาเกิดขึ้นที่ขดลวดทุติยภูมิน้ ี 2.9.3 ข้อกาหนดทางไฟฟ้ าสาหรับหม้อแปลงไฟฟ้ า 1. ไม่เปลี่ยนแปลงความถี่ไปจากเดิม 2. กาลังไฟฟ้ าของหม้อแปลงด้านปฐมภูมิเท่ากับด้านทุติยภูมิ เช่นหม้อแปลงขนาด 100 VA, 20 V / 5 V จะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้ าด้านปฐมภูมิ 20 V ส่วนด้านทุติยภูมจิ ะมีแรงเคลื่อนไฟฟ้ า 5 V 2.9.4 ประเภทของหม้อแปลง หม้อแปลงอาจแบ่งได้หลายวิธี เช่น แบ่งตามพิกดั กาลัง ระดับแรงดันไฟฟ้ า หรื อ จุดประสงค์การใช้งาน สาหรับในประเทศไทยอาจจะแบ่งได้ดงั นี้ หม้อแปลงกาลัง (Power Transformer) เป็ นหม้อแปลงที่ใช้ในการส่งผ่านพลังงานในระบบ ส่งกาลังไฟฟ้ าโดยทัว่ ไปจะมีขนาดตั้งแต่ 1 MVA ขึ้นไปจนถึงหลายร้อย MVA หม้อแปลงจาหน่าย (Distribution Transformer) เป็ นหม้อแปลงที่ใช้ในระบบจาหน่ายของ การไฟฟ้ าส่วนภูมิภาคและการไฟฟ้ านครหลวง หม้อแปลงวัด (Instrument Transformer) เป็ นหม้อแปลงที่มิได้ใช้เพื่อการส่งผ่านพลังงาน แต่ใช้เพื่อแปลงกระแสไฟฟ้ าหรื อแรงดันไฟฟ้ าจากระบบแรงดันสูงให้มีขนาดที่เหมาะสมกับ เครื่ องมือวัดค่าต่างๆ เช่น มิเตอร์ 2.9.5 ชนิดของหม้อแปลงไฟฟ้ า การจาแนกหม้อแปลงตามขนาดกาลังไฟฟ้ ามีดงั นี้ 1. ขนาดเล็กจนถึง 1 VA เป็ นหม้อแปลงที่ใช้กบั การเชื่อมต่อระหว่างสัญญาณในงาน อิเล็กทรอนิกส์ 2. ขนาด 1-1000 VA เป็ นหม้อแปลงที่ใช้กบั งานด้านเครื่ องใช้ไฟฟ้ าภายในบ้านขนาดเล็ก
38 3. ขนาด 1 kVA -1 MVA เป็ นหม้อแปลงที่ใช้กบั งานจาหน่ายไฟฟ้ าในโรงงานสานักงาน ที่ พักอาศัย 4. ขนาดใหญ่ต้งั แต่ 1 MVA ขึ้นไป เป็ นหม้อแปลงที่ใช้กบั งานระบบไฟฟ้ ากาลังในสถานี ไฟฟ้ าย่อย การผลิตและจ่ายไฟฟ้ า นอกจากนี้หม้อแปลงยังสามารถจาแนกชนิดตามจานวนรอบของขดลวดได้ดงั นี้ 1.หม้อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้ าเพิ่ม (Step-Up) ขดลวดทุติยภูมิจะมีจานวนรอบมากกว่า ขดลวดปฐมภูมิ 2.หม้อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้ าลง (Step-Down) ขดลวดทุติยภูมิจะมีจานวนรอบน้อยกว่า ปฐมภูมิ 3.หม้อแปลงที่มีแทปแยก (Tap) ทาให้มีขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้ าได้หลายระดับ 4.หม้อแปลงที่ใช้สาหรับแยกวงจรไฟฟ้ าออกจากกัน (Isolating) ขดลวดทุติยภูมิจะมีจานวน รอบเท่ากันกับขดลวดปฐมภูมิหรื อมีแรงเคลื่อนไฟฟ้ าเท่ากันทั้งสองด้าน 2.9.6 การหาขั้วหม้อแปลงไฟฟ้ า ขั้วของหม้อแปลงมีความสาคัญเพื่อจะนาหม้อแปลงมาต่อใช้งานได้อย่างถูกต้องการหาขั้ว หม้อแปลงมีหลักการทดสอบโดยการต่อขดลวดปฐมภูมิและทุ ติยภูมิอนุ ก รมกันซึ่ งจะทาให้เกิ ด แรงเคลื่อนไฟฟ้ าขั้วเสริ มกัน (Additive Polarity) หรื อขั้วหักล้างกัน (Subtractive Polarity) ถ้าขั้ว เสริ มกันเครื่ องวัดจะอ่านค่าได้มากกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้ าที่จ่ายให้กบั หม้อแปลงแต่ถา้ ขั้วหักล้างกัน เครื่ องวัดจะอ่านค่าได้นอ้ ยกว่าแรงเคลื่อนไฟฟ้ าที่จ่ายให้กบั หม้อแปลง การหาขั้ วหม้อ แปลงมี ค วามสั ม พัน ธ์ ร ะหว่ า งขั้ วแรงเคลื่ อ นไฟฟ้ าด้ า นสู ง และ แรงเคลื่อนไฟฟ้ าด้านต่า เมื่อเราจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้ าให้กบั ขั้ว H1 และ H2 ส่ วนขดลวดที่เหลือคือ ขั้ว X1 และ X2 สิ่งที่ควรรู้ในการทดสอบคืออัตราส่วนของแรงเคลื่อนไฟฟ้ าระหว่างปฐมภูมิกบั ทุติย ภูมิและเพื่อความปลอดภัยไม่ควรจ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้ าทดสอบเกินกว่าขนาดของขดลวดแรงเคลื่อน ไฟต่าตัวอย่างเช่น หม้อแปลง 480 V / 120 V จะมีอตั ราส่ วนของแรงเคลื่อนไฟฟ้ าระหว่างปฐมภูมิ กับทุ ติ ยภูมิเท่ ากับ 4 ดังนั้น หากจ่ า ยแรงเคลื่อนไฟฟ้ า 120 V ให้ก ับขดลวดปฐมภูมิจ ะทาให้มี แรงเคลื่อนไฟฟ้ าด้านทุติยภูมิ 120 / 4 เท่ากับ 30 V ซึ่งจะไม่ทาให้มีแรงเคลื่อนไฟสูงเกิดขึ้นใน ระหว่างการทดสอบ
