เจอมาเลยบอกต่อ...

case1 เสียงดังน่ากลัว
ปกติถ่านที่ผลิตใหม่จะทำเคริฟของหน้าสัมผัสให้พอดีกับห้าคอม เพื่อที่จะการนำกระแสไฟฟ้าจะได้เต็มพื้นที่ ดังนั้นก่อนการใช้งานจริง โรงซ่อมจะต้องเป็นคนทำให้มันเข้ากับได้พอดี คือ เดินมอเตอร์แบบไม่มีโหลด เพื่อให้มันขัดสีกันจนเข้ากันจนแนบสนิท แต่ไม่ใช่แป๊บๆนะ ต้องเดินหลายชั่วโมงเลยแหละ

หากไปเปลี่ยนหน้างาน อาจไม่ได้ใช้วิธีดังกล่าว หน้าถ่านอาจจิกลงไปบนหัวคอม จนเกิดเสียงดังขึ้น ด้วยความตกใจช่างเลยสั่งหยุด อธิบายก็ไม่ฟัง เลยต้องเอากระดาษทรายขัดให้เข้ากันพอดี แล้วหมุนมันจึงไม่มีเสียงดังอีก เฮ้อ เหนื่อย เรื่องแค่นี้ทำเป็นเรื่องใหญ่ไปได

แต่ถ้าไม่ได้เครียดมากก็ใส่แล้วปล่อยทิ้งไว้เลย ไม่นานมันก็เข้ารูปเองแหละ เพราะผู้ผลิตถ่านจะทำโค้งเคริฟไว้ให้อยู่แล้ว แต่ส่วนมากจะกว้างกว่าหน้าเคริฟของหัวคอมเพื่อไม่ให้ถ่านจิกนั่นเอง

Slot Bar Burning รอยอาร์คที่ซี่คอมเต็มๆ

เกริ่นไว้ก่อนหน้านี้แล้ว ว่าอันตรายมาก สามารถละลายซี่ได้เลย มีหลายรูปแบบแล้วแต่การออกแบบขดลวดเป็นอย่างไร หรืออาจเกิดจากปรับทางไฟฟ้าที่ไม่เหมาะสมก็ได้

SLOT BAR FILMING ฟิล์มเว้นซี่รูปแบบซ้ำเดิม

ตามรูป ฟิล์มจะมีเป็นซี่เว้นซี่และจะเป็นทั้งลูกหัวคอม ขึ้นอยู่กับจำนวนขดอาร์เมเจอร์ที่ติดตั้งอยู่ในสลอตหนึ่งสลอต อาจเว้นหนึ้ง เว้นสองก็ได้แล้วแต่ ไม่ถือว่าเป็นความผิดปกติแต่จะต่างกับอีกแบบนึงที่เรียกว่า "SLOT BAR BURING" ที่จะเป็นการอาร์คไหม้ทุกๆ 2,3 หรือ 4 ซี่ แล้วแต่การออกแบบขดและความรุนแรง

หากรุนแรงมาก ประกายไฟจะสูง ความร้อนเยอะจนละลายซี่คอมได้เลย มักเกิดกับมอเตอร์ที่มีอายุเกิน 15 ปี เพราะว่าเป็นการพันแบบเก่า การปรับเลื่อนโซนอาจบรรเทาได้บ้าง

เอาเป็นว่าไม่ต้องตกอกตกใจกับมัน ถือว่าปกติ

Grooving การกัดเป็นร่องลึก

สาเหตุสำคํญได้แก่

• การเดินโหลดต่ำ อาการต่อเนื่องจาก threading แต่ความรุนแรงสูงกว่า
• แรงกดสปริงต่ำมากๆ(too low tension spring) ทำให้ถ่านไม่สามารถกดแนบได้สนิทกับหัวคอม
• สภาพแวดล้อมเต็มไปด้วยฝุ่น การกัดกร่อน
• ถ่านที่คุณสมบัติขัดสีสูง(abrasive carbon grade)

Grooving เป็นรูปแบบที่เกิดขึ้นบ่อยมาก พบเยอะ ความรุนแรงขึ้นอยู่กับปัจจัยที่กล่าวข้างต้น หากการกัดรุนแรงมากลึกจนไปถึงไมก้า จำทำให้ถ่านถูกกัดจากไมก้าอีกต่อ ถ่านจะสะดุด วิ่งได้ไม่สะดวก การนำไฟฟ้าจะลดลงเพราะสัมผัสไม่เต็มที่ ประกายไฟสูง ถือว่าเป็นความเสี่ยงสูง

โรงน้ำตาล โรงเหล็ก โรงกระดาษพบได้หมด แต่ละที่ล้วนแต่มีสภาพแวดล้อมที่หนักๆทั้งนั้น ถามว่าแล้วจะป้องกันอย่างไร ก็ต้องเพิ่มโหลดเข้าไป หมั่นตรวจเช็คแรงกดสปริงอยู่เสมอ ให้เป็นไปตามามาตรฐาน จริงแล้วมีหลายมาตรฐานเหลือเกิน แล้วแต่ผู้ผลิตถ่าน แต่มันจะไม่ต่างกันมากหรอก

อีกอย่างเมื่อเกิดการกัดแล้ว แน่นอนว่าความกลมหัวคอมจะไม่ได้มาตรฐาน สุดท้ายก็ต้องไปกลึงล้างใหม่หรือถ้าแย่มากๆก็ต้องซื้อใหม่แพงด้วย

หัวคอมเน้นๆ สบายๆสไตล์คนขับรถบรรทุก

หัวคอมเน้นๆ จะมีเนื้อหาตั้งแต่ลักษณะหน้าสัมผัส สาเหตุ การแก้ไข เอาเป็นว่าขอเริ่มจากปัญหา ไปสู่สาเหตุ ต่อด้วยการแก้ไขนะครับ เพื่อที่คนอื่นจะได้มองเห็นว่าอาการแบบนี้มันมีอยู่จริง แล้วจะได้ไม่มองข้ามสาเหตุที่เป็นต้นตอปัญหาที่แท้จริง
1.การกัดคอมมิวเป็นเส้น Threading

สาเหตุ ทั้งทางไฟฟ้าและทางกล แต่จะหนักไปทางไฟฟ้าเนื่องจากการเดินโหลดต่ำซะเป็นส่วนใหญ่นอกจากนี้ยังมี

• เดินโหลดต่ำ (low load,light load) สาเหตุหลักเลย พบมากที่สุด แทบทุกที่เจอหมด ทำไมนะหรอ เพราะบ้านเราซื้อมอเตอร์เผื่อขยายงานในอนาคต แต่ปัจจุบันยัง เลยใช้โหลดต่ำอยู่ บางที่ต่ำกว่า 30% ก็ยังมีครับ
• ถาม แล้วเมื่อไหร่ถึงะจเรียกว่าโหลดต่ำครับผ๊ม
• ตอบ คือ J หรือ current density ต่ำกว่า 6 A/cm2(กว้างxยาว) เราจะวัดกระแสที่ผ่านหน้าสัมผัสถ่านทุกก้อนที่เป็นขั้วบวก(สมมติว่ามอเตอร์ตัวนี้มี 4 poles จะใช้โพลละ 5 ก้อนดังนั้น จะมีถ่านขั้วบวกเท่ากับ 10 ก้อน)
• ถาม แล้วค่ากระแสเอามาจากไหนล่ะ
• ตอบ เอามาจากเนมเพลทครับ แต่ต้องคิดจากค่ากระแสที่มอเตอร์เดินจริงๆนะ ดูได้จากข้อมูลไดร์ฟ ไม่งั้นค่ามันจะสูงเกินจริง
• ถาม แล้วมันกัดยังไงลองพูดให้เห็นภาพหน่อยได้ไม๊
• ตอบ เอาอย่างงี้นะ หน้าคอมกับถ่านจะต้องถูกันไป สีเสียดกันตลอดเวลาจริงไม๊ เมื่อกระแสมันต่ำ กระแสที่ผ่านถ่านจะไม่สม่ำเสมอ หนักเบาไม่เท่ากันทั้งหน้า ตรงส่วนที่หนักจะทำให้ทองแดงของหัวคอมหลุด แทรกอยู่ระหว่างหน้าสัมผัส พอมันหมุนไป ก็ขัดทั้งถ่านและหัวคอมเป็นเส้น เล็กบ้างใหญ่บ้าง แล้วแต่ความรุนแรง ประกอบกับ J ที่ต่ำความสามารถในการสร้างฟิล์ม(oxidation)ก็จะไม่ดี ความเสียดทานเพิ่ม ทองแดงหลุด พังเลยหัวคอม

ทางแก้ไข ถ่านคาร์บอนที่ใช้ทำ carbon brush มีเป็น 100 เกรดดังนั้นเกรดที่เหมาะกับ light load ก็มีเช่นกัน

ช้าก่อน มีวิธีที่แหล่มกว่านั้นคร้าบ เรารู้ว่าโหลดต่อก้อนมันต่ำเราก็เพิ่มโหลดให้มันซิครับ เพิ่มไงนะหรอก็ลดจำนวนก้อนถ่านลงไง เมื่อถ่านต่อโพลขั้วบวกลดลง ตัวหารก็จะลดลง ดังนั้นกระแสต่อพื้นที่ก็จะเพิ่มขึ้นนะ ง่ายดี ไม่ต้องซื้อถ่านมาเปลี่ยนเกรดด้วย แต่คุณพี่ต้องมั่นใจนะว่าโหลดจะไม่สวิงตอนโหลดมันเข้า อย่างเหล็กมันเข้าน่ะ ถ้าลดถ่านแล้วมันจะรับกระแสไม่ไหว ระเบิดขึ้นมาคนขับรถไม่เกี่ยวนะครับ

ปล.ต้องชั่งน้ำหนักดูว่าโหลดเข้านานเปล่า แล้วเดินโหลดต่ำนานไหม ชั่งๆดู ค่อยตัดสินใจว่าจะเลือกอิแบบไหนหง่า

• มาพูดถึงเรื่องฟิล์ม ฟิล์มเป็นเลเยอร์ที่เกิดขึ้นที่หน้าหัวคอมเรียกว่า"ปาติน่า" เป็นเลเยอร์ออกไซด์ของกราไฟต์ ความชื้นภายในมอเตอร์เกิดปฏิกิริยาออกซิเดชั่นเป็นฟิล์มสีดำเคลือบหน้าหัวคอม ฟิล์มที่ดีบ่งบอกถึง ความเสียดทานที่ต่ำ ภาวะ Threading หรือการขูดขีดเป็นเส้นจะไม่เกิด ดังนั้นปัจจัยของฟิล์มที่ดีมีหลายอย่าง เช่น
• ค่า J ที่พอดี ค่าความหนาแน่นกระแสไม่ต่ำกว่า 6 A/cm2 พูดง่ายๆคือ โหลดไม่ต่ำ
• อุณหภูมิที่เหมาะสม คือ 80-90 องศาเซลเซียส บางคนคิดว่าข้อนี้ไม่น่าปัญหานี่ ก็ในมอเตอร์เทมป์มันสูงอยู่แล้ว แต่จริงๆที่หัวคอมมันไม่สูงอย่างที่คิด เพราะว่า โบล์วเวอร์จากภายนอกเอาลมมาไม่ว่าจะจากในโปรเซสหรือภายนอกก็ตาม ช่องลมที่เป่าเข้าจะอยู่บนหัวคอมพอดี ลมก็จะลงที่มันโดยตรง อุณหภูมิจึงไม่ถึงค่าที่ต้องการ หลายครั้งที่อาจไม่ถึง 37 องศา ความชื้นก็ต่ำ ทำให้ความรุนแรงยิ่งสูงขึ้น
• ความชื้น บอกไปตอนแรกแล้วว่า มันจะต้องประกอบด้วยความชื้น ไอน้ำ ออกซิเจน เพื่อเกิด oxidation reaction แต่ถ้ามันต่ำก็มีวิธีเพิ่มเหมือนกันนะ อาจจะดูตลกๆแต่ฝรั่งเค้าบอกมาว่า เอาถาดน้ำเติมน้ำแล้วใส่ไว้ในมอเตอร์จะช่วยได้นา หรอเอาไอน้ำจากโปรเซสต่อเข้ามอเตอร์ ก็ช่วยเพิ่มได้เหมือนกัน
• contaminated atmosphere มอเตอร์ใช้ในงานที่มีความเป็นกรดกัด อากาศที่มีการเจือปนสูง
• เห็นไม๊ว่ามันยุ่งยากขนาดไหน เฮ้อเครียด

3.ซ่อม ติดตั้ง PM เน้นมากๆเลย

ส่วนที่มักเป็นปัญหามีหลายจุดนะ จะยกตัวอย่างจุดที่สำคัญๆละกัน

1.COMMUTATOR

• คอมมิวเตเตอร์ รับไฟตรงจากแหล่งจ่าย กระแสจะสูงมากๆเลย เอาไว้สร้างทอร์คให้เพียงพอตอนสตาร์ทและตอนโหลดเข้า
• มันทำมาจากทองแดง ทองแดงมีหลายชนิด หลายราคาขึ้นอยู่กับโรงซ่อมว่าจะเลือกใช้แบบไหน แน่นอนว่าของยุโรปจะดีกว่า แข็งกว่าของจีนแน่นอน เคยขัดของ ABB กับของจีน แข็งต่างกันเยอะเลย อย่างว่าแหละ ABB ตัวนึงซื้อของจีนได้อีกเยอะเลยล่ะ ขนาดปูนว่าใหญ่ๆยังต้องใช้เลย
• ซี่หัวคอมแต่ละซี่จะแยกกัน โดยมีไมก้าเป็นฉนวนกันระหว่างกัน ถ้าเกิดช๊อตกันจะแสดงที่หน้าหัวคอม จะเป็นรอยอาร์ค อาร์คจากช็อตที่ไรเซอร์(back of riser) เดี๋ยวจะรูปบอกในตอนหลังครับ
  

แสดงหัวคอมหลังจากเอาไปอบมา กำลังกลึงล้างหน้า

• หัวคอมจะเหมือนจอแสดงผล หากไม่มีความผิดปกติ หัวคอมจะเรียบ ฟิล์มดี ไม่มีรอยอาร์ค แต่หากกระแสไม่ปกติ มีการช๊อต คอมมิวไม่เรียบ ความชื้นสูง ความเป็นฉนวนต่ำ สามารถดูได้จากหัวคอมทั้งหมดเลย
• หลังกลึงล้าง ขัดแล้ว โรงซ่อมเค้าจะวัดว่ามันกลมรึเปล่า โดยใช้ dial gauge จับที่หัวคอมดูเข็มว่ามันตีขึ้นลงเกินมาตรฐานรึเปล่า แต่ที่ใหญ่ๆสามารถหาเครื่องวัดความกลมที่เป็นดิจิตอล(motor scope) สามารถวัดได้ถึงระดับไมโครเมตรเลยทีเดียว เครื่องวัดความกลมจะอธิบายตอนหลังนะ

พอกลึงหน้าเรียบร้อยแล้ว ก็เซาะร่องไมก้า

• ไมก้าที่เป็นฉนวนระหว่างซี่คอม แข็ง ดังนั้นหากมันยื่นโผล่ออกมาสูงกว่าซี่แล้ว มันจะโดนถ่านทำให้ ทำให้ถ่านสึกเป็นเส้นๆ ถ่านกระโดดเนื่องจากไปสะดุดไมก้า พอเอาไมก้าออกแล้วก็ค่อย ค่อยใช้ใบเลื่อยหรืออุปกรณ์พิเศษกรีดเอาทองแดงที่ขอบของแต่ละซี่ออก(bevel)มุมการเซาะร่องต้องอยู่ระหว่าง 60-90 องศา อันนี้เป็นแบบ V-shape ข้อดีคือสามารถทำความสะอาดตัวเองได้ ฝุ่นหรืออะไรก็ตามจะไม่ไปอุดที่ร่องซี่นะ ถ้าเป็นแบบ U-shape แม้จะไม่สะอาดตัวเองได้แต่จะทนกว่าไม่ต้องไปกลึงล้างเซาะบ่อยๆ
• เสร็จแล้วก็ขัดด้วยกระดาษทรายละเอียดอีกรอบนึง ปกติจะขัดบนเครื่องบาลานซ์นะ(เครื่องบาลานซ์เป็นเครื่องวัดการแกว่ง ว่าโรเตอร์หมุนได้ดีหรือไม่บาลานซ์ให้เท่ากันไม่มีส่วนใดส่วนหนึ่งแกว่งหรือยื่นออกเกินส่งผลต่อการหมุน ถ้าตรงไหนไม่ดีก็จะติดด้วยก้อนเรซิ่นคล้ายๆดินน้ำมัน) เสียดายไม่ได้ถ่ายรูปมาให้ดู
• เท่าที่รู้ในบ้านเราผู้ผลิตหัวคอมคงมีไม่กี่เจ้า ช่างหลายที่มักบนให้ฟังว่าได้ของช้า ไม่ทันส่งงาน ที่สำคัญราคาไม่ได้ถูกเอาซะเลย แค่มอเตอร์โฟล์กลิฟท์ไม่ถึง 100 ซี่ราคาหมื่นกว่าบาท
• จริงๆแล้วมีมาตรฐาน EASA มีการอธิบายการต่อ ประกอบหัวคอมเข้าแกนเพลา ต้องใช้วัสดุอะไร อุณหภูมิเท่าไหร่ มันมีอีกเยอะมากเลย ผมเดาเอานะ แต่เท่าที่รู้ราคามันแพงมากครับ เล่มนึงไม่ต่ำกว่า 3 หมื่นกว่าบาท โรงซ่อมใหญ่ๆน่าจะมีนะ แต่ผมไม่มีหรอก ถ้าหาได้เดี๋ยวจะเอามาแปลลงนะ ตอนนี้ก็เอาที่หาได้ก่อนนะ ผมว่าน่าจะเป็นประโยชน์บ้างละน้า

อ่าวมาดูเรื่องการหน้าคอมมิวกันต่อเลย บอกไปแล้วว่าสภาพมอเตอร์จะเป็นอย่างไรจะแสดงออกมาทางหน้าหัวคอมหมดเลย มีชาร์ตด้วยเดี๋ยวจะอธิบายให้ฟังนะครับ

แล้วมันเพิ่มลดความเร็วยังไงน้า

ในงานอุตสาหกรรมนั้น การเพิ่มและลดความเร็วจะเกิดขึ้นตลอดเวลา สมมติอย่างไลน์รีดเหล็กเส้นหรือเหล็กข้ออ้อยละกาน จะได้เห็นภาพชัดๆ เอาเป็นว่าพูดถึงเรื่องไดร์ฟไปด้วยเลยนะ เพราะมันจะใกล้ๆกัน

1.เพิ่มลดความเร็วด้วยการปรับ แรงดันอาร์เมเจอร์

• เพิ่ม V แล้ว Ia จะเพิ่มด้วย
• เมื่อ Ia เพิ่ม ทำให้ทอร์คเพิ่ม จนทอร์คอินดิวใหม่ มากกว่าทอร์คเดิม
• ทำให้ความเร็วเพิ่มสูงขึ้นจากเดิม
• ต่อเนื่องจากความเร็วที่เพิ่มขึ้นนี่เอง ทำให้ E เพิ่มขึ้นนะ
• เมื่อ E เพิ่มขึ้น ทำให้ Ia ลดลง
• สุดท้ายทอร์คก็จะลดลงตามลำดับ จนกระทั่งเท่ากับทอร์คมอเตอร์ที่ความเร็วสูงกว่าเดิมคร้าบ เฮ้อเหนื่อยจัง
• ถ้าจะลดความเร็วก็ลด V นะอธิบายในแนวๆเดียวกันครับผ๊ม

2.ปัจจัยและตัวแปรต่างๆที่มีผลต่อการควบคุม

สมการที่ใช้อธิบายการทำงานมอเตอร์กระแสตรง มีดังนี้

• V = E + IaR or Ia = (V-E)/R

เป็นสมการพื้นฐานเลย คือจ่ายไฟเข้าขดอาร์เมเจอร์ ซึ่งมีความต้านทานอยู่ ทำให้เกิดแรงดันขึ้นมา V ที่เหลือจะใช้เพื่อหมุน คือจ่ายเป็น E จนหมด(ความจริงยังมีค่าความสูญเสียอีกเยอะเลย ทั้ง core loss ,copper loss ,windage loss)

• E = kqIa , k= ค่าคงที่(ไม่ค่อยสนใจ มักจะตัดกันหมด) q= ฟลักซ์เมนจากขดฟีล(weber) Ia คือกระแสอาร์เมเจอร์

E คือแรงดันที่เหนี่ยวนำเกิดขึ้นเพื่อทำให้เกิดการหมุนโดยมีทิศตรงข้ามกับ V(เครื่องหมายมันตรงข้ามกันนะ เห็นไม๊)จะแปรผันไปตามค่าฟลักซ์ qโดยการปรับกระแสฟีล และแปรผันตามค่า กระแสอาร์เมเจอร์ Ia เอางี้ ! ค่าที่ต้องดู คือ q กับ Ia

• T = kqw , k,q เหมือนสมการที่ 2 , ค่า w คือ ความเร็วเชิงมุม(rad/s อย่าสับสนกับความเร็วรอบ n(rpm)นะ) จะเห็นได้ว่า q จะแปรผกผันกับ w กรณีที่ T คงที่

สมการก็รู้กันแล้วนะ มาดูว่ามันเร่งความเร็ว ลดความเร็วได้อย่างไร ?

1.การเดิน operating condition

จากกราฟ มีตัวสีๆ แยกกันอยู่อย่างชัดเจน คือ Constant Torque และ Constant Power สรุปคือ แบ่งช่วงการเดินเป็น 2 ช่วงนะครับ ช่างแรก คือ มอเตอร์สตาร์ทจากความเร็วศูนย์ จะเดินแบบทอร์คคงที่(constant torque) เดินมันไปเรื่อย จนเมื่อความเร็วมอเตอร์เลยค่า rated speed(ความเร็วตามเนมเพลท) แบบต่อเนื่องกันนั่นเองครับอธิบายกันแบบเน้นๆไปเลยดีกว่านะ

1.constant torque แรงบิด(torque)คงที่ หลังจากจ่ายไฟตรงเข้า อาร์เมเจอร์แล้ว(ผ่านทางหัวคอม) มันจะเริ่มหมุน แรงดันที่จ่ายต้องสูงพอตัว พอที่จะเอาชนะโหลดภายในหรือ แรงเฉื่อย MI(moment of inertia) เมื่อความเร็วเพิ่มขึ้น จะเอียงขึ้นความชันเป็นบวกแบบแปรผันตรงกันระหว่าง voltage กับ speed แบบว่า "มันปรับความเร็วรอบด้วยการปรับแรงดันอาร์เมเจอร์ "ความจริงแล้วทอร์คจะถูกเร่งขึ้นมาและจะสูงมากตอนสตาร์ท แล้วมาคงที่ที่จุดสมดุล คือทอร์คของมอเตอร์เท่ากับทอร์คของโหลด ในช่วงนี้กำลังจะแปรผันกับแรงดันที่เปลี่ยนขึ้นลงตลอดเวลา(พี เท่ากับ ไอวี)

ถาม แล้วทอร์คจะคงที่ไปถึงเมื่อไหร่ ?
ตอบ ทอร์คจะคงที่ไปจนกว่าความเร็วมอเตอร์เลยค่าความเร็วฐาน ที่กำหนดไว้บนเนมเพลท ค่าที่กำหนดเป็นค่าที่สามารถกำหนดเองได้ แต่ต้องเหมาะสมกับสมรรถนะมอเตอร์ที่ใช้งานมากที่สุด เพื่อประสิทธิภาพที่สูงสุดเช่นกัน

ถาม แล้วถ้าความเร็วเกินกว่าค่าความเร็วฐาน(Nbase) แล้วจะเป็นยังไง?
ตอบ มันก็จะเข้าสู่ช่วง constant power หรือกำลังคงที่ หากมองเรื่องความเร็วเป็นใหญ่ เพื่อเพิ่มผลผลิต แต่ทอร์คจะลดลงอย่างรวดเร็ว

2. constant power หรือ กำลังคงที่ ถ้าความเร็วสูงกว่า rated speed แล้วจะเดินในช่วง กำลังคงที่ กล่าวคือ กำลังมันจะคงที่ เนื่องจากแรงดันที่จ่ายเข้าสู่อาร์เมเจอร์คงที่นั่นเอง
ถาม แล้วถ้าแรงดันอาร์เมเจอร์คงที่แล้วมันปรับความเร็วยังไง?
ตอบ คงที่อาร์เมเจอร์ไว้แล้วปรับกระแสที่ฟีลแทน โดยปรับความต้านทานที่ฟีลนะเอง ถ้าความต้านทานเพิ่ม กระแสฟีลจะลดลง ตรงกันข้ามกับกระแสอาร์เมเจอร์จะพุ่งสูงขึ้นอย่างรวดเร็ว


ลองคิดว่า โรเตอร์ก็เหมือนใบพัดที่จุ่มใบพัดลงไปในน้ำ ถ้าน้ำแรงใบพัดก็จะหมุนแล้ว ทำให้มีแรงฉุดมาก อีกนัยหนึ่งถ้าใบพัดมีรูพรุนมาก รอยรั่วใหญ่ๆมากแล้ว แม้น้ำจะแรงเพียงใดมันก็จะหมุนได้ไม่ดี หมุนไม่แรงมากนัก ดังนั้นถ้าจะให้ฉุดได้ทั้งแรงและเร็วแล้ว จะต้องประกอบด้วยน้ำที่แรงและใบพัดที่รูรั่วน้อยๆนั่นเอง
เปรียบได้กับฟลักซ์หรือเส้นแรงไฟฟ้าที่มาจากขดฟีล(จะมากหรือน้อยขึ้นอยู่กับกระแสฟีล สามารถปรับได้ที่ความต้านทานปรับค่าได้)เหมือนน้ำที่ไหลตัดกับใบพัดซึ่งปรียบได้กับกระแสอาร์เมเจอร์ กระแสอาร์เมเจอร์ที่สูงเหมือนใบพัดที่มีรูรั่วน้อยนั่นเอง
ต่อจากความเดิมที่ว่า "เมื่อลดกระแสฟีลแล้วเป็นยังไง" กระแสฟีลที่ลดลงทำให้ฟลักซ์ลดลงตามไปด้วย ว่างๆจะเอากราฟมาลงนะ ! ฟลักซ์ที่ลดลง ทำให้มอเตอร์ต้องหมุนเร็วขึ้นเพื่อไปชดเชยฟลัก์ที่หายไป เพื่อให้ back emf คงที่ครับ(back emf = kqw, q คือฟลักซ์นะ w คือ ความเร็วเชิงมุมครับ rad/s ไม่ใช่ rpm) แต่ต้องยอมรับเงื่อนไขอย่างนึงว่า ทอร์คจะลดลงนะ ลองคิดถึงใบพัดกับกระแสน้ำดู

ถาม เมื่อกี้บอกว่าทอร์คจะลดลง แล้วมันจะลดลงแบบไหนห๊า !
ตอบ ดูกราฟครับ วงที่กำลังคงที่ จะเห็นว่าเส้นสีน้ำเงิน(เส้นทอร์ค) จะลดลงเป็นแบบพาราโบล่า คิดง่ายๆคือ "ทอร์คจะแปรผกผันกับความเร็วที่เพิ่มขึ้น" มันจะลดลงอย่างรวดเร็ว(ดูความหมายของพาราโบล่า) เรียกช่วงนี้ว่า "field weakening" ครับ เรียกแบบไทยๆว่า "ฟีลอ่อนๆ"

ถาม ส่วนมากเค้าเดินกันแบบไหนหรอ
ตอบ มักเดินแบบทอร์คคงที่ครับ งานอุตสาหกรรมเป็นงานที่ต้องปรับความเร็วตลอดเวลาและด้วยสมบัติของ dc ที่คงยังใช้กันอยู่เพราะว่า สามารถปรับความเร็วได้ดีและได้ทอร์คที่สูง แต่ก็ใช่ว่า ช่วงกำลังคงที่จะไม่ใช้เลย มีบ้างเหมือนกัน คือต้องการเพิ่มการผลิต เช่น รีดให้ได้ตามของต้องการของลูกค้า

ถาม ขอสูตรจำง่ายไมไม๊
ตอบ "constant torque ปรับโวล์ทเตจอาร์เมเจอร์ คงที่ฟีล" "constant power ปรับกระแสฟีล คงที่แรงดันอาร์เมเจอร์ แต่ทอร์คลดเร็วนะ" หรือไม่ก็จำกราฟไปใช้นะคร้าบ เวลาอธิบายจะได้ครอบคลุมครับผ๊ม

มอเตอร์กระแสตรง

ขอเริ่มต้น ในเรื่องของ "มอเตอร์กระแสตรง" โดยจะเน้นเรื่องของการใช้งาน ปัญหาที่พบ ในส่วนงานที่เกี่ยวข้องกับ "carbon brush"

โครงสร้าง

มอเตอร์กระแสตรงมีขดลวดที่สำคัญ 3 ขดด้วยกัน ได้แก่

1.ขดอาร์เมเจอร์(Armature winding) เป็นขดที่มีขดลวดขนาดใหญ่ แต่มีจำนวนรอบน้อย เพราะต้องรับกระแสที่สูงมากๆ เนื่องจากทอร์คบิดสูงๆต้องการกระแสอาร์เมเจอร์สูงๆ เพื่อให้สามารถขับโหลดไปได้(ตามสมการพื้นฐาน dc motor) ขดลวดอาร์เมเจอร์มีการพันอยู่หลายรูปแบบ ได้แก่ แบบแล็พ แบบเวฟ และแบบผสมหรือ frog leg นั่นเอง เรื่องการพันขอข้ามเพราะมีหนังสือหลายเล่มอธิบายได้ดีอยู่แล้ว ในที่นี้จะให้ความสนใจในเรื่องผลจากความผิดปกติของขดลวด ซึ่งจะแสดงออกมาในรูปต่างๆที่ carbon brush เพื่อหาสาเหตุและทางแก้ไขที่ถูกต้อง

ขดอาร์เมเจอร์ได้รับกระแสตรง(direct current) จากแหล่งจ่ายผ่านทางคอมมิวเตเตอร์ commutator ที่ยึดอยู่เป็นเพลาเดียวกับขดอาร์เมเจอร์เรียกรวมว่า "rotor" จุดเชื่อมต่อระหว่าง commutator และขดลวดอาร์เมเจอร์เรียกว่า "riser" ถือว่าเป็นจุดอ่อนไหวมาก เนื่องจากหากมีการเปลี่ยนแปลงของโหลดอย่างกระทันหัน รอบเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็ว อาจเกิดการช็อตที่ riser ซึ่งอาการต่างๆเหล่านี้จะแสดงออกทางคอมมิวเตเตอร์

2.ขดฟีล(field winding) เป็นขดที่มีจำนวนรอบมากแต่มีเส้นลวดขนาดเล็ก รองรับกระแสน้อย หน้าที่หลักคือ สร้างฟลักซ์ให้ไปตัดกับขดลวดอาร์เมเจอร์ที่โรเตอร์นั่นเอง ฟลักซ์ฟีลถือว่าเป็นตัวแปรที่มีความสำคัญต่อมอเตอร์มาก จำนวนของขดฟีลจะบอกจำนวนว่ามอเตอร์ตัวนั้นมีกี่โพล โดยโพลที่เป็นขั้วเดียวกันจะอยู่ตรงข้ามกัน(กรณีตั้งแต่ 2 โพลขึ้นไป)

3.ขดอินเตอร์โพล(interpole winding) ประกายไฟที่เกิดขึ้นบนคอมมิวเตเตอร์และก้อนถ่าน สามารถบรรเทาได้ด้วยขด "interpole" เป็นขดที่วางตัวแทรกอยู่ระหว่างขดฟีล ติดตั้งอยู่ที่สเตเตอร์ ต่ออนุกรมกับอาร์เมเจอร์ หน้าที่หลักคือ ลดการอาร์คที่หน้าสัมผัสถ่าน ฟลักซ์ที่ออกมาจะเท่ากับฟลักซ์อาร์เมเจอร์เพื่อหักล้างกันจนหมดไป โดยไม่ส่งผลไปถึงฟลักซ์เมน(ฟลักซ์ฟีล)