บทท่ี 3เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงโดยทัว่ไปเรเรยีกว่ ไดนโม“ ” (Dynamo) เป็นเคร ื่องกลจกัรกลไฟฟ้ที่ใชห้ลักกรเปลี่ยนพลังงนกลเป็นพลังงนไฟฟ้ โดยอศัยกรเหนี่ยวนำกระแสไฟฟ้ของขดลวดและสนมแมเ่หล็กจกแท่งแมเ่หล็กตมหลักกรทฤษฎีของ ไมเคิล ฟรเดย ์จกหลักกรดังกล่วเรจงึใช้พลังงนจกแหล่งต่งๆ เชน่ พลังงนจกรเผไหมเ้ชื้อเพลิง พลังงนนิวเคลียร ์พลังงนลม พลังงนนำ้ และพลังงนควมรอ้นใต้พภิพ เป็นต้นโดยนำมขบัเคลื่อนกังหนัหรอืใบพดัของเคร ื่องกำเนิด ตัวอย่งเชน่นำควมรอ้นมต้มนำ้ใหเ้ดือดเพื่อทำให้เกิดไอนำ้มหมุนไดนโมแล้วผลิตเป็นกระแสไฟฟ้ออกม ในเคร ื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงนัน้ชุดขดลวดฟลิด์จะเป็นสว่นที่อยู่กับที่ อเมเจอรจ์ะเป็นสว่นที่เคลื่อนที่ โดยแรงดันที่เกิดขึ้นในเคร ื่องกำเนิดไฟฟ้จะมกหรอืน้อยขึ้นอยูก่ับปัจจยัที่สำคัญสองตัวคือ ควมเรว็รอบและเสน้แรงแมเ่หล็ก ในเคร ื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงเรสมรถเพิม่แรงดันไฟฟ้ขึ้นได้โดยกรปรบัควมเขม้ของสนมแมเ่หล็ก และเพิม่ควมเรว็รอบของเครื่องกำเนิด ซึ่งมรียละเอียดดังต่อไปน้ี

คว�มหม�ยของเครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรงเครื่องจกัรกลไฟฟ้กระแสตรงเมื่อทำงนเป็นเครื่องกำเนิด

อรเ์มเจอรจ์ะเคล่ือนที่โดยแหล่งกำลังกล เชน่ เครื่องยนต์ดีเซล มอเตอร ์ กังหนัไอนำ้ ฯลฯ ในกรสร้งแรงดันไฟฟ้เหน่ียวนำเกิดจกตัวนำซึ่งพนัอยูบ่นอรเ์มเจอรเ์คล่ือนที่ตัดผ่นเสน้แรงแมเ่หล็กที่

แกนขัว้แมเ่หล็กหลัก จงึทำใหม้แีรงดันไฟฟ้เหน่ียวนำเกิดขึ้น (Induce Voltage) ซึ่งระดับแรงดันในกรจ่ยโหลดขึ้นอยูก่ับลักษณะกรต่อของเครื่องกำเนิดแต่ละชนิด ซึ่งทำกรศึกษเอกสรและงนวจิยัท่ีเกี่ยวขอ้งดังน้ี

ไมตร ีวรวุฒจิรรยกลุ (2534 : 38) กล่วว่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงจะผลิตไฟฟ้โดยกรหมุนของขดลวดตัวนำที่เคล่ือนที่ผ่นสนมแมเ่หล็กโดยใชพ้ลังงนกลจกเครื่องยนต์ เครื่องกังหนัไอนำ้ มอเตอรไ์ฟฟ้ กรไหลของนำ้ เป็นต้น

ไชยชญ หนิเกิด (2543 : 118) กล่วว่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรง จะเกิดแรงดันไฟฟ้กระแสสลับออกมเป็นรูปคล่ือนไซน์แล้วจงึเปล่ียนเป็นไฟฟ้กระแสตรงด้วยคอมมวิเตเตอร ์แบง่ประภทตมกรกระตุ้นสนมแมเ่หล็กประกอบด้วยกรกระตุ้นภยนอกและกรกระตุ้นภยในตัวเอง

ดสุติ สรูยร์ช (2546 : 84) กล่วว่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรง แบง่ตมประเภทกรกระตุ้นสนมแมเ่หล็กประกอบด้วย กรกระตุ้นสนมแมเ่หล็กแบบแยกและกรกระตุ้นภยในตัวเอง

ธวชัชยั อัตถวบูิลยก์ลุ (2546 : 50) กล่วว่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงคือเครื่องกลซึ่งทำหน้ท่ีเปล่ียนพลังงนกลจกเครื่องต้นกำลัง (Prime Mover) ซึ่งป้อนสูเ่พลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้เป็นพลังงนไฟฟ้ วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์ (2556 : 176) กล่วว่ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงทำหน้ที่เปล่ียนพลังงนกลจกกรหมุนเป็นพลังงนไฟฟ้ตมลักษณะกรต่อวงจรสร้งสนมแมเ่หล็ก โดยใช้ขดลวดท่ีสร้งขึ้นแล้วใชว้ธิกีระตุ้นสร้งแรงดันแบบต่งๆ

จกท่ีกล่วมข้งต้นนัน้ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงเป็นอุปกรณ์เปล่ียนพลังงนกลที่เพลของเครื่องกำเนิดจกกรเคล่ือนที่ของเครื่องต้นกำลัง เชน่ เครื่องยนต์ กังหนัลม กังหนัไอนำ้

70

กรไหลของนำ้ มอเตอรไ์ฟฟ้ ใหเ้ป็นพลังงนไฟฟ้ ซึ่งแบง่ตมประเภทกรกระตุ้นสนมแมเ่หล็กประกอบด้วยกรกระตุ้นแบบแยกและกรกระตุ้นภยในตัวเอง มรียละเอียดดังต่อไปน้ี

เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรง ในกรแบง่ชนิดของเครื่องดำเนิดไฟฟ้กระแสตรง (DC

Generator) ขึ้นอยูก่ับลักษณะกรต่อขดลวดสนมแมเ่หล็ก แบง่ได้เป็น 2 แบบ คือ เครื่องกำเนิดแบบกระตุ้นแยกจกภยนอก (Separate- Excited Generator) และกรกระตุ้นด้วยตัวเอง (Self-Excited Generator) ซึ่งกรกระตุ้นน้ีจะแบง่ชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสของคณุลักษณะแรงดันตมกรเปล่ียนแปลงของกระแสอรเ์มเจอรแ์ตกต่งกัน (ธวชัชยั อัตถวบูิลย์กลุ, 2546 : 117) ด้วยเหตน้ีุในกรใชง้นต้องเลือกใหเ้หมะสมโดยเปรยีบเทียบกรคมุค่แรงดัน (Voltage Regulation) และคณุลักษณะจ่ยออก (Output Characteristics) ของเครื่องกำเนิดไฟฟ้แต่ละชนิด ดังภพท่ี 3.1

71

ภ�พท่ี 3.1 ชนิดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบต่งๆท่ีม : ธวชัชยั อัตถวบูิลยก์ลุ, 2546 : 118

เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรงแบบกระตุ้นแยก เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบกระตุ้นแยก

(Separately Excited DC Generator) เป็นเครื่องกำเนิดท่ีกระแสชุดขดลวดสนมถกูจ่ยโดยแหล่งจ่ยไฟฟ้กระแสตรงภยนอก ในกรพจิรณคณุลักษณะของเครื่องกำเนิดประกอบด้วย

1. วงจรสมมูล (Equivalent Circuit) ในกรวเิคระหถ์ึงสมรรถนะของเครื่องจกัรกลไฟฟ้ โดยทัว่ๆ ไปอศัยกรวเิคระหจ์กวงจรสมมูล เมื่อทำงนในภวะคงตัว (Steady-State) เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบกระตุ้นแยกสมรถเขยีนแทนด้วยวงจรสมมูลดังภพที่ 3.2

72

ภ�พท่ี 3.2 วงจรสมมูลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบกระตุ้นแยกท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 180 จกวงจรสมมูลตมภพท่ี 3.2 สมรถเขยีนสมกรแรงดันโดยอศัยกฎแรงดันของเคอรช์อฟฟ ์ได้ดังสมกรท่ี 3.1 – สมกรท่ี 3.4

(3.1)

(3.2)

(3.3)

(3.4)

เมื่อ คือแรงดันเหน่ียวนำ คือแรงดันที่ขัว้อรเ์มเจอร์ คือแรงดันที่ขัว้ชุดขดลวดสนม

73

คือกระแสอรเ์มเจอร์ คือกระแสชุดขดลวดสนม คือควมต้นทนของชุดขดลวดอรเ์มเจอร์ คือควมต้นทนของชุดขดลวดสนม คือควมต้นทนอนุกรมกับชุดขดลวดสนม คือควมต้นของทนโหลด คือทอรก์ที่เพล คือควมเรว็เชงิมุมของเครื่องกำเนิด

2. คณุลักษณะไมม่โีหลด (No-Load Characteristic) คณุลักษณะไมม่โีหลดเป็นกรหควมสมัพนัธร์ะหว่งแรงดันเหนี่ยวนำกับกระแสชุดขดลวดสนมแมเ่หล็ก จกกรพจิรณถึงขนดของแรงดันเหน่ียวนำ จกสมกร พบว่ถ้ควมเรว็ของเครื่องกำเนิดคงที่ ขนดของแรงดันเหน่ียวนำ จะเปล่ียนไปตมเสน้แรงแมเ่หล็ก แต่เสน้แรงแมเ่หล็ก จะเปล่ียนไปตมกระแสกระตุ้น หรอื ซึ่งเป็นคณุลักษณะกรอ่ิมตัว ดังนัน้คณุลักษณะ จงึมลัีกษณะเหมอืนกันกับคณุลักษณะ ซึ่งสมรถแสดงได้ตมภพท่ี 3.3

74

ภ�พท่ี 3.3 คณุลักษณะไมม่โีหลด ท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 181

3. คณุลักษณะมโีหลด (Load Characteristic) คณุลักษณะมโีหลดเป็นกรหควมสมัพนัธร์ะหว่ง แรงดันที่ขัว้กับกระแสอรเ์มเจอร ์ ถ้ควมเรว็ของเครื่องกำเนิดคงท่ี ขนดของแรงดันเหน่ียวนำ จะมค่ีคงท่ี ดังนัน้คณุลักษณะมโีหลด สำหรบัเครื่องกำเนิดท่ีมชุีดขดลวดชดเชยจกกรพจิรณถึงขนดของแรงดันท่ีขัว้ จกสมกร พบว่ถ้โหลดเพิม่ขึ้นกระแส อรเ์มเจอรจ์ะเพิม่ขึ้นด้วย เมื่อกระแสอร์เมเจอรเ์พิม่ขึ้น แรงดันตก จะเพิม่ขึ้นด้วยทำใหแัรงดันท่ีขัว้ ลดลง เมื่อไมพ่จิรณถึงปฏิกิรยิอรเ์มเจอร ์ หรอืสำหรบัเครื่องกำเนิดท่ีม ีชุดขดลวดชดเชย คณุลักษณะ สมรถแสดงได้ตมภพที่ 3.4

75

ภ�พท่ี 3.4 คณุลักษณะมโีหลดของเครื่องกำเนิดไฟฟ้แบบกระตุ้นแยกท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 181

สำหรบัเครื่องกำเนิดท่ีไมม่ชุีดขดลวดชดเชย เมื่อโหลดเพิม่ขึ้นหรอืกระแสอรเ์มเจอรเ์พิม่ขึ้น เป็นสเหตทุำใหป้ฏิกิรยิอรเ์มเจอร์เพิม่ขึ้น และปฏิกิรยิอรเ์มเจอรท์ำใหเ้สน้แรงแมเ่หล็กรวมของเครื่องกำเนิดลดลง เป็นสเหตทุำใหแ้รงดันเหน่ียวนำ Ef = km ลดลงเป็นผลทำใหแ้รงดันที่ขัว้ลดลง คณุลักษณะ สมรถแสดงได้ตมภพท่ี 3.5

76

ภ�พท่ี 3.5 คณุลักษณะ เมื่อพจิรณถึงปฏิกิรยิอร์เมเจอร์ท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 182

4. กรควบคมุแรงดันขัว้ แรงดันขัว้ของเครื่องกำเนิดแบบกระตุ้นแยก สมรถควบคมุโดยกรเปล่ียนแปลงขนดของแรงดันเหน่ียวนำ ของเครื่องกำเนิด ขนดแรงดันขัว้ ดังนัน้ เมื่อแรงดันเหน่ียวนำ เพิม่ขึ้น แรงดันขัว้ จะเพิม่ขึ้นและเมื่อแรงดันเหน่ียวนำ

ลดลง แรงดันขัว้ จะลดลง เน่ืองจกแรงดันเหน่ียวนำ ดังนัน้กรควบคมุแรงดันขัว้ของเครื่องกำเนิดจงึสมรถ

ทำได้สองวธิคีือ 4.1 เปล่ียนแปลงควมเรว็ เมื่อ เพิม่ขึ้นทำให ้ Ef= km เพิม่ขึ้น กรเพิม่ขึ้นของแรงดันเหน่ียวนำทำให ้ VT= Ef- IaRa เพิม่ขึ้นด้วย

4.2 เปล่ียนแปลงกระแสชุดขดลวดสนม If ถ้กระแสชุดขดลวดสนม If เพิม่ขึ้น เสน้แรงแมเ่หล็ก ในเครื่องกำเนิดจะเพิม่ขึ้นด้วย ทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำจะเพิม่ขึ้น Ef= km ทำใหก้รเพิม่ขึ้นของแรงดันเหน่ียวนำทำใหV้T= Ef- IaRa เพิม่ขึ้นด้วย

ตัวอย�่งท่ี 3.1 เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบกระตุ้นแยก 4 ขัว้แมเ่หล็ก ชุดขดลวดแบบแลป อรเ์มเจอรม์ ี60 รอ่งแต่ละรอ่งอรเ์มเจอรม์ี12 ตัวนำ เสน้แรงแมเ่หล็กต่อขัว้ 0.025 Wb เครื่องกำเนิดทำงนที่ควมเรว็ 1500 รอบ/นที ควมต้นทนอรเ์มเจอร ์ Ra=0.5 เครื่องกำเนิดจ่ยโหลด 20 A กรสญูเสยีในแกน PFe =150 W กรสญูเสยีจกแรงลมและแรงเสยีดทน Pfw=250 W จงคำนวณห

ก. แรงดันเหนี่ยวนำ

77

ข. แรงดันที่ขัว้ค. ทอรก์ที่เพลง. ประสทิธภิพ

วธิทีำ�ก. แรงดันเหนี่ยวนำ

Z = 60 x 12 = 720

= 450 โวลต์

ข. แรงดันที่ขัว้ = 450 - (20 x 0.5) = 440 โวลต์

ค. ทอรก์ที่เพล

วตัต์ = 202x 0.5=200 วตัต์ = 8,800+200+150+250 = 9,400 วตัต์

= 59.87 นิวตันเมตร

ง. ประสทิธภิพ

78

= 93.61 %

ตัวอย�่งท่ี 3.2 เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบกระตุ้นแยก 4 ขัว้แมเ่หล็ก 155 kW 450 V , 400 A ควมเรว็ 1500 รอบ/นที ควมต้นทนอรเ์มเจอร ์Ra=0.05 , Rf=20 , Rfc=400 มวีงจรสมมูลตมภพท่ี 3.6

จงคำนวณหก. แรงดันเหนี่ยวนำในภวะไมม่โีหลด เมื่อถกูปรบัใหม้ค่ี Rfc=60 ควมเรว็เครื่อง กำเนิด 2000 รอบ/นทีข. เมื่อเครื่องกำเนิดทำงนท่ีกระแสและแรงดันที่กำหนด ควมเรว็ 1500 รอบ/นที

จงคำนวณหควมต้นทนของวงจรชุดขดลวดสนม Rf+Rfc

ค. เมื่อเครื่องกำเนิดจ่ยโหลดที่กระแสและแรงดันที่กำหนด จงคำนวณห ควมเรว็

79

ภ�พท่ี 3.6 วงจรสมมูลของเครื่องกำเนิดกระแสตรงแบบกระตุ้นแยก คณุลักษณะไมม่โีหลดแสดงตมภพท่ี 3.6

วธิทีำ�ก. แรงดันเหนี่ยวนำในภวะไมม่โีหลด เมื่อถกูปรบัใหม้ค่ี

Rfc=60 ควมเรว็เครื่อง กำเนิด 2000 รอบ/นที

แอมป์จกคณุลักษณะไมม่โีหลดท่ีควมเรว็ 1500 รอบ/นที กระแสชุดขดลวดสนม If=6.75 A ได้ Ef= 450 V ท่ีควมเรว็ 2000 รอบ/นที แรงดันเหน่ียวนำ Ef1 หได้ดังน้ี

= 600 โวลต์ข. ควมต้นทนของวงจรชุดขดลวดสนม Rf+Rfc ท่ีทำให้

แรงดันที่ขัว้เท่กับแรงดันท่ีกำหนด เมื่อเครื่องกำเนิดทำงนท่ีกำลังที่กำหนดควมเรว็ 1500 รอบ/นที

เมื่อทำงนในภวะมโีหลด VT= 450 โวลต์ จกคณุลักษณะไมม่โีหลดท่ีควมเรว็ 1500 รอบ/นที Ef= 470 โวลต์ กระแสชุดขดลวดสนม If= 7.84 แอมป์

80

ภ�พท่ี 3.7 คณุลักษณะไมม่โีหลด

ค. เมื่อเครื่องกำเนิดจ่ยโหลดที่กระแสที่กำหนด แรงดันที่ขัว้เท่กับแรงดันท่ีกำหนด จงคำนวณหควมเรว็

เมื่อเครื่องกำเนิดจ่ยโหลดที่กระแสที่กำหนด

เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรงแบบขน�น

81

เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบขนน (Shunt DC Generator) เป็นเครื่องกำเนิดท่ีชุดขดลวดสนมครอ่มกับขัว้อร์เมเจอรโ์ดยตรง ในกรพจิรณคณุลักษณะของเครื่องกำเนิดประกอบด้วย

1. วงจรสมมูล (Equivalent Circuit) ในกรวเิคระหถ์ึงสมรรถนะของเครื่องจกัรกลไฟฟ้ โดยทัว่ๆ ไปอศัยกรวเิคระหจ์กวงจรสมมูล เมื่อทำงนในภวะคงตัว (Steady-State) เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบขนน สมรถเขยีนแทนด้วยวงจรสมมูลตมภพที่ 3.8

ภ�พท่ี 3.8 วงจรสมมูลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบขนน จกวงจรสมมูลตมภพท่ี 3.8 สมรถเขยีนสมกรแรงดันโดยอศัยกฎแรงดันของเคอรช์อฟฟไ์ด้ดังน้ี (3.6)

(3.7)

(3.8)

82

(3.9)

(3.10)

เมื่อ คือกระแสอรเ์มเจอร ์ คือกระแสชุดขดลวดสนม คือกระแสโหลด

2. กรสร้งแรงดันในเครื่องกำเนิดแบบขนน (Voltage Build in a Shunt Generator) วงจรสมมูลของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบขนน เมื่อทำงนในภวะไมม่โีหลดจะมเีสน้แรงแมเ่หล็กตกค้ง (Residual Flux) ในวงจรแมเ่หล็กของเครื่องกำเนิด เมื่อเครื่องกำเนิดถกูขบัใหห้มุนที่ควมเรว็ท่ีเหมะสมขนดหน่ึงจะทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำเริม่ต้น ดังแสดงตมภพที่ 3.9

83

ภ�พท่ี 3.9 กรสร้งแรงดันของเครื่องกำเนิดแบบขนนท่ีม : สธุร แก่นต้น, 2556 : 137

เน่ืองจกชุดขดลวดสนมต่อกับขัว้อรเ์มเจอรก์ระแสจะไหลในชุดขดลวดสนม ถ้แรงเคล่ือนแมเ่หล็กของขัว้แมเ่หล็กเสรมิกับแรงเคล่ือนแมเ่หล็กท่ีตกค้งในวงจรขัว้แมเ่หล็ก กระแส ไหลผ่นชุดขดลวดสนมทำใหเ้กิดแรงดันเหน่ียวนำ เมื่อแรงดันเหน่ียวนำเพิม่ขึ้นเป็น กระแสไหลในชุดขดลวดสนมจะเพิม่ขึ้นเป็น ทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำเพิม่ขึ้นเป็น กรสร้งแรงดันเหน่ียวนำจะเกิดขึ้นไปเรื่อยๆจนไปถึงจุด P ดังแสดงตมภพท่ี 3.9 ซึ่งเป็นจุดตัดระหว่งคณุลักษณะไมม่โีหลดกับเสน้ควมต้นทนของชุดขดลวดสนม (Resistance line) ท่ีจุดน้ี เมื่อไมพ่จิรณถึง

84

ดังนัน้จกภพที่ 3.9 พบว่แรงดันในภวะไมม่โีหลด อยูท่ี่จุด P ซึ่งเป็นจุดตัดระหว่งคณุลักษณะไมม่โีหลดกับเสน้ควมต้นทนของชุดขดลวดสนม (Resistance line) กรสร้งแรงดันของเครื่องกำเนิดแบบขนน สำหรบัควมต้นทนของชุดขดลวดสนมแมเ่หล็กขนดต่งๆ สมรถแสดงได้ตมภพท่ี 3.10

ภ�พท่ี 3.10 กรสร้งแรงดันของเครื่องกำเนิดแบบขนนท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 187

ท่ีเสน้ควมต้นทน เป็นเสน้ควมต้นทนที่สมัผัสกับสว่นที่เป็นเสน้ตรงของคณุลักษณะ ควมต้นทน เป็นควมต้นทนชุดขดลวดสนมวกิฤต ซึ่งควมต้นทนท่ีสงูกว่ควมต้นทน เชน่ควมต้นทน จะไมเ่กิดกรสร้งแรงดัน

85

เหน่ียวนำขึ้น แต่ควมต้นทนตำ่กว่ควมต้นทน เชน่ควมต้นทน และ จะเกิดกรสร้งแรงดันเหน่ียวนำขึ้น จกกรพจิรณท่ีผ่นมสมรถสรุปกรสร้งแรงดันในเครื่องกำเนิดแบบขนน ต้องมเีง่ือนไขดังน้ี

1) เสน้แรงแมเ่หล็กตกค้ง ในวงจรแมเ่หล็กของเครื่องกำเนิด

2) แรงเคล่ือนแมเ่หล็กของชุดขดลวดสนมต้องเสรมิกับแรงเคล่ือนแมเ่หล็กท่ีตกค้งใน

วงจรขัว้แมเ่หล็ก3) ควมต้นทนของวงจรชุดขดลวดสนมต้องน้อยกว่

ควมต้นทนชุดขดลวดสนมวกิฤตตัวอย�่งท่ี 3.3 เครื่องกำเนิดกระแสตรงแบบกระตุ้นแยก 22 kW , 220 V, 2000 รอบ/นที Ra=0.1 , Rf =160 เมื่อทำงนในภวะไมม่โีหลดที่ควมเรว็ ได้ขอ้มูลดังน้ี

If [ A]

0.2

0.4 0.6

0.8

1.0

1.2

1.4

1.6

Ef [V]

60 110

150

180

200

220

230

240

เมื่อทำงนเป็นเครื่องกำเนิดกระแสตรงแบบขนนในภวะไมม่โีหลด จงคำนวณห

ก. แรงดันเหนี่ยวนำสงูสดุ ข. ควมต้นทน Rfc ท่ีทำใหเ้กิดแรงดันที่กำหนด ค. ควมต้นทนวกิฤตวธิทีำ� ก. แรงดันเหนี่ยวนำสงูสดุแรงดันเหน่ียวนำสงูสดุจะเกิดขึ้นเมื่อ Rfc=0 เขยีนเสน้ควม

86

ต้นทน สำหรบัควมต้นทน Rf=160 จก If = 220/160

= 1.375 ดังนัน้แรงดันเหนี่ยวนำสงูสดุจะเกิดคือ Ef = 225 V

ข. ควมต้นทน Rfc ท่ีทำใหเ้กิดแรงดันที่กำหนดแรงดันท่ีกำหนดของเครื่องกำเนิด

Ef= 220 V เขยีนเสน้ควมต้นทนบนคณุลักษณะไมม่โีหลดท่ีขนดแรงดัน Ef= 220 V กระแสชุดขดลวดสนม If = 1.23 A

ค. ควมต้นทนวกิฤต เขยีนเสน้ควมต้นทนวกิฤต สมัผัสสว่นท่ีเป็นเสน้ตรงบนคณุลักษณะไมม่โีหลดท่ี

ขนดแรงดัน =112.50 V กระแสชุดขดลวดสนม If = 0.7 A

87

ภ�พท่ี 3.11 คณุลักษณะไมม่โีหลดของเครื่องกำเนิดกระแสตรงแบบขนน ท่ีม : ไวพจน์ ศรธีญั, 2548 : 124

3. คณุลักษณะมโีหลด (Load Characteristic) เมื่อไมพ่จิรณถึงอรเ์มเจอรร์แีอกชัน่ คณุลักษณะมีโหลดเป็นกรหควมสมัพนัธร์ะหว่งแรงดันท่ีขัว้กับกระแสอร์เมเจอร ์ ขนดของแรงดันท่ีขัว้ VT จกสมกร พบว่ถ้โหลดเพิม่ขึ้นกระแส อรเ์มเจอรจ์ะเพิม่ขึ้น เมื่อกระแสอร์เมเจอรเ์พิม่ขึ้นแรงดันตก จะเพิม่ขึ้นด้วยทำใหแ้รงดันที่ขัว้ ลดลง นอกจกนัน้แรงดันท่ีขัว้ยงัลดลงเน่ืองจกแรงดันเหน่ียวนำ

88

ลดลง เมื่อไมพ่จิรณถึงปฏิกิรยิอรเ์มเจอรห์รอืสำหรบัเครื่องกำเนิดท่ีมชุีดขดลวดชดเชยคณุลักษณะ สมรถแสดงได้ตมภพที่ 3.11 ก. ระยะระหว่งคณุลักษณะ กับเสน้ควมต้นทน คือขนดของแรงดันตกในควมต้นทนของชุดขดลวดอรเ์มเจอร ์ ทกุๆ จุดท่ีอยูบ่นเสน้ควมต้นทน คือขนดแรงดันที่ขัว้ ท่ีแรงดัน จกภพท่ี 3.12 ก. สมรถคำนวณหกระแสอรเ์มเจอร ์ จกแรงดันตกในควมต้นทนของชุดขดลวดอรเ์มเจอร ์ เป็นระยะระหว่ง กับ ถ้ทำกรคำนวณท่ีขนดแรงดันต่งๆกัน สมรถนำไปเขยีนคณุลักษณะ ได้ตมภพที่ 3.12 ข.

ก. แรงดันไฟฟ้เหน่ียวนำ ข. แรงดันที่ขัว้

ภ�พท่ี 3.12 คณุลักษณะมโีหลดเมื่อไมพ่จิรณถึงอรเ์มเจอรร์แีอกชัน่ท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 192

เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรงแบบอนุกรม

89

เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบอนุกรม (DC Series Generator) ชุดขดลวดสนมต่ออนุกรมกับอรเ์มเจอร ์ดังนัน้กระแสชุดขดลวดสนมจงึเท่กับกระแสอรเ์มเจอร ์ด้วยเหตน้ีุชุดขดลวดสนมจงึถกูออกแบบใหม้พีื้นที่หน้ตัดโตพอท่ีจะทนกระแสท่ีกำหนดของอรเ์มเจอรจ์ำนวนรอบน้อยและควมต้นทนตำ่ เพื่อลดกรสญูเสยีและแรงดันตกในควมต้นทนของชุดขดลวดสนม ในกรพจิรณคณุลักษณะของเครื่องกำเนิดประกอบด้วย 1.วงจรสมมูล (Equivalent Circuit) สมรรถนะของเครื่องจกัรกลไฟฟ้โดยทัว่ๆไปอศัยกรวเิคระหจ์กวงจรสมมูล เมื่อทำงนในสถนะอยูตั่ว (Steady-State) เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบอนุกรมสมรถเขยีนแทนด้วยวงจรสมมูลตมภพที่ 3.12

จกวงจรสมมูลตมภพท่ี 3.12 สมรถเขยีนสมกรแรงดันโดยอศัยกฎแรงดันของเคอรช์อฟฟไ์ด้ดังสมกรท่ี 3.10 – สมกรท่ี 3.12

ภ�พท่ี 3.13 วงจรสมมูลของเครื่องกำเนิดแบบอนุกรมท่ีม : มงคล ทองสงครม, 2550 : 86

90

Ef = VT+Ia(Ra+ RS) (3.10)

VT = Ef - Ia(Ra+ RS) (3.11)

Ia = IL (3.12)

เมื่อ Ra คือควมต้นทนของชุดขดลวดอรเ์มเจอร์ Rs คือควมต้นทนของชุดขดลวดสนมอนุกรม

2. คณุลักษณะมโีหลด (Load Characteristic) คณุลักษณะมโีหลดเป็นกรหควมสมัพนัธร์ะหว่ง แรงดันที่ขัว้กับกระแสอรเ์มเจอร ์VT= f(Ia) ขนดของแรงดันท่ีขัว้ VT หได้จกสมกร VT= Ef-Ia(Ra+RS) ในสภวะไมม่โีหลดกระแสชุดขดลวดสนมเท่กับศูนย ์ แรงดันเหน่ียวนำในภวะน้ีเกิดจกเสน้แรงแมเ่หล็กตกค้งในวงจรแมเ่หล็กของเครื่องกำเนิดเท่นัน้ สมรถแสดงได้ตมภพท่ี 3.13

เมื่อโหลดเพิม่ขึ้นกระแสชุดขดลวดสนมจะเพิม่ขึ้น ทำให้แรงดันเหนี่ยวนำ Ef เพิม่ขึ้นอย่งรวดเรว็ ขณะเดียวกันแรงดันตก Ia(Ra+RS) ก็เพิม่ขึ้นด้วยเหมอืนกัน แต่แรงดันเหน่ียวนำ Ef เพิม่ขึ้นมกกว่กรเพิม่ขึ้นของแรงดันตก Ia(Ra+RS) จงึทำแรงดันขัว้ VT เพิม่ขึ้น หลังจกขัว้แมเ่หล็กเข้สูภ่วะกรอ่ิมตัวแรงดันเหนี่ยวนำ Ef เกือบจะมค่ีคงที่ ท่ีจุดน้ีเมื่อแรงดันตก Ia(Ra+RS) เพิม่ขึ้น จงึทำใหแ้รงดันขัว้ VT เริม่ลดลง ซึ่งคณุลักษณะมโีหลดของเครื่องกำเนิดแบบอนุกรม

91

ภ�พท่ี 3.14 คณุลักษณะมโีหลดของเครื่องกำเนิดแบบอนุกรมท่ีม : วรพงศ์ ตัง้ศรรีตัน์, 2556 : 196

เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรงแบบผสมเสรมิ เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสมเสรมิกัน (Cumulative Compounded DC Generator) เป็นเครื่องกำเนิดซึ่งต่อวงจรชุดขดลวดสนมอนุกรมและชุดขดลวดสนมขนน ทำใหแ้รงเคล่ือนแมเ่หล็กของขดลวดสนมทัง้สองเสรมิกัน

Fr=Ff+ FS (3.13)

เมื่อ Fr คือแรงเคล่ือนแมเ่หล็กรวมของเครื่องกำเนิด Ff คือแรงเคล่ือนแมเ่หล็กชุดขดลวดสนมขนน FS คือแรงเคล่ือนแมเ่หล็กชุดขดลวดสนมอนุกรม

92

ซึ่งขนดแรงเคล่ือนแมเ่หล็กรวมของเครื่องกำเนิดสมรถหได้จกสมกรท่ี 3.13 ในกรพจิรณคณุลักษณะของเครื่องกำเนิดประกอบด้วย

1.วงจรสมมูล (Equivalent Circuit) ในกรวเิคระหถ์ึงสมรรถนะของเครื่องจกัรกลไฟฟ้โดยทัว่ๆ ไปอศัยกรวเิคระหจ์กวงจรสมมูล เมื่อทำงนในสถนะอยู่ตัว (Steady-State) เน่ืองจกเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสม มทัีง้ชุดขดลวดสนมอนุกรมและชุดขดลวดสนมขนน กรต่อชุดขดลวดสนมทัง้สองกับชุดขดลวดอรเ์มเจอร ์ สมรถต่อได้ทัง้ 2 แบบ ดังน้ี 1.1 แบบ Long Shunt ชุดขดลวดสนมขนนจะต่อครอ่มชุดขดลวดอรเ์มเจอรแ์ละชุดขดลวดสนมอนุกรม สมรถเขยีนแทนด้วยวงจรสมมูลตมภพที่ 3.14 โดยอศัยกฏกระแสและแรงดันของเคอรช์อฟฟส์มรถเขยีนสมกรของกระแสและแรงดันได้ดังน้ี

Ia=If+IL (3.15)

If=VT /Rf (3.16)

Ef=VT+Ia(Ra+RS) (3.17)

VT = Ef-Ia(Ra+RS) (3.18)

93

ภ�พท่ี 3.15 วงจรสมมูลแบบ Long Shunt 1.2 แบบ Short Shunt ชุดขดลวดสนมขนนจะต่อครอ่มชุดขดลวดอรเ์มเจอรแ์ละอนุกรมชุดขดลวดสนมอนุกรม สมรถเขยีนแทนด้วยวงจรสมมูลตมภพที่ 3.15 โดยอศัยกฏกระแสและแรงดันของเคอรช์อฟฟ ์ สมรถเขยีนสมกรของกระแสและแรงดันได้ดังนี้

Ia = If+IL (3.18)

(3.19)

Ef = VT+IaRa+ILRS (3.20)

VT = Ef-IaRa+ILRS (3.21)

94

ภ�พท่ี 3.16 วงจรสมมูลแบบ Short Shunt

2. คณุลักษณะมโีหลด (Load Characteristic) เพื่อเข้ใจคณุลักษณะมโีหลด ของเครื่องกำเนิด

ไฟฟ้กระแสตรงแบบผสมเสรมิจำเป็นต้องเข้ใจถึงผลกระทบของสว่นประกอบต่งๆ ท่ีเกิดขึ้นในเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสมเสรมิเมื่อเครื่องกำเนิดจ่ยโหลด สมมติว่เมื่อโหลดของเครื่องกำเนิดเพิม่ขึ้นกระแสโหลดเพิม่ IL ขึ้น เน่ืองจก Ia=If+IL กระแสอรเ์มเจอรจ์ะเพิม่ขึ้นด้วยเหมอืนกัน ซึ่งจะเกิดผลกับเครื่องกำเนิดสองประกรคือ 2.1 เมื่อกระแสอรเ์มเจอร ์Ia เพิม่ขึ้น แรงดันตกในอรเ์มเจอร ์Ia(Ra+RS) จะเพิม่ขึ้นเป็นสเหตทุำใหแ้รงดันท่ีขัว้ลดลง VT = Ef-Ia(Ra+RS) 2.2 เมื่อกระแสอรเ์มเจอร ์Ia เพิม่ขึ้นแรงเคล่ือนแม่เหล็กของชุดขดลวดสนมอนุกรมจะเพิม่ขึ้น FS= NSIa แรงเคล่ือนแมเ่หล็กรวมของเครื่องกำเนิดเพิม่ขึ้น Fr=Ff+FS ทำใหเ้สน้แรงแมเ่หล็กของเครื่องกำเนิดเพิม่ขึ้นสง่ผลทำใหแ้รงดันเหนี่ยวนำ Ef เพิม่ขึ้น ทำใหแ้รงดันท่ีขัว้ของเครื่องกำเนิดเพิม่ขึ้น VT = Ef-Ia(Ra+RS) ผลทัง้สองอย่งจะตรงข้มกันอันหน่ึงพยยมที่จะทำให้แรงดันที่ขัว้ VT เพิม่ขึ้น อีกอันหนึ่งพยยมท่ีจะทำใหแ้รงดันขัว้ VT

95

ลดลง ขนดแรงดันที่ขัว้ของเครื่องกำเนิดจะขึ้นอยูก่ับแรงเคล่ือนแม่เหล็กของชุดขดลวดสนมอนุกรม FS หรอืจำนวนรอบขอบชุดขดลวดสนมอนุกรมทำใหส้มรถจำแนกคณุลักษณะเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสมเสรมิ ตมกรออกแบบชุดขดลวดสนมอนุกรมได้ดังน้ี ก. แบบผสมตำ่ (Under Compound) ชุดขดลวดสนมอนุกรมถกูออกแบบใหม้จีำนวนรอบน้อย เมื่อเครื่องกำเนิดทำงนในภวะมโีหลดเต็มพกิัด แรงดันท่ีขัว้ VT ลดลงใกล้เคียงกับแรงดันขัว้ VT ของเครื่องกำเนิดแบบขนน ซึ่งคณุลักษณะ VT=f(Ia) สมรถแสดงได้ตมภพท่ี 3.16 ข. แบบผสมพอดี (Flat Compound) ชุดขดลวดสนมอนุกรมถกูออกแบบใหม้จีำนวนรอบมกพอที่จะทำใหแ้รงดันขัว้ VT เท่กับแรงดันท่ีขัว้ในภวะไมม่โีหลด เมื่อเครื่องกำเนิดทำงนในภวะมโีหลดเต็มพกิัด ซึ่งคณุลักษณะ VT=f(Ia) สมรถแสดงได้ตมภพที่ 3.16 ค. แบบผสมเกิน (Over Compound) ชุดขดลวดสนมอนุกรมถกูออกแบบใหม้จีำนวนรอบมกพอที่จะทำใหแ้รงดันที่ขัว้ VT สงูกว่แรงดันท่ีขัว้ในภวะไมม่โีหลด เมื่อเครื่องกำเนิดทำงนในภวะมโีหลดเต็มพกิัด ซึ่งคณุลักษณะ VT=f(Ia) สมรถแสดงได้ตมภพที่ 3.17

96

ภ�พท่ี 3.17 คณุลักษณะมโีหลดของเครื่องกำเนิดแบบผสมเสรมิท่ีม : นภัทร วจันเทพนิทร ์และ ประเสรฐิ ปิ่ นปฐมรฐั, 2548 : 70

3. กรควบคมุแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสม กรควบคมุแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสมสมรถทำได้คล้ยๆ กับกรควบคมุแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบขนน ซึ่งทำได้ด้งน้ี 3.1 เปล่ียนแปลงควมเรว็ เมื่อควมเรว็ m เพิม่ขึ้น ทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำ Ef= km เพิม่ขึ้น กรเพิม่ขึ้นของแรงดันเหน่ียวนำทำใหแ้รงดันขัว้ VT= Ef- IaRa เพิม่ขึ้น 3.2 เปล่ียนแปลงกระแสชุดขดลวดสนม If ถ้กระแสชุดขดลวดสนม If เพิม่ขึ้นเสน้แมเ่หล็ก ในเครื่องกำเนิดจะเพิม่ขึ้นด้วย ทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำเพิม่ขึ้น Ef= km กรเพิม่ขึ้นของแรงดันเหนี่ยวนำทำใหแ้รงดันขัว้ VT= Ef- IaRa เพิม่ขึ้นด้วย

เครื่องกำ�เนิดไฟฟ�้กระแสตรงแบบผสมต้�น

97

เครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสมต้น(Differential Compounded DC Generator) เป็นเครื่องกำเนิดซึ่งต่อวงจรชุดขดลวดสนมอนุกรมและชุดขดลวดสนมขนน ทำใหแ้รงเคล่ือนแมเ่หล็กของขดลวดสนมทัง้สองหกัล้งกันสมรถหได้จกสมกรท่ี 3.22

Fr=Ff- FS (3.22)

เมื่อ Fr คือ แรงเคล่ือนแมเ่หล็กรวมของเครื่องกำเนิด Ff คือ แรงเคล่ือนแมเ่หล็กชุดขดลวดสนมขนน FS คือ แรงเคล่ือนแมเ่หล็กชุดขดลวดสนมอนุกรม

ภ�พท่ี 3.18 คณุลักษณะมโีหลดของเครื่องกำเนิดแบบผสมต้นท่ีม : ดสุติ สรูยร์ช, 2546 : 113

98

ในกรพจิรณคณุลักษณะของเครื่องกำเนิดประกอบด้วย 1. คณุลักษณะมโีหลด (Load Characteristic) สมรถพจิรณเป็น 2 กรณี ดังน้ี 1.1 เมื่อกระแสอรเ์มเจอร ์Ia เพิม่ขึ้น แรงดันตกในอร์เมเจอร ์Ia(Ra+RS) จะเพิม่ขึ้นเป็นสเหตทุำใหแ้รงดันท่ีขัว้ลดลง VT = Ef-Ia (Ra+RS) 1.2 เมื่อกระแสอรเ์มเจอร ์Ia เพิม่ขึ้นแรงเคล่ือนแม่เหล็กของชุดขดลวดสนมอนุกรมจะเพิม่ขึ้น FS= NSIa แรงเคล่ือนแมเ่หล็กรวมของเครื่องกำเนิดเพิม่ขึ้น Fr=Ff-FS ทำให้เสน้แรงแมเ่หล็กของเครื่องกำเนิดลดลง สง่ผลทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำ Ef ลดลง ทำใหแ้รงดันท่ีขัว้ของเครื่องกำเนิดลดลง VT = Ef-Ia(Ra+RS) ผลทัง้สองอย่งจะทำใหแ้รงดันที่ขัว้ VT ลดลง ซึ่งคณุลักษณะมโีหลดสมรถแสดงได้ตมภพท่ี 3.18 2. กรควบคมุแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสม กรควบคมุแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบผสม สมรถทำได้คล้ยๆ กับกรควบคมุแรงดันของเครื่องกำเนิดไฟฟ้กระแสตรงแบบขนน ซึ่งทำได้ดังน้ี 2.1 เปล่ียนแปลงควมเรว็ เมื่อ m เพิม่ขึ้น ทำให ้ Ef= km เพิม่ขึ้น กรเพิม่ขึ้นของแรงดันเหน่ียวนำทำใหแ้รงดันขัว้ VT เพิม่ขึ้นด้วย VT= Ef- IaRa 2.2 เปล่ียนแปลงกระแสชุดขดลวดสนม If ถ้กระแสชุดขดลวดสนม If เพิม่ขึ้นเสน้แมเ่หล็ก ในเครื่องกำเนิดจะเพิม่ขึ้นด้วย ทำใหแ้รงดันเหน่ียวนำจะเพิม่ขึ้น Ef= km ทำใหก้รเพิม่ขึ้นของแรงดันเหน่ียวนำทำใหแ้รงดันขัว้ VT เพิม่ขึ้นด้วย VT= Ef- IaRa

99

บทสรุป

เครื่องกำเนิดไฟฟ้จะกำเนิดแรงดันไฟฟ้โดยอศัยหลักกรของสนมแมเ่หล็กตัดกับขดลวดตัวนำ หรอื ตัวนำตัดกับขดลวด ซึ่งปรมิณของแรงดันไฟฟ้เหน่ียวนำจะขึ้นอยูก่ับจำนวนตัวนำและปรมิณเสน้แรงแมเ่หล็ก ซึ่งภยในเครื่องกำเนิดจะมคีอมมวิเตเตอร์ลักษณะเป็นซี่ๆ ทำจกตัวนำทองแดงทำหน้ท่ีเรยีงกระแสไฟฟ้กระแสสลับท่ีเกิดขึ้นจกอรเ์มเจอรใ์หเ้ป็นไฟฟ้กระแสตรง ซึ่งปรมิณแรงดันไฟฟ้เหน่ียวนำขึ้นอยูก่ับปรมิณเสน้แรงแมเ่หล็ก จำนวนตัวนำ ควมเรว็รอบในกรหมุน และจำนวนขัว้แมเ่หล็ก เน่ืองจกกรต่อกรต่อขดลวดสนมแมเ่หล็กทำได้หลยวธิ ีและในแต่ละวธิจีะใหค้ณุลักษณะแรงเคล่ือนไฟฟ้เหน่ียวนำที่แตกต่งกัน

100

แบบฝึกหัดท้�ยบทท่ี 3จงตอบคำถมต่อไปน้ี1. จงเขยีนแผนภมูแิบง่ชนิดเครื่องกำเนิดไฟฟ้2. เขยีนวงจรสมมูลยอ์ธบิยลักษณะเครื่องกำเนิดไฟฟ้แบบสนม

แมเ่หล็กกระตุ้นภยใน3. อธบิยขอ้แตกต่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ชนิด Short Shunt

Compound และ Long Shunt Compound 4. อธบิยขอ้แตกต่งของเครื่องกำเนิดไฟฟ้ชนิดคิวมูเลตีฟคอม

เปวด์ และ ดิฟเฟอเรนเชยีลคอมเปวด์5. เครื่องกำเนิดไฟตรง 4 ขัว้แมเ่หล็ก อรเ์มเจอรพ์นัแบบเวฟ ม ี

444 ตัวนำ ในขณะท่ีเครื่องกำเนิดตัวน้ีทำงน วดัควมเรว็รอบได้ 1800 r.p.m. ปรกฏว่มแีรงเคล่ือนเหน่ียวนำ 300 V. อยกทรบว่ เสน้แรงแมเ่หล็กที่อยูบ่นขัว้แมเ่หล็กจะมปีรมิณเท่ใด

6. เครื่องกำเนิดไฟฟ้แบบขนนขดลวดอรเ์มเจอรพ์นัแบบเวฟม ี6 ขัว้แมเ่หล็ก มตัีวนำทัง้หมด 1,200 ตัวนำ เสน้แรงแมเ่หล็กต่อขัว้เท่กับ 0.02 wb ควมต้นทนอรเ์มเจอร ์มค่ี 0.42 ควมต้นทนขดลวดขนน มคี่ 220 หมุนด้วยควมเรว็ 400 rpm จงคำนวณหกระแสโหลดท่ีเครื่องกำเนิดเมื่อแรงดันที่ขัว้เท่กับ 440 V.

7. เครื่องกำเนิดชนิดชัน้ท์ 5.5 kW , 220 V. ควมต้นทนของฟลิด์ (Rf) มค่ี 140 ควมต้นทนของอรเ์มเจอร ์(Ra) มค่ี 0.5 ถ้ค่ควมสญูเสยีแบบสเตรยเ์ป็น 95 W ขณะจ่ยโหลดท่ีพกิัด

101

จงห ก. กระแสไฟฟ้ที่ฟลิด์ (If) ข. กระแสไฟฟ้ที่จ่ยโหลด (IL) ค. กระแสไฟฟ้ที่อรเ์มเจอร ์ (Ia) ง. แรงดันไฟฟ้ที่อรเ์มเจอร ์(Eg)8. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ชนิดอนุกรม ขนด 250 V , 510 A มคีวมต้นทนขดอรเ์มเจอร ์(Ra) = 0.0127 และควมต้นทนของขดลวดซรีีส่ฟ์ลิด์ (Rs) = 0.0087 จงห ก. กระแสไฟฟ้ที่อรเ์มเจอร ์(Ia) ข. แรงดันไฟฟ้ที่อรเ์มจอร์9. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ชนิดคอมปวด์ แบบชอรต์ชัน้ท์ ขนด 3 kW , 200 V ขณะจ่ยโหลดเต็มที่มกีำลังสญูเสยีแบบสเตรย ์120 W ถ้ควมต้นทนของขดลวดชัน้ท์ฟลิด์ (Rf) เท่กับ 100 ควมต้นทนของอรเ์มเจอร ์(Ra) เท่กับ 0.9 และควมต้นทนของขดลวดซรีีส่ฟ์ลิด์ (Rs) เท่กับ 0.2 จงห ก. กระแสไฟฟ้ที่จ่ยโหลด (IL) ข. กระแสไฟฟ้ที่ชัน้ท์ฟลิด์ (If) ค. กระแสไฟฟ้ที่อรเ์มเจอร ์(Ia) ง. แรงดันไฟฟ้อรเ์มเจอร ์ (Eg)

10. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ชนิดคอมปวด์ แบบลองชัน้ท์ขนด 5 kW , 125 V ขณะจ่ยโหลดเต็มที่มปีระสทิธภิพ 80 % ถ้ Rf = 125 , Ra = 0.2 และ Rs = 0.09 จงห ก. กระแสไฟฟ้ที่จ่ยโหลด ข. กระแสไฟฟ้ที่ฟลิด์ ค. กระแสไฟฟ้ที่อรเ์มเจอร์11. เครื่องกำเนิดไฟฟ้ชนิดคอมปวด์ แบบซอตชัน้ท์ขนด 3 kW , 200 V ควมต้นทนขดลวดขนน มค่ี 100 ควมต้น

102

ทนอรเ์มเจอร ์มค่ี 0.9 และควมต้นทนขดลวดสนมแม่เหล็กอนุกรม มคี่ 0.2 ขณะจ่ยโหลดเต็มพกิัด จงห ก. กระแสไฟฟ้ที่จ่ยโหลด (IL) ข. กระแสไฟฟ้ที่ขดลวดสนมแมเ่หล็ก (If) ค. กระแสไฟฟ้ที่ขดลวดอรเ์มเจอร ์(Ia) ง. แรงดันไฟฟ้เหน่ียวนำในอรเ์มเจอรทั์ง้หมด (Eg)

เอกส�รอ้�งอิง

103

ไชยชญ หนิเกิด. (2552).เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง. พมิพค์รัง้ท่ี 10. กรุงเทพฯ : สมคมสง่เสรมิเทคโนโลย ี(ไทย-ญ่ีปุ่น)

ณรงค์ อจฤทธิ.์ (2529). เครื่องจกัรกลไฟฟ�้และหมอ้แปลง. กรุงเทพฯ : ยูไนเต็ดท์บค๊ส.์ดสุติ สรูยร์ช. (2546). เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง . กรุงเทพ ฯ : ศูนยส์ง่เสรมิวชิกร.ธนภัทร ไพคำนม (2552). ). เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง . กรุงเทพฯ : สำนักพมิพแ์มค็ จำกัด. ธวชัชยั อัตถวบูิลยก์ลุ. (2546). เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง . กรุงเทพ ฯ : ศูนยส์ง่เสรมิอชวีะ.นภัทร วจันเทพนิทร ์และ ประเสรฐิ ป่ินปฐมรฐั (2548). เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง. ปทมุธนี :

สกยบุค๊.มงคล ทองสงครม (2550). เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง. กรุงเทพ ฯ : ว.ีเจ. พริน้ต้ิง.สธุน แก่นตัน. (2556). เครื่องกลไฟฟ�้กระแสตรง . นนทบุร:ี ศูนยห์นังสอืเมอืงไทย จำกัด.สมัพนัธ ์หญชเล (2519). เครื่องกลไฟฟ�้ 1 . พมิพค์รัง้ท่ี 17. กรุงเทพฯ : ภควชิวศิวกรรมไฟฟ้

มหวทิยลัยเทคโนโลยพีระจอมเกล้ธนบุร.ีStephen J. Chapman. (1992). ELECTRIC MACHINERY FUNDAMENTALS.

Singapore : McGraw-Hill Second Edition.Toran Gonen. (2012). ELECTRIC MACHINES with MATLAB.

New York : CRC press, Taylor & Francis Group, Second Edition.

104

..

105