มอเตอร์และการควบคุมเบื้องต้น

มอเตอร์และการควบคุมเบื้องต้น

มอเตอร์และการควบคุมเบื้องต้น

• หวั ข้อเรื่อง
• แม่เหลก็ ถาวร
• แม่เหล็กไฟฟา้
• มอเตอรไ์ ฟฟา้ เบือ้ งตน้
• การทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้
• ชนิดของมอเตอรไ์ ฟฟา้
• การควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ เบอื้ งตน้
• บทสรุป

1 . แม่เหลก็ ถาวร

• แมเ่ หล็กถาวร (Permanent Magnet) เป็นโลหะชนิดหน่ึงท่ีมี
ความสามารถดงึ ดดู โลหะจาพวกเหล็กได้ แสดงสภาวะเป็นแม่เหลก็
ตลอดเวลา ในแม่เหลก็ หนง่ึ แทง่ มีขวั้ แม่เหลก็ 2 ขวั้ คือ ขวั้ เหนือ (North
Pole) หรอื ขวั้ N และขวั้ ใต้ (South Pole) หรอื ขวั้ S เกิดขนึ้ ท่ีปลาย
แตล่ ะดา้ นของแทง่ แมเ่ หลก็ เม่ือนามาหอ้ ยแขวนดว้ ยเชือก แทง่ แมเ่ หลก็
สามารถหมนุ ไดอ้ ยา่ งอิสระ แตจ่ ะชีไ้ ปในทศิ ทางเดมิ ตลอดเวลา โดยชีไ้ ปใน
แนวสนามแม่เหลก็ โลก โดยขวั้ แม่เหลก็ ถาวรขวั้ เหนือ (N) จะชีไ้ ปทางขวั้ โลก
เหนือ (N) และขวั้ แมเ่ หลก็ ถาวรขวั้ ใต้ (S) จะชีไ้ ปทางขวั้ โลกใต้ (S) แมเ่ หลก็
ถาวรท่ีผลิตมาใชง้ านมีรูปรา่ งแตกตา่ งกนั ไปมากมาย ตามความตอ้ งการใน
การใชง้ าน ลกั ษณะสนามแมเ่ หลก็ โลก และรูปรา่ งแมเ่ หลก็ ถาวรแบบตา่ งๆ
แสดงดงั รูป
SN

SN

1. แม่เหลก็ ถาวร

• เกิดสนามแม่เหลก็ (Magnetic Field) แผอ่ อกรอบตวั เอง
สนามแม่เหลก็ มีความเขม้ สงู บรเิ วณตอนปลายขวั้ แทง่ แมเ่ หลก็ ทงั้ สอง ความ
เขม้ สนามแม่เหล็กจะคอ่ ยๆ ลดนอ้ ยลงในบรเิ วณถดั เขา้ มาดา้ นใน และไมม่ ี
สนามแม่เหลก็ เลยในสว่ นตอนกลางแท่งแม่เหล็ก สนามแมเ่ หลก็ มีการว่งิ
เคล่อื นท่ี ประสานกนั ระหว่างขวั้ แมเ่ หลก็ ทงั้ สอง โดยว่ิงเคล่อื นท่ีจากขวั้ เหนือ
(N) ไปยงั ขวั้ ใต้ (S) การว่งิ เคล่อื นท่ีของสนามแม่เหลก็ ทาใหเ้ กิดเสน้ แรง
แม่เหล็ก (Magnetic Line of Force) ขนึ้ มารอบแทง่ แมเ่ หลก็ การ
ทดสอบความเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็ ทาไดโ้ ดยโรยผงเหลก็ ใหร้ อบแทง่
แมเ่ หลก็ ถาวร จะเกิดเสน้ แรงแม่เหลก็ รอบแทง่ แมเ่ หลก็ การเกิด
สนามแม่เหลก็ จากผงเหล็ก และการเคล่อื นท่ีของเสน้ แรงแมเ่ หล็ก

1. แม่เหลก็ ถาวร

• สนามแมเ่ หลก็ ของแมเ่ หลก็ ถาวรขวั้ เหนือ (N) และขวั้ ใต้ (S) มี
คณุ สมบตั ติ รงขา้ มกนั โดยมีเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ขวั้ เหนือ (N) ว่ิงเคล่อื นท่ี
ออก สว่ นเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ขวั้ ใต้ (S) วงิ่ เคล่อื นท่ีเขา้ ทาใหข้ วั้ แมเ่ หลก็ ท่ี
ตา่ งกนั เกิดการดดู กนั และขวั้ แมเ่ หลก็ ท่ีเหมอื นกนั เกิดการผลกั กนั
คณุ สมบตั ิดงั กลา่ วเหมือนกบั คณุ สมบตั ิของประจไุ ฟฟา้ นาคณุ สมบตั นิ ี้
ไปใชป้ ระโยชนใ์ นการผลติ มอเตอรไ์ ฟฟา้ ได้ การดดู กนั และการผลกั กนั
ของขวั้ แมเ่ หลก็ ถาวร แสดงดงั รูป

1. แม่เหลก็ ถาวร

• (ก) ขวั้ แมเ่ หลก็ ตา่ งกนั ดดู กนั (ข) ขวั้ แมเ่ หลก็ เหมือนกนั ผลกั กนั

1. แม่เหลก็ ถาวร

• ปรมิ าณเสน้ แรงแมเ่ หลก็ เคล่อื นท่ีจากขวั้ หนง่ึ ของแทง่ แมเ่ หลก็ ไปยงั
อีกขวั้ หนง่ึ เรยี กวา่ ฟลักซแ์ ม่เหล็ก (Magnetic Flux) วดั คา่ ออกมา
ไดเ้ ป็นหนว่ ย เวเบอร์ (Weber ; Wb) ในบรเิ วณท่ีมีฟลกั ซแ์ ม่เหลก็
หนาแนน่ มาก เป็นบรเิ วณท่ีสนามแมเ่ หลก็ มีคา่ มาก

• ความหนาแน่นฟลักซแ์ ม่เหล็ก (Magnetic Flux
Density) หรอื คา่ ความเขม้ สนามแม่เหลก็ มีคา่ เท่ากบั จานวนเสน้ แรง
แม่เหลก็ ตอ่ หนง่ึ หน่วยพืน้ ท่ี ท่ีเสน้ แรงแมเ่ หลก็ พงุ่ ผา่ นในแนวตงั้ ฉากท่ี
ตาแหน่งใดตาแหน่งหนง่ึ มีหนว่ ยเป็น เวเบอรต์ อ่ ตารางเมตร (Wb/m2)
หรอื เทสลา (Tesla ; T)

2 . แม่เหลก็ ไฟฟ้า

• เออรส์ เตดสรุปผลการทดลองในครงั้ นีไ้ วว้ า่ “เมื่อมกี ระแสไหลผ่าน
เส้นลวดตวั นา จะเกดิ เส้นแรงแม่เหล็กขนึ้ มารอบเส้นลวดตวั นา
นั้น” ลักษณะเส้นแรงแม่เหล็กทเ่ี กิดขนึ้ รอบเส้นลวดตวั นา
เกิดขึน้ เป็ นลักษณะวงกลมล้อมรอบเส้นลวดตวั นา ในแนวตงั้ ฉาก
กบั เส้นลวดตัวนา ลักษณะการเกิดเส้นแรงแม่เหลก็ รอบ
เส้นลวดตวั นา แสดงดงั รูป

-+

รูป การเกิดเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ขนึ้ รอบเสน้ ลวดตวั นา

2 . แม่เหลก็ ไฟฟ้า

• การหาทศิ ทางการเกดิ เส้นแรงแม่เหล็ก และสนามแม่เหลก็ รอบ
เส้นลวดตัวนา ทาไดโ้ ดยใชก้ ฎมือขวา กลา่ วไวด้ งั นี้ “ใชม้ ือขวากา
รอบเสน้ ลวดตวั นา โดยใหน้ ิว้ หวั แมม่ ือชีข้ นานไปกบั เสน้ ลวดตวั นา
นิว้ หวั แม่มอื จะแสดงทศิ ทางการเคล่ือนทขี่ องกระแสนิยม
(กระแสไหลจากขัว้ บวกไปหาขัว้ ลบ) นิว้ ทงั้ 4 ทก่ี ารอบ
เส้นลวดตวั นา จะชีท้ ศิ ทางการเกดิ เส้นแรงแม่เหล็ก และสนาม
แม่เหล็กรอบเส้นลวดตวั นานั้น” (ถา้ ใชก้ ระแสอิเลก็ ตรอน ไหลจาก
ขวั้ ลบไปหาขวั้ บวกใหใ้ ชม้ ือซา้ ยแทน) การหาเสน้ แรงแมเ่ หลก็ รอบ
เสน้ ลวดตวั นาและทิศทางการเกิด แสดงดงั รูป

การหาเส้นแรงแม่เหลก็ รอบเส้นลวดตัวนาและทศิ ทางการเกดิ

-

กระแสไหลออก

+

(ก) การหาทศิ ทางการเกิดเสน้ แรงแมเ่ หลก็ (ข) ภาพตดั ขวางการเกิดเสน้ แรงแมเ่ หลก็

รอบเสน้ ลวดตวั นา รอบเสน้ ลวดตวั นา ใชก้ ระแสนิยม

ความเข้มของสนามแม่เหลก็ ไฟฟ้า
ท่ีเกิดข้ึนไปตามส่วนประกอบต่างๆ ที่ใชง้ าน ดงั น้ี

• 1. จานวนรอบของการพนั ขดลวดตัวนา พนั รอบนอ้ ยสนามแมเ่ หลก็ เกิดนอ้ ย พนั
รอบมากสนามแมเ่ หลก็ เกิดมาก

• 2. ปริมาณกระแสทไี่ หลผ่านขดลวดตัวนา กระแสไหลนอ้ ยสนามแมเ่ หลก็ เกิด
นอ้ ย กระแสไหลมากสนามแมเ่ หลก็ เกิดมาก

• 3. ชนิดของวัสดุทใี่ ช้ทาแกนรองรับขดลวดตัวนา มผี ลตอ่ ความเขม้ ของ
สนามแมเ่ หลก็ ท่ีเกิดขนึ้ แตกตา่ งกนั ใชแ้ กนอากาศใหค้ วามเขม้ ของสนามแมเ่ หลก็
นอ้ ย ใชแ้ กนท่ีทามาจากสารเฟอรโ์ รแมกเนติก (Ferromagnetic) ใหค้ วามเขม้
ของสนามแมเ่ หลก็ มาก เชน่ เหลก็ เฟอรไ์ รต์ และโคบอลต์ เป็นตน้

• 4. ขนาดของแกนรองรับขดลวดตวั นาทน่ี ามาใช้งาน แกนมีขนาดเลก็ ใหก้ าเนิด
สนาม แมเ่ หลก็ ขนึ้ มานอ้ ย แกนมีขนาดใหญ่ใหก้ าเนิดสนามแมเ่ หลก็ เกิดขนึ้ มามาก

ความเข้มสนามแม่เหลก็ เกิดจากวสั ดุท่ีใชท้ าแกน

(ก) แกนอากาศสนามแมเ่ หลก็ เกิดนอ้ ย (ข) แกนเฟอรโ์ รแมกเนติกสนามแมเ่ หลก็ เกิดมาก

N SN S

3. มอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น

• มอเตอรไ์ ฟฟ้า (Electric Motor) คอื เครื่องกลไฟฟ้า
(Electromechanical) ทที่ าหน้าทเี่ ปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า
(Electric Energy) ใหเ้ ป็ นพลังงานกล (Mechanical
Energy) แสดงดงั รูป

มอเตอร์ไฟฟ้า

• มีส่วนประกอบหลักทส่ี าคัญ 2 ส่วน คอื ส่วนอยูก่ ับท่ี (Stator) และส่วนหมุน
เคลอื่ นท่ี (Rotor) หรืออาจเรียกว่า อารเ์ มเจอร์ (Armature)

• 1. ส่วนอยู่กับที่ เป็นสว่ นท่ีถกู ยดึ ติดตายตวั อยกู่ บั ท่ี ประกอบดว้ ยตวั ถงั โลหะ (Frame)
ชดุ แมเ่ หล็กถาวร (Permanent Magnet) หรอื อาจใชเ้ ป็นชดุ แมเ่ หล็กไฟฟา้
(Electromagnet) ก็ไดม้ ีขวั้ แมเ่ หลก็ 2 ขวั้ คือ ขวั้ เหนือ (N) และขวั้ ใต้ (S) ทาหนา้ ท่ี
ใหก้ าเนิดสนามแมเ่ หลก็ ออกมา ว่งิ เคล่อื นท่ีจากขวั้ เหนือ (N) ไปขวั้ ใต้ (S) และชดุ แปรงถ่าน
(Brush) ใชเ้ ป็นจดุ จา่ ยแรงดนั ใหส้ ว่ นหมนุ เคล่อื นท่ี โครงสรา้ งสว่ นอยกู่ บั ท่ีของมอเตอร์
ไฟฟา้ แสดงดงั รูปท่ี 6.8

• 2. ส่วนหมุนเคลอื่ นที่ หรืออารเ์ มเจอร์ เป็นสว่ นท่ีหมนุ เคล่อื นท่ีภายในมอเตอร์ เม่ือจา่ ย
แรงดนั เขา้ มา ประกอบดว้ ยขดลวด (Coil) เป็นลวดอาบนา้ ยา พนั ไวเ้ ป็นขดๆ จดั เรยี งไว้
โดยรอบในอารเ์ มเจอร์ ทาหนา้ ท่ีใหก้ าเนดิ สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ขนึ้ มาเป็นจงั หวะ มีแกนเหลก็
(Iron Core) แผ่นบางวางซอ้ นกนั เป็นฐานรองรบั ขดลวด และช่วยเพ่มิ เสน้ แรงแมเ่ หลก็
จากแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ของสว่ นเคล่อื นท่ี ใหม้ ีความเขม้ สนามแมเ่ หล็กเพ่มิ มากขนึ้ และมีคอมมิว
เตเตอร์ (Commutator) เป็นปลายขวั้ ตอ่ ขดลวดเคล่อื นท่ีทาหนา้ ท่ีเช่ือมตอ่ แรงดนั ท่ี
จา่ ยเขา้ มาจากแปรงถา่ น เพ่ือจ่ายไปยงั ขดลวดเคล่อื นท่ีทาใหก้ าเนดิ สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้
ขนึ้ มา เกิดแรงผลกั ดนั ของสนามแมเ่ หลก็ สง่ ผลใหม้ อเตอรห์ มนุ สว่ นหมนุ เคล่อื นท่ีของ
มอเตอรไ์ ฟฟา้

โครงสร้างส่วนประกอบหลกั ของมอเตอร์ไฟฟ้า

(ก) มอเตอรไ์ ฟฟา้ (ข) ดา้ นหนา้ (ค) ดา้ นหลงั

โครงสร้างส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้าทใ่ี ช้แม่เหลก็ ไฟฟ้า

• มอเตอรไ์ ฟฟา้ ท่ีผลิตมาใชง้ านมีชดุ แมเ่ หลก็ อยกู่ บั ท่ีใชใ้ นการทางาน 2 แบบ
• คอื 1. แบบใช้แม่เหลก็ ถาวร นิยมใชง้ านกบั มอเตอรไ์ ฟฟา้ ขนาดเลก็
• 2. แบบใช้แม่เหล็กไฟฟ้า นิยมใชง้ านกบั มอเตอรไ์ ฟฟา้ ขนาดใหญ่ เพราะมี

ความสะดวกตอ่ การผลติ การนาไปใชง้ าน และการบารุงรกั ษา โดยเปล่ยี นจาก
การใชแ้ ท่งแมเ่ หลก็ ถาวร มาเป็นขดลวดพนั ไวเ้ ป็นขดๆ วางไวโ้ ดยรอบแทนท่ี
แม่เหลก็ ถาวร แม่เหลก็ ไฟฟา้ จะเกิดอานาจแมเ่ หลก็ เม่ือมีแรงดนั จ่ายให้
มอเตอรไ์ ฟฟา้

โครงสร้างส่วนประกอบของมอเตอร์ไฟฟ้าทใ่ี ช้แม่เหลก็ ไฟฟ้า

4. การทางานของมอเตอร์ไฟฟ้า

• การทาใหม้ อเตอรไ์ ฟฟ้าหมุนเคล่อื นที่ จะตอ้ งอาศัย
สนามแมเ่ หล็กในการทางาน 2 ชุด คือ สนามแม่เหล็กถาวร และ
สนามแมเ่ หล็กไฟฟ้า โดยทาใหเ้ กิดการผลกั ดนั กนั ของสนามแม่เหลก็
ทงั้ สอง สง่ ผลใหเ้ กิดการหมนุ เคล่อื นท่ีของสว่ นเคล่อื นท่ี ทศิ ทางการหมนุ
ของสว่ นเคล่อื นท่ีขนึ้ อยกู่ บั ทิศทางการเคล่อื นท่ีของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ และ
ขวั้ แมเ่ หลก็ ท่ีเกิดขนึ้ ของสนามแมเ่ หลก็ ทงั้ 2 ชดุ การหมุนเคลื่อนที่

ของขดลวดตวั นาในมอเตอรไ์ ฟฟ้า แสดงดงั รูป

การหมุนเคล่ือนทขี่ องมอเตอร์ไฟฟ้า

(ก) ทิศทางหมนุ เคล่อื นท่ีของขดลวดตวั นา (ข) ทศิ ทางหมนุ เคล่อื นท่ีของขดลวดตวั นา

หาคา่ ดว้ ย กฎมือซา้ ยของเฟลมม่งิ

++

ทศิ ทางการหมุนเคล่ือนทขี่ องขดลวดตวั นาในอาร์เมเจอร์

หาดว้ ยกฎมอื ซา้ ยของเฟลมมิง่ (Fleming’s Left Hand Rule)
ดงั นี้ “ใหก้ างนิว้ หวั แม่มอื นิว้ ชี้ และนิว้ กลาง ของมอื ซา้ ยออก โดย
ใหน้ ิว้ ทงั้ สามตงั้ ฉากซง่ึ กันและกัน
นิว้ หวั แม่มือจะชีไ้ ปในทศิ ทางการหมนุ เคล่อื นท่ีของเสน้ ลวดตวั นา
นิว้ ชีใ้ หช้ ีไ้ ปในทิศทางการเคล่อื นท่ีของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ถาวร จากขวั้ เหนือ
(N) ไปขวั้ ใต้ (S)
นิว้ กลางใหช้ ีไ้ ปในทศิ ทางการไหลของกระแสนิยม” จะไดอ้ ารเ์ มเจอรห์ มนุ
เคล่ือนท่ีไปในทิศทางตามเข็มนาฬิกา น่นั คือการหมนุ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้

5 . ชนิดของมอเตอร์ไฟฟ้า

• ทางาน แบง่ ออกไดเ้ ป็ น 2 ชนิด คอื
• มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสตรง (DC Motor)
• มอเตอรไ์ ฟฟ้ากระแสสลับ (AC Motor)
• หลักการทางานยังคงเหมอื นกัน คอื ทาการเปล่ียนพลังงานไฟฟ้า

เป็ นพลังงานกล

1. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

• เป็นมอเตอรไ์ ฟฟา้ ท่ีทางานดว้ ยแหลง่ จ่ายแรงดนั ไฟตรงคงท่ี มีขวั้ แรงดนั จา่ ย
ออกมาคงท่ีตายตวั ไม่เปล่ยี นแปลง โครงสร้างประกอบดว้ ยชุดแม่เหลก็ 2
ชุด คอื 1.ชุดแม่เหลก็ อย่กู ับท่ี ผลติ ขึน้ ไดจ้ ากแม่เหล็กถาวร หรือ
แม่เหล็กไฟฟ้ากไ็ ด้ และ 2.ชุดแม่เหล็กเคลือ่ นที่ ผลิตขึน้ ได้จาก
แม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีแหลง่ จ่ายแรงดนั ไฟตรงคงท่ีจา่ ยใหท้ างาน หลกั การ
ทางานเบือ้ งตน้ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง แสดงดงั รูป

SN SN

I I

+- +-

(ก) ขณะขดลวดสีเหลืองอยซู่ า้ ยมือ (ข) ขณะขดลวดสเี หลอื งอยขู่ วามอื

หลกั การทางานเบือ้ งต้นของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

• (ก) เม่ือจา่ ยแรงดนั ไฟตรงใหข้ ดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นสีเหลืองเป็นบวก (+) ดา้ นสีฟ้า
เป็นลบ (–) ทาใหข้ ดลวดอารเ์ มเจอรเ์ กิดสนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ผลกั ดนั กบั
สนามแมเ่ หลก็ ถาวร จากการใชก้ ฎมอื ซา้ ยของเฟลมมง่ิ หาทิศทางการเคล่อื นท่ี พบวา่
ขดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นซา้ ยสีเหลอื งหมนุ เคล่อื นท่ีขนึ้ ดา้ นบน และขดลวดอารเ์ มเจอร์
ดา้ นขวาสีฟา้ หมนุ เคล่อื นท่ีลงดา้ นลา่ ง เกิดการหมนุ ของขดลวดอารเ์ มเจอรใ์ นทศิ ทาง
ตามเข็มนาฬิกา

• (ข) แมว้ า่ ขดลวดอารเ์ มเจอรถ์ กู หมนุ เคล่อื นท่ีสลบั ตาแหนง่ มกี ารจา่ ยแรงดนั ไฟตรง
ใหด้ า้ นสเี หลืองเป็นลบ (–) ดา้ นสีฟา้ เป็นบวก (+) เม่ือใชก้ ฎมือซา้ ยของเฟลมม่ิงหา
ทิศทางการเคล่อื นท่ี พบวา่ ขดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นซา้ ยสฟี ้าหมนุ เคล่อื นท่ีขนึ้ ดา้ นบน
และขดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นขวาสีเหลอื งหมนุ เคล่อื นท่ีลงดา้ นลา่ งเชน่ เดิม ขดลวดอาร์
เมเจอรห์ มนุ ในทิศทางตามเขม็ นาฬกิ าอยา่ งตอ่ เน่ืองตลอดเวลา สง่ ผลใหม้ อเตอร์
ไฟฟ้ากระแสตรงหมนุ ทางานในทิศทางตามเข็มนาฬกิ า

2. มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั

• เป็นมอเตอรไ์ ฟฟา้ ท่ีทางานดว้ ยแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟสลบั ไม่คงท่ี มีขวั้ แรงดนั
จ่ายออกมาไมค่ งท่ีเปล่ยี นแปลงตลอดเวลา โครงสร้างประกอบด้วยชุด
แม่เหล็ก 2 ชุด คอื 1.ชุดแม่เหลก็ อยกู่ บั ท่ี ผลติ ขนึ้ ไดจ้ ากแม่เหลก็
ถาวร หรือแมเ่ หลก็ ไฟฟ้ากไ็ ด้ และ 2.ชุดแม่เหล็กเคล่ือนที่ ผลิตขนึ้ ได้
จากแม่เหล็กไฟฟ้า โดยมีแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟสลบั ไมค่ งท่ีจา่ ยใหท้ างาน
การทางานเบือ้ งตน้ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลบั แสดงดงั รูป

S N SN

+- -+ I

I (ข) ขณะขดลวดสีเหลอื งอยขู่ วามือ

(ก) ขณะขดลวดสีเหลืองอยซู่ า้ ยมือ

หลกั การทางานเบื้องต้นของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลบั

• (ก) เม่ือจ่ายแรงดนั ไฟสลบั ใหส้ ลปิ รงิ ผา่ นไปขดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นสเี หลืองเป็นบวก (+)
ดา้ นสฟี า้ เป็นลบ (–) ทาใหข้ ดลวดอารเ์ มเจอรเ์ กิดสนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ผลกั ดนั กบั
สนามแมเ่ หลก็ ถาวร จากการใชก้ ฎมือซา้ ยของเฟลมม่ิงหาทิศทางการเคล่อื นท่ี พบวา่
ขดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นซา้ ยสีเหลอื งหมนุ เคล่อื นท่ีขนึ้ ดา้ นบน และขดลวดอารเ์ มเจอร์
ดา้ นขวาสีฟา้ หมนุ เคล่อื นท่ีลงดา้ นลา่ ง เกิดการหมนุ ของขดลวดอารเ์ มเจอรใ์ นทศิ ทางตาม
เขม็ นาฬิกา

• (ข) เม่ือขดลวดอารเ์ มเจอรห์ มนุ เคล่อื นท่ีสลบั ตาแหนง่ เป็นเวลาเดียวกบั การจา่ ยแรงดนั ไฟ
สลบั ใหส้ ลปิ รงิ เกิดการสลบั ขวั้ โดยจา่ ยแรงดนั ไฟสลบั ใหด้ า้ นสีเหลอื งเป็นลบ (–) ดา้ นสีฟ้า
เป็นบวก (+) เม่ือใชก้ ฎมือซา้ ยของเฟลมม่ิงหาทศิ ทางการเคล่อื นท่ี พบวา่ ขดลวดอาร์
เมเจอรด์ า้ นซา้ ยสีฟา้ หมนุ เคล่อื นท่ีขนึ้ ดา้ นบน และขดลวดอารเ์ มเจอรด์ า้ นขวาสเี หลืองหมนุ
เคล่อื นท่ีลงดา้ นลา่ งเชน่ เดมิ ทาใหข้ ดลวดอารเ์ มเจอรห์ มนุ ในทศิ ทางตามเข็มนาฬิกาอยา่ ง
ตอ่ เน่ืองตลอดเวลา สง่ ผลใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลบั หมนุ ทางานในทิศทางตามเข็ม
นาฬิกา

6. การควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น

• การควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ (Motor Control) เป็นการใชอ้ ปุ กรณ์
ทางไฟฟา้ ตา่ งๆ ตอ่ รว่ มใชง้ านรวมกบั มอเตอรไ์ ฟฟา้ เพ่ือใหส้ ามารถ
ทางานไดต้ ามความตอ้ งการ โดยขนึ้ อยกู่ บั หนา้ ท่ีการทางาน ระบบของ
วงจรใชง้ าน และจดุ ประสงคใ์ นการทางาน ดงั นนั้ การนามอเตอรไ์ ฟฟา้
ไปใชง้ าน จาเป็นตอ้ งพิจารณาถงึ องคป์ ระกอบสาคญั ท่ีเก่ียวขอ้ งหลาย
ประการ ไดแ้ ก่ ชนิดและขนาดของมอเตอรไ์ ฟฟา้ ท่ีใชง้ าน การออกแบบ
ระบบ การตดิ ตงั้ การบารุงรกั ษา และการเลอื กใชง้ านเครอ่ื งควบคมุ
มอเตอรท์ ่ีเหมาะสม เป็นตน้ เพ่ือใหเ้ กิดความเหมาะสม ทนทาน และ
เกิดความปลอดภยั กบั เครอ่ื งจกั รและผปู้ ฏบิ ตั ิงาน

1. ระบบการทางานทีใ่ ช้มอเตอร์ไฟฟ้า

เพ่อื ใหเ้ กิดการทางานท่ีถกู ตอ้ ง ปลอดภยั และไดค้ ณุ ภาพ มีส่วนประกอบดงั นี้
1. การทาใหเ้ กดิ ความปลอดภัยตอ่ ผู้ปฏบิ ัตงิ าน (Safety of Operator) เป็นการติดตง้ั ระบบควบคมุ ความปลอดภยั ในการ
ทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ มีอปุ กรณป์ กปิดปอ้ งกนั ในสว่ นของกลไกท่ีมีการหมนุ เคล่ือนท่ีต่างๆ ใหม้ ิดชดิ รวมถงึ มีการใหค้ วามรูใ้ นเร่อื ง
ความปลอดภยั ในการปฏบิ ตั ิงานเก่ียวกบั มอเตอรไ์ ฟฟา้ โดยตอ้ งคานงึ ถึงความปลอดภยั มาเป็นอนั ดบั แรก (Safety First)
2. การเรม่ิ หมุนและการหยุดหมุน (Starting and Stopping) เป็นส่งิ จาเป็นประการแรกในการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ ซง่ึ มี
ความแตกต่างกนั และเกิดความย่งุ ยากจากความตอ้ งการใชง้ าน เชน่ การเรม่ิ หมนุ แบบมีภาระนอ้ ยหรอื ภาระมาก การเรม่ิ หมนุ ท่ีชา้
หรอื เรว็ การหยดุ หมนุ ในตาแหนง่ ท่ีตอ้ งการ และการหยดุ หมนุ แบบทนั ทีหรอื คอ่ ยๆ หยดุ หมนุ เป็นตน้
3. การควบคุมการหมุน และความเรว็ ในการหมุน (Motor and Speed Control) เป็นการควบคมุ ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้
หมนุ ทางาน ในความเรว็ ท่ีตอ้ งการ เพ่อื ใหเ้ กิดความปลอดภยั ทงั้ ตวั มอเตอร์ และผใู้ ชง้ าน โดยการควบคมุ ใหม้ อเตอรม์ ีความเรว็ ท่ี
เหมาะสม และถกู ตอ้ งตามความตอ้ งการ
4. การควบคุมการกลับทศิ ทางการหมุน (Reversing) เป็นการปรบั เปล่ียนทศิ ทางในการหมนุ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้ ใหเ้ ป็นทิศตรง
ขา้ มตามความตอ้ งการ หรอื การหมนุ กลบั ไปกลบั มาตามช่วงเวลาท่ีกาหนดไว้ โดยใชร้ ะบบการควบคมุ ท่ีเหมาะสม
5. การป้องกันความเสยี หาย (Damage Protection) เป็นการติดตง้ั ระบบปอ้ งกนั ความเสียหาย ท่ีอาจเกิดขนึ้ ในระบบการ
ทางาน ทง้ั ตวั เคร่อื งจกั รท่ีทางานรว่ มกบั มอเตอรไ์ ฟฟา้ วสั ดชุ นิ้ ส่วนท่ีอย่ใู นสายการผลติ รวมถงึ ตวั มอเตอรไ์ ฟฟา้ เอง เช่น การปอ้ งกัน
ความเรว็ รอบในการหมนุ ของมอเตอรไ์ ฟฟา้ เกินพิกดั การปอ้ งกนั มอเตอรไ์ ฟฟา้ ทางานเกินภาระงาน และการปอ้ งกนั การลดั วงจรของ
มอเตอรไ์ ฟฟา้ เป็นตน้

2. รูปแบบการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า

• แบง่ ออกไดเ้ ป็น 3 ลกั ษณะ ตามรูปแบบการควบคมุ ดงั นี้
• 1. การควบคุมด้วยมือ (Manual Control) เป็นการส่งั งานใหก้ บั อปุ กรณค์ วบคมุ

มอเตอรไ์ ฟฟา้ ทางาน โดยใชผ้ ปู้ ฏิบตั งิ านควบคมุ ใหร้ ะบบกลไกทางกลทางาน ซง่ึ สว่ นมาก
การส่งั งานใหร้ ะบบกลไกทางานแบบนี้ จะใชค้ นเป็นผสู้ ่งั งานโดยตรง ตวั มอเตอรไ์ ฟฟา้ จะ
ถกู ควบคมุ จากการส่งั งานดว้ ยมือของผปู้ ฏิบตั ิงานเท่านนั้ ดว้ ยการควบคมุ ผา่ นแผงอปุ กรณ์
สวติ ชช์ นดิ ตา่ งๆ หลายชนิด เชน่ สวิตชน์ ิรภยั (Safety Switch) สวิตชป์ ่มุ กด (Push
Button Switch) สวติ ชก์ า้ นโยก (Toggle Switch) และสวติ ชก์ า้ นหมนุ
(Rotary Switch) เป็นตน้ ตวั สวิตชเ์ หลา่ นีถ้ กู ตอ่ ไปยงั วงจรมอเตอรไ์ ฟฟา้ โดยตรง
ลกั ษณะสวิตชค์ วบคมุ ดว้ ยมือแบบตา่ งๆ แสดงดงั รูป

2. รูปแบบการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า

• 2. การควบคุมก่งึ อัตโนมัติ (Semi Automatic Control)
• เป็นการส่งั งานใหก้ บั อปุ กรณค์ วบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ ทางาน โดยใชผ้ ปู้ ฏิบตั งิ านควบคมุ ให้

ระบบกลไกทางกลทางาน ในลกั ษณะเชน่ เดียวกบั แบบควบคมุ ดว้ ยมือ ซง่ึ มีสว่ นแตกตา่ ง
ออกไปท่ีการควบคมุ ของผปู้ ฏิบตั งิ านผ่านสวติ ชค์ วบคมุ แตต่ วั สวิตชค์ วบคมุ ไมไ่ ดถ้ กู ตอ่ ไปยงั
วงจรมอเตอรไ์ ฟฟา้ โดยตรง จะตอ่ ไปยงั แมกเนตกิ คอนแทกเตอร์ หรอื รเี ลย์ ทาหนา้ ท่ีเป็น
สวิตชแ์ ม่เหลก็ ไฟฟา้ (Electrical Magnetic Switch) ทางานเม่ือมีสนามแมเ่ หลก็
ไฟฟา้ สง่ ไปควบคมุ หนา้ สมั ผสั สวติ ชใ์ หต้ ดั หรอื ตอ่ ตามตอ้ งการ ซง่ึ สวิตชแ์ มเ่ หลก็ ไฟฟา้ ถกู ตอ่
เขา้ วงจรมอเตอรไ์ ฟฟา้ โดยตรง ตวั สวิตชแ์ มเ่ หลก็ ไฟฟ้าจะทางานแทน ทาหนา้ ท่ีควบคมุ ให้
มอเตอรไ์ ฟฟา้ หมนุ ดงั นนั้ ผปู้ ฏิบตั ิงานส่งั ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ ทางานหรอื หยดุ ทางาน โดยส่งั
ผา่ นอปุ กรณส์ วิตชไ์ ปควบคมุ ใหส้ วติ ชแ์ มเ่ หลก็ ไฟฟา้ ควบคมุ ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ ทางานหรอื
หยดุ ทางาน สวติ ชค์ วบคมุ กง่ึ อตั โนมตั ิ แสดงดงั รูป

2. รูปแบบการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้า

• 3. การควบคุมอัตโนมัติ (Automatic Control) เป็นการส่งั งานใหก้ บั อปุ กรณค์ วบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้
ทางานเองโดยอตั โนมตั ิ ตามการส่งั งานของอปุ กรณต์ รวจจบั (Sensor) หรอื ตวั แปลง (Transducer) ท่ีตดิ ตงั้
ไวใ้ นตาแหน่งตา่ งๆ ตามตอ้ งการ คอยตรวจจบั การเปล่ียนแปลงท่ีตาแหน่งเหลา่ นน้ั ไปส่งั ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ ทางาน
หรอื หยดุ ทางานไดเ้ อง โดยผปู้ ฏบิ ตั งิ านเพียงจา่ ยแรงดนั ใหว้ งจรมอเตอรไ์ ฟฟา้ ในครง้ั แรกเทา่ นนั้ อปุ กรณต์ รวจจบั
หรอื ตวั แปลงมีหลายชนิดแตกตา่ งกนั เช่น สวติ ชท์ างานดว้ ยแสง (Photo Electric Switch) ใชแ้ สง
อนิ ฟราเรดตรวจจบั วตั ถุ ส่งิ ของ ตอลดจนส่งิ เคล่อื นไหวต่างๆ ท่ีเคล่ือนท่ีตดั ผ่านแสง สง่ ผลไปควบคมุ การทางาน
ของมอเตอรไ์ ฟฟา้ สวิตชล์ กู ลอย (Float Switch) ทาหนา้ ท่ีตรวจวดั ระดบั ของเหลวทาใหห้ นา้ สมั ผสั สวติ ชล์ กู
ลอยตดั หรอื ต่อ สง่ ผลไปควบคมุ การทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ สวิตชอ์ ณุ หภมู ิ (Temperature Switch) ทา
หนา้ ท่ีตรวจวดั อณุ หภมู ใิ นตาแหน่งท่ีติดตงั้ ไว้ อณุ หภมู ถิ ึงพิกดั ท่ีกาหนดทาใหห้ นา้ สมั ผสั สวิตชอ์ ณุ หภมู ติ ดั หรอื ต่อ
สง่ ผลไปควบคมุ การทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ สวิตชค์ วามดนั (Pressure Switch) ทาหนา้ ท่ีตรวจวดั ความ
ดนั ของเหลวหรอื ก๊าซ ทาใหห้ นา้ สมั ผสั สวิตชค์ วามดนั ตดั หรอื ต่อ สง่ ผลไปควบคมุ การทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ และ
สวติ ชจ์ ากดั ตาแหน่ง (Limit Switch) ทาหนา้ ท่ีตรวจวดั ตาแหน่งท่ีตอ้ งการของเครอ่ื งมอื เคร่อื งจกั รท่ีเคล่อื นท่ี
ใหห้ ยดุ การเคล่ือนท่ีในตาแหน่งท่ีตอ้ งการ สวิตชค์ วบคมุ อตั โนมตั ิ แสดงดงั รูป

3. ระบบการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น

• ระบบการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ เป็นระบบท่ีนาเอาอปุ กรณค์ วบคมุ ทาง
ไฟฟา้ ชนิดตา่ งๆ ท่ีใชใ้ นการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ มาตอ่ ใชง้ าน เพ่ือทา
การควบคมุ การทางานของมอเตอรไ์ ฟฟา้ ตามระบบท่ีกาหนดไว้ อยา่ งมี
คณุ ภาพและเกิดความปลอดภยั ระบบการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้
เบอื้ งตน้ แสดงดงั รูป

3. ระบบการควบคุมมอเตอร์ไฟฟ้าเบื้องต้น

• แสดงระบบการควบคมุ มอเตอรไ์ ฟฟา้ เบอื้ งตน้ ภายในระบบควบคมุ การ
ทางาน ประกอบดว้ ยแหลง่ จา่ ยแรงดนั ไฟสลบั จา่ ยแรงดนั ตามท่ีมอเตอร์
ไฟฟา้ ตอ้ งการใหร้ ะบบ สง่ ผา่ นไปใหม้ อเตอรโ์ ปรเทคช่นั เซอรก์ ิตเบรก
เกอร์ ทาหนา้ ท่ีตดั ตอ่ แรงดนั จา่ ยไปใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ และปอ้ งกนั กระแส
ลดั วงจรของมอเตอรไ์ ฟฟา้ สง่ ตอ่ ไปใหค้ อนแทกเตอรท์ าหนา้ ท่ีตดั ตอ่
วงจรกาลงั ไฟฟา้ ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ สง่ ตอ่ ไปใหโ้ อเวอรโ์ หลดรเี ลยท์ า
หนา้ ท่ีปอ้ งกนั มอเตอรไ์ ฟฟา้ ใชก้ ระแสเกินพิกดั และสดุ ทา้ ยจงึ สง่ ตอ่ ไป
ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ หมนุ ทางานตามตอ้ งการ อยา่ งปลอดภยั

7. บทสรุป

• แม่เหลก็ ถาวร เป็นโลหะท่ีสามารถดงึ ดดู โลหะจาพวกเหลก็ ได้ แสดงสภาวะเป็นแมเ่ หลก็
ตลอดเวลา มีขวั้ แมเ่ หล็ก 2 ขวั้ คือขวั้ เหนือ (N) และขวั้ ใต้ (S) เกิดสนามแมเ่ หลก็ มีการว่งิ
เคล่อื นท่ี จากขวั้ เหนือ (N) ไปยงั ขวั้ ใต้ (S) ทาใหเ้ กิดเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ขนึ้ มารอบแท่ง
แมเ่ หลก็ คณุ สมบตั ิ แมเ่ หลก็ ขวั้ เหมือนกนั ผลกั กนั ขวั้ ตา่ งกนั ดดู กนั

• แม่เหล็กไฟฟ้าเป็นแมเ่ หลก็ ท่ีเกิดขนึ้ ในขดลวดตวั นา เม่ือมีกระแสไหลผา่ นขดลวดตวั นา จะ
เกิดเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ขนึ้ มารอบขดลวดตวั นา ความเขม้ สนามแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ เปล่ยี นแปลงไป
ไดต้ ามจานวนรอบของการพนั ขดลวดตวั นา ปรมิ าณกระแสท่ีไหลผา่ นขดลวดตวั นา ชนดิ
ของวสั ดทุ ่ีใชท้ าแกนรองรบั ขดลวดตวั นา ขนาดของแกนรองรบั ขดลวดตวั นาท่ีนามาใชง้ าน

• มอเตอร์ คือเคร่อื งกลไฟฟา้ ทาหนา้ ท่ีเปล่ยี นพลงั งานไฟฟา้ ใหเ้ ป็นพลงั งานกล ทางานดว้ ย
หลกั การเหน่ียวนาแมเ่ หลก็ ไฟฟา้ ใชก้ ารผลกั กนั ของสนามแมเ่ หลก็ สองชดุ ทาใหเ้ กิดการ
หมนุ เคล่อื นท่ี มอเตอรไ์ ฟฟา้ ท่ีผลติ มาใชง้ าน แบง่ ตามแหลง่ จา่ ยไฟฟา้ ท่ีจา่ ยใหม้ อเตอร์
ไฟฟา้ ทางาน แบง่ ออกไดเ้ ป็น มอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสตรง และมอเตอรไ์ ฟฟา้ กระแสสลบั

• การควบคุมมอเตอรไ์ ฟฟ้า คือการบงั คบั ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ ทางานตามความตอ้ งการของ
ผใู้ ช้ ขนึ้ อยกู่ บั จดุ ประสงคข์ องการทางาน และการใชง้ าน ไดแ้ ก่ ระบบการทางานท่ีใช้
มอเตอรไ์ ฟฟา้ และรูปแบบการควบคมุ ใหม้ อเตอรไ์ ฟฟา้ ทางาน