การต่อลงดินของระบบไฟฟ้า (System grounding)

เป็นการต่อส่วนใดส่วนหนึ่งของระบบไฟฟ้าที่มีกระแสไหลผ่านเช่นจุดศูนย์ (Nuetral) ลงดิน จุดประสงค์ของการต่อลงดิน      1. จำกัดแรงดันเกินของระบบไฟฟ้าซึ่งอาจเกิดจากฟ้าผ่า, เสีร์จในสายหรือสัมผัสกับสายแรงสูงโดยบังเอิญ      2. ให้ค่าแรงดันเทียบกับดินขณะระบบทำงานปกติมีค่าคงตัว      3. ช่วยให้อุปกรณ์ป้องกันกระแสเกินทำงานได้เร็วขึ้นเมื่อเกิดการลัดวงจรลงดิน การต่อลงดินในระบบไฟฟ้ากระแสสลับ แบ่งออกเป็น 3 กลุ่มคือ      1. ระบบที่มีแรงดันต่ำกว่า 50 โวลท์      2. ระบบที่มีแรงดันระหว่าง 50 - 1000 โวลท์      3. ระบบที่มีแรงดัน 1000 โวลท์ขึ้นไป กรณีที่ใช้ระบบแรงดันระหว่าง 50 - 1000 โวลท์ ซึ่งพบเห็นกันมากที่สุดมีรูปแบบการต่อลงดินดังรูป ระบบ 1 เฟส 2 สาย ระบบ 1 เฟส 3 สาย ระบบ 3 เฟส 4 สาย ขนาดสายดินของระบบ (System grounding conductor)      ให้พิจารณาตามขนาดสายเมน (ทองแดง) เข้าอาคารซึ่งเป็นไปตามกฏของการไฟฟ้าทั้ง กฟน. และ กฟภ. ดังตาราง ขนาดใหญ่สุดของสายเมนทองแดง ; sq.mm ขนาดเล็กสุดของสายดินทองแดง ; sq.mm ไม่เกิน 35 35 - 50 70 - 95 120 - 185 240 - 300 400 - 500 เกิน 500 10 16 25 35 50 70 95 คำแนะนำ สำหรับสายดินขนาด 10 ตร.มม แนะนำให้ติดตั้งในท่ออาจเป็นท่ออโลหะ หรือท่อโลหะหนา , หนาปานกลาง หรือท่อโลหะบาง การต่อลงดินที่เมนสวิตซ์ (Service Equipment Grounding) เป็นการต่อโครงโลหะและสายศูนย์ที่เมนสวิตซ์ลงดิน โดยเมนสวิตซ์จะเป็นจุดรวมสายดินซึ่งประกอบด้วย      1. สายดินอุปกรณ์ (Equipment Grounding Conductor)      2. สายที่มีการต่อลงดิน (Grounded Conductor)      3. สายต่อฝากหลัก (Main Bonding Jumper)      4. สายต่อหลักดิน (Grounding Electrode Conductors) การต่อลงดินของเมนสวิตซ์ต้องทำด้านไฟเข้าเสมอ ถ้าหากสถานประกอบการนั้นรับไฟผ่านหม้อแปลงที่ติดตั้ง นอกอาคารซึ่งมีกำแพงกั้นจะต้องมีการต่อลงดิน 2 จุดคือ หม้อแปลง 1 จุด และที่เมนสวิตซ์อีก 1 จุด ในส่วนของการต่อฝากหลักซึ่งเป็นการต่อโครงโลหะของเมนสวิตซ์เข้ากับตัวนำที่มีการต่อลงดินที่อาจเป็นบัสบาร์สายดิน, บัสบาร์สายศูนย์ หรือสายศูนย์ มีจุดประสงค์เพื่อนำกระแสรั่วไหลที่อาจเกิดจากการเหนี่ยวนำที่เมนสวิตซ์ลงดิน เพื่อป้องกันอันตรายแก่บุคคล ที่ไปสัมผัส กับส่วนที่เป็นโลหะของเมนสวิตซ์นั้น อีกทั้งยังนำกระแสลัดวงจรไปยังแหล่งจ่ายไฟ เมื่อเกิดลัดวงจรขึ้นทางด้านโหลดอีกด้วย สำหรับการต่อลงดินของบ้านพักอาศัยทั่วไปสามารถทำได้ทั้งที่เป็นแผงคัทเอ๊าท์ และแผงคอนซูมเมอร์ยูนิต กรณีที่เมนสวิตซ์เป็นแผงคัทเอ๊าท์       ให้ต่อสายดินออกจากสายนิวทรัลด้านไฟเข้าดังรูป สำหรับบ้านพักอาศัยทั่วไปที่ใช้สายเมนทองแดงขนาดไม่เกิน 35 ตร.มม เดินเข้าแผงคัทเอ๊าท์ ให้ใช้สายดินทองแดงขนาด 10 ตร.มม (สาย THW) ส่วนสายเมนที่มีขนาดใหญ่กว่านี้ให้เป็นไปตามค่า ที่กำหนดในตารางข้างบน กรณีที่แผงสวิตซ์เป็นคอนซูมเมอร์ยูนิต (Consumer Unit)      ให้เดินสายนิวทรัลไปพักไว้ที่ขั้วต่อสายดินแล้วจึงเดินสายจากขั้วต่อสายดินอีกเส้นหนึ่ง ไปยังขั้ว N ที่ระบุไว้ด้านล่าง ของเมนเบรคเกอร์ ส่วนสายที่ต่อกับหลักดิน (ground rod) ให้เดินไปเชื่อมต่อกับสายนิวทรัลที่ขั้วต่อหลักดินดังรูป ทั้ง 2 กรณีให้ใช้หลักดินขนาดเส้นผ่าศูนย์กลาง 5/8 นิ้ว ความยาว 2.40 เมตร ตอกลงไปในดิน (มีความชื้นและดินแน่นพอควร) โดยการขุดหลุมกว้างประมาณ 30 เซนติเมตร ลึก 30 เซนติเมตร เอาหลักดินตอกลงไปให้ปลายด้านบนอยู่สูงจากก้นหลุมประมาณ 15 เซนติเมตร แล้วต่อสายเข้ากับหลักดินโดยการใช้แคล้มป์รูปหัวใจ (Ground Clamp) ขันให้แน่น แล้วจึงใช้ดินกลบหลุม ให้เรียบร้อย        ขนาดของสายต่อฝากหลัก      1. ให้ใช้ขนาดเดียวกับขนาดสายดินของระบบ (ตามตารางด้านบน)      2. กรณีที่สายเฟสมีขนาดพื้นที่หน้าตัดโตกว่า 500 ตร.มม ให้ใช้ขนาดสายไม่ต่ำกว่า 12.5% ของพื้นที่หน้าตัดสายเฟส (สำหรับสายควบให้คิดพื้นที่หน้าตัดรวมของสายทุกเส้น) เมนสวิตซ์ที่จ่ายไฟให้อาคาร 2 หลังขึ้นไป      สถานประกอบการที่มีอาคารหลายหลังแต่มีเมนสวิตซ์จ่ายไฟชุดเดียว การต่อลงดินให้เป็นไปตามข้อกำหนดดังนี้คือ      1. อาคารเมน ให้เป็นไปตามข้อกำหนดของการต่อลงดินที่เมนสวิตซ์      2. อาคารหลังอื่น ต้องมีหลักดินเป็นของตนเอง และต้องต่อลงดินเช่นเดียวกับเมนสวิตซ์ ยกเว้นอาคารหลังอื่นมีวงจรย่อย เพียงวงจรเดียวไม่ต้องมีหลักดินได้

หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้า เป็น เครื่องกลไฟฟ้า ชนิดหนึ่ง

เครื่องกลไฟฟ้า หมายถึง อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล หรือเปลี่ยนจากพลังงานกลมาเป็นพลังงานไฟฟ้า การทำงานของอุปกรณ์ดังกล่าวมีทั้งแบบเคลื่อนที่ และแบบอยู่กับที่

·       อุปกรณ์ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล เช่น

o   หม้อแปลงไฟฟ้า

o   มอเตอร์ไฟฟ้า

·       ส่วนเครื่องกลที่เปลี่ยนพลังงานกลเป็นพลังงานไฟฟ้า เช่น

o   เครื่องกำเนิดไฟฟ้า (สามารถผลิตแรงเคลื่อนไฟฟ้า และจ่ายกระแสไฟฟ้าออกมา)

หม้อแปลงไฟฟ้า (Transformer)

หม้อแปลงไฟฟ้า(Transformer) คือ เครื่องกลไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่ใช้เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานไฟฟ้า โดยสามารถเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า(Voltage) ให้เพิ่มขึ้นเรียกว่า “Step up Transformer” และให้ลดลงเรียกว่า “Step down Transformer”  แต่ไม่เปลี่ยนกำลังไฟฟ้า(Power/Watt) และความถี่(Frequency/Hz)

โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้ามีส่วนประกอบที่สำคัญอยู่ 3 ส่วน คือ แกนเหล็ก ขดลวดตัวนำ และฉนวน (และอาจมีส่วนประกอบย่อยซึ่งขึ้นอยู่กับขนาดของหม้อแปลง เช่น หม้อแปลงขนาดใหญ่ อาจมีถังบรรจุหม้อแปลง น้ำมันหม้อแปลง และขั้วของหม้อแปลง เป็นต้น)

·       แกนเหล็ก     แกนเหล็กของหม้อแปลงจะมีลักษณะเป็นแผ่นบางๆ เคลือบด้วยฉนวน เรียกกันว่า แผ่นลามิเนต

·       ขดลวดตัวนำ   ขดลวดตัวนำของหม้อแปลงจะมีลักษณะเป็นขดลวดทองแดงหรืออลูมิเนียมหุ้มด้วยฉนวน โดยทั่วไป หม้อแปลงจะมีขดลวด 2 ชุด คือ ขดลวดปฐมภูมิ(Primary Winding) และขดลวดทุติยภูมิ(Secondary Winding)

·       ฉนวน   ฉนวนของหม้อแปลงจะมีไว้เพื่อป้องกัน ไม่ให้ขดลวดสัมผัสกับส่วนที่เป็นแกนเหล็ก และป้องกันไม่ให้ขดลวดแต่ละชั้นสัมผัสกัน

หลักการทำงาน

การทำงานของหม้อแปลงใช้การส่งถ่ายพลังงานไฟฟ้าจากวงจรหนึ่ง(ขดลวดปฐมภูมิ-Primary Winding) ซึ่งกระแสไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามาจะสร้างเส้นแรงแม่เหล็ก(Flux) และแรงแม่เหล็ก(Magnetromotive Force)  ขึ้นในแกนเหล็ก(Iron Core)กระแสไฟฟ้าที่ไหลในขดลวดเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ ขั้วแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจึงสลับขั้วกลับไปกลับมาด้วยความเร็วเท่ากับความถี่ไฟฟ้า(Frequency) เส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้นจะเคลื่อนที่ตัดกับขดลวดที่พันอยู่บนแกนเหล็ก ทำให้เกิดการเหนี่ยวนำแรงดันไฟฟ้า(Induce EMF) ไปยังอีกวงจรหนึ่ง(ขดลวดทุติยภูมิ – Secondary Winding) ส่งถ่ายเป็นแรงดันไฟฟ้าและกระแสไฟฟ้าออกมา โดยมีความถี่ไฟฟ้าเท่ากับความถี่ไฟฟ้าที่ป้อนเข้ามา (ที่ใช้กันอยู่ปรกติได้แก่ 50-60 เฮิรตซ์)

การทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้าจะไม่มีส่วนใดเคลื่อนที่เหมือนมอเตอร์ จึงมีการสูญเสียกำลังงานในขณะทำงานน้อยกว่ามอเตอร์

ประเภทของหม้อแปลง

หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถจำแนกชนิด หรือประเภทตามลักษณะต่างๆ เช่น

·       แบ่งตามลักษณะของแกนเหล็ก

o   แกนเหล็กแบบคอร์ (Core Type)  แกนเหล็กจะเป็นแผ่นเหล็กบางๆมีลักษณะเป็นรูป L-L หรือ U-Iประกอบเข้าด้วยกัน จะมีวงจรแม่เหล็กวงจรเดียว-วงจรเดี่ยว หรือวงจรแม่เหล็กแบบอนุกรม (ขดลวดด้านปฐมภูมิ และด้านทุติยภูมิ จะถูกพันอยู่บนแกนเหล็กทั้งสองด้านแยกกันอยู่คนละข้าง)

o   แกนเหล็กแบบเชลล์ (Shell Type) แกนเหล็กจะเป็นแผ่นเหล็กบางๆมีลักษณะเป็นรูป E-I เมื่อประกอบเข้าด้วยกัน จะมีวงจรแม่เหล็ก 2 วง หรือวงจรแม่เหล็กแบบขนาน (ขดลวดด้านปฐมภูมิ และด้านทุติยภูมิ จะถูกพันอยู่บนแกนกลางของแกนเหล็กทั้งสอง ซึ่งจะพันทับกันอยู่)

แกนเหล็กแบบเชลล์นี้ อาจแบ่งออกเป็น แบบแกนเดี่ยว(แผ่นเหล็กมีลักษณะเป็นรูป E-I ประกอบเข้าด้วยกัน) หรือชนิดแกนเหล็กแบบกระจาย (แผ่นเหล็กเมื่อประกอบขึ้นแล้ว จะมีวงจรแม่เหล็กมีหลายวงจร กระจายรอบขดลวดซึ่งพันอยู่ตรงกลาง)

o   แกนเหล็กแบบทอร์รอยด์ (Toroid Type) แกนเหล็กจะเป็นแผ่นเหล็กบางๆมีลักษณะเป็นวงแหวน เมื่อประกอบเข้าด้วยกันจะมีลักษณะเป็นรูปทรงกระบอก (ขดลวดด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิ จะถูกพันรอบแกนเหล็ก และเรียงเส้นกันอย่างเป็นระเบียบ) แกนเหล็กหม้อแปลงชนิดนี้จะมีค่าการสูญเสียต่ำ และมีประสิทธิภาพสูง

·       แบ่งตามชนิดของระบบไฟฟ้า

o   หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (Single Phase Transformer) หมายถึง หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้กับระบบไฟฟ้าเฟสเดียว ประกอบด้วยขดลวดด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิหนึ่งขุด

o   หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Three Phase Transformer) หมายถึง หม้อแปลงไฟฟ้าที่ใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส ดังนั้นจึงมีขดลวดด้านปฐมภูมิและด้านทุติยภูมิอย่างละ 3ชุด และอาจต่อเข้าด้วยกัน เป็นแบบวายหรือสตาร์ (Wye or Star Connection) หรืออาจต่อเข้าด้วยกันเป็นแบบเดลต้า (Delta Connection)

·       แบ่งตามลักษณะการใช้งาน

o   หม้อแปลงกำลัง (Power Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้สำหรับการจ่ายกำลังไฟฟ้า ซึ่งจะมีค่ากำลังไฟฟ้าที่ใช้งานสูงและแรงดันไฟฟ้าใช้งานอย่างต่อเนื่อง พิกัดของหม้อแปลงจะเหมือนพิกัดของเครื่องจักรที่ใช้ไฟฟ้าสลับ คือกำหนดค่าเป็นโวลท์-แอมแปร์ (VA)

o   หม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Transformer) หมายถึง หม้อแปลงที่ใช้จ่ายไฟให้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ จะมีขนาดไม่เกิน 100VA

o   หม้อแปลงเครื่องมือวัด (Instrument Transformer) หมายถึง หม้อแปลงที่ใช้สำหรับวัดค่าแรงดันไฟฟ้าและค่ากระแสไฟฟ้า ทั้งในวงจรไฟฟ้ากำลัง และวงจรอิเล็กทรอนิกส์กำลัง เรียกว่า หม้อแปลงความต่างศักดิ์(Potential Transformer) และหม้อแปลงกระแสไฟฟ้า(Current Transformer)

o   หม้อแปลงเฉพาะงาน  หมายถึง หม้อแปลงซึ่งจะครอบคลุมหลายแบบ และหลายลักษณะการใช้งาน รวมถึงอุปกรณ์ที่ใช้งานร่วมด้วย ได้แก่ หม้อแปลงแรงดันคงที่ หม้อแปลงกระแสคงที่ หม้อแปลงเฟอโรรีโซแนนซ์(Ferroresonance Tramsformer) และหม้อแปลงหลายแทป(Multi Tap Transformer)

·       แบ่งตามความถี่ที่ใช้งาน

o   หม้อแปลงกำลัง  เป็นหม้อแปลงที่ใช้งานในระบบไฟฟ้ากำลัง โดยมีความถี่คงที่ตามความถี่ของระบบไฟฟ้ากำลัง

o   หม้อแปลงย่านความถี่เสียง เป็นหม้อแปลงที่ใช้สำหรับงานสื่อสารที่ย่านความถี่เสียง

o   หม้อแปลงความถี่สูง เป็นหม้อแปลงที่ใช้งานย่านความถี่สูงมาก (Ultra High Frequency)

o   หม้อแปลงความถี่กว้าง เป็นหม้อแปลงที่ใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ทำงานในย่านความถี่กว้าง

o   หม้อแปลงความถี่แคบ เป็นหม้อแปลงที่ใช้งานวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ออกแบบให้ใช้งานย่านความถี่เฉพาะ

o   หม้อแปลงสัญญาณพัลซ์ (Pulse Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้ในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ที่ทำงานเพื่อส่งสัญญาณพัลซ์ ทำงานด้านไฟฟ้ากำลัง หรืออิเล็กทรอนิกส์กำลัง

·       แบ่งตามลักษณะการพันขดลวด

o   หม้อแปลงแบบแยกขด (Ordinary Transformer / Isolate Transformer) หมายถึง หม้อแปลงที่มีขดลวดปฐมภูมิ และขดลวดทุติยภูมิแยกออกจากกันโดยเด็ดขาด

o   หม้อแปลงแบบอัตโนมัติ (Auto Transformer) หมายถึง หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิเป็นขดลวดชุดเดียวกัน

โวลท์เตจเรกกูเลชั่น และประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า

·       โวลท์เตจเรกกูเลชั่น (Voltage regulation)

เนื่องจากแรงดันของหม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อมีโหลดกับไม่มีโหลดนั้น จะแตกต่างกันมากบ้างน้อยบ้าง ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับหลายสิ่งด้วยกัน เช่น ขึ้นอยู่กับแกนเหล็ก การอัดแกนเหล็ก การพันขดลวด รวมถึงการออกแบบที่ดี เป็นต้น

ถ้าแรงดันของหม้อแปลงไฟฟ้าเมื่อไม่มีโหลด กับเมื่อมีโหลดต่างกันมาก หม้อแปลงตัวนั้นก็ไม่ดี ถ้าแรงดันเมื่อไม่มีโหลดกับเมื่อมีโหลดแตกต่างกันน้อย หรือออกแบบให้ไม่แตกต่างกันเลย แสดงว่าการควบคุมแรงดันของหม้อแปลงไฟฟ้าดี

สิ่งที่บอกอัตราการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วของขดลวดทางด้านทุติยภูมิเรียกว่า โวลท์เตจเรคกูเลชั่น(Voltage regulation)

·       ความสูญเสียในหม้อแปลงไฟฟ้า (Losses)

หม้อแปลงไฟฟ้านับได้ว่าเป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่มีการสูญเสียน้อยที่สุด เมื่อนำไปเปรียบเทียบกับเครื่องกลไฟฟ้าชนิดอื่น เช่น มอเตอร์ หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า เพราะหม้อแปลงไฟฟ้าไม่มีส่วนประกอบใดๆที่เคลื่อนที่ได้ ดังนั้นจึงไม่มีการสูญเสียเนื่องจากความฝืดและแรงต้านจากลม จะมีการสูญเสียเพียงสองส่วนเท่านั้น คือ การสูญเสียในแกนเหล็ก และการสูญเสียในขดลวดตัวนำ

การสูญเสียในแกนเหล็กจะมีค่าไม่สูงนักและมีค่าคงที่ตลอดเวลาไม่ว่าโหลดจะเปลี่ยนแปลงอย่างไร ส่วนการสูญเสียในขดลวดตัวนำ จะมีค่าเปลี่ยนแปลงตลอดเวลาตามการเปลี่ยนแปลงของโหลด ถ้าโหลดมากการสูญเสียในขดลวดตัวนำก็มาก ถ้าโหลดน้อยการสูญเสียในขดลวดตัวนำก็น้อย

·       ประสิทธิภาพของหม้อแปลงไฟฟ้า

ประสิทธิภาพของหม้อแปลง หมายถึง ความสามารถในการทำงานของหม้อแปลง ซึ่งจะเท่ากับอัตราส่วนระหว่างกำลังขาออก (Power Output) ต่อ กำลังขาเข้า (Power Input)

ถ้ากำลังขาออกกับกำลังขาเข้ามีค่าแตกต่างกันมาก แสดงว่าหม้อแปลงมีประสิทธิภาพต่ำ แต่ถ้ากำลังขาออกกับกำลังขาเข้ามีค่าใกล้เคียงกันก็แสดงว่าหม้อแปลงมีประสิทธิภาพสูง องค์ประกอบที่ทำให้ประสิทธิภาพหม้อแปลงมีค่ามากหรือน้อยจะขึ้นอยู่กับการสูญเสียในหม้อแปลงนั่นเอง

การต่อหม้อแปลง

·       การขนานหม้อแปลง

การขนานหม้อแปลง หมายถึง การนำหม้อแปลงไฟฟ้าตั้งแต่ 2 ตัวขึ้นไปมาต่อขนานหรือต่อพ่วงเข้าด้วยกัน เพื่อช่วยในการจ่ายโหลดหรือจ่ายกระแสไฟฟ้า ปัจจัยสำคัญที่เป็นสาเหตุของการขนานหม้อแปลงไฟฟ้านั้นอาจเกิดจากปัจจัยต่างๆดังนี้

o   การหยุดซ่อมแซมบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า ในกรณีที่หม้อแปลงตัวเดิมต้องนำไปซ่อมแซมและบำรุงรักษา จึงต้องนำหม้อแปลงตัวใหม่ที่ใช้งานได้ต่อขนานหรือต่อพ่วงเข้าไป

o   เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า โดยใช้หม้อแปลง 2 ตัวที่มีพิกัดกำลังไฟฟ้าเท่ากันต่อขนานด้วยกันเพื่อจ่ายกำลังไฟฟ้าให้กับโหลด

o   เพื่อลดต้นทุนในการติดตั้งหม้อแปลงตัวใหม่ที่มีขนาดใหญ่กว่าเดิม เมื่อโหลดเพิ่มขึ้นมากกว่าเดิม

·       การต่อหม้อแปลงเพื่อใช้กับระบบไฟฟ้า 3 เฟส

การต่อหม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อนำไปใช้งานกับระบบไฟฟ้า 3 เฟส จะมีอยู่ 2 กรณี คือ การใช้หม้อแปลงไฟฟ้าหนึ่งเฟส 3 ตัว และการใช้หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส 1 ตัว

การต่อวงจรของหม้อแปลงหนึ่งเฟส 3 ตัว หรือการต่อหม้อแปลงสามเฟส 1 ตัว จะมีวิธีเข้าขดลวดของหม้อแปลงทั้งสามชุดของด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิเป็น 2 แบบ คือ แบบวายหรือสตาร์ (Wye or Star connection) และแบบเดลต้า (Delta connection)

การต่อแบบเดลต้า (Delta connection) ขดลวดจะต่อเข้าด้วยกันเป็นแบบอนุกรมวงจรปิด โดยต่อขั้วด้านปลายของหม้อแปลงตัวที่ 1 เข้ากับขั้วด้านต้นของหม้อแปลงตัวที่ 2 , ต่อขั้วด้านปลายของหม้อแปลงตัวที่ 2 เข้ากับขั้วด้านต้นของหม้อแปลงตัวที่ 3, และต่อขั้วด้านปลายของหม้อแปลงตัวที่ 3 เข้ากับขั้วด้านต้นของหม้อแปลงตัวที่ 1, และจุดต่อร่วมทั้งสามจะต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ

การต่อหม้อแปลงแบบเดลต้านั้นจะได้ แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ตกคร่อมขดลวด (Phase voltage) จะเท่ากับแรงเคลื่อนที่ปลายสาย (Line voltage) และกระแสไฟฟ้าที่สาย (Line current) จะเท่ากับ 1.732 ของกระแสไฟฟ้าที่ขดลวด (Phase current)

การต่อแบบวาย หรือ สตาร์(Wye or Star connection) ขดลวดจะต่อเข้าด้วยกันเป็นแบบวาย โดยจะต่อปลายของขดลวดตัวที่ 1, 2 และ 3 เข้าด้วยกัน ส่วนด้านต้นของขดลวดตัวที่ 1, 2 และ 3ของหม้อแปลงถ้าเป็นขดปฐมภูมิจะต่อเข้ากับแหล่งจ่ายไฟ   แต่ถ้าเป็นขดลวดทุติยภูมิจะต่อเข้ากับโหลด

การต่อหม้อแปลงแบบสตาร์นั้น แรงเคลื่อนไฟฟ้าที่ตกคร่อมขดลวด (Phase voltage) จะเท่ากับ 58% `ของแรงเคลื่อนที่ปลายสาย (Line voltage) หรือแรงเคลื่อนที่ปลายสาย (Line voltage) จะเท่ากับ 1.732 เท่าของแรงดันไฟฟ้าที่ตกคร่อมขดลวด (Phase voltage) และกระแสไฟฟ้าที่สาย (Line current) จะเท่ากับกระแสไฟฟ้าที่ขดลวด (Phase current)

ในการต่อแบบวายหรือสตาร์ (Wye or Star connection) และแบบเดลต้า (Delta connection) หม้อแปลงแต่ละแบบนั้นจะมีวิธีการต่างกัน และให้คุณสมบัติใช้งานต่างกัน

o   การต่อแบบเดลต้า-เดลต้า (Delta-Delta) หมายถึงขดลวดด้านปฐมภูมิต่อวงจรเป็นแบบเดลต้า และขดลวดด้านทุติยภูมิต่อเป็นแบบเดลต้า เช่นเดียวกัน

o   การต่อแบบวาย-วาย หรือสตาร์-สตาร์ (Wye-Wye or Star-Star) หมายถึง การต่อวงจรขดลวดด้านปฐมภูมิเป็นแบบวายหรือสตาร์ และต่อวงจรขดลวดด้านทุติยภูมิเป็นแบบวายหรือสตาร์ เช่นเดียวกัน

o   การต่อแบบเดลต้า-วาย หรือเดลต้า-สตาร์ (Delta-Wye or Delta-Star) หมายถึง การต่อวงจรขดลวดหม้อแปลงด้านปฐมภูมิเป็นแบบเดลต้า และต่อวงจรขดลวดด้านทุติยภูมิเป็นแบบวายหรือสตาร์

การต่อแบบเดลต้า-วาย เป็นวิธีที่นิยมใช้กันมากที่สุด โดยเฉพาะในระบบการส่งจ่ายไฟฟ้าขนาดใหญ่ ซึ่งจะต่อวงจรด้านแรงสูงเป็นแบบเดลต้า ด้านแรงต่ำจะต่อเป็นแบบวายหรือสตาร์ จะได้แรงดันต่ำเป็น 2 ระบบ คือ ระบบไฟฟ้า 3 เฟส 4 สาย แรงดัน 380/220V สามารถใช้ได้ทั้งระบบเฟสเดียว (Single phase system)สำหรับใช้ในบ้านพักอาศัย และระบบสามเฟส (Three phase system) สำหรับใช้ในอาคารขนาดใหญ่และโรงงานอุตสาหกรรม

o   การต่อแบบวาย-เดลต้า (Wye-Detar) หมายถึง การต่อวงจรขดลวดด้านปฐมภูมิเป็นแบบวายหรือสตาร์ และต่อวงจรขดลวดด้านทุติยภูมิเป็นแบบเดลต้า

o   การต่อแบบเดลต้าเปิด (Open-Delta)หมายถึงการนำหม้อแปลงเฟสเดียว 2 ตัวมาต่อเข้าด้วยกัน และต่อขดลวดด้านปฐมภูมิและทุติยภูมิเป็นแบบเดลต้าเปิด (Delta-Delta) ทั้งสองด้าน

การต่อแบบเดลต้าเปิด ในลักษณะนี้จำเป็นเมื่อหม้อแปลงที่ต่ออยู่ด้วยกันในระบบเกิดชำรุดเสียหายใช้การไม่ได้ไป 1 ตัว และมีความจำเป็นจะต้องจ่ายกระแสไฟฟ้าในเวลาเดียวกัน ดังนั้นเพื่อไม่ให้ผู้ใช้กระแสไฟฟ้าเดือดร้อนจากการหยุดการจ่ายกระแสไฟฟ้า การต่อลักษณะนี้ ความสามารถในการจ่ายกระแสไฟฟ้าจะลดลงเหลือ 58% ดังนั้นก่อนจะจ่ายกระแสไฟฟ้าต่อไป จะต้องปลดภาระโหลดไปบางส่วนเพื่อให้เท่ากับพิกัดที่หม้อแปลงจะสามารถทำงานได้

การระบายความร้อน และการบำรุงรักษาหม้อแปลง

·       การระบายความร้อน

หม้อแปลงไฟฟ้า เมื่อใช้งานไปก็จะเกิดความร้อนขึ้นทำให้เกิดการสูญเสียขึ้นในหม้อแปลง จึงจำเป็นต้องระบายความร้อนเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงาน การระบายความร้อนจะมีอยู่หลายวิธี เช่น การระบายความร้อนตามธรรมชาติ การระบายความร้อนด้วยน้ำมัน  การระบายความร้อนด้วยน้ำมันและการเป่าลม การระบายความร้อนด้วยน้ำมันและน้ำ  และการระบายความร้อนด้วยการปั้มน้ำมัน

o   การระบายความร้อนตามธรรมชาติ  คือ การใช้อากาศรอบๆ ช่วยในการระบายความร้อน

o   การระบายความร้อนด้วยน้ำมัน  เป็นการระบายความร้อนโดยการแช่ตัวหม้อแปลงอยู่ในน้ำมันที่บรรจุอยู่ในถังหม้อแปลง

o   การระบายความร้อนด้วยน้ำมันและการเป่าลม เป็นการระบายความร้อนโดยการแช่ตัวหม้อแปลงอยู่ในน้ำมันที่บรรจุอยู่ในถังหม้อแปลง และใช้พัดลมเป่าที่ผิวภายนอกถังเป็นการเร่งระบายความร้อน

o   การระบายความร้อนด้วยน้ำมันและน้ำ เป็นการระบายความร้อนโดยการแช่ตัวหม้อแปลงอยู่ในน้ำมันที่บรรจุอยู่ในถังหม้อแปลง และมีท่อน้ำขดเป็นวงรอบหม้อแปลงไฟฟ้าภายในถัง น้ำมันจะเป็นตัวระบายความร้อนแก่หม้อแปลง และน้ำจะเป็นตัวระบายความร้อนแก่น้ำมันอีกครั้งหนึ่ง

o   การระบายความร้อนด้วยการปั้มน้ำมัน เป็นการระบายความร้อนด้วยการปั้มน้ำมันโดยการใช้ปั้มน้ำมันให้ไหลวนเวียนได้เร็วขึ้น

·       น้ำมันหม้อแปลง

น้ำมันที่ใช้ระบายความร้อนหม้อแปลง จะต้องมีคุณลักษณะพิเศษ คือ เป็นฉนวนที่ดี และทำหน้าที่ระบายความร้อนให้แก่ขดลวดและแกนเหล็ก นอกจากนั้นยังต้องทนต่อไฟฟ้าแรงดันสูงได้ และมีอายุการใช้งานยาวนาน คุณสมบัติหม้อแปลงโดยทั่วไปจะต้องมีความหนืดต่ำ จุดวาบไฟสูง จุดติดไฟสูง ความหนาแน่นต่ำ

·       การบำรุงรักษาหม้อแปลง

หม้อแปลงไฟฟ้าเป็นเครื่องกลไฟฟ้าที่ต้องบำรุงรักษาน้อยกว่าเครื่องกลไฟฟ้าชนิดอื่นๆ แต่อย่างไรก็ตามหม้อแปลงไฟฟ้าก็ยังต้องการ การตรวจสอบและบำรุงรักษาตามวาระซึ่งจำเป็นต้องจัดทำอย่างสม่ำเสมอ ส่วนวาระจะยาวนานเท่าใดนั้นจะต้องพิจารณาจากภาวการณ์ใช้งานของหม้อแปลง สภาพของสิ่งแวดล้อมที่หม้อแปลงติดตั้งอยู่ การบำรุงรักษาที่ดีนั้นควรจัดทำแผนการตรวจสอบและบำรุงรักษา และดำเนินการตามแผนอย่างจริงจัง

วีดีโอแบบฝึกหัดวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูง

แบบฝึกหัดวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูงข้อที่ 136-150

                                      คำตอบแบบฝึกหัดวิชาวิศวกรรมไฟฟ้าแรงสูงข้อที่ 136-150

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส  แบ่งออกตามโครงสร้างและหลักการทำงานของมอเตอร์ได้ 2 แบบ คือ    1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบอินดักชั่น (3 Phase Induction Motor)    2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบซิงโครนัส (3 Phase Synchronous Motor)

1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส แบบอินดักชั่น มอเตอร์ไฟสลับ 3 ที่มีคุณสมบัติที่ดี คือมีความเร็วรอบคงที่เนื่องจากความเร็วรอบอินดักชั่นมอเตอร์ขึ้นอยู่กับความถี่ (Frequency) ของแหล่งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ มีราคาถูก โครงสร้างไม่ซับซ้อน สะดวกในการบำรุงรักษาเพราะไม่มีคอมมิวเตเตอร์และแปรงถ่านเหมือนมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง เมื่อใช้ร่วมกับเครื่องควบคุมความเร็วแบบอินเวอร์เตอร์ (Invertor) สามารถควบคุมความเร็ว (Speed) ได้ตั้งแต่ศูนย์จนถึงความเร็วตามพิกัดของมอเตอร์ นิยมใช้กันมาก เป็นต้น กำลังในโรงงานอุตสาหกรรม ขับเคลื่อนลิฟท์ขับเคลื่อนสายพานลำเลียง ขับเคลื่อนเครื่องจักรไฟฟ้า เช่น เครื่องไส เครื่องกลึง มอเตอร์อินดักชั่นมี 2 แบบ แบ่งตามลักษณะตัวหมุนคือ

1.โรเตอร์      2. ขดลวดสนามแม่เหล็ก      3. ขั้วต่อสาย      4. โครงมอเตอร์      5. ฝาครอบหัว      6. ฝาครอบท้าย

     
        1.1 อินดักชั่นมอเตอร์ที่มีโรเตอร์แบบกรงกระรอก (Squirrel Cage Induction Motor) 
          
               อินดักชั่นมอเตอร์แบบนี้ ตัวโรเตอร์จะมีโครงสร้างแบบกรงกระรอกเหมือนกับโรเตอร์ของสปลิทเฟสมอเตอร์

รูปโรเตอร์แบบกรงกระรอก	รูปสเตเตอร์ ของอินดักชั่นมอเตอร์

       1.2 อินดักชั่นมอเตอร์ที่มีโรเตอร์แบบขดลวด (Wound Rotor Induction Motors)

               อินดักชั่นมอเตอร์ชนิดนี้ตัวโรเตอร์จะทำจากเหล็กแผ่นบาง ๆ อัดซ้อนกันเป็นตัวทุ่นคล้าย ๆอาร์เมเจอร์ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง มีร่องสำหรับวางขดลวดของตัวโรเตอร์เป็นขดลวด 3 ชุด สำหรับสร้างขั้วแม่เหล็ก 3 เฟส เช่นกันปลายของขดลวดทั้ง 3 ชุดต่อกับสปริง(Slip Ring) จำนวน 3 อันสำหรับเป็นทางให้กระแสไฟฟ้าครบวงจรทั้ง 3 เฟสการทำงานของอินดักชั่นมอเตอร์
เมื่อจ่ายไฟฟ้าสลับ 3 เฟสให้ที่ขดลวดทั้ง 3 ของตัวสเตเตอร์จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนรอบ ๆ ตัวสเตเตอร์  ทำให้ตัวหมุน(โรเตอร์) ได้รับการเหนี่ยวนำทำให้เกิดขั้วแม่เหล็กที่ตัวโรเตอร์ และขั้วแม่เหล็กนี้  จะพยายามดึงดูดกับสนามแม่เหล็กที่หมุนอยู่รอบ ๆ ทำให้มอเตอร์
ของอินดักชั่นมอเตอร์หมุนไปได้ ความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุนที่ตัวสเตเตอร์นี้จะคงที่ตามความถี่ของไฟฟ้ากระแสสลับ ดังนั้นโรเตอร์ของอินดักชั่น  ของมอเตอร์ จึงหมุนตามสนามหมุนดังกล่าวไปด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็กหมุน

                        2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสแบบซิงโครนัสเป็นมอเตอร์ได้ใหญ่ที่สุด

ซิงโครนัสมอเตอร์เป็นมอเตอร์ขนาดใหญ่ที่สุด ที่ขนาดพิกัดของกำลังไฟฟ้าตั้งแต่ 150 kW (200 hp) จนถึง 15 MW (20,000 hp) มีความเร็วตั้งแต่ 150 ถึง 1,800 RPM

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟสแบบซิงโครนัส (3 Phase Synchronous Motor)

โครงสร้างของซิงโครนัสมอเตอร์ ที่สำคัญมี 2 ส่วนคือ     1. สเตเตอร์ (Stator)     2. โรเตอร์ (Rotor)

1. สเตเตอร์ (Stator) ของซิงโครนัสมอเตอร์เหมือนกับสเตเตอร์ของ 3 เฟส อินดักชั่นมอเตอร์มีร่องสำหรับพันขดลวดจำนวน 3 ชุด เฟสละ1 ชุด เมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ให้กับสเตเตอร์จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนขึ้น เมื่อสนามแม่เหล็กหมุนอินดักชั่นมอเตอร์

2. โรเตอร์ (Rotor) ของซิงโครนัสมอเตอร ์ เป็นแบบขั้วแม่เหล็กยื่น (Salient Poles) และมีขดลวดพันข้าง ๆ ขั้วแม่เหล็กยื่นเหล่านั้นขดลวดสนามแม่เหล็กที่พันรอบขั้วแม่เหล็กยื่นต่อกับแหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงภายนอก เพื่อสร้างขั้วแม่เหล็กขึ้นที่ตัวโรเตอร์ การทำงานของซิงโครนัสมอเตอร์เมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ 3 เฟส ให้กับสเตเตอร์ของซิงโครนัสมอเตอร์ จะเกิดสนามแม่เหล็กหมุนเนื่องจากตัวหมุน (โรเตอร์)  ของซิงโครนัสมอเตอร์เป็นแบบขั้วแม่เหล็กยื่น และมีขดลวดสนามแม่เหล็กพันอยู่รอบ ๆโดยใช้แหล่งจ่ายไฟฟ้ากระแสภายนอก เมื่อจ่ายไฟฟ้ากระแสตรงให้กับโรเตอรจะทำให้เกิดขั้วแม่เหล็กที่โรเตอร์ขึ้น ขั้วแม่เหล็กนี้จะเกาะตามการหมุนของสนามหมุนของสเตเตอร์ ทำให้มอเตอร์หมุนไปด้วยความเร็วเท่ากับความเร็วของสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์

มอเตอร์กระแสตรง      

1.ความหมายและชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์ที่นิยมใช้กันอย่างแพร่หลายในโรงงานต่างเป็นอุปกรณ์ที่ใช้ควบคุมเครื่องจักรกลต่างๆในงานอุตสาหกรรมมอเตอร์มีหลายแบบหลายชนิดที่ใช้ให้เหมาะสมกับงานดังนั้นเราจึงต้องทราบถึงความหมายและชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้าตลอดคุณสมบัติการใช้งานของมอเตอร์แต่ละชนิดเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพสูงสุดในการใช้งานของมอเตอร์นั้นๆและสามารถเลือกใช้งานให้เหมาะสมกับงานออกแบบระบบประปาหมู่บ้านหรืองานอื่นที่เกี่ยวข้องได้

        1.1ความหมายของมอเตอร์และการจำแนกชนิดของมอเตอร์ 

มอเตอร์ไฟฟ้า (MOTOR) หมายถึงเป็นเครื่องกลไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนแปลงพลังงาน
ไฟฟ้ามาเป็นพลังงานกล มอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้พลังงานไฟฟ้าเปลี่ยนเป็นพลังงานกลมีทั้งพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับและพลังงานไฟฟ้ากระแสตรง

        1.2ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า

 มอเตอร์ไฟฟ้าแบ่งออกตามการใช้ของกระแสไฟฟ้าได้ 2 ชนิดดังนี้
     1.2.1 มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ (Alternating Current Motor) หรือเรียกว่าเอ.ซี มอเตอร์ (A.C. MOTOR) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้าสลับแบ่งออกได้ดังนี้
          มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับแบ่งออกเป็น3 ชนิดได้แก่
               1.มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิด 1 เฟส หรือเรียกว่าซิงเกิลเฟสมอเตอร์ (A.C. Sing Phase)
               - สปลิทเฟส มอเตอร์( Split-Phase motor)
               - คาปาซิเตอร ์มอเตอร์ (Capacitor motor)
               - รีพัลชั่นมอเตอร์ (Repulsion-type motor)
               - ยูนิเวอร์แวซลมอเตอร์ (Universal motor)
               - เช็ดเดดโพล มอเตอร์ (Shaded-pole motor)
               2.มอเตอร์ไฟฟ้าสลับชนิด 2 เฟสหรือเรียกว่าทูเฟสมอเตอร์ (A.C.Two phas Motor)
               3.มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับชนิด 3 เฟสหรือเรียกว่าทีเฟสมอเตอร์ (A.C. Three phase Motor)
     1.2.2.มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Direct Current Motor ) หรือเรียกว่าดี.ซี มอเอตร์ (D.C. MOTOR) การแบ่งชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบ่งออกได้ดังนี้
               มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบ่งออกเป็น 3 ชนิดได้แก่
               1.มอเตอร์แบบอนุกรมหรือเรียกว่าซีรีส์มอเตอร์ (Series Motor)
               2.มอเตอร์แบบอนุขนานหรือเรียกว่าชันท์มอเตอร์ (Shunt Motor)
               3.มอเตอร์ไฟฟ้าแบบผสมหรือเรียกว่าคอมเปาวด์มอเตอร์ (Compound Motor)

        2.มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

          มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง เป็นต้นกำลังขับเคลื่อนที่สำคัญอย่างหนึ่งในโรงงานอุตสาหกรรมเพราะมีคุณสมบัติที่ดีเด่นในด้านการปรับความเร็วได้ตั้งแต่ความเร็วต่ำสุดจนถึงสูงสุด นิยมใช้กันมากในโรงงานอุตสาหกรรม เช่นโรงงานทอผ้า โรงงานเส้นใยโพลีเอสเตอร์ โรงงานถลุงโลหะหรือให้ เป็นต้นกำลังในการขับเคลื่อนรถไฟฟ้า เป็นต้นในการศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจึงควรรู้จัก อุปกรณ์ต่าง ๆ ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงและเข้าใจถึงหลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงแบบต่าง ๆ

        2.1 ส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง
มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงที่ส่วนประกอบที่สำคัญ 2 ส่วนดังนี้
            1 ส่วนที่อยู่กับที่หรือที่เรียกว่าสเตเตอร์ (Stator) ประกอบด้วย

  1) เฟรมหรือโยค (Frame Or  Yoke) เป็นโครงภายนอกทำหน้าที่เป็นทางเดินของเส้นแรงแม่เหล็กจากขั้ว
เหนื้อไปขั้วใต้ให้ครบวงจรและยึดส่วนประกอบอื่นๆให้แข็งแรงทำด้วยเหล็กหล่อหรือเหล็กแผ่นหนาม้วนเป็นรูปทรงกระบอก

 

          ขั้วแม่เหล็ก (Pole) ประกอบด้วย 2 ส่วนคือแกนขั้วแม่เหล็กและขดลวด

ภาพขดลวดพันอยู่รอบขั้วแม่เหล็ก

               ส่วนแรกแกนขั้ว (Pole Core) ทำด้วยแผ่นเหล็กบางๆ กั้นด้วยฉนวนประกอบกันเป็นแท่งยึดติดกับเฟรม ส่วนปลายที่ทำเป็นรูปโค้งนั้นเพื่อโค้งรับรูปกลมของตัวโรเตอร์เรียกว่าขั้วแม่เหล็ก (Pole Shoes) มีวัตถุประสงค์ให้ขั้วแม่เหล็กและโรเตอร์ใกล้ชิดกันมากที่สุดเพื่อให้เกิดช่องอากาศน้อยที่สุด เพื่อให้เกิดช่องอากาศน้อยที่สุดจะมีผลให้เส้นแรงแม่เหล็กจากขั้วแม่เหล็กจากขั้วแม่เหล็กผ่านไปยังโรเตอร์มากที่สุดแล้วทำให้เกิดแรงบิดหรือกำลังบิดของโรเตอร์มากเป็นการทำให้มอเตอร์ ์์มีกำลังหมุน (Torque)
 

ลักษณะของขั้วแม่เหล็ก

               ส่วนที่สอง ขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field Coil) จะพันอยู่รอบๆแกนขั้วแม่เหล็กขดลวดนี้ทำหน้าที่รับกระแสจากภายนอกเพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็กให้เกิดขึ้น และเส้นแรงแม่เหล็กนี้จะเกิดการหักล้างและเสริมกันกับสนามแม่เหล็กของอาเมเจอร์ทำให้เกิดแรงบิดขึ้น

        2 ตัวหมุน (Rotor) ตัวหมุนหรือเรียกว่าโรเตอร์ตัวหมุนนี้ทำให้เกิดกำลังงานมีแกนวางอยู่ในตลับลูกปืน (Ball Bearing) ซึ่งประกอบอยู่ในแผ่นปิดหัวท้าย (End Plate) ของมอเตอร์
 

ตัวโรเตอร์ประกอบด้วย 4 ส่วนด้วยกัน คือ
1.แกนเพลา (Shaft)
2. แกนเหล็กอาร์มาเจอร์ (Armature Core)
3.คอมมิวเตอร์ (Commutator)
4. ขอลวดอาร์มาเจอร์ (Armature Widing)
 

1.แกนเพลา (Shaft) เป็นตัวสำหรับยืดคอมมิวเตเตอร์ และยึดแกนเหล็กอาร์มาเจอร์  (Armature Croe) ประกอบเป็นตัวโรเตอร์แกนเพลานี้จะวางอยู่บนแบริ่ง เพื่อบังคับให้หมุนอยู่ในแนวนิ่งไม่มีการสั่นสะเทือนได้
2. แกนเหล็กอาร์มาเจอร์ (Armature Core) ทำด้วยแผ่นเหล็กบางอาบฉนวน  (Laminated Sheet Steel) เป็นที่สำหรับพันขดลวดอาร์มาเจอร์ซึ่งสร้างแรงบิด (Torque)
3. คอมมิวเตเตอร์ (Commutator) ทำด้วยทองแดงออกแบบเป็นซี่แต่ละซี่มีฉนวนไมก้า (mica) คั่นระหว่างซี่ของคอมมิวเตเตอร์ ส่วนหัวซี่ของคอมมิวเตเตอร์ จะมีร่องสำหรับใส่ปลายสาย ของขดลวดอาร์มาเจอร์ ตัวคอมมิวเตเตอร์นี้อัดแน่นติดกับแกนเพลา เป็นรูปกลมทรงกระบอก มีหน้าที่สัมผัสกับแปรงถ่าน (Carbon Brushes) เพื่อรับกระแสจากสายป้อนเข้าไปยัง ขดลวดอาร์มาเจอร์เพื่อสร้างเส้นแรงแม่เหล็กอีกส่วนหนึ่งให้เกิดการหักล้างและเสริมกันกับเส้นแรงแม่เหล็กอีกส่วน ซึ่งเกิดจากขดลวดขั้วแม่เหล็ก ดังกล่าวมาแล้วเรียกว่าปฏิกิริยามอเตอร์ (Motor action)
4. ขดลวดอาร์มาเจอร์ (Armature Winding) เป็นขดลวดพันอยู่ในร่องสลอท (Slot) ของแกนอาร์มาเจอร์ ขนาดของลวดจะเล็กหรือใหญ่และจำนวนรอบจะมากหรือน้อยนั้นขึ้นอยู่กับการออกแบบของตัวโรเตอร์ชนิดนั้นๆ เพื่อที่จะให้เหมาะสมกับงานต่างๆ ที่ต้องการ ควรศึกษาต่อไปในเรื่องการพันอาร์มาเจอร์ (Armature Winding) ในโอกาสต่อไป

แปรงถ่าน (Brushes)

 แปรงถ่าน

   

                     ซองแปรงถ่าน                    

                ทำด้วยคาร์บอนมีรูปร่างเป็นแท่งสี่เหลี่ยมผืนผ้าุ่ในซองแปรงมีสปิงกดอยู่ด้านบนเพื่อให้ถ่านนี้สัมผัสกับซี่คอมมิวเตเตอร์ตลอดเวลาเพื่อรับกระแส และส่งกระแสไฟฟ้าระหว่างขดลวดอาร์มาเจอร์ กับวงจรไฟฟ้าจากภายนอก คือถ้าเป็นมอเตอร์กระแสไฟฟ้าตรงจะทำหน้าที่รับกระแสจากภายนอกเข้าไปยังคอมมิวเตเตอร ์ให้ลวดอาร์มาเจอร์เกดแรงบิดทำให้มอเตอร์หมุนได้

        2.2 หลักการของมอเตอร์กระแสไฟฟ้าตรง (Motor Action)
               หลักการของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง (Motor Action) เมื่อเป็นแรงดันกระแสไฟฟ้าตรงเข้าไปในมอเตอร์ ส่วนหนึ่งจะ แปรงถ่านผ่านคอมมิวเตเตอร์เข้าไปในขดลวดอาร์มาเจอร์สร้างสนามแม่เหล็กขึ้น และกระแสไฟฟ้าอีกส่วนหนึ่งจะไหลเข้าไปในขดลวดสนามแม่เหล็ก (Field coil) สร้างขั้วเหนือ-ใต้ขึ้น จะเกิดสนามแม่เหล็ก 2 สนาม ในขณะเดียวกัน ตามคุณสมบัติของเส้นแรง แม่เหล็ก จะไม่ตัดกันทิศทางตรงข้ามจะหักล้างกัน และทิศทางเดียวจะเสริมแรงกัน ทำให้เกิดแรงบิดในตัวอาร์มาเจอร์ ซึ่งวางแกนเพลาและแกนเพลานี้ สวมอยู่กับตลับลุกปืนของมอเตอร์ ทำให้อาร์มาเจอร์นี้หมุนได้ ขณะที่ตัวอาร์มาเจอร์ทำหน้าที่หมุนได้นี้เรียกว่า โรเตอร์ (Rotor) ซึ่งหมายความว่าตัวหมุน การที่อำนาจเส้นแรงแม่เหล็กทั้งสองมีปฏิกิริยาต่อกัน ทำให้ขดลวดอาร์มาเจอร์ หรือโรเตอร์หมุนไปนั้นเป็นไปตามกฎซ้ายของเฟลมมิ่ง (Fleming’left hand rule)