อะไรเป็นสาเหตุที่ทำให้แรงดันไฟฟ้าลดลงเมื่อมีการเพิ่มโหลดในเครื่องจักรไฟฟ้าเช่น หม้อแปลงและมอเตอร์

เมื่อโหลดของมอเตอร์ เช่น ทรานสฟอร์เมอร์และมอเตอร์ เพิ่มขึ้น ความตกลงของแรงดัน (voltage drop) มักเกิดจากหลายสาเหตุ:

ความต้านทานของสายไฟ

สาเหตุ

• กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น: เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านสายไฟเพิ่มขึ้น

• กฎของโอห์ม: ตามกฎของโอห์ม (V=IR) กระแสไฟฟ้าที่เพิ่มขึ้นจะทำให้ความตกลงของแรงดันเพิ่มขึ้น ที่นี่

• V คือ ความตกลงของแรงดัน,

• I คือ กระแสไฟฟ้า,

• R คือ ความต้านทานของสายไฟ

คำอธิบาย

เนื่องจากมีความต้านทานอยู่ในสายไฟ เมื่อกระแสไฟฟ้าผ่านสายไฟ จะทำให้เกิดความตกลงของแรงดัน ความตกลงของแรงดันนี้เป็นสัดส่วนกับกระแสไฟฟ้าและเป็นสัดส่วนกับความต้านทานของสายไฟ

ในกรณีที่โหลดเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าเพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความตกลงของแรงดันเพิ่มขึ้น ทำให้แรงดันที่ปลายโหลดลดลง

ความต้านทานภายในของทรานสฟอร์เมอร์

สาเหตุ

ความต้านทานภายในของทรานสฟอร์เมอร์: ทรานสฟอร์เมอร์เองมีความต้านทานภายในอยู่บ้าง (รวมถึงความต้านทานของวงจรป้อนและปฏิกิริยาหลุด) เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น กระแสไฟฟ้าที่ไหลผ่านทรานสฟอร์เมอร์เพิ่มขึ้น ส่งผลให้ความตกลงของแรงดันทั้งสองข้างของทรานสฟอร์เมอร์เพิ่มขึ้น

คำอธิบาย

ความต้านทานภายในของทรานสฟอร์เมอร์จะทำให้เกิดความตกลงของแรงดัน โดยเฉพาะในกรณีที่โหลดหนัก ความตกลงของแรงดันนี้จะชัดเจนมากขึ้น เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น ทรานสฟอร์เมอร์ต้องโอนกระแสไฟฟ้ามากขึ้น และความต้านทานภายในของทรานสฟอร์เมอร์ทำให้เกิดความตกลงของแรงดัน ซึ่งลดแรงดันที่ปลายโหลด

การเริ่มทำงานของมอเตอร์

สาเหตุ

• กระแสเริ่มต้น: มอเตอร์ใช้กระแสไฟฟ้าจำนวนมากในขณะเริ่มต้น ซึ่งเรียกว่า กระแสเริ่มต้น

• กระแสเริ่มต้นทำให้เกิดความตกลงของแรงดัน: กระแสเริ่มต้นนั้นมากกว่ากระแสไฟฟ้าที่มอเตอร์ทำงานปกติ ดังนั้นความตกลงของแรงดันจึงชัดเจนมากขึ้นในขณะเริ่มต้น

คำอธิบาย

เมื่อมอเตอร์เริ่มทำงาน เนื่อจากแรงบิดต้องเอาชนะแรงเสียดทานสถิต จึงจำเป็นต้องใช้กระแสเริ่มต้นที่มาก

กระแสเริ่มต้นที่มากนี้สร้างความตกลงของแรงดันในสายไฟและทรานสฟอร์เมอร์ ทำให้แรงดันลดลง

ความมั่นคงของระบบ

สาเหตุ

• ความจุของระบบไม่เพียงพอ: หากความจุของระบบรวมไม่เพียงพอในการรองรับโหลดที่เพิ่มขึ้นอย่างฉับพลัน แรงดันจะลดลง

• ความจุในการควบคุมไม่เพียงพอ: หากระบบขาดความจุในการควบคุมเพื่อรักษาความมั่นคงของแรงดัน แรงดันจะลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

คำอธิบาย

ในระบบเครือข่าย หากความจุรวมไม่เพียงพอในการรองรับการทำงานพร้อมกันของโหลดทั้งหมด ระบบจะไม่สามารถให้แรงดันที่เพียงพอเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

นอกจากนี้ หากความจุในการควบคุมของระบบไม่เพียงพอ เช่น ไม่มีอุปกรณ์ชดเชยกำลัง реакทีฟเพียงพอ ความสามารถในการควบคุมแรงดันจะจำกัด และแรงดันจะลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

กำลัง реакทีฟ

สาเหตุ

• ความต้องการกำลัง реакทีฟเพิ่มขึ้น: เมื่อโหลดเพิ่มขึ้น โดยเฉพาะโหลดมอเตอร์เหนี่ยวนำ ความต้องการกำลัง реакทีฟจะเพิ่มขึ้น

• กำลัง реакทีฟทำให้เกิดความตกลงของแรงดัน: กำลัง реакทีฟยังทำให้เกิดความตกลงของแรงดันระหว่างการส่งผ่าน

คำอธิบาย

อุปกรณ์เช่น มอเตอร์เหนี่ยวนำต้องการกำลัง реакทีฟในการสร้างสนามแม่เหล็กเมื่อทำงาน ซึ่งนำไปสู่ความต้องการกำลัง реакทีฟที่เพิ่มขึ้นในระบบ

กำลัง реакทีฟยังทำให้เกิดความตกลงของแรงดันระหว่างการส่งผ่าน โดยเฉพาะในกรณีที่มีการชดเชยกำลัง реакทีฟไม่เพียงพอในระบบเครือข่าย ความตกลงของแรงดันจะชัดเจนมากขึ้น

การออกแบบระบบ

สาเหตุ

• การออกแบบไม่เหมาะสม: หากระบบไม่ได้ออกแบบให้พิจารณาการเพิ่มขึ้นของโหลดอย่างครบถ้วน อาจส่งผลให้เกิดความตกลงของแรงดัน

• การเลือกอุปกรณ์ไม่เหมาะสม: หากอุปกรณ์ที่เลือก (เช่น ทรานสฟอร์เมอร์ สายไฟ ฯลฯ) มีความจุไม่เพียงพอ แรงดันจะลดลงเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

คำอธิบาย

ในการออกแบบระบบไฟฟ้า คุณต้องพิจารณาสภาพโหลดสูงสุดที่อาจเกิดขึ้น และแน่ใจว่าระบบมีความจุและระยะปลอดภัยเพียงพอในการรับมือกับการเพิ่มขึ้นของโหลด

หากอุปกรณ์ไม่ได้เลือกอย่างเหมาะสม เช่น ขนาดของสายไฟเล็กเกินไปหรือความจุของทรานสฟอร์เมอร์ไม่เพียงพอ จะทำให้เกิดความตกลงของแรงดันเมื่อโหลดเพิ่มขึ้น

สรุป

เมื่อโหลดของมอเตอร์ เช่น ทรานสฟอร์เมอร์และมอเตอร์ เพิ่มขึ้น ความตกลงของแรงดันส่วนใหญ่เกิดจากปัจจัยรวมกัน เช่น ความต้านทานของสายไฟ ความต้านทานภายในของทรานสฟอร์เมอร์ กระแสเริ่มต้นของมอเตอร์ ความจุของระบบไม่เพียงพอ ความต้องการกำลัง реакทีฟเพิ่มขึ้น และการออกแบบระบบไม่เหมาะสม เพื่อลดผลกระทบของความตกลงของแรงดัน เราสามารถดำเนินการเช่น เพิ่มขนาดของตัวนำ เลือกทรานสฟอร์เมอร์ที่มีความจุเหมาะสม ออกแบบระบบอย่างสมเหตุสมผล และเสริมการชดเชยกำลัง реакทีฟ