การควบคุมแรงดันสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำ

การควบคุมแรงดันสเตเตอร์เป็นวิธีที่ใช้ในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำ การหมุนของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสสามสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามา ตามที่ทราบกันอยู่แล้ว แรงบิดที่เกิดจากมอเตอร์จะแปรผันตามกำลังสองของแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามา ในขณะที่ความคลาดเคลื่อนที่จุดที่ให้แรงบิดสูงสุดจะไม่ขึ้นอยู่กับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามา อย่างไรก็ตาม การเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าจะไม่มีผลต่อความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์

คุณสมบัติของแรงบิด-ความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสสามภายใต้แรงดันไฟฟ้าที่แตกต่างกัน พร้อมกับคุณสมบัติสำหรับโหลดพัดลม แสดงดังต่อไปนี้:

การควบคุมแรงดันสเตเตอร์เป็นเทคนิคที่ใช้ในการควบคุมความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำ การหมุนของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสสามสามารถปรับได้โดยการเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายเข้ามา แรงบิดที่เกิดจากมอเตอร์จะแปรผันตามกำลังสองของแรงดันไฟฟ้า ในขณะที่กระแสไฟฟ้าจะแปรผันตรงกับแรงดัน ดังนั้น ความเร็วจะถูกควบคุมโดยการปรับแรงดันจนกว่ามอเตอร์จะสร้างแรงบิดที่จำเป็นสำหรับโหลดที่ความเร็วที่ต้องการ

เพื่อลดความเร็วในขณะที่รักษากระแสเดิมไว้ แรงดันจะลดลง ซึ่งจะทำให้แรงบิดที่ออกมาลดลงเช่นกัน วิธีการควบคุมแรงดันสเตเตอร์นี้เหมาะสมอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานที่แรงบิดโหลดลดลงเมื่อความเร็วลดลง เช่น โหลดพัดลม

วิธีการนี้อนุญาตให้ควบคุมความเร็วได้เฉพาะเมื่อความเร็วต่ำกว่าความเร็วปกติเท่านั้น เนื่องจากการทำงานที่แรงดันสูงกว่าค่าที่กำหนดไม่ได้อนุญาต เป็นทางเลือกที่เหมาะสมสำหรับระบบขับเคลื่อนที่ต้องการทำงานแบบครั้งคราว รวมถึงระบบพัดลมและปั๊ม ที่แรงบิดโหลดแปรผันตามกำลังสองของความเร็ว ระบบเหล่านี้ต้องการแรงบิดที่ต่ำกว่าเมื่อความเร็วต่ำ ซึ่งสามารถตอบสนองได้โดยการใช้แรงดันที่ต่ำกว่าโดยไม่เกินค่ากระแสที่กำหนดของมอเตอร์

สำหรับการควบคุมความเร็วของมอเตอร์ขนาดเล็ก (ส่วนใหญ่เป็นเฟสเดียว) แรงดันที่เปลี่ยนแปลงได้สามารถทำได้ผ่านวิธีการต่อไปนี้:

• เชื่อมต่อความต้านทานภายนอกในวงจรสเตเตอร์ของมอเตอร์

• ใช้ออโต้ทรานสฟอร์เมอร์

• ใช้คอนโทรลเลอร์แรงดันที่ควบคุมโดยไทรสตรอน

• ใช้คอนโทรลเลอร์ไทรแอค

วิธีการควบคุมแรงดันโดยใช้ไทรสตรอนเป็นวิธีการที่ได้รับความนิยมมากที่สุดสำหรับการเปลี่ยนแปลงแรงดัน สำหรับแหล่งจ่ายไฟเฟสเดียว ไทรสตรอนสองตัวจะถูกเชื่อมต่อกันแบบแบ็คทูแบ็ค ดังแสดงในภาพด้านล่าง:

มอเตอร์พัดลมภายในบ้าน ซึ่งเป็นเฟสเดียว จะถูกควบคุมโดยคอนโทรลเลอร์แรงดันไทรแอคเฟสเดียว ดังแสดงในภาพด้านล่าง:

การควบคุมความเร็วทำได้โดยการปรับมุมการจุดระเบิดของไทรแอค คอนโทรลเลอร์เหล่านี้มักเรียกว่ารีกูละเตอร์พัดลมแบบโซลิดสเตต เมื่อเทียบกับรีกูละเตอร์แบบปรับเปลี่ยนได้แบบเดิม รีกูละเตอร์แบบโซลิดสเตตมีขนาดเล็กและมีประสิทธิภาพมากกว่า ทำให้เป็นทางเลือกที่ได้รับความนิยมมากกว่ารีกูละเตอร์แบบเดิม

สำหรับมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสสาม จะต้องใช้ไทรสตรอนสามคู่ โดยแต่ละคู่ประกอบด้วยไทรสตรอนสองตัวที่เชื่อมต่อกันแบบแบ็คทูแบ็ค แผนภาพด้านล่างแสดงการควบคุมแรงดันสเตเตอร์ของมอเตอร์เหนี่ยวนำเฟสสามโดยใช้คอนโทรลเลอร์แรงดันไทรสตรอน:

แต่ละคู่ของไทรสตรอนควบคุมแรงดันของเฟสที่สอดคล้องกัน การควบคุมความเร็วทำได้โดยการปรับช่วงเวลาการนำไฟฟ้าของไทรสตรอน สำหรับเครื่องมือที่มีกำลังต่ำ คู่ของไทรสตรอนที่เชื่อมต่อกันแบบแบ็คทูแบ็คในแต่ละเฟสสามารถแทนที่ด้วยไทรแอคได้