3.อาร์เมเจอร์รีแอคชั่นและคอมมิวเตชั่น

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 1

บทที 3 อาร์เมเจอร์รีแอคชันและคอมมิวเตชัน

(ARMATURE REACTION AND
COMMUTATION)

3.1 อาร์เมเจอร์รีแอคชัน (Armature reaction)

คือเสน้ แรงแม่เหลก็ ทีเกิดจากกระแสอาร์เมเจอร์ซึงมีผลกระทบต่อเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ของขวั แม่เหลก็
และเป็นสาเหตุทาํ ใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าทีขวั ของเครืองกาํ เนิดลดลง

รูปที 3-1 เส้นแรงแม่เหลก็ ทีเกิดจากกระแสไหลผ่านขดลวดสนามแม่เหลก็

รูปที 3-1 แสดงเสน้ แรงแม่เหลก็ ในช่องว่างอากาศระหว่างขวั เหนือและขวั ใตซ้ ึงเกิดจากกระแสของ
ขดลวดสนามแมเ่ หลก็ เสน้ ทตี งั ฉากกบั แนวของเสน้ แรงแม่เหลก็ เรียกวา่ “แกนนิวตรัล” (neutral plane)
ซึงเป็นแกนทีไมม่ ีแรงเคลือนไฟฟ้าเหนียวนาํ เกิดขึนในตวั นาํ เวคเตอร์ F เขียนแทนขนาดและทิศทางของแรง
เคลือนแมเ่ หลก็ ของขวั แมเ่ หลก็

Montri Ngoudech Page 1

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 2

รูปที 3-2 เส้นแรงแม่เหลก็ ทีเกิดขึนรอบตัวนาํ ในอาร์ เมเจอร์

รูปที 3-2 แสดงเฉพาะเสน้ แรงแม่เหลก็ ทีเกิดขึนรอบตวั นาํ ในอาร์เมเจอร์ ซึงเกิดขนึ ในขณะเครือง
กาํ เนิดไฟฟ้าจ่ายโหลด จะสงั เกตเห็นว่ามที ิศทางตงั ฉากกบั เสน้ แรงแม่เหลก็ ของขวั แม่เหลก็ เวคเตอร์ FA
เขียนแทนขนาดและทิศทางของแรงเคลอื นแมเ่ หลก็ ของอาร์เมเจอร์

รูปที 3-3 ผลรวมระหว่างเส้นแรงแม่เหลก็ ของขวั แม่เหลก็ และอาร์ เมเจอร์

รูปที 3-3 ผลรวมระหวา่ งเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ของขวั แม่เหลก็ F และเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ของอาร์เมเจอร์
FA เป็นเหตุใหเ้ สน้ แรงแม่เหลก็ รวม (resultant flux) FO บิดเบนไปในทิศทางเดียวกบั การหมุนของอาร์
เมเจอร์ ทาํ ใหต้ าํ แหน่งของแกนนิวตรัลบิดเบนไปดว้ ย จึงจาํ เป็นตอ้ งเลือนแปรงถา่ นตามไปดว้ ยไปอยใู่ น
ตาํ แหน่ง “แกนนิวตรัลใหม”่ (new neutral plane) ซึงเป็นตาํ แหน่งทีมปี ระกายไฟ (arc) เกิดขนึ นอ้ ยทีสุด

Montri Ngoudech Page 2

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 3

ระยะทางทีแนวแกนนิวตรัลและตาํ แหน่งทีแปรงถา่ นเลอื นไปจะเป็นสดั ส่วนโดยตรงกบั กระแสโหลดของ
เครืองกาํ เนิดไฟฟ้า เวคเตอร์ FO คือ ผลรวมของแรงเคลอื นแม่เหลก็ ระหวา่ งแรงเคลอื นแม่เหลก็ F และ FA

รูปที 3-4 แสดงการกระจายของเส้นแรงแม่เหลก็ ของขัวแม่เหลก็ เส้นแรงแม่เหลก็ รอบตัวนาํ ในอาร์ เมเจอร์
และผลรวมของเส้นแรงแม่เหลก็ ทังสองแห่ง

Montri Ngoudech Page 3

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 4

รูปที 3-4 ก. และ ข. แสดงการกระจายเสน้ แรงแมเ่ หลก็ ในช่องวา่ งอากาศของขวั แม่เหลก็ เมอื ไม่มี
โหลด ความหนาแน่นของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ จะเปลียนแปลงเป็นรูปคลืนดงั รูป ข. รูปที 3-4 ค. และ ง. แสดง
เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ทีเกิดขึนรอบตวั นาํ ในอาร์เมเจอร์ในลกั ษณะ “คลอสฟลกั ซ”์ (cross flux) ซึงเกิดขนึ
เนืองจากแรงเคลือนแมเ่ หลก็ ของอาร์เมเจอร์ เนืองจากบริเวณกึงกลางระหวา่ งขวั แมเ่ หลก็ มคี วามตา้ นทาน
แม่เหลก็ (reluctance) สูงมาก จึงทาํ ใหค้ วามหนาแน่นของเสน้ แรงแม่เหลก็ ในบริเวณดงั กล่าวมคี ่าลดลงมาก
ดงั รูป ง. เมือพิจารณาเสน้ แรงแม่เหลก็ รวมซึงเกิดจากขดลวดอาร์เมเจอร์และขดลวดสนามแมเ่ หลก็ แลว้ จะได้
เสน้ แรงแม่เหลก็ รวมดงั รูปที 3-4 จ. และ ฉ. จะสงั เกตเห็นว่าทีปลายขวั ดา้ นขวาของขวั แม่เหลก็ แต่ละขวั จะมี
ความหนาแน่นของเสน้ แรงแมเ่ หลก็ มากกว่าปลายขวั ดา้ นขวา คือเสน้ แรงแม่เหลก็ จะบิดเบนไปตามทิศ
ทางการหมนุ ของอาร์เมเจอร์ และแกนนิวตรัล ก็จะเลือนไปในทิศทางเดียวกนั ดว้ ยเป็นระยะทางเท่ากบั มุม 

เมือแปรงถ่านถูกเลือนไปยงั ตาํ แหน่งแกนนิวตรัลใหมแ่ ลว้ ทิศทางของเสน้ แรงแม่เหลก็ ทีเกิดขึน
รอบตวั นาํ ในอาร์เมเจอร์จะเอยี งลงทางดา้ นซา้ ยดงั รูปที 3-5

รูปที 3-5 ความสัมพันธ์ระหว่างเส้นแรงแม่เหลก็ ในอาร์ เมเจอร์ และตาํ แหน่งแปรงถ่าน

แรงเคลอื นแม่เหลก็ ของอาร์เมเจอร์ในขณะนีเขียนแทนดว้ ยเวคเตอร์ FA ในรูปที 3-5 ซึงสามารถแบ่ง
ออกไดส้ องส่วน คือ เวคเตอร์ FD ซึงมีทิศทางขนานกบั แนวแกนของขวั แมเ่ หลก็ (brush axis) และเวคเตอร์
FC ซึงมที ิศทางตงั ฉากกบั แนวแกนของขวั แม่เหลก็

Montri Ngoudech Page 4

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 5

รูปที 3-6 เวคเตอร์ ผลรวมระหว่างแรงเคลอื นแม่เหลก็ ของอาร์ เมเจอร์ และของขวั แม่เหลก็

จะสงั เกตเห็นวา่ เวคเตอร์ FD มที ิศทางตรงขา้ มกบั สนามแม่เหลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ ดงั รูปที 3-6 ซึงจะ
เป็นผลใหเ้ สน้ แรงแมเ่ หลก็ ของขวั แม่เหลก็ ลดลง แรงเคลอื นแม่เหลก็ FD นีเรียกว่า “ดีแมกเนไตซิง”
(Demagnetizing m.m.f.) ของอาร์เมเจอร์รีแอคชนั สาํ หรับเวคเตอร์ FC ซึงทีทิศทางตงั ฉากกบั เวคเตอร์ F
จะเป็นผลใหเ้ สน้ แรงแม่เหลก็ ของขวั แม่เหลก็ บิดเบนไป แรงเคลือนแมเ่ หลก็ FC นีเรียกวา่ “ครอสแมกเนไต
ซิง” (Cross magnetizing m.m.f.) ของอาร์เมเจอร์รีแอคชนั

Montri Ngoudech Page 5

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 6

รูปที 3-7 ก) แสดงตวั นาํ ทีทาํ ให้เกิดแรงเคลือนแม่เหลก็ ดแี มกเนไตซิง (FD)
ข) แสดงตวั นาํ ทีทาํ ให้เกิดแรงเคลือนแม่เหลก็ ครอสแมกเนไตซิง (FC)

ลวดตวั นาํ ในอาร์เมเจอร์ซึงทาํ ใหเ้ กิดผลทงั สองประการดงั กล่าวขา้ งตน้ แสดงไวใ้ นรูปที 3-7 ก. และ
ข. ในรูปที 3-7 ก. แสดงตาํ แหน่งแปรงถา่ นเลือนไปจากแนวแกนนิวตรัลไปเป็นมมุ  ลวดตวั นาํ ทงั หมดทีอยู่
ภายในมมุ 2 ทงั ดา้ นบนและดา้ นล่างของอาร์เมเจอร์จะทาํ ใหเ้ กิดแรงเคลอื นแมเ่ หลก็ FD มที ิศทางตรงขา้ ม
กบั แรงเคลือนแม่เหลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ F เรียกแรงเคลอื นแม่เหลก็ ทีเกิดขึนเนืองจากตวั นาํ ภายในมมุ 2 วา่
“ดีแมกเนไตซิง” (demagnetizing) หรือ “แบคแอมป์ แปร์-เทินส์” (back ampere turns) สาํ หรับลวด
ตวั นาํ ทีอยดู่ า้ นซา้ ยและดา้ นขวาของอาร์เมเจอร์คือตวั นาํ ทีอยภู่ ายนอกมมุ 2 ดงั รูปที 3-7 ข. จะทาํ ใหเ้ กิดแรง
เคลอื นแม่เหลก็ FC มที ิศทางเคลือนทีลงตงั ฉากกบั แรงเคลือนแมเ่ หลก็ ของขวั แม่เหลก็ F เรียกแรงเคลอื น
แมเ่ หลก็ ทีเกิดขึนเนืองจากตวั นาํ ทีอยภู่ ายนอกมมุ 2 วา่ “ครอสแมกเนไตซิง” (Cross magnetizing) หรือ
“ครอสแอมป์ แปร์เทินส”์ (Cross ampere turns) ซึงแรงเคลือนแม่เหลก็ FC นีจะเป็นผลใหเ้ สน้ แรง
แมเ่ หลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ บิดเบนไปในทิศทางเดียวกบั ทิศทางการหมนุ ของอาร์เมเจอร์

ผลทีเกิดจากแรงเคลือนแมเ่ หลก็ ของอาร์เมเจอร์ทงั สองประการดงั กลา่ วขา้ งตน้ คือ

Montri Ngoudech Page 6

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 7

กรณีครอสแมกเนไตซิง หรือ ครอสแอมแปร์เทินส์ ทาํ ใหต้ อ้ งเลือนตาํ แหน่งแปรงถา่ นไปจาก
ตาํ แหน่งเดิมเป็นมมุ  ในทิศทางเดียวกนั กบั ทิศทางการหมนุ ของอาร์เมเจอร์และเมือกระแสโหลด
เปลียนแปลงไป มุม  ก็ตอ้ งเปลียนแปลงตามไปดว้ ย เพือลดประกายไฟทีเกิดขึนทีแปรงถ่าน

กรณีดีแมกเนไตซิง หรือ แบคแอมแปร์เทินส์ จะมีค่าเปลียนแปลงตามกระแสโหลด และเนืองจาก
เสน้ แรงแม่เหลก็ ของดีแมกเนไตซิง มที ิศทางตรงขา้ มกบั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ ทาํ ใหเ้ สน้ แรง
แมเ่ หลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ ลดลง ทาํ ใหแ้ รงเคลือนไฟฟ้าเหนียวนาํ ทีไดม้ คี ่าลดลง

Montri Ngoudech Page 7

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 8

3.2 การหาค่าแรงเคลือนแม่เหล็กดแี มกเนไตซิงต่อหนึงขัว

(Demagnetizing AT per pole)
เราสามารถทาํ ใหแ้ รงเคลือนแมเ่ หลก็ พเิ ศษ หรือ แอมแปร์-เทินสพ์ เิ ศษ (extra ampere turns) เขา้

ไปในขดลวดสนามแม่เหลก็

ให้ Z = จาํ นวนลวดตวั นาํ ทงั หมดบนอาร์เมเจอร์ (Z=2T หรือ T = Z /2)

I = กระแสไฟฟ้าทีไหลในแต่ละตวั นาํ บนอาร์เมเจอร์

= Ia / 2 เมือพนั ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบเวฟ
= Ia / P เมือพนั ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบแลพ
Ia = กระแสทงั หมดทีไหลในอาร์เมเจอร์
m = มมุ ทีแกนนิวตรัลใหม่ บิดเบนไปจากเดิมเป็นองศาทางกล
จาํ นวนลวดตวั นาํ ทงั หมดบนอาร์เมเจอร์ทีอยภู่ ายในมมุ 2 ทงั ดา้ นบนและดา้ นลา่ งของอาร์เมเจอร์ ดงั รูปที

3-7 ก. = 4 xZ

360

เนืองจากลวดตวั นาํ สองตวั คือขดลวดหนึงรอบ (Z=2T)

จาํ นวนรอบทงั หมดทีอยภู่ ายในมุมดงั กล่าว = 2 m xZ
360
ดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ต่อหนึงคู่ของขวั แมเ่ หลก็ = 2 m xZI
360
ดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ต่อหนึงขวั =  m xZI
360
 ATd / pole = ZIx  m …3.1

360

3.3 การหาค่าแรงเคลือนแม่เหลก็ ครอสแมกเนไตซิงต่อหนึงขัว

(Cross magnetizing AT per pole)
ลวดตวั นาํ ทีทาํ ใหเ้ กดิ แรงเคลือนแม่เหลก็ ครอสแมกเนไตซิง คือตวั นาํ ทีอยนู่ อกมุม 2 ดงั รูปที 3-7

ข. เรียกลวดตวั นาํ แถบนีว่า ดิสทอร์ทติง หรือ ครอสคอนดคั เตอร์ (distoring or conductors)

จาํ นวนลวดตวั นาํ ทงั หมดบนอาร์เมเจอร์ต่อหนึงขวั =Z
P

แรงเคลือนแม่เหลก็ หรือแอมแปร์-เทินสท์ งั หมดบนอาร์เมเจอร์ต่อหนึงขวั = ZI
2P

คลอสแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินสต์ ่อหนึงขวั = ZI  ZIx  m
2P 360

= ZI  1  m 
 2P 360 

Montri Ngoudech Page 8

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 9

 ATc / pole = ZI  1  m 
 2P 360 

…3.2

ข้อสังเกต

1. การลดผลของดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินสเ์ กิดจากอาร์เมเจอร์รีแอคชนั ทาํ ไดโ้ ดยพนั ขดลวดเสริม
เขา้ ไปในแต่ละขวั แม่เหลก็

จาํ นวนรอบทีพนั เสริมเขา้ ไปต่อหนึงขวั = ATd สาํ หรับเครืองกาํ เนิดไฟฟ้าแบบชนั ท์

I sh

= ATd สาํ หรับเครืองกาํ เนิดไฟฟ้าแบบซีรีย์

Ia

ถา้ กาํ หนดค่าลีคเกจแฟคเตอร์  มาให้ ใหน้ าํ ไปคูณกบั ค่า ATd

2. ถา้ มุม  กาํ หนดใหเ้ ป็นองศาทางไฟฟ้า กต็ อ้ งเปลียนเป็นองศาทางกลโดยใชส้ ูตรความสมั พนั ธด์ งั นี

m = m  2 C
P

เมือ m = องศาทางกล

C = องศาทางไฟฟ้า

3.4 ขดลวดชดเชยหรือขดลวดคอมเพนเซทติง (Compensating winding)

ขดลวดชดุ นีจะพนั อยใู่ นร่องบริเวณผวิ ดา้ นหนา้ ของขวั แมเ่ หลก็ ดงั นนั จึงพนั อยใู่ นลกั ษณะทีตวั นาํ
ของขดลวดชดเชยวางขนานกบั ขดลวดอาร์เมเจอร์ และต่ออนุกรมกบั ขดลวดอาร์เมเจอร์ การพนั ขดลวด
ชดเชยจะพนั ไวใ้ นทิศทางทีทาํ ใหเ้ กิดแอมแปร์-เทินส์เท่ากบั และมีทิศทางตรงขา้ มกบั แอมแปร์-เทินสข์ อง
อาร์เมเจอร์ โดยวิธีการดงั กลา่ ว เมอื กระแสโหลดเปลียนแปลง แอมแปร์-เทินส์ของขดลวดทงั สองแห่งนีจะมี
ขนาดเปลียนแปลงไปพร้อมๆ กนั และจะหกั ลา้ งกนั ไดห้ มดพอดีจึงไม่จาํ เป็นตอ้ งเลอื นตาํ แหน่งแปรงถา่ นไป
จากแกนนิวตรัลเดิม ซึงเป็นตาํ แหน่งเมอื ไมม่ ีโหลด

Montri Ngoudech Page 9

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 10

รูปที 3-8 การจดั วางตาํ แหน่งและการต่อวงจรของขดลวดชดเชย

Montri Ngoudech Page 10

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 11

รูปที 3-9 ขดลวดชดเชย (Compensating winding) ของมอเตอร์ ไฟฟ้ากระแสตรงแบบ 6 ขวั

Montri Ngoudech Page 11

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 12

เนืองจากมีความยงุ่ ยากในการผลติ และทาํ ใหร้ าคาของเครืองกาํ เนิดไฟฟ้าสูงขึน จึงไม่นิยมใชข้ ดลวด
ชดเชยในเครืองธรรมดาทวั ๆ ไป แต่จะใชก้ บั เครืองทีใชก้ บั งานพิเศษ เช่น ในเครืองทีมขี นาดใหญ่ เครืองทีใช้
งานในลกั ษณะทีมีโหลดเปลียนแปลงบ่อยๆ ในทนั ทีทนั ใด

ในเครืองกาํ เนิดทีไม่มขี ดลวดชดเชย เมอื จ่ายโหลดแกนนิวตรัลจะเลือนไปในทิศทางเดียวกบั การ
หมุนของอาร์เมเจอร์ ถา้ แปรงถ่านยงั อยทู่ ีตาํ แหน่งเดิมโดยไม่เลือนตามไปดว้ ย ลวดตวั นาํ ของขดลวดทีต่อกบั
ซีคอมมิวเตเตอร์ทีสมั ผสั กบั แปรงถา่ นจะตดั กบั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ทาํ ใหเ้ กิดแรงเคลอื นไฟฟ้าเหนียวนาํ ขึนใน
ขดลวดนนั และมีกระแสไหลวนอยใู่ นขดลวด ในจงั หวะทีซีคอมมิวเตเตอร์เคลือนตวั ออกจากแปรงถา่ น
จนกระทงั ทาํ ใหข้ ดลดวเปิ ดวงจรออกนนั จะมปี ระกายไฟเกิดขนึ ตรงหนา้ สมั ผสั ระหวา่ งแปรงถ่านค่อยๆ
สึกหรอไป เพือหลกี เลียงปรากฏการณ์ดงั กลา่ ว จึงจาํ เป็นตอ้ งติดตงั แปรงถ่านไวใ้ นแนวแกนทีเสน้ แรง
แม่เหลก็ เป็นศนู ยเ์ สมอ ประกายไฟทีเกิดขึนนอกจากสาเหตุดงั กลา่ วขา้ งตน้ ยงั เกิดจากคอมมวิ เตชนั ดว้ ยดงั จะ
ไดก้ ลา่ วต่อไป

3.5 จํานวนขดลวดชดเชย (No. of compensating winding)

จาํ นวนลวดตวั นาํ บนอาร์เมเจอร์ต่อหนึงขวั =Z
P

จาํ นวนรอบของขดลวดอาร์เมเจอร์ต่อหนึงขวั = Z

2P

จาํ นวนแอมแปร์-เทินส์บนอาร์เมเจอร์ต่อหนึงขวั = ZI

2P

จาํ นวนแอมแปร์-เทินส์บนอาร์เมเจอร์ต่อหนึงขวั ของขดลวดชดเชย

= ZI x Pole arc
2P Pole pitch

No. of compensating winding = 0.7 x ZI …3.3
2P

Montri Ngoudech Page 12

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 13

ตวั อย่างที 3.1 เครืองกาํ เนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบ 4 ขวั ตวั หนึง พนั ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบเวฟ มี
ลวดตวั นาํ 480 ตวั มกี ระแสอาร์เมเจอร์ 144 แอมแปร์ ถา้ แปรงถา่ นถูกเลอื นไป 10 จงคาํ นวณหาค่าดีแมกเน
ไตซิง และครอสแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ ต่อหนึงขวั

วธิ ีทํา กระแสไฟฟ้าในแต่ละตวั นาํ บนอาร์เมเจอร์

I = Ia
2

Z = 480 , m = 10

ATd / pole = ZIx m = 480x72x 10 = 960 AT
ATC / pole = 360 360

= ZI  1  m 
 2P 360 

480 x72  1  10  = 3,360 AT
 2x4 360 

ตวั อย่างที 3.2 เครืองกาํ เนิดไฟฟ้าแบบ 8 ขวั ตวั หนึง จ่ายกระแสออกจากอาร์เมเจอร์ 200A ที
แรงดนั 500V พนั ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบแลพมลี วดตวั นาํ 1,280 ตวั มีคอมมิวเตเตอร์ 160 ซี ถา้ แปรงถ่าน
ถกู เลอื นไปจากแกนนิวตรัลเมอื ไม่มีโหลด (no-load neutral axis) เป็นระยะ 4 ซีคอมมวิ เตเตอร์ จงหาค่า
โดยประมาณของดีแมกเนไตซิงและคลอสแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ต่อหนึงขวั บนอาร์เมเจอร์

วธิ ที าํ กระแสในแต่ละตวั นาํ บนอาร์เมเจอร์

I= Ia = 200 = 25 A
Z= P 8
ATd / pole 1,280
ATc / pole , m = 4 x360 = 9
= 160

= ZIx m = 1,280 x25x 9 = 800 AT
360 360
=
= ZI  1  m 
 2P 360 

1,280 x25 x  1  9 
 2x8 360 

1,200 AT

ข้อสังเกต จาํ นวนขดลวด = 160 จาํ นวนตวั นาํ = 1,280 ดงั นนั ในแต่ละคอยลไ์ ซตจ์ ึงประกอบดว้ ย
จาํ นวนตวั นาํ = 1,280 / 160 = 8 ตวั

Montri Ngoudech Page 13

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 14

ตวั อย่างที 3.3 เครืองกาํ เนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบชนั ทข์ นาด 100KW , 500V 6 Pole พนั
ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบแลพมตี วั นาํ 600ตวั ถา้ แปรงถา่ นถกู เลือนไป 10 จงหาดีแมกเนไตคลอสแมกเนไต
ซิง แอมแปร์-เทินสต์ ่อขวั ขดลวดชนั ทฟ์ ิ ลดม์ คี วามตา้ นทาน 50 โอหม์

วธิ ีทาํ

กระแสเอาทพ์ ุทหรือกระแสโหลด = 100,000 = 200A

500

Ish = 500 = 10A
50

Ia = 200+10 = 210A

กระแสในแต่ละตวั นาํ บนอาร์เมเจอร์

I = Ia = 210 = 35A
Z = P 6 10
ATd / pole =
600 , m =
ATc / pole =
= ZIx m
= 360

600 x35x 10
360

583 AT

ZI  1  m 
 2P 360 

= 600 x35 1  10 
=  2x6 360 

1,167 AT

ตวั อย่างที 3.4 เครืองกาํ เนิดไฟฟ้ากระแสตรงแบบ 4 ขวั จ่ายกระแส 143A มีลวดตวั นาํ บนอาร์
เมเจอร์ 492 ตวั และพนั ขดลวดอาร์เมเจอร์ ก.แบบเวฟ ข. แบบเลพ เมือจ่ายโหลดเตม็ พิกดั แปรงถา่ นไป 10
จงคาํ นวณหาค่าดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินสต์ ่อขวั ถา้ ขดลวดชนั ทฟ์ ิ ลดม์ กี ระแสไหลผา่ น 10A จงหา
จาํ นวนรอบพิเศษของชนั ทฟ์ ิ ลดเ์ พือหกั ลา้ งกบั ค่าดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์

วธิ ที ํา

Z= 492 ,  = 10
ATd / pole
= ZIx m
Ia 360
I
= 143+10 = 153A
I
= Ia = 153 เมือพนั แบบเวฟ
ก)  ATd / pole
22

= Ia = 153 เมอื พนั แบบแลพ

P4

= 492x 153 x 10 = 1046 AT
2 360

Montri Ngoudech Page 14

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 15

จาํ นวนรอบพเิ ศษของชนั ทฟ์ ิ ลด์ = 1046  105T
10
ข)  ATd / pole = 492x 153 x 10
4 360 = 523 AT
523  52T
จาํ นวนรอบพิเศษของชนั ทฟ์ ิ ลด์ = 10

Montri Ngoudech Page 15

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 16

3.5 คอมมิวเตชัน (Commutation)

แรงเคลอื นไฟฟ้าเหนียวนาํ ทีเกิดขนึ ในลวดตวั นาํ ของขดลวดอาร์เมเจอร์ทีอยไู่ ดข้ วั เหนือและขวั ใต้
จะตอ้ งมีทิศทางตรงขา้ มกนั และในตาํ แหน่งกึงกลางระหวา่ งขวั เหนือและขวั ใตซ้ ึงเป็นตาํ แหน่งแนวแกนของ
แปรงถา่ น (Brush axis) จะมีแรงเคลือนไฟฟ้าเหนียวนาํ เป็นศูนย์ นนั คือ เมือขดลวดอาร์เมเจอร์หมนุ ไป
กระแสในลวดตวั นาํ ดงั กล่าวจะมีทิศทางเปลียนแปลงอยตู่ ลอดเวลา แต่เมือไหลผา่ นคอมมิวเตเตอร์และแปรง
ถ่านจะไดไ้ ฟฟ้ากระแสตรงไหลในทิศทางเดียวเท่านนั ถา้ พิจารณาเฉพาะขดลวด 2-5’ ในรูปที 3-10 ก. ซึง
เป็นตาํ แหน่งทีแปรงถ่านสมั ผสั กบั คอมมวิ เตเตอร์ซีที 3 เพียงซีเดียวกระแสในขดลวด 2-5’ ขณะนีจะไหลอยู่
ในทิศทางตามเข็มนาฬิกา กระแสทีไหลคือ ia เมืออาร์เมเจอร์หมนุ ต่อไปอกี ทาํ ใหแ้ ปรงถ่านสมั ผสั กบั คอมมวิ
เตเตอร์ซีที 2 และ 3 พร้อมกนั ดงั รูปที 3-10 ข. ขดลวด 2-5’ จะอยใู่ นสภาพลดั วงจร โดยมี i คือกระแสลดั
วงจร เมอื อาร์เมเจอร์หมนุ ต่อไปถงึ ตาํ แหน่งทีแปรงถา่ นสมั ผสั กบั คอมมวิ เตเตอร์ซีที 2 เพยี งซีเดียว กระแส
ในขดลวด 2-5’ ขณะนีจะไหลในทิศทางทวนเขม็ นาฬิกา กระแสทีไหลคือ ia การทีกระแสในขดลวด 2-5’
มีทิศทางเปลียนแปลงจาก +ia ไปเป็น –ia ในช่วงเวลาทีขดลวดเคลือนทีผา่ นแปรงถา่ นนี เรียกว่า
“คอมมวิ เตชนั ” (commutation) การกลบั ทิศทางการไหลของกระแสในขณะทีขดลวดอาร์เมเจอร์เคลอื นที
ผา่ นแปรงถา่ น (brush axis) ซึงทาํ ใหเ้ กิดการลดั วงจรในขดลวด 2-5’ ดงั รูปที 3-10 ข. เรียกว่าช่วงเวลาของ
การคอมมวิ เตชนั (Tc)

รูปที 3-10 ก.ขดลวด 2-5’ เริมเข้าสู่สภาพคอมมวิ เตชัน ข. ขดลวด 2-5’ อย่ใู นสภาพลดั วงจร เรียกว่า
ช่วงเวลาของการคอมมิวเตชัน ค. ขดลวด 2-5’ เสร็จสินการคอมมวิ เตชัน

Montri Ngoudech Page 16

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 17

ถา้ พจิ ารณารูปที 3-10 ซึงเป็นช่วงเวลาของการคอมมวิ เตชนั ค่าอนิ ดคั แตนซ์ (inductance) L ใน
ขดลวดจะพยายามต่อตา้ น (ขดั ขวาง) การเปลยี นแปลงของกระแสในขดลวด 2-5’ กระแสในขดลวดดงั กลา่ ว
จึงไม่สามารถกลบั ทิศทางการไหลไดท้ งั หมดในช่วงเวลา Tc ในตาํ แหน่งทีคอมมิวเตเตอร์ซีที 3 เคลือนตวั พน้
จากแปรงถ่าน ดงั รูปที 3-10 ค. กรณีทกี ระแสในขดลวดยงั มคี ่าไม่ถงึ –ia นนั เนืองจากกระแสทีตาํ แหน่งนี
ตอ้ งมีค่า –ia เสมอ นนั คือในตาํ แหน่งดงั กลา่ วจะเกดิ self induced e.m.f. หรือรีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจ

(reactance voltage) = L di ขึนในจงั หวะทีขดลวดเปิ ดวงจรดว้ ยค่าทีสูงมาก จึงเกิดประกายไฟ (spark)

dt

ขึนระหวา่ งแปรงถา่ นกบั คอมมิวเตเตอร์ซีที 3 ทีเริมแยกตวั ออกจากกนั การเปลียนแปลงของกระแสลดั วงจร
ซึงเกิดขึนในขดลวดในช่วงเวลาของการคอมมิวเตชนั แสดงดว้ ยเสน้ กราฟในรูปที 3-11

Montri Ngoudech Page 17

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 18

รูปที 3-11 เส้นกราฟในช่วงเวลาของการคอมมวิ เตชัน

ในรูปที 3-11 เสน้ กราฟ a แสดงการเปลียนแปลงของกระแสลดั วงจรเป็นเสน้ ตรงเรียกว่า คอมมวิ
เตชนั ในอุดมคติ (Ideal commutation) ซึงถือวา่ ไมม่ ปี ระกายไฟเกดิ ขนึ เสน้ กราฟ b ไม่มีการเปลียนแปลง
ของกระแสในช่วงแรกและช่วงสุดทา้ ยของการคอมมวิ เตชนั ลกั ษณะเช่นนีเรียกว่าการคอมมิวเตชนั ทีไร้
ประกายไฟ (Sinusoidal commutation) เสน้ กราฟ c เป็นกรณีทกี ระแสเปลียนแปลงเร็วเกินไป เรียกวา่
“โอเวอร์ คอมมิวเตชนั ” Over commutation) ส่วนเสน้ กราฟ d นนั จะกลบั กนั คือกระแสเปลียนแปลงชา้
เกินไปเรียกว่า “อนั เดอร์ คอมมิวเตชนั ” (Under commutation) เนืองจากกระแสเปลียนแปลงมากใน
ช่วงแรกของโอเวอร์ คอมมวิ เตชนั และช่วงทา้ ยของอนั เดอร์ คอมมิวเตชนั ประกายไฟจึงเกิดไดง้ ่ายทีดา้ ม
แปรงถ่านเลอื นเขา้ กรณีโอเวอร์คอมมิวเตชนั และทีดา้ นแปรงถ่านเลอื นออกกรณีอนั เดอร์คอมมวิ เตชนั

Montri Ngoudech Page 18

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 19

3.5.1 ช่วงเวลาของคอมมิวเตชัน (Time of commutation) เป็น ซม.
เป็น ซม.
ให้ Wb = ความกวา้ งของแปรงถา่ น เป็น ซม./วินาที
Wm = ความหนาของฉนวนไมกา้ เป็น วนิ าที
v = ความเร็วตามเสน้ รอบวงของคอมมวิ เตเตอร์
Tc = ช่วงเวลาของคอมมิวเตชนั หรือลดั วงจร

Tc = Wb Wm
v

ข้อสังเกต ถา้ กาํ หนดความกวา้ งของแปรงถา่ นในรูปของซีคอมมิวเตเตอร์ ตอ้ งเปลียนความเร็วตามเสน้
รอบวงของคอมมิวเตเตอร์ใหอ้ ยใู่ นรูปของซีคอมมิวเตเตอร์ต่อวินาทีดว้ ย

ช่วงเวลาของคอมมวิ เตชนั คือชว่ งเวลาซึงนบั ตงั แต่แปรงถา่ นทาํ ใหข้ ดลวดในอาร์เมเจอร์เริมลดั วงจร
จนกระทงั ขดลวดนนั เริมเปิ ดวงจรออก ปกติจะใชเ้ วลานอ้ ยมากประมาณ 0.5-2 มิลลวิ นิ าที

3.5.2 ค่าของรีแอคแตนซ์โวลท์เตจ (Value of reactance voltage)

ถา้ I = กระแสทีไหลผา่ นลวดตวั นาํ ดงั นนั กระแสทีเปลียนแปลงไปในระหวา่ งช่วงเวลาของการ
คอมมวิ เตชนั คือ = I-(-I) = 2I

Self induced e.m.f. หรือรีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจ (reactance voltage) (E)

รีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจ = Lx 2I ถา้ คอมมิเตชนั เป็ นเชิงเสน้ (linear commutation)
รีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจ Tc ถา้ คอมมิวเตชนั เป็ นรูปคลืนไซน(์ sinusoidal commutation)

= 1.11Lx 2I
Tc

ตวั อย่างที 3.7 อาร์เมเจอร์ของเครืองกลไฟฟ้ากระแสตรงตวั หนึง หมนุ ดว้ ยความเร็ว 800 รอบต่อ
นาที มคี อมมิวเตเตอร์ 123 ซี แปรงถา่ นแต่ละอนั หนาเท่ากบั 3 ซีคอมมวิ เตเตอร์ จงหาช่วงเวลาทีอาร์เมเจอร์
ถูกลดั วงจร

วธิ ที ํา โจทยไ์ มไ่ ดก้ าํ หนดความหนาของฉนวนไมกา้ ดงั นนั จึงไมน่ าํ มาคิด

จากสูตร Tc = Wb Wm
v

Wb = 3 ซีคอมมิวเตเตอร์ , Wm = 0

v = ความเร็วตามเสน้ รอบวงของคอมมวิ เตเตอร์ เป็น ซม./วินาที

=  800  x123 ซี / วินาที
 60 

ช่วงเวลาทีขดลวดถกู ลดั วงจร

Montri Ngoudech Page 19

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 20

Tc = 30 = 3x60
800 x123 800 x123

60

= 0.00183 วินาที

= 1.83 มิลิวนิ าที (mS)

ตวั อย่างที 3.8 เครืองกลไฟฟ้ากระแสตรงตวั หนึงมี 3 ขวั อาร์เมเจอร์พนั แวฟหมนุ ดว้ นความเร็ว

1,500 รอบต่อนาที คอมมวิ เตเตอร์มีเสน้ ผา่ นศนู ยก์ ลาง 30 ซม. ถา้ กระแสอาร์เมเจอร์เป็น 150 แอมแปร์

แปรงถา่ น 1.25 ซม. ขดลวดแต่ละขดบนอาร์เมเจอร์มคี ่า self inductance 0.07 มิลลิเฮนรี จงหา
แรงเคลือนไฟฟ้าเฉลยี ทีเกิดขึนในขดลวดแต่ละขดระหวา่ งเกิดคอมมวิ เตชนั สมมติใหเ้ ป็นคอมมวิ เตชนั แบบ

เชิงเสน้ (linear commutation)

วธิ ีทํา จากสูตร E = Lx 2I
Tc

เมอื L = 0.07x10-3 เฮนรี

I = กระแสในแต่ละตวั นาํ

= Ia = 150 = 75 แอมแปร์
Wb = 2 2

1.25 ซม.

Wm = 0 =  x30x1500 ซม./วนิ าที
v=  xdx1500
60
 Tc = 60
Wb Wm

v

= ( 1.25  0 ) = 1.25x60 วินาที
 x30x1500
 x30 x1500

60

E = Lx 2I
Tc

= 0.07 x103 x 2 x75
1.25 x60

 x30x1500

= 0.07 x103 x 2x75x x30 x1500
1.25 x60

= 19.8 โวลท์

Montri Ngoudech Page 20

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 21

ตวั อย่างที 3.9 อาร์เมเจอร์ของเครืองกลไฟฟ้าแบบ 4 ขวั พนั ขดลวดแบบแลพหมุนดว้ ยความเร็ว

1,500 รอบต่อนาที จ่ายกระแส 150 แอมแปร์ มีคอมมวิ เตเตอร์ 64 ซี แรงถา่ นมีความหนา 1.2 ซีคอมมวิ เต

เตอร์ ขดลวดแต่ละขดมคี ่าอนิ ดคั แตนซ์ 0.05 มลิ ลิเฮนรี จงคาํ นวณหาค่ารีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจ ถา้ ก) เป็น
คอมมิวเตชนั แบบเชิงเสน้ (linear commutation) ข) เป็นคอมมวิ เตชนั แบบรูปคลืนไซน์ (sinusoidal

commutation)

วธิ ีทํา จากสูตรE = Lx 2I

Tc

เมือ L = 0.05x10-3 เฮนรี

Wb = 1.2 ซีคอมมิวเตเตอร์

v= 1500 x64 ซี./วินาที วินาที
 Tc = 60
= 1.25x60
= Wb Wm 1500 x64

v
( 1.25  0 )
1500 x64

60

I = Ia = 150 แอมแปร์
P
4

จาก E = Lx 2I (linear commutation)
Tc

2x 150
= 0.05x103 x 4

1.2 x60

1500 x64

= 5 โวลท์

E = 1.11Lx 2I (sinusoidal commutation)
Tc

2x 150
4
= 1.11x0.05x103 x 1.2x60

1500 x64

= 5.55 โวลท์

Montri Ngoudech Page 21

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 22

3.5.3 การลดประกายไฟทีเกดิ จากคอมมวิ เตชัน (Methods of improving commutation)

เมือโหลดเพมิ ขึน กระแสอาร์เมเจอร์จะเพมิ ขึนตาม ทาํ ใหค้ ่าของรีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจ (reactance
voltage) เพมิ ขึนดว้ ย เป็นสาเหตุใหเ้ กิดประกายไฟมากขึน แปรงถ่านและซีคอมมิวเตเตอร์จะมคี วามร้อน
สะสมเพมิ ขึนจนกระทงั ชาํ รุดเสียหายได้ จึงจาํ เป็นจะตอ้ งลดประกายไฟใหน้ อ้ ยลงโดยวธิ ีดงั ต่อไปนี

ก. การคอมมวิ เตชันด้วยความต้านทาน (Resistance commutation)
โดยการเพมิ ความตา้ นทานในวงจรของขดลวดทีลดั วงจร เพือลดกระแสลดั วงจรใหน้ อ้ ยลง วธิ ีนี

ทาํ ไดโ้ ดยใชแ้ ปรงถา่ นทีหนา้ สมั ผสั มาก เช่น แปรงถ่านคาร์บอนและแปรงถ่านแกรไฟท์ เป็นตน้ และถา้ มี
แรงดนั ตกคร่อมทีหนา้ สมั ผสั ระหว่างแปรงถา่ นกบั คอมมวิ เตเตอร์มากพอจะทาํ ใหเ้ สน้ กราฟในช่วงมากกบั
เครืองกลไฟฟ้าขนาดเลก็ ทวั ๆ ไป

ข. การคอมมิวเตชันด้วยแรงเคลอื นไฟฟ้า (E.M.F. commutation)
โดยการทาํ ใหเ้ กิดแรงเคลือนไฟฟ้าจาํ นวนหนึงขึนในขดลวด ในช่วงเวลาของการคอมมิวเตชนั

ซึงแรงเคลือนทีเกิดขึนนีจะตอ้ งมขี นาดเท่ากบั และมีทิศทางตรงขา้ มกบั รีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจทีเกิดจากคอม
มิวเตชนั ซึงทาํ ไดโ้ ดยการเลอื นตาํ แหน่งแปรงถา่ นไปในทศิ ทางการหมนุ ของอาร์เมเจอร์ (ถา้ เป็นมอเตอร์ให้
เลือนไปทิศทางตรงกนั ขา้ มกบั การหมนุ ของอาร์เมเจอร์) หรือโดยการใชอ้ ินเตอร์โปล

ถา้ เลอื นแปรงถ่านไปในทิศทางการหมุน จนกระทงั ขดลวดทีลดั วงจรซึงอยภู่ ายใตก้ ารคอมมวิ
เตชนั นนั ตดั กบั เสน้ แรงแม่เหลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ ของขวั แม่เหลก็ ไดบ้ า้ งเลก็ นอ้ ย ทาํ ใหเ้ กิดแรงเคลือนไฟฟ้า
เหนียวนาํ ขึนและมคี ่าเพียงพอทีจะทาํ ใหผ้ ลของรีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจหมดไปและกระแสลดั วงจรในขดลวด
ลดลงเป็นศูนย์ เสน้ แรงแม่เหลก็ ทีทาํ ใหเ้ กิดแรงเคลือนไฟฟ้าเหนียวนาํ เพอื ทาํ ใหร้ ีแอคแตนซืโวลทเ์ ตจหมด
ไปนนั เรียกว่า “คอมมิวเตติง ฟลกั ซ”์ (commutating flux) การลดประกายไฟดว้ ยวธิ ีนีใชไ้ ดเ้ ฉพาะโหลด
คงทีเท่านนั ถา้ โหลดเปลยี นแปลงจะทาํ ใหม้ มุ ทีแปรงถา่ นเลอื นไปเปลียนแปลงตามไปดว้ ย

Montri Ngoudech Page 22

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 23

3.5.4 อนิ เตอร์โปลหรือคอมโปล (Interpoles or compoles)

อินเตอร์โปลเป็นขวั แมเ่ หลก็ ๆ ทีอยรู่ ะหวา่ งขวั แมเ่ หลก็ หลกั (main poles) ขดลวดทีพนั รอบขวั
อนิ เตอร์โปลเป็นลวดทองแดงเสน้ ใหญ่ และต่ออนุกรมกบั อาร์เมเจอร์ดงั รูปที 3-12

รูปที 3-12 การต่อวงจรเครืองกาํ เนิดไฟฟ้าแบบชันท์กบั ขดลวดอินเตอร์ โปล

ดงั ทีไดก้ ล่าวมาแลว้ ว่า เมอื เกิดอาร์เมเจอร์รีแอคชนั แนวแกนนิวตรัล (neutral plane) จะเลือน
ไปในทิศทางการหมุนของอาร์เมเจอร์ ขนาดของมมุ ทีแปรงถา่ นเลอื นไปขึนอยกู่ บั กระแสโหลด ดงั นนั เมอื
โหลดเปลยี นแปลงจึงตอ้ งเลอื นตาํ แหน่งแปรงถ่านทุกครัง ซึงไมส่ ะดวกในทางปฏิบตั ิ โดยเฉพาะอยา่ งยงิ เมือ

Montri Ngoudech Page 23

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 24

มมุ ทีแปรงถา่ นเลอื นไปมขี นาดเพมิ ขึน ค่าของดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ (demagnetizing ampere-
turns) ซึงสร้างเสน้ แรงแม่เหลก็ ต่อตา้ นกบั เสน้ แรงแมเ่ หลก็ ของขวั แมเ่ หลก็ หลกั จะมีค่าเพมิ ขึนทาํ ใหเ้ สน้
แรงแมเ่ หลก็ ลดลงเป็นผลใหแ้ รงดนั ไฟฟ้าทีขวั ลดลง จากขอ้ เสียดงั กลา่ วจึงนิยมใชอ้ ินเตอร์โปลแทนการเลือน
ตาํ แหน่งแปรงถา่ น โดยตดิ ตงั ไวก้ ึงกลางระหว่างขวั แมเ่ หลก็ หลกั และอยเู่ หนือขดลวดอาร์เมเจอร์ทีถูก
ลดั วงจรพอดี ดงั รูปที 3-13 กระแสทีไหลผา่ นขดลวดอนิ เตอร์โปลจะเป็นกระแสจากขดลวดอาร์เมเจอร์
ขวั แมเ่ หลก็ ของอนิ เตอร์โปลจะตอ้ งมขี วั เหมือนกบั ขวั แม่เหลก็ หลกั (main pole) ตามทิศทางการหมุน

รูปที 3-13 ขดลวดอินเตอร์โปลและกระแสกระตุ้น (excitation)

หน้าทหี ลกั ของอนิ เตอร์โปล มี 2 ประการ คือ
ก) ลดประกายไฟทีเกิดจากคอมมวิ เตชัน โดยขดลวดทีถกู ลดั วงจรเมือเคลอื นทีตดั กบั เสน้ แรง
แมเ่ หลก็ ของอินเตอร์โปลจะสร้างแรงเคลอื นไฟฟ้าขึน เรียกวา่ “คอมมิวเตติง อ.ี เอม็ .เอฟ. “ (commutating
e.m.f.) มขี นาดและทิศทางตรงขา้ มกบั “รีแอคแตนซ์ อ.ี เอม็ .เอฟ.” (reactance e.m.f.) ทาํ ใหป้ ระกายไฟ
หมดไป การใส่อนิ เตอร์โปลในเครืองกลไฟฟ้ากระแสตรง ทาํ ใหเ้ ครืองสามารถจ่ายโหลดไดส้ ูงกว่าพกิ ดั
(over load) ขึนไปอีก 20-30% โดยไม่ตอ้ งเลอื นตาํ แหน่งแปรงถ่าน ในอดีตเทคนิคการออกแบบอนิ เตอร์
โปลยงั ไม่กา้ วหนา้ จึงตอ้ งอาศยั การเลอื นตาํ แหน่งแปรงถ่าน แต่ในปัจจุบนั เครืองกลไฟฟ้ากระแสตรงทุก
เครือง (ยกเวน้ เครืองขนาดเลก็ มาก) ตอ้ งมีอนิ เตอร์โปลติดตงั ไวเ้ สมอการนาํ กระแสจากอาร์เมเจอร์มากระตุน้
ขดลวดอินเตอร์โปลเพือตอ้ งการใหไ้ ดค้ อมมิวเตติง อ.ี เอม็ .เอฟ. เป็นสดั ส่วนโดยตรงกบั กระแสอาร์เมเจอร์
ทาํ ใหม้ นั ใจว่าการทาํ ใหค้ ่ารีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจหมดไปเป็นไปโดยอตั โนมตั ิ

Montri Ngoudech Page 24

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมิวเตชนั 25

รูปที 3-14 ทิศทางของแรงเคลอื นแมเ่ หลก็ BC ทีเกิดจากขดลวดอนิ เตอร์โปล

ข) การลดคลอสแมกไนเตซิงแอมแปร์-เทินส์ทีเกิดจากอาร์ เมเจอร์ แอคชัน ดงั รูปที 3-14 OA

เป็นแรงเคลอื นแมเ่ หลก็ คลอสแมกเนไตซิง OF เป็นแรงเคลอื นแม่เหลก็ จากขวั แม่เหลก็ หลกั ส่วน BC เป็น

แรงเคลือนแมเ่ หลก็ ทีเกิดจากขดลวดอนิ เตอร์โปล ดงั นนั จึงทาํ ใหเ้ สน้ แรงแม่เหลก็ ของคลอสแมกเนไตซิง

แอมแปร์-เทินส์หมดไปโดยอตั โนมตั ิ ไมว่ ่าโหลดจะเปลยี นแปลงไปเท่าใดกต็ าม

เพือเนน้ ใหเ้ ห็นความแตกต่างระหว่างขดลวดอนิ เตอร์โปลกบั ขดลวดชดเชย (compensatiog

winding) ซึงทงั สองขดต่างกต็ ่ออนุกรมกบั อาร์เมเจอร์ โดยทีแรงเคลือนแม่เหลก็ ของทงั สองขดต่างก็ช่วย

ขจดั หรือลบลา้ งอาร์เมเจอร์รีแอคชนั แต่อินเตอร์โปลยงั ช่วยขจดั รีแอคแตนซโ์ วลทเ์ ตจทีเกิดจากคอมมวิ เตชนั

ส่วนขดลวดชดเชยนนั จะช่วยขจดั เสน้ แรงแม่เหลก็ ของคลอสแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ทีเกิดจาก

อาร์เมเจอร์ รีแอคชนั ทีเปลยี นแปลงตามกระแสโหลด สรุปแลว้ ทงั สองขดต่างก็ชว่ ยลดประกายไฟทีเกิดขนึ

ระหวา่ งหนา้ สมั ผสั ของคอมมิวเตเตอร์และแปรงถ่านใหห้ มดไป

Montri Ngoudech Page 25

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 26

รูปที 3-15 แสดงขดลวดทีพนั รอบอนิ เตอร์โปลหรือคอมมวิ เตติงโปล (commutating poles) ซึงติดตงั ไว้
ระหวา่ งขวั แม่เหลก็ หลกั (main poles) 6 ขวั ของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

Montri Ngoudech Page 26

บทที3 : อาร์เมเจอร์รีแอคชนั และคอมมวิ เตชนั 27

แบบฝึ กหดั บทที 3

1. จงคาํ นวณหาดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินสข์ องเครืองกาํ เนิด 4 ขวั ขดลวดอาร์เมเจอร์พนั แบบแลพ
มี 720 รอบ จ่ายกระแส 50 แอมป์ ถา้ แปรงถ่านถูกเลือนไป 10 องศาทางกล
(250 แอมแปร์-เทินส)์

2. เครืองกาํ เนิดไฟฟ้ากระแสตรง 4 ขวั ขนาดพิกดั 25kW , 250V พนั ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบแวพมี
328 ตวั นาํ เมือเครืองกาํ เนิดจ่ายโหลดเตม็ พกิ ดั จงคาํ นวณหาคลอสแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินสต์ ่อ
ขวั และดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ต่อขวั ถา้ แปรงถา่ นถูกเลอื นไป 7.2 องศาทางไฟฟ้า
(1,886 ม 164)

3. เครืองกาํ เนิดไฟฟ้าแบบชนั ท์ 8 ขวั เครืองหนึงพนั ขดลวดอร์เมเจอร์แบบแลพ จ่ายกระแส 240
แอมแปร์ทีแรงดนั ไฟฟ้า 500 โวลทอ์ าร์เมเจอร์มลี วดตวั นาํ 1,408 ตวั และคอมมวิ เตเตอร์ 160 ซี ถา้
แปรงถา่ นถกู เลอื นไป 4 ซีคอมมิวเตเตอร์จากแกนนิวตรลั (no-load neutral axis) จงหาค่า
โดยประมาณของดีแมกเนไตซิง และคลอสแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินส์ต่อขวั

(1,056 , 1,584)

4. เครืองกาํ เนิดไฟฟ้าแบบชนั ท์ 500V เครืองหนึง พนั ขดลวดอาร์เมเจอร์แบบเวฟ หมนุ ดว้ ยความเร็ว
750 rpm จ่ายกระแสใหโ้ หลด 195A มตี วั นาํ บนอาร์เมเจอร์ 720 ตวั และมคี วามตา้ นทานของชนั ท์
ฟิ ลด์ 100 จงหาดีแมกเนไตซิง แอมแปร์-เทินสต์ ่อขวั ถา้ แปรงถ่านถกู เลอื นไป 3 ซีคอมมิวเตเตอร์
และคาํ นวณหาจาํ นวนรอบพเิ ศษของชนั ทฟ์ ิ ลดเ์ พือหกั ลา้ งกบั ดีแมกเนไตเซชนั

(600 , 4,800 , 120)

Montri Ngoudech Page 27