อุปกรณ์ไฟฟ้า (ELECTRECAL EQUIPMENT)

Posted on : 31-05-2013 | By : Author | In : Uncategorized

มอเตอร์ไฟฟ้า (Electric Motors)
มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า เป็นพลังงานกลทำหน้าที่เป็นต้นกำลังในการขับคอมเพรสเซอร์ และพัดลม ของเครื่องปรับอากาศและตู้เย็น
มอเตอร์ที่ใช้ขับคอมเพรสเซอร์มักเป็นมอเตอร์ชนิดกระแสสลับ (Alternating current) มีด้วยกัน 2 แบบคือ
1. มอเตอร์แบบเฟสเดียว (A.C. Single Phase Motor)
2. มอเตอร์แบบหลายเฟส (A.C. Poly Phase Motor)
มอเตอร์แบบเฟสเดียวจะใช้ในช่วงที่ต้องการกำลังขับไม่เกิน 10 แรงม้า แบบหลายเฟสนั้นโดยทั่วไปจะเป็นแบบสามเฟส (Three Phase Motor) ชนิดสองเฟสไม่ค่อยนิยมใช้ในประเทศไทย จะใช้ก็แต่เพียงในงานเฉพาะอยางเท่านั้น


ภาพที่ 4 แสดงส่วนประกอบกายในของ Hermetic Motor Compressor
มอเตอร์ไฟฟ้าเฟสเดียว (A.C. single Phase Motor)
มอเตอร์คอมเพรสเซอร์ (Motor compressor)
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวที่ใช้ในตู้เย็นและเครื่องปรับอากาศขนาดเล็ก เป็นมอเตอร์ชนิดที่รวมมอเตอร์และคอมเพรสเซอร์เข้าไว้ในตัวเดียวกันรวมเป็นชุด เรียกว่า แบบเฮอร์เมติค (Hermetic Motor Compressor)
ภายในมอเตอร์ชนิดนี้ประกอบด้วย ชุดขดลวด (Winding) 2 ชุดคือ
1. ชุดขดลวดขับ (Main Winding หรือ Run Winding) เป็นชุดขับโรเตอร์ให้หมุน เพื่อขับลูกสูบให้เครื่องคอมเพรสเซอร์ทำงาน ชุดขับนี้หากทำการวัดด้วยโอห์มมิเตอร์จะมีความต้านทานต่ำกว่าขดลวดอีกชุดหนึ่ง
2. ชุดขดลวดช่วยหมุน (start Winding) เป็นชุดช่วยชุดขับทำงานในขณะเริ่มหมุนและหลังจากมอเตอร์หมุนจนกระทั่งความเร็วรอบถึงขั้นปกติ ขดลวดชุดนี้จะถูกตัดออกให้เหลือแต่ชุดขดลวดขับทำการขับโรเตอร์ให้หมุนต่อไปอย่างเดียว


ภาพที่ 5 วงจรขดลวดชุด Run และ Start ขณะเปิดวงจรชุดขดลวดช่วยหมุน
อุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุน (Starting Relay)
อุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุน คืออุปกรณ์ช่วยหลังจากมอเตอร์ผ่านการเริ่มหมุนไปแล้ว ที่ถูกต้องแล้วคืออุปกรณ์สำหรับตัดขดลวดชุดช่วยหมุนออกเมื่อมอเตอร์หมุนถึงความเร็วรอบปกติที่ต้องการ
อุปกรณ์นี้แบ่งลักษณะการทำงานได้เป็น 3 ลักษณะการทำงาน คือ
1. แบบกลไก
2. แบบแม่เหล็กไฟฟ้า
3. แบบความร้อน
อุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุนแบบกลไก
เป็นชนิดสวิชแรงเหวี่ยงหนีศูนย์กลาง (Centrifugal Switch โดยปกติเมื่อเริ่มทำงานจะต่อวงจรชุดขดลวดช่วยการหมุนและชุดขดลวดขับไว้พ่วงเข้าด้วยกัน (ดูวงจรภาพที่ 5 ประกอบ) และสวิชนี้จะทำการตัดขดลวดช่วยหมุนออกให้เหลือแต่ชุดขดลวดขับทำงานชุดเดียวโดยอาศัยแรงเหวี่ยงจากการหมุนของโรเตอร์ เมื่อความเร็วรอบได้พอดี ระบบนี้ไม่นิยมใช้ในมอเตอร์คอมเพรสเซอร์แล้ว เพราะเมื่อสวิชตัดวงจรจะเกิดประกายไฟ (Arc) ทำให้มีเขม่าเกิดขึ้น และเขม่านี้หากหลงเข้าไปในระบบจะทำให้เกิดการอุดตันของท่อในระบบได้ เป็นอันตรายต่ออุปกรณ์อื่นๆ ด้วย
อุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุนแบบแม่เหล็กไฟฟ้า
จากหลักการกระแสไหลผ่านตัวนำจะเกิดเส้นแรงแม่เหล็กขึ้นรอบตัวนำนั้นจำนวนกระแสไหลมากเท่าใดก็จะเกิดความเข้มของสนามแม่เหล็ก หรืออำนาจแม่เหล็กมากขึ้นเท่านั้น ในทำนองเดียวกันหากกระแสไหลผ่านตัวนำน้อย อำนาจแม่เหล็กที่เกิดขึ้นก็จะน้อยตามไปด้วย
หลักการดังกล่าวถูกนำมาใช้เป็นอุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุน โดยให้กระแสไฟฟ้าผ่านขดลวด (Coil) ตัวนำ ได้ 2 แบบ คือ
1. ใช้กระแสไฟฟ้าควบคุม (current Relay)
2. ใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุม (potential Relay)
อุปกรณ์ชนิดใช้กระแสไฟฟ้าควบคุมอำนาจแม่เหล็ก (Current Relay)


ภาพที่ 6 วงจรอุปกรณ์ต่อแบบใช้กระแสควบคุม (current Relay)
อุปกรณ์แบบนี้ใช้กระแสเพื่อควบคุมอำนาจแม่เหล็กสำหรับต่อ หรือตัดหน้าสัมผัส เมื่อมอเตอร์เริ่มทำการหมุนนั้นต้องออกแรงบิด (Torque) สูงเพื่อที่จะทำให้โรเตอร์เริ่มเคลื่อนตัวได้ ทำให้มีกระแสไหลไปยังขดลวดขับ (Run Winding) สูงรีเลย์ (Relay)หรืออุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุนที่ต่ออนุกรมไว้กับชุดขดลวดดังกล่าว ก็จะมีกระแสไหลผ่านสูงเช่นเดียวกัน ทำให้เกิดความเข้มข้นของสนามแม่เหล็กมากพอที่จะดึงหน้าสัมผัส O. (ดูภาพที่ 6) มาต่อวงจรเข้าดัวยกัน ทำให้ชุดขดลวดหมุนครบวงจรในลักษณะขนาน (Parallel) กับชุดขดลวดขับ ขดลวดทั้งสองชุดจะช่วยกันขับโรเตอร์ (Rotor) ของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์ให้หมุนได้ จนกระทั่งถึงความเร็วปกติ (Rated Speed) ของมอเตอร์รีเลย์ (current Relay) จะตัดวงจรทำให้ชุด ขดลวดช่วยหมุน (start Winding) เปิดวงจรไม่ทำงานต่อไป ทั้งนี้เพราะเมื่อมอเตอร์หมุนจนถึงความเร็วปกติแล้วไม่ต้องใช้แรงบิดสูงมากเหมือนเมื่อเวลาเริ่มหมุน จึงไม่ต้องใช้กระแสสูงอีก ดังนั้นเมื่อกระแสไหลผ่านน้อยอำนาจแม่เหล็กก็น้อยตามไปด้วยทำให้ไม่สามารถชนะแรงที่จะดึงหน้าสัมผัสเอาไว้ได้ในช่วงจังหวะนชุดขดลวดช่วยหมุนก็จะไม่ทำงานคงมีแต่ชุดขับนั้น ที่ยังคงทำหน้าที่ขับโรเตอร์อยู่ชุดเดียวต่อไป
อุปกรณ์ชนิดใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุมอำนาจแม่เหล็ก (Potential Relay)
อุปกรณ์ชนิดนี้โดยปกติหน้าสัมผัส (Contact) จะต่อวงจรอยู่ตลอดเวลา (Normally close) เมื่อมอเตอร์เริ่มหมึนจะมีแรงดันไฟฟ้าตกคร่อมมากทำให้แรงดันไฟฟ้าที่โพเท็นเซียลรีเลย์ (Potential Relay) ต่ำไม่พอที่จะทำให้เกิดอำนาจแม่เหล็กดึงหน้าคอนแทกลงมาได้ จึงทำให้มีกระแสไหลไปที่ชุดขดลวดทั้งสองช่วยกันหมุนโรเตอร์ ในตอนเริ่มหมุนได้


ภาพที่ 7 วงจรอุปกรณ์ตัดต่อแบบใช้แรงดันไฟฟ้าควบคุม (Potential Relay)
หลังจากที่ความเร็วรอบถึงขั้นปกติแล้ว มอเตอร์ก็ไม่ต้องออกแรงบิดมาก แรงดันไฟฟ้าตกคร่อมชุดขดลวดก็จะน้อยลงทำให้มีแรงดันไฟฟ้าผ่านรีเลย์สูงขึ้นพอที่จะสร้างอำนาจแม่เหล็กดึงหน้าสัมผัสให้ออกจากกันได้ ขดลวดชุดช่วยหมุนจะถูกตัดไปทันที แต่กระนั้นก็มิได้หมดหน้าที่ไปเลย ขดลวดช่วยหมุนยังคงสร้างกระแสเหนี่ยวนำเสริมให้รีเลย์มีอำนาจแม่เหล็กสูงพอที่จะดึงหน้าสัมผัสได้ตลอดเวลาที่มอเตอร์ยังคงทำงานอยู่
อุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุนแบบอาศัยความร้อน (Hot wire Relay)


โดยอาศัยหลักการเมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดความต้านทาน จะเกิดพลังงานความร้อนขึ้นที่ลวดความต้านทานนั้นและถูกนำมาใช้เป็นหลักในการทำงานของอุปกรณ์ตัดต่อวงจรขดลวดช่วยหมุนแบบอาศัยความร้อน (Hot wire Relay)


ภาพที่ 6 การต่อวงจรที่สมบูรณ์ของ Hotwire Relay กับคอมเพรสเซอร์
ส่วนประกอบที่สำคัญของชุดอุปกรณ์นี้ประกอบด้วย
1. เส้นลวดความร้อน (Hot wire)
2. หน้าสัมผัส (Contact) 2 ชุด
จากวงจร (ให้ดูภาพ 5, 6, 7 ประกอบ) เส้นลวดความร้อนจะต่อไว้เป็นตัวนำให้กระแสไฟฟ้าไหลผ่านไปสู่หน้าสัมผัส 2 ชุด (R และ S) ชุด R จะต่อไปยังขดลวดขับชุด S จะต่อไปยังชุดขดลวดช่วยหมุนของมอเตอร์คอมเพรสเซอร์หน้าสัมผัสทั้ง 2 ชุด นี้โดยปกติจะต่ออยู่ด้วยกัน (Normally Close)


ภาพที่ 7 แสดงการทำงานของ Hot Wire Relay ในสภาพต่างๆ
การทำงาน เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านลวดความร้อน ผ่านหน้าสัมผัสทั้งสองไปยังชุดขดลวดขับและขดลวดช่วยหมุนของมอเตอร์ มอเตอร์จะเริ่มหมุนกระแสไฟฟ้าจะไหลผ่านลวดความร้อนสูงทำให้เกิดความร้อนขึ้นที่ลวดนั้น และขยายตัวดันหน้าสัมผัส S แยกออก (ดูภาพ6-7 ประกอบ) ชุดขดลวดช่วยหมุนจะหยุดทำงาน แต่ชุดขดลวดขับยังคงทำการขับมอเตอร์ต่อไป เนื่องจากลวดไม่ร้อนพอที่จะขยายตัวให้หน้าสัมผัส R แยกออกได้
เมื่อเกิดการลัดวงจร (short Circuit) หรืธอาการรับภาระมากกว่าปกติ (over load) เกิดขึ้น ก็จะมีกระแสไหลผ่านวงจรมากขึ้นกว่าปกติ ลวดความร้อนก็จะร้อนขึ้นอีก จนขยายตัวพอที่จะทำให้หน้าสัมผัส R แยกออกได้ มอเตอร์ก็จะหยุดทำงานทันทีเป็นการป้องกันอันตรายให้แก่มอเตอร์ (overload Protector) ได้ด้วย
คาปาซิเตอร์มอเตอร์ (CAPACITOR MOTOR)
คาปาซิเตอร์มอเตอร์เป็นมอเตอร์ชนิดที่มีตัวเก็บประจุไฟฟ้า (คาปาซิเตอร์ (CAPACITOR) ต่อร่วมเข้าในวงจรเพื่อช่วยเสริมกระแสไฟฟ้าแก่มอเตอร์ให้สูงขึ้น ทำให้เกิดแรงบิดเมื่อเริ่มทำการหมุนสูงกว่ามอเตอร์ธรรมดา ตัวเก็บประจุโดยปกฅิส่วนมากจะต่อไว้เป็นอนุกรมกับชุดขดลวด (winding) หากต่อกับชุดขดลวดช่วยหมุน (start winding) เรียกว่า Capacitor Start หรือเรียกย่อว่า S-CAP หรือ C-START ถ้าต่อกับชุดขดลวดขับ (Run winding หรือ Main winding) เรียกว่า Capacitor Run หรือเรียกย่อว่า R- CAP หรือ C-RUN


ภาพที่ 8,9 วงจรพื้นฐานของ Capacitor Motor


ภาพที่ 10 ลักษณะการต่อ Capacitor ร่วมเข้ากับ Relay ต่างๆ
นอกจากนี้ตัวเก็บประจุ (Capacitor) ก็อาจต่อร่วมเข้ากับรีเลย์ชนิดต่างๆ ได้ เช่นรีเลย์ชนิดใช้แรงดันไฟฟ้า หรือกระแสไฟฟ้าควบคุม (ภาพ 10)
อุปกรณ์ป้องกันมอเตอร์คอมเพรสเซอร์
โอเวอร์โหลดโปรเทคเตอร์ (over Load Protector)
โอเวอร์โหลดคืออาการที่กระแสไฟฟ้าไหลเข้ามอเตอร์สูงกว่าปกติ ซึ่งจะทำให้ขดลวดในมอเตอร์ร้อนจัดถึงกับลุกไหม้ได้ ซึ่งอาจจะเกิดจากสาเหตุหลายประการเช่น
1. บรรจุสารทำความเย็นมากเกินไป (over charge)
2. คอนเด็นเซอร์และอีแวปปอเรเตอร์สกปรกจนระบายความร้อนไม่ทัน
3. ขดลวดของมอเตอร์ลัดรอบภายใน (short Turn)
4. เกิดการรั่วลงดิน (Ground) ของขดลวด
5. สาเหตุอื่นๆ
ดังนั้นจึงจำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพื่อไว้สำหรับป้องกันอาการโอเวอร์โหลดดังกล่าว โอเว่อร์โหลดโปรเทคเตอร์ส่วนมากใช้ความร้อนเข้ามาช่วยในการทำงานควบคุมวงจร
โอเวอร์โหลดโปรเทคเตอร์มอเตอร์เฟสเดียว


ภาพที่ 11-12 หลักการทำงานของโอเวอร์โหลด โปรเทคเตอร์แบบความร้อน


ภาพที่ 13-14 การทำงานของ Overload protector
โอเวอร์โหลดโปรเทคเตอร์ชนิดนี้นำหลักการสัมประสิทธิ์การขยายตัวของโลหะต่างชนิดมาใช้โดยนำโลหะต่างชนิดกันมาอัดติดกันเรียกว่าไบเมทอล (Bimetal) ซึ่งเมื่อได้รับความร้อนแล้วจะขยายตัวไม่เท่ากัน (ภาพที่-11) ทำให้เกิดการโค้งขึ้นและหน้าสัมผัส ก็จะเปิดออก ภาพที่ 13-14 แสดงให้เห็นถึงการต่อวงจรป้องกันไว้กับมอเตอร์ธรรมดา โดยโอเวอร์โหลดจะต่ออนุกรมไว้กับขดลวดกับ (Run Winding) เมื่อกระแสไหลเข้ามากเกินกว่าปกติ ขดลวดความร้อนก็จะได้รับกระแสนั้นด้วยทำให้เกิดความร้อนสูงขึ้น ไบเททอล จะงอตัวทำให้หน้าสัมผัสเปิด วงจรเปิดไม่มีกระแสไฟฟ้าไหลเข้ามอเตอร์อีก
ๆในสภาวะที่มอเตอร์ทำงานปกติกระแสก็จะไม่สูงมากพอที่จะให้ขดลวดความร้อน ร้อนจนไบเมทอลโก่งตัวได้
โอเวอร์โหลดโปรเทคเตอร์มอเตอร์ 3 เฟส
อุปกรณ์ป้องกันของมอเตอร์สามเฟสไบเมทอลและขดลวดความร้อนจะไม่อยู่วงจรเดียวกัน การตัดวงจรไปยังมอเตอร์ก็ใช้วิธีควบคุมอำนาจแม่เหล็กแทนการตัดกระแส


ภาพที่ 15 Over-Load Poatector สำหรับมอเตอร์ 3 เฟส
เข้ามอเตอร์โดย การทำงานก็ใช้หลักการของความร้อนเช่นกัน เมื่ออยู่ในสภาพโอเวอร์โหลดกระแสเข้ามอเตอร์สูงกว่าปกติจะทำให้ขดลวดความร้อนซึ่งต่ออนุกรมอยู่ด้วยจะได้กระแสสูงตาม ทำให้ร้อนพอที่จะทำให้ไบเมทอลโก่งตัวไปกดให้หน้าสัมผัสเปิด ตัดวงจรควบคุม แม่เหล็กไฟฟ้าทำให้หน้าสัมผัสที่ต่อวงจรเข้ามอเตอร์เปิด หน้าสัมผัสที่ควบคุมอำนาจแม่เหล็ก (หน้าสัมผัส B) จะเปิดอยู่ตลอดเวลาจนกว่าจะมีการกดให้ต่อ (Reset) อีกครั้งหนึ่ง
มอเตอร์หลายเฟส (A.C.POLY PHASE MOTOR)
มอเตอร์ 3 เฟส (Motor Three Phase)
ลักษณะและวงจรภายใน
มอเตอร์ 3 เฟสใช้ขับคอมเพรสเซอร์ในระบบทำความเย็น ลักษณะของมอเตอร์ 3 เฟส ภายในประกอบด้วยขดลวด 3 ชุด ส่วนใดเป็นต้นสายหรือปลายสายให้ดูจากอักษรที่กำกับไว้ (ภาพที่ 16) เพื่อสะดวกในการทำงานและความเข้าใจในวงจร


ภาพที่-16 อักษรแสดงต้นสายปลายสายในมอเตอร์ 3 เฟส
ต้นสาย U ปลายสายคือ X เฟส 1    ต้นสาย T2 ปลายสายคือ T4 เฟส 1
ต้นสาย V ปลายสายคือ Y เฟส 2 หรือ ต้นสาย T2 ปลายสายคือ T5 เฟส 2
ต้นสาย W ปลายสายคือ Z เฟส 3    ต้นสาย T3 ปลายสายคือ T6 เฟส 3
วงจรภายในของมอเตอร์ 3 เฟล มีการต่อได้ 2 แบบคือ
1. แบบ Star (Y)
2. แบบ Delta (Δ) ดูภาพล่างประกอบ


ภาพที่ 17 การต่อวงจรภายในของมอเตอร์ 3 เฟส
ค่าแรงดันไฟฟ้าเมื่อต่อแบบ Δ  (Delta) จะใช้แรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์น้อยกว่า Y (Star) รู๊ธ 3 เท่า
การเริ่มหมุนของมอเตอร์ 3 เฟส Three Phase Motor starting
การช่วยหมุนในขณะเริ่มหมุนของมอเตอร์ 3 เฟสนั้นมีวิธีการต่างกับมอเตอร์เฟสเดียว มอเตอร์ 3 เฟสใช้วิธีลดกระแสขณะเริ่มหมุนให้ลดลง ซึ่งก็มีอยู่หลายวิธี แต่วิธีที่นิยมใช้มี 4 วิธีคือ
1. ใช้ความต้านทานลดกระแส (Resistor Start) โดยต่อความต้านทานอนุกรมกับชุดขดลวดเมื่อเริ่มหมุน และตัดความต้านทานเมื่อหมุนได้ความเร็วแล้ว
2. ใช้ขดลวดลดกระแส (Reactor Start) แทนความต้านทาน
3. ใช้เปลี่ยนการต่อขดลวดใหม่ โดยเมื่อมอเตอร์เริ่มหมุนต่อวงจรให้เป็นแบบ Y และต่อเป็นแบบ Δ เมื่อหมุนได้รอบปกติแล้ว
4. ใช้ต่อเป็นวงจร Y 2 วงจร (Double Star Start) โดยต่อให้กระแสไฟฟ้าจ่ายให้ผ่านทีละวงจร
การเริ่มหมุนโดยวิธีใช้ความต้านทานลดกระแส (Resistor Start)

เมื่อต่อมอเตอร์วงจร Y จะจ่ายไฟ 380 V แก่วงจร
เมื่อต่อมอเตอร์วงจร Δ จะจ่ายไฟ 220 V แก่วงจร


ภาพที่ 18-19 แสดงวงจรการใช้ความต้านทานลดกระแสของมอเตอร์ Y และ Δ

ภาพที่ 19
การทำงาน เมื่อกดสวิชเปิดขดลวด (S) จะดูดหน้าสัมผัสให้กระแสไหลไปยังมอเตอร์โดยผ่านความต้านทานซึ่งจะทำหน้าที่ลดกระแสขณะเริ่มหมุน โดยไหลผ่านสวิช ไทมิ่งรีเลย (Timing Relay) ด้วย ไทมิ่งรีเลย์ (TR ในวงจร) จะทำหน้าที่ต่อหน้าคอนแทก “R” เร็วหรือช้าตามเวลาที่ตั้งไว้ เมื่อได้เวลาที่กำหนค TR จะต่อหน้าสัมผัส  “S” เข้าด้วยกัน ขณะนั้นเป็นช่วงที่มอเตอร์หมุนได้ทั้งความเร็วปกติแล้ว กระแสไฟฟ้า จะไม่ไหลมาทางหน้าสัมผัส “S” เนื่องจากมีความต้านทานต่ออนุกรมอยู่ แต่จะไหลไปทางหน้าสัมผัส “B” ซึ่งไม่มีความต้านทาน มอเตอร์ก็คงทำงานต่อไปตามปกติ
การเริ่มหมุนด้วยวิธีใช้ขดลวดกระแส (Reactor Start)
แบบนี้มีวิธีการเช่นเดียวกับแบบความต้านทานแทนลดกระแสหากแต่ใช้ขดลวดแทนความต้านทาน ซึ่งสูญเสียกำลังงานมากเกินไปถ้านำมาใช้กับกระแสสูงๆ มอเตอร์ขนาดใหญ่สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็กยังคงใช้ความต้านทานอยู่ เนื่องจากราคาถูกกว่าแบบขดลวด
การเริ่มหมุนโดยวิธีเปลี่ยนการต่อวงจรขดลวดภายใน (Y และ Δ)
ภาพที่ 21 วงจรการเริ่มหมุนโดยวิธีเปลี่ยนการต่อขดลวด การเปลี่ยนวงจรจาก Y เบน Δ จะใช้ไทมิ่งรีเลย์เป็นตัวควบคุมการทำงานเมื่อสวิทธ์กระแสจะผ่านขดลวด M Y และ T R ขดลวด M จะถึงหน้าสัมผัส M ให้ต่อยอมให้กระแสไหลผ่านเข้าสาย U,V,W, ขดลวด Y ถึงหน้าสัมผัส Y ให้ต่อ ทำให้ปลายสาย X,Y,Z, ต่อจุดเดียวกันมอเตอร์หมุนด้วยวงจร
Y (ดูวงจรภายในประกอบ)
เมื่อถึงเวลาที่ตั้งไว้ T R ทำงานตัดขดลวด Y ต่อขดลวด Δ แทนปลายสาย X,Y,Z, ที่ต่อไว้จะหลุดออก แต่ขดลวด  Δ จะต่อปลายสาย Z,X,Y, เข้ากับ U,V,W, แทนมอเตอร์หมุนอยู่ในวงจร Δ


ภาพที่ 20


ภาพที่ 21
การเริ่มหมุนโดยวิธีต่อวงจร Y 2 ชุด (Double star starting)
ลักษณะภายในของมอเตอร์ชนิดนี้ทำคล้ายกับมีมอเตอร์ 2 ตัว อยู่ในโครงสร้างเดียวกัน คือมีขดลวด 2 ชุด  ละ 3 ขด    เมื่อเริ่มการหมุนจะทำงานเพียงชุดเดียวเพื่อไม่ให้กินกระแสมากเกินไปในขณะเริ่มหมุน เมื่อถึงกำหนดที่ตั้งไว้ Tr ก็จะต่อวงจรให้ชุดขดลวดอีกชุดหนึ่งทำงานทำให้มอเตอร์หมุนด้วยวงจร Y 2 วงจร
คอมเพรสเซอร์ 3 เฟส (Three phase compressor)
เครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่ส่วนมากขนาด 5 ตัน ขึ้นไปโดยมากใช้มอเตอร์ ขับคอมเพรสเซอร์เป็นระบบ 3 เฟส (Three phase motor) เครื่องทำความเย็นขนาดใหญ่ จำเป็นต้องมีอุปกรณ์ป้องกันมอเตอร์ทำ งานมากเกินไป (Overload Protector) เพิ่มขึ้นหลายอย่างได้แก่
1. สวิชแรงดันสูง (High pressure switch)
2. สวิชแรงดันต่ำ (Low presrure switch)
3. สวิชน้ำมัน ซึ่งบรรจุอยู่ภายในเรือนคอมเพรสเซอร์ (Oil safety
switch)
1. สวิช์แรงดันสูง (High pressure switch)
ในกรณีที่แรงดันในระบบสูงเกินไปทำให้คอมเพรสเซอร์ต้องทำงานหนักอาจทำให้มอเตอร์ไหม้ได้เพราะมอเตอร์ต้องออกแรงพยายามอย่างมากในการขับลูกสูบของคอมเพรสเซอร์ให้เคลื่อนที่ขับสารทำความเย็นซึ่งมีแรงดันสูง ดังนั้นกระแสที่ไหลผ่านขดลวดของมอ เตอร์จะเพิ่มขึ้นเพื่อให้เกิดแรงบิด (torque) มาก เพื่อที่จะขับให้คอมเพรสเซอร์หมุน ดังนั้นขดลวดจะร้อนจัดขึ้นจนกระทั่งไหม้
สาเหตุที่ทำให้แรงดันในระบบสูงเกินไป เนื่องมาจาก
-บรรจุสารทำความเย็นมากเกินไป (Over charge)
-การระบายความร้อนที่คอนเดนเซอร์ไม่เพียงพอซึ่งอาจมีสาเหตุ
มาจากคอนเด็นเซอร์สกปรกมากจนลมไม่สามารถพัดผ่านครีบระบายความร้อนได้ หรือพัดลมระบายความร้อนชำรุด
-เกิดการอุดตันภายในท่อ ของระบบการไหลเวียนของสารทำความเย็น เพื่อเป็นการป้องกันอันตรายที่จะเกิดแก่คอมเพรสเซอร์ จึงใช้อุปกรณ์ป้องกัน เป็นสวิชที่เรียกว่า สวิทช์แรงดันสูง (High pressure switch) เมื่อเกิดแรงดันสูงเกินไป สวิชนี้จะตัดวงจรควบคุม ทำให้ไม่มีกระแสไฟไหลผ่านไปเข้าคอมเพรสเซอร์ (U2, V2, W2,) จะถูกต่อโดยหน้าสัมผัส Y2 มอเตอร์ก็จะหมุนไปด้วยวงจร Y ทั้ง 2 ชุด
วงจรการควบคุม (Control circuit)
กดสวิทช์ ON ขดลวด (Y) (TR) ทำงาน
ขดลวด (Y2) ดึงหน้าสัมผัส Y 1 ต่อ จ่ายไฟให้วงจร Y ชุดที่ 1
มอเตอร์หมุนด้วยวงจร Y ชุดที่ 1 เพียงชุดเดียว
ขณะเดียวกัน (TR) ทำงาน เมื่อถึงเวลาที่ตั้งไว้ ไทม์มิ่งรีเลย์ก็จะต่อหน้าสัมผัส TR
ขดลวด (Y2) ทำงานดึงหน้าสัมผัส Y2 ต่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านเข้าวงจร Y ชุดที่ 2
มอเตอร์หมุนไปด้วยวงจร Y ทั้ง 2 ชุด
ลักษณะการทำงานของสวิทช์ (High Pressure Switch)


ในเครื่องปรับอากาศรถยนต์โดยสาร ลักษณะเป็นท่อเล็กๆ ต่อแยกจากท่อขับ ซึ่งออกจากคอมเพรสเซอร์ เพื่อขับสารทำความเย็นไปยังคอนเดนเซอร์ ถ้าแรงดันภายในเย็นระบบสูงเกินไป จะมีผลทำให้เกิดแรงดันผ่านท่อเล็กๆ ไปดันหน้าคอนแทกให้เปิดออกตัดการจ่ายไฟให้คอมเพรสเซอร์ (ตัดวงจรควบคุมของคอนแท็กเตอร์) คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน
สวิชแรงดันต่ำ (LOW Pressure switch)
นอกจากเกิดแรงดันสูงดังกล่าวแล้ว บางครั้งในระบบอาจเกิดแรงดันต่ำเกินไปได้เช่นเดียวกัน

สาเหตุของการเกิดแรงดันในระบบต่ำเกินไปสืบเนื่องมาจากสาเหตุหลายประการ เช่น
-บรรจุสารทำความเย็นน้อยเกินไป (Under charge)
-ระบายความร้อนมากเกินไป (Over coolling)
-สารทำความเย็นในระบบรั่วออกจนเหลือน้อย (Refigerant Leakage)
สาเหตุดังกล่าวทำให้แรงดันของสารทำความเย็นภายในระบบลดต่ำลง ทำให้มีผลเสียเครื่องทำความเย็นให้ความเย็นไม่พอ มอเตอร์ที่ขับคอมเพรสเซอร์หมุนเร็วขึ้น เนื่องจากไม่ต้องออกแรงขับมากซึ่งอาจทำให้กลไก (Mechanic) ภายในคอมเพรสเซอร์ชำรุด เช่น ลิ้น (Valve) ทางเข้า-ออก หัก
เพื่อเป็นการป้องกันการชำรุดของคอมเพรสเซอร์จึงใช้อุปกรณ์ป้องกัน ที่เรียกว่าสวิชแรงดันต่ำ (LOW pressure switch) ตามปรกติโดยทั่วๆ ไป สวิชแรงดันต่ำนี้จะทำงานร่วมกับสวิชแรงดันสูง คือถ้าเกิดแรงดันต่ำเกินไปจะมีกลไกไปตัดสวิชตัวเดียวกับสวิชแรงดันสูง


ภาพ แสดงการทำงานของวงจรสวิชความดันต่ำ
ลักษณะการทำงานของสวิชแรงดันต่ำ (Low pressure switch) เป็นท่อเล็กๆ ต่อจากท่อจากแผงอีแวปปอเรเตอร์กลับไปเข้าคอมเพรสเซอร์ แยกไปเข้าสวิชแรงดันต่ำ ถ้าสารทำความเย็นในระบบมีแรงดันต่ำเกินไป หน้าคอนแทกจะถูกดึงให้เปิดออกไป ตัดวงจรควบคุม การจ่ายไฟเข้าคอมเพรสเซอร์
ตามปกติ หน้าคอนแทกที่ตัดหรือต่อการจ่ายไฟให้คอมเพรสเซอร์ของสวิชแรงดันต่ำจะเป็นตัวเดียวกับหน้าสัมผัสของสวิชแรงดัน
จากรูป จะเห็นว่า สวิชแรงดันต่ำ และสวิชแรงดันสูง จะทำงานร่วมกันโดยควบคุมหน้าคอนแทกชุดเดียวกัน เพื่อตัดหรือต่อวงจรไฟ ให้กับแม่เหล็กไฟฟ้าที่จ่ายให้คอมเพรสเซอร์


ภาพแสดงสวิชความดันต่ำและความดันสูง
สวิชน้ำมัน (Oil safety switch)


ภายในคอมเพรสเซอร์ประกอบไปด้วย ส่วนประกอบที่เคลื่อนไหวหลายส่วน เช่น ลูกสูบ ก้านสูบ ข้อเหวี่ยง และเกิดความร้อนจากการเสียดสีจากขดลวดของมอเตอร์ ดังนั้นภายในคอมเพรสเซอร์จึงบรรจุน้ำมันเอาไว้เพื่อหล่อลื่นและระบายความร้อน น้ำมันชนิดนี้ต้องมีคุณสมบัติในการหล่อลื่นและเป็นตัวพาความร้อนได้ดี และเป็นชนวนไฟฟ้า ถ้าน้ำมันในคอมเพรสเซอร์แห้งจะมีผลเสียหายเกิดขึ้นคือ ขดลวดของมอเตอร์ที่ขับคอมเพรสเซอร์ร้อนจัด การหล่อลื่นไม่ดีพอ ดังนั้นถ้าน้ำมันในคอมเพรสเซอร์เกิดแห้งไป หรือปริมาณน้อยลง จะมีอุปกรณ์ป้องกันที่เรียกว่าสวิชน้ำมัน ตัดวงจรให้คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน
ระบบเครื่องทำความเย็นแบบน้ำเย็น (Water chiller type)
จะเห็นว่าระบบควบคุมทางไฟฟ้าเพิ่มความยุ่งยากซับซ้อนขึ้นเนื่องจากมีอุปกรณ์ทางไฟฟ้าเพิ่มขึ้นอีก เช่น
-มอเตอร์ปั๊มน้ำเย็น (Cold water pump)
-มอเตอร์ปั๊มน้ำร้อน (Hot water pump)
-สวิชการไหลของน้ำ (Flow switch)
สวิชการไหลของน้ำ (Flow switch)
เนื่องจากน้ำในถังน้ำของแผงเย็น (Evaporator) ไม่มีการไหล ความเย็นจากท่อของแผงเย็นไม่ได้รับการถ่ายเทออกไปเลย จะทำให้น้ำที่แผงเย็นแช่อยู่เย็นจัดจนเป็นน้ำแข็งไม่มีน้ำเย็นส่งไปให้ตามห้องระบบทำความเย็นผิดปรกติ โฟลว์สวิชจะตัดวงจรควบคุมให้คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน

ในทำนองเดียวกัน ถ้าน้ำในถังน้ำที่ระบายความร้อนให้กับแผงร้อนไม่ไหลจะทำให้การระบายความร้อนไม่ดี ซึ่งจะเป็นสาเหตุทำให้คอมเพรสเซอร์เสีย โฟลว์สวิชของแผงร้อนจะตัดวงจรควบคุมให้ คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน


ภาพที่ 21 ไดอะแกรมแสดงวงจรเครื่องทำความเย็นแบบน้ำเย็น


ภาพที่ 22 ลักษณะการติดตั้งเครื่องทำความเย็นแบบน้ำเย็น (Water Chiller Type)


ภาพที่ 23 การต่อสวิชควบคุมการไหลของน้ำเข้ากับวงจรระบบทำความเย็น


ภาพที่ 24 ตำแหน่งที่ติดตั้งสวิชลูกลอยควบคุมระดับน้ำเข้ากับระบบทำความเย็น
สวิชควบคุมระดับน้ำ (Float switch) โฟล์ทสวิช
ถึงแม้ว่าน้ำในระบบจะไหลเป็นปกติ แต่ถ้าระดับน้ำในถังน้ำเย็น และถังน้ำร้อนน้อยเกินไป ก็จะเป็นสาเหตุทำให้การถ่ายเทความเย็นที่ส่งไปตามห้อง และการระบายความร้อนให้แผงร้อนไม่ดีพอ ทำให้ระบบทำความเย็นทำงานไม่สมบูรณ์พอ ดังนั้นจึงใช้สวิชลูกลอยเป็นตัวควบคุมถ้าน้ำน้อยเกินไปให้คอมเพรสเซอร์หยุดทำงาน โดยสวิชลูกลอย ตัดวงจรควบคุมการจ่ายไฟให้คอมเพรสเซอร์


จากอุปกรณ์ป้องกันชนิดต่างๆ ที่กล่าวมาแล้วนั้น จะเห็นว่า ไม่ว่าจะเกิดความผิดพลาดอะไรขึ้น ในระบบเครื่องทำความเย็น อุปกรณ์เหล่านั้น จะตัดวงจรควบคุมการจ่ายไฟให้คอมเพรสเซอร์ทั้งสิ้น
ดังนั้นในทางปฏิบัติ หน้าสัมผัสของอุปกรณ์ป้องกันเกือบทุกชนิดจะต่ออนุกรม (Series) อยู่กับวงจรควบคุม
ถ้ามีสิ่งผิดปกติเกิดขึ้นอุปกรณ์ป้องกัน จะตัดวงจรควบคุมการจ่ายไฟให้กับระบบไฟฟ้าของเครื่องทำความเย็นโดยให้
T1 = เทอร์โมสตัทของน้ำเย็น F4 = สวิชควบคุมการไหลของน้ำร้อน
T2 = เทอร์โมสตัทของน้ำร้อน P1 = สวิชแรงดันต่ำ
F1 = สวิชลูกลอยของถังน้ำเย็น P2 = สวิชแรงดันสูง
F2 = สวิชลูกลอยของถังน้ำร้อน Qs = สวิชน้ำมัน
F3 = สวิชควบคุมการไหลของน้ำเย็น Ol = โอเวอร์โหลด


อุปกรณ์ต่างๆ ดังกล่าว นำมาต่อได้ดังวงจรข้างบนนี้ สำหรับไทม์มิ่งรีเลย์มีหน้าที่ควบคุมให้คอมเพรสเซอร์ปั๊มน้ำทั้ง 2 ชุด
เนื่องจาก น้ำที่ระบายความร้อน และน้ำทีถ่ายเทความเย็น ควรจะไหลไปตามระบบเป็นปกติเสียก่อน คอมเพรสเซอร์จึงเริ่มทำงาน เพราะถ้าทำงานพร้อมกัน จะระบายความร้อน และถ่ายเทความเย็นไม่ทัน อาจเป็นสาเหตุทำให้คอมเพรสเซอร์เสียได้
การปรับอากาศแบบ ABSORBTION TYPE
สำหรับเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ จำเป็นต้องมีการดูดความร้อนจากบริเวณที่กองการทำความเย็นในปริมาณสูงมากย่อมมีการระบายความร้อนออกจากสารทำความเย็นให้รวดเร็ว ดังนั้นการใช้อากาศธรรมชาติหรือใช้พัดลมช่วยเป่าระบายความร้อนจาก
คอนเด็นเซอร์เพียงอย่างเดียวจึงไม่เป็นการเพียงพอ ดังนั้นจึงจำเป็นต้องระบายความร้อน สารทำความเย็นจากคอนเด็นเซอร์ด้วยน้ำ


ภาพที่ 25 ลักษณะโครงสร้างเครื่องปรับอากาศขนาดใหญ่ ระบายความร้อนคอนเด็นเซอร์ด้วยน้ำ
จากภาพ 25 เมื่อคอมเพรสเซอร์ปั๊มแกสร้อนออกจากคอมเพรสเซอร์ก็จะส่งไประบายความร้อนที่คอนเด็นเซอร์ซึ่งส่วนที่เป็นคอนเด็นเซอร์มักติดตั้งอยู่ภายนอกอาคาร โดยมีปั๊มน้ำขึ้นมาด้านบนและฉีดระบายความร้อนจากขดคอนเด็นเซอร์พร้อมกับมีพัดลมซึ่งติดตั้งอยู่ด้านข้างของหอระบายความร้อน (cooling Tower) เพื่อช่วยเป่าความร้อนจากน้ำให้ระเหยสู่อากาศภายนอกต่อไป
จากภาพ 26 การระบายความร้อนคอนเด็นเซอร์ ต้องต่อท่อสารทำความเย็นจากคอมเพรสเซอร์ออกไประบายความร้อนภายนอกที่หอระบายความร้อน นอกจากวิธีดังกล่าวยังมีอีกวิธีหนึ่งที่นิยมกันมากสำหรับเครื่องปรับอากากขนาดใหญ่ที่ใช้ในกิจการอุตสาหกรรมหรือระบบการทำความเย็นขนาดใหญ่ วิธีดังกล่าวคือการใช้น้ำเย็นซึ่งผ่านการระบายความร้อนจากหอระบายความร้อน (Cooline Towgr) ซึ่งอยู่ภายนอก (ส่วนมากอยู่บนหลังคา) นํ้าซึ่งเย็นกว่าจะไหลผ่านเข้ามาระบายความร้อนจากชุดขดคอนเด็นเซอร์ซึ่งอยู่ที่ชุดเครื่องทำความเย็น น้ำที่ไหลผ่านขดคอนเด็นเซอร์จะรับความร้อนออกจากคอนเดนเซอร์ และนำออกไประบายความร้อนที่หอระบายความร้อน เมื่อน้ำมีอุณหภูมิลดลงแล้วจึงส่งกลับมาระบายความร้อนที่ขดคอนเดนเซอร์หมุนเวียนเช่นนี้ตลอดเท่าที่เครื่องทำงาน


ภาพที่ 26 แสดงการใช้น้ำระบายความร้อนที่คอนเด็นเซอร์

บทความอื่น ๆ ที่น่าสนใจ:

Share this :

  • Stumble upon
  • twitter

Comments are closed.