เครื่องกลไฟฟ้า2

เครอ่ื งกลไฟฟา้ 2
3104-2102
สาคร จำปาอ่มิ

วิทยาลยั เทคนิคลำพนู
สถาบนั การอาชีวศึกษา1

แผนการจดั การเรียนรู้ทฤษฎีและปฏิบัติ หน่วยที่ 1
รายวิชา เครื่องกลไฟฟ้า 2 สอนคร้ังที่ 1
ช่ือหน่วย เครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั เวลาเรียน 8 คาบ
ช่ือเร่ือง หลกั การทางานเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั จานวนคาบ 4

หวั ข้อเร่ือง
1.1.1 ส่วนประกอบเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้า
1.1.2 การเกิดแรงเคล่ือนไฟฟ้าเหน่ียวนาในขดลวด
1.1.3 การเกิดรูปคล่ืนไซน์
1.1.4 ความเร็วรอบและความถ่ี

สาระสาคญั
เครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ เป็ นเคร่ืองจักรกลไฟฟ้าท่ีเปล่ียนพลังงานกลให้เป็ น

พลงั งานไฟฟ้า โดยสนามแม่เหลก็ หมุนตดั ขดลวดตวั นา หรือขดลวดตวั นาหมุนตดั สนามแม่เหลก็
ตามหลักการเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหน่ียวนา ซ่ึงประกอบด้วยขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature
Winding) และขดลวดสนามแม่เหล็ก (Fielding Winding) ขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหน่ียวนาที่
เกิดข้ึนในขดลวดตวั นาจะเพ่ิมข้ึนตามความหนาแน่นของสนามแม่เหล็ก ความยาวของขดลวด
ตวั นาและความเร็วรอบของการหมุนตดั เมื่อขดลวดตวั นาหมุนตดั สนามแม่เหล็ก 2 ข้วั ไดห้ น่ึง
รอบทาให้ได้รูปคล่ืนไซน์ 1 ไซเกิล เป็ นมุม 360 องศาไฟฟ้า หรือ 2 เรเดียน ดงั น้นั ความถ่ี ( f )
ของแรงเคล่ือนไฟฟ้าเหนี่ยวนาท่ีเกิดข้ึน จะเปล่ียนแปลงไปตามจานวนคู่ของข้วั แม่เหลก็ (P/2) และ
ความเร็วรอบของการหมนุ ( N ) จะไดค้ วามสมั พนั ธ์ ดงั น้ี

f = NP มีหน่วยเป็น Hz
120

แผนการจดั การเรียนรู้ทฤษฎีและปฏิบตั ิ หน่วยที่ 1
รายวิชา เคร่ืองกลไฟฟ้า 2 สอนคร้ังที่ 1
ชื่อหน่วย เครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั เวลาเรียน 8 คาบ
ช่ือเร่ือง หลกั การทางานเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั จานวนคาบ 4

จดุ ประสงค์การเรียนการสอน

จดุ ประสงค์ทั่วไป
เพือ่ ใหน้ กั เรียนมีความรู้ ความเขา้ ใจ หลกั การทางานของเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั

จุดประสงค์เชิงพฤตกิ รรม (ความรู้ ทกั ษะ คุณธรรม จริยธรรม จรรยาบรรณวิชาชีพ)
1. บอกส่วนประกอบเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั ได้
2. อธิบายการเกิดแรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนาในขดลวดได้
3. อธิบายการเกิดรูปคลื่นไซน์ของเคร่ืองกาเนิดไฟฟ้าแตล่ ะชนิดได้
4. อธิบายความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความเร็วรอบกบั ความถี่ได้
5. คานวณหาคา่ ความถ่ี ความเร็วรอบ และจานวนข้วั ของเครื่องกาเนิดไฟฟ้าได้
6. มีความรับผดิ ชอบตอ่ หนา้ ที่ท่ีไดร้ ับมอบหมาย
7. มีความสนใจใฝ่รู้
8. มีส่วนร่วมในการทางานเป็นกล่มุ
9. ทางานดว้ ยความปลอดภยั ตอ่ ตนเองและผอู้ ื่น
10. กลา้ แสดงออกในการนาเสนอผลงาน
11. มีความซ่ือสัตยส์ ุจริต ในการทาแบบทดสอบก่อนเรียน แบบทดสอบหลงั เรียน และ

แบบฝึกหดั เรื่อง หลกั การทางานเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั

ใบความรู้ หน่วยท่ี 1
รายวชิ า เครื่องกลไฟฟ้า 2 สอนคร้ังที่ 1
ชื่อหน่วย เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั เวลาเรียน 8 คาบ
ชื่อเร่ือง หลกั การทางานเครื่องกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั จานวนคาบ 4

แสดงในเอกสารหมายเลข 1
หน้า 3-14

หน่วยท่ี แผนการจดั การเรียนรู้ทฤษฎีและปฏิบัติ จานวนคาบ
1
2 รายวิชา เครื่องกลไฟฟ้า 2 10
3 10
4 การแบ่งหน่วยเรียน 10
5 10
6 ชอื่ หน่วย 15
เครือ่ งกำเนิดไฟฟา้ กระแสสลับ 15
7 การควบคมุ แรงเคลื่อนไฟฟ้า
การขนานเคร่ืองกำเนิดไฟฟ้า 20
ซิงโครนัสมอเตอร์
มอเตอร์เหนี่ยวนำ3เฟส
เซอร์เคิลไดอะแกรม การเร่ิมเดิน และการควบคมุ ความเร็ว
ของมอเตอรเ์ หน่ยี วนำ 3 เฟส
มอเตอรเ์ หน่ยี วนำ 1 เฟส

แผนจัดการเรยี นรู้

รายวิชาเครือ่ งกลไฟฟ้า2 รหัส 3104-2102

จุดประสงค์รายวิชา

1. รูแ้ ละเขา้ ใจลักษณะสมบตั เิ ครื่องกลไฟฟา้ แบบซงิ โครนัสและอซิงโครนสั แบบตา่ งๆ
2. ประลองและทดสอบลกั ษณะสมบตั ิเครือ่ งกลไฟฟ้าแบบซงิ โครนัสและอซงิ โครนสั
3. มีกิจนสิ ัยในการทำงานรว่ มกับผอู้ นื่ ดว้ ยควาประณตี รอบคอบและปลอดภัย

สมรรถนะรายวิชา

1. แสดงความร้เู กีย่ วกบั ลักษณะสมบัตขิ องมอเตอร์
2. คำนวณหาค่าพารามิเตอร์
3. ทดสอบ หาลกั ษณะสมบตั ขิ องมอเตอร์

คำอธบิ ายรายวชิ า

ศกึ ษาและปฏิบัตลิ ักษณะสมบตั ิของเครือ่ งกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับในสภาวะมโี หลด
และไมม่ โี หลด โวลทเ์ ตจเรกกเู รชั่นและการหาซิงโครนัสอิมพีแดนซ์ การขนานเครอื่ งกำเนดิ
ไฟฟ้ากระแสสลบั มอเตอร์ซิงโครนัส วงจรสมมลู และเฟสเซอรไ์ ดอะแกรม การปรบั แตง่ ค่า
เพาเวอร์แฟกเตอร์ หลักการทำงานและลักษณะสมบัติของมอเตอรเ์ หนยี่ วนำสามเฟสและหน่งึ
เฟสแบบตา่ ง ๆ วิธกี ารเริม่ เดิน

หน่วยท่ี แผนการจดั การเรียนรู้ทฤษฎีและปฏิบัติ จานวนคาบ
1
2 รายวิชา เครื่องกลไฟฟ้า 2 10
3 10
4 การแบ่งหน่วยเรียน 10
5 10
6 ชอื่ หน่วย 15
เครือ่ งกำเนิดไฟฟา้ กระแสสลับ 15
7 การควบคมุ แรงเคลื่อนไฟฟ้า
การขนานเคร่ืองกำเนดิ ไฟฟ้า 20
ซิงโครนัสมอเตอร์
มอเตอร์เหนี่ยวนำ3เฟส
เซอร์เคิลไดอะแกรม การเร่ิมเดิน และการควบคมุ ความเร็ว
ของมอเตอรเ์ หน่ยี วนำ 3 เฟส
มอเตอรเ์ หน่ยี วนำ 1 เฟส

แผนการจัดการเรียนรู้ทฤษฎแี ละปฏิบตั ิ หน่วยท่ี 1
รายวิชา เคร่อื งกลไฟฟ้า 2 สอนครั้งท่ี 1
ชือ่ หน่วย เคร่ืองกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั เวลาเรียน 8 คาบ
ชื่อเรอ่ื ง หลกั การทางานเคร่อื งกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั
จานวนคาบ 4

หวั ขอ้ เร่ือง
1.1.1 ส่วนประกอบเคร่ืองกาเนดิ ไฟฟา้
1.1.2 การเกดิ แรงเคลอ่ื นไฟฟา้ เหน่ยี วนาในขดลวด
1.1.3 การเกดิ รูปคลน่ื ไซน์
1.1.4 ความเรว็ รอบและความถี่

สาระสาคัญ

เคร่ืองกาเนิดไฟฟ้ากระแสสลบั เป็นเครื่องจักรกลไฟฟ้าท่ีเปลี่ยนพลงั งานกลใหเ้ ป็นพลงั งานไฟฟ้า
โดยสนามแม่เหล็กหมุนตัดขดลวดตัวนา หรือขดลวดตัวนาหมุนตัดสนามแม่เหล็ก ตามหลักการเกิด
แรงเคล่ือนไฟฟ้าเหน่ียวนา ซ่ึงประกอบด้วยขดลวดอาร์เมเจอร์ (Armature Winding) และขดลวด
สนามแม่เหล็ก (Fielding Winding) ขนาดของแรงเคล่ือนไฟฟ้าเหน่ียวนาท่ีเกิดขึน้ ในขดลวดตวั นาจะเพิ่มขึน้
ตามความหนาแน่นของสนามแม่เหล็ก ความยาวของขดลวดตัวนาและความเร็วรอบของการหมนุ ตัด เม่ือ
ขดลวดตวั นาหมนุ ตดั สนามแมเ่ หล็ก 2 ขวั้ ไดห้ นึง่ รอบทาใหไ้ ดร้ ูปคล่ืนไซน์ 1 ไซเกลิ เป็นมมุ 360 องศาไฟฟ้า
หรือ 2 เรเดียน ดงั นนั้ ความถ่ี ( f ) ของแรงเคล่ือนไฟฟ้าเหน่ียวนาท่ีเกิดขึน้ จะเปลี่ยนแปลงไปตามจานวนคู่
ของขว้ั แม่เหลก็ (P/2) และความเรว็ รอบของการหมนุ ( N ) จะไดค้ วามสมั พนั ธ์ ดงั นี้

f = NP มีหน่วยเป็น Hz
120

แผนการจัดการเรียนรู้ทฤษฎแี ละปฏบิ ตั ิ หน่วยที่ 1
รายวชิ า เครือ่ งกลไฟฟา้ 2 สอนครั้งท่ี 1
ช่อื หน่วย เครือ่ งกาเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลบั เวลาเรยี น 8 คาบ
ชื่อเรื่อง หลกั การทางานเครอ่ื งกาเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลบั
จานวนคาบ 4

จดุ ประสงคก์ ารเรยี นการสอน
จุดประสงคท์ ่วั ไป
เพ่อื ใหน้ กั เรยี นมีความรู้ ความเขา้ ใจ หลกั การทางานของเครื่องกาเนดิ ไฟฟ้ากระแสสลบั
จุดประสงคเ์ ชิงพฤติกรรม (ความรู้ ทกั ษะ คณุ ธรรม จรยิ ธรรม จรรยาบรรณวชิ าชพี )
1. บอกสว่ นประกอบเครื่องกาเนิดไฟฟา้ กระแสสลบั ได้
2. อธิบายการเกิดแรงเคลอ่ื นไฟฟ้าเหน่ยี วนาในขดลวดได้
3. อธิบายการเกดิ รูปคลน่ื ไซนข์ องเคร่อื งกาเนดิ ไฟฟ้าแตล่ ะชนิดได้
4. อธิบายความสมั พนั ธร์ ะหวา่ งความเรว็ รอบกบั ความถี่ได้
5. คานวณหาคา่ ความถี่ ความเรว็ รอบ และจานวนขวั้ ของเคร่อื งกาเนดิ ไฟฟา้ ได้
6. มีความรบั ผิดชอบตอ่ หนา้ ท่ที ่ไี ดร้ บั มอบหมาย
7. มคี วามสนใจใฝ่รู้
8. มสี ่วนรว่ มในการทางานเป็นกล่มุ
9. ทางานดว้ ยความปลอดภยั ตอ่ ตนเองและผอู้ นื่
10. กลา้ แสดงออกในการนาเสนอผลงาน
11. มีความซ่อื สตั ยส์ จุ รติ ในการทาแบบทดสอบก่อนเรียน แบบทดสอบหลงั เรยี น และแบบฝึกหดั

เรื่อง หลกั การทางานเคร่ืองกาเนดิ ไฟฟา้ กระแสสลบั



ส่ือการนําเสนอผล
เรื่อง เครื่องกาํ เนิด

ลงาน PowerPoint
ดไฟฟ้ากระแสสลบั

เครื่องกาํ เนิดไฟ

(Synchronous

เคร่ืองจกั รกลทที่ าํ หน้าท
ให้เป็ นพลงั งานไฟฟ้า ผลติ
โดยการเคลื่อนทตี่ ดั ผ่านก
กบั ขดลวดตวั นํา

ฟฟ้ากระแสสลบั

s Generator )

ทเ่ี ปลย่ี นพลงั งานกล
ตไฟฟ้ากระแสสลบั
กนั ระหว่างข้วั แม่เหลก็

ส่ วนปร

โครงสเตเตอร์ ( Stat
โรเตอร์ ( Rotor )

- แบบข้วั แม่เหลก็ ย่ืน
- แบบข้วั แม่เหลก็ เรีย
- ขดลวดแดมเปอร์ (
- เอก็ ไซเตอร์ ( Exc

ระกอบ

tor Frame )

น ( Salient Pole )
ยบ ( Smooth Cylindrical )

( Damper Winding )
citer )

ส่ วนประกอบเคร

ร่ืองกาํ เนิดไฟฟ้า

การพนั ขดล

ลวดสเตเตอร์

ขดลวดส

สเตเตอร์

โรเตอร์แบบข

ข้วั แม่เหลก็ ย่ืน

โรเตอร์แบบข

ข้วั แม่เหลก็ ย่ืน

โรเตอร์แบบข้วั

วแม่เหลก็ เรียบ

โรเตอร์แบบข้วั

วแม่เหลก็ เรียบ

ขดลวดแ

แดมเปอร์

เอก็ ไซเตอร์แบ

บบไร้แปรงถ่าน

เอก็ ไซเตอร์แบบไร้แป

ปรงถ่านและมไี พลอต

การเกดิ แรงเคล่ือน

ตวั นําหมุนตดั ส

นไฟฟ้าเหนี่ยวนํา

สนามแม่เหลก็

การเกดิ แรงเคลื่อน

สนามแม่เหลก็ หม

นไฟฟ้าเหนี่ยวนํา

มุนตดั ผ่านตวั นํา

รูปคล

เครื่องกาํ เนิด

ลื่นไซน์

ดไฟฟ้า 1 เฟส

2  3 2 2

เคร่ืองกาํ เนิดไ

ไฟฟ้า 2 เฟส

2  3 2 2

เคร่ืองกาํ เนิดไ

ไฟฟ้า 3 เฟส

2  3 2 2

เวกเตอร์ของแรงเคล

ล่ือนไฟฟ้าเหน่ียวนํา

สมการแรงเคลื่อน

หมุนตามเขม็ นาฬิกา ea  Em
eb  Em
ec  Em

หมุนทวนเขม็ นาฬิกา ea  E

eb  Em

ec  Em