Embed Size (px)
Citation preview
497
การประชมวชาการ มหาวทยาลยขอนแกน ประจำาป 2554“การพฒนาอนาคตชนบทไทย : ฐานรากทมนคงเพอการพฒนาประเทศอยางยงยน” 27-29 มกราคม 2554
การออกแบบและสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอน: กรณศกษาเตาตมกวยเตยวโดยใชพลงงาน
ความรอนแบบเหนยวนา
Design and Construction of Induction Heating Boiler: Case Study of Noodle Boiler Using Induction
Heating Energy
ธราธป ภระหงษ1
1สาขาวชาเทคโนโลยไฟฟาอตสาหกรรม วทยาลยเทคนคนครพนม มหาวทยาลยนครพนม
ถ.นตโย ต.หนองญาต อ.เมอง จงหวดนครพนม 48000 โทรศพท : 0-42511-484 E-mail: [email protected]
บทคดยอ การศกษานมวตถประสงคเพอออกแบบและสรางครองให
ความรอนแบบเหนยวนำาความถสงสำาหรบเตาตมนำำำา (Boiler)โดยใช
หลกการเหนยวนำาทางสนามแมเหลกไฟฟาทำาใหเกดความรอนขนท
ชนงานซงเครองใหความรอนแบบเหนยวนำาน ประยกตใชทฤษฎสนาม
แมเหลกไฟฟา เพอแปลงผนเปนพลงงานความรอนเทคนควธการ
ควบคมความกวางของสญญาณพลสควบคมการทำางานวงจรฮารฟ
บรดซอนเวอรเตอร ผลการทดสอบพบวาเตาตมกวยเตยวทสราง
ขนวามคากำาลงไฟฟาสงสด 1,232 วตต กระแสไฟฟาสงสด 5.45
แอมแปร ปรมาณนำำำา 12 ลตร ตมใหเดอดใชเวลาประมาณ 45 นาท
สามารถนำาไปประยกตใชงานอตสาหกรรมใหความรอนแบบเหนยว
นำาสำาหรบหมอตมนำำำำาตอไปได
คาสาคญ: การเหนยวนำาสนามแมเหลกไฟฟา, สกนเอฟเฟกต,
รโซแนนทอนกรม
Abstract This study aimed to analyze the design and construc-
tion on the Induction Heating for boiler. The purpose develop the
equipment use in the noodle food job by applied electromagnetic
theory conversion to heating energy. Use technical method of
control the half bride inverter circuit by the pulse wide modula-
tion. The result testing of noodle boiler , the maximum power
is 1,232 watt and maximum current is 5.54 ampere , the water
amount 12 liter boiling point using time approximation is 45
minute. consumer energy utilizations from a practical point of
view.
Keywords: electromagnetic induction, skin effect, resonant
series.
1. บทนา ปจจบนนอปกรณกำาเนดพลงงานความรอนมอยมากมาย
หลายชนด เพอตอบสนองความตองการของชวตทหลากหลายมาก
ขน นอกจากจะมการพฒนาใหตวผลตภณฑใชงานไดงายขนแลวรป
แบบของอปกรณกำาเนดพลงงานความรอนยงมหลากหลาย ประเภท
ขดลวดความรอนหรอแกส ขณะเดยวกนการกำาเนดความรอนโดย
อาศยหลกการเหนยวนำาไดถกนำามาใชเพมมากขนเรอยๆ ทงในเชน
หมอตมนำำำาสก เตาไฟฟา เครองทำานำำำารอน เปนตน [1] ความกาวหนา
ทางดานอปกรณอเลกทรอนกสรวมถงการพฒนาวงจร อนเวอรเตอร
ความถสงทสามารถจายโหลดความรอนเหนยวนำาดวยกำาลงระดบ สง
มากขนการใหความรอนโดยการเหนยวนำาน ความรอนจะเกดขนทผว
ของภาชนะโดยตรง เกดกระแสไหลวนทผวของภาชนะทำาใหเกดความ
รอนไดในเวลาอนรวดเรวคอเมอปอนกระแสสลบความถสงใหกบขด
ลวดเหนยวนำาทพนอยรอบภาชนะขดลวดเหนยวนำานจะสรางสนาม
แมเหลก (Magnetic flux) เพอเหนยวนำาใหเกดกระแสไหลวน (Eddy
current) ขนทผวของภาชนะ และถายเทความรอนไปยงของเหลวหรอ
นำำำาทอยในภาชนะนนโดย ตรง ความรอนทเกดขนจะไมมการสมผสกน
ทางไฟฟาระหวางขดลวดเหนยวนำากบภาชนะทำาใหมความปลอดภย
ตอการใชงาน และประสทธภาพดขนมากอก
ดงกลาวผวจยจงสนใจและมองเหนความสำาคญของกลม
คนททำาอาชพคาขายกวยเตยว ดงนนจงไดทำาการการออกแบบสราง
เครองตมนำำำาดวยวธเหนยวนำาความรอน: กรณศกษาเตาตมกวยเตยว
โดยใชพลงงานความรอนแบบเหนยวนำา เพอใชเปนแนวทางนำา
นวตกรรมทพฒนาขนสภาคครวเรอนหรออตสาหกรรมตอไป
2. วตถประสงค 1. เพอออกแบบและสรางเตาตมกวยเตยวไฟฟาโดยใช
พลงงานความรอนแบบเหนยวนำา
2. เพอการทดสอบประสทธภาพการทำางานพลงงานความ
รอนแบบเหนยวนำา
3. ทฤษฎทเกยวของ3.1 พนฐานการเกดความรอนแบบเหนยวนำา
การใหความรอนแบบเหนยวนำาเกดจากทฤษฎทางไฟฟา
และความรอนรวมกนประกอบไปดวย การเหนยวนำาของคลนแม เหลก
ไฟฟา (Electromagnetic induction), ปรากฏการณทผว (Skin effect)
และการถายเทความรอน (Heat transfer) [2]
การคนพบของไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ท
กลาววา เมอมไฟฟากระแสสลบไหลผานขดลวดจะทำาใหเกดสนาม
แมเหลกรอบๆขดลวดนนโดยทปรมาณความหนาแนนของสนาม
แมเหลกทเกดขนรอบๆ ขดลวดนนจะขนอยกบจำานวนรอบของขด
ลวดซงสนามแมเหลกทคลองผานชนงานเปนโลหะจะเหนยวนำาใหม
498
การประชมวชาการ มหาวทยาลยขอนแกน ประจำาป 2554“การพฒนาอนาคตชนบทไทย : ฐานรากทมนคงเพอการพฒนาประเทศอยางยงยน” 27-29 มกราคม 2554
กระแสไหลในชนงานโดยกระแสสวนมากจะไหลผานชนงาน[4] เมอม
การเปลยนแปลงของสนามแมเหลกทำาใหเกดมการเหนยวนำาบรเวณ
ผวของชนงาน ทำาใหเกดความรอนขนทผวของชนงานความรอนทเกด
นขนอยกบปรมาณกระแสเหนยวนำาความตานทานสมมลยของเสน
ทางทกระแสไหลผานความรอนทเกดขนจะถายเทไปบรเวณอน โดย
การพาความรอน, การนำาความรอน และการแผรงสทบรเวณผว [1]
พลงงานความรอนแบบเหนยวนำาประกอบดวยหลกการ
พนฐานคอ การเหนยวนำาสนามแมเหลก (Skin effect) และ (Heat
transfer) ถายเทความรอนทฤษฎพนฐานของอนดกชนฮตตงคลาย
กบการทำางานของหมอแปลงไฟฟาดงแสดงในรปท 1 [2]
3.2 หลกการเหนยวนาสนามแมเหลก
จากรปท 2 เมอมกระแสไหลผานขดลวดทำาใหเกดสนาม
แมเหลกรอบขดลวดเปนไปตามกฎของแอมแปรดงสมการท 1 และ
สมการท 2
เมอมวตถหรอภาชนะวางบนสนามแมเหลกทำาใหเกดการ
เปลยนแปลงของสนามแมเหลกหมน ความหนาแนนของเสนแรงเเม
เหลกรปโคงเกาะตดทผวของวตถ ตามกฎของฟาราเดยทำาใหเกดการ
เหนยวนำาและเกดกระแสไหลวน(Eddy Current) บนพนผวของวตถดง
สมการท 3
จากสภาวะดงกลาวทำาใหพลงงานไฟฟาทเกดจากการ
เหนยวนำาและกระแสไหลวนทำาใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงาน
ความรอน ดงแสดงในสมการท 4
3.3 การเกดสกนเอฟเฟกต (Skin Effect) [2]
คอปรากฏการณทางไฟฟาททำาใหคาความหนาแนนของ
กระแสรอบผวตวนำาสงกวาภายในโดยจะเกดเฉพาะในกระแสสลบ
เทานนทำาใหคาความตานทานของตวนำา เปลยนแปลงตามความถของ
ไฟฟา จากปรากฏการนสามารถแสดงดวยสมการท 5 และสมการท 6
การใหความรอนแบบเหนยวนาเกดจากทฤษฎทางไฟฟาและความรอนรวมกนประกอบไปดวย การเหนยวนาของคลนแม เหลกไฟฟา (Electromagnetic induction), ปรากฏการณทผว (Skin effect) และการถายเทความรอน (Heat transfer) [2] การคนพบของไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ทกลาววา เมอมไฟฟากระแสสลบไหลผานขดลวดจะทาใหเกดสนาม แมเหลกรอบๆขดลวดนนโดยทปรมาณความหนาแนนของสนาม แม เหลกทเกดขนรอบๆ ขดลวดนนจะขนอยกบจานวนรอบของขดลวดซงสนามแมเหลกทคลองผานชนงานเปนโลหะจะเหนยวนาใหมกระแสไหลในชนงานโดยกระแสสวนมากจะไหลผานชนงาน[4] เมอมการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกทาใหเกดมการเหนยว นาบรเวณผวของชนงาน ทาใหเกดความรอนขนทผวของชนงานความรอนทเกดนขนอยกบปรมาณกระแสเหนยวนาความ ตานทานสมมลยของเสนทางทกระแสไหลผาน ความรอนทเกดขนจะถายเทไปบรเวณอน โดยการพาความรอน, การนาความรอน และการแผรงสทบรเวณผว [1] พลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยหลกการพนฐานคอ การเหนยวนาสนามแมเหลก (Skin effect) และ (Heat transfer) ถายเทความรอนทฤษฎพนฐานของอนดกชนฮตตงคลายกบการทางานของหมอแปลงไฟฟาดงแสดงในรปท 1 [2]
LR2N1N
1I =2 1 1 2I I (N /N )
VAC
รปท 1 (ก) วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา
LZ11N
1I =2 1 1I I N
VAC
รปท 1 (ข) การลดวงจรดานขดลวดทตยภม
รปท 2 พนฐานหลกการเกดความรอนแบบเหนยวนา 3.2 หลกการเหนยวนาสนามแมเหลก จากรปท 2 เมอมกระแสไหลผานขดลวดทาใหเกดสนามแมเหลกรอบขดลวดเปนไปตามกฎของแอมแปรดงสมการท 1 และสมการท 2
Hdl = Ni = f∫ (1)
HAµΦ = (2) เมอมวตถหรอภาชนะวางบนสนามแมเหลกทาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกหมน ความหนาแนนของเสนแรงเเมเหลกรปโคงเกาะตดทผวของวตถ ตามกฎของฟาราเดยทาใหเกดการเหนยวนาและเกดกระแสไหลวน(Eddy Current) บนพนผวของวตถดงสมการท 3
d dE N
dt dtλ φ
= = (3)
จากสภาวะดงกลาวทาใหพลงงานไฟฟาทเกดจากการเหนยวนาและกระแสไหลวนทาใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานความรอน ดงแสดงในสมการท 4
22E
P I RR
= = (4)
3.3 การเกดสกนเอฟเฟกต (Skin Effect) [2] คอปรากฏการณทางไฟฟาททาใหคาความหนาแนนของกระแสรอบผวตวนาสงกวาภายในโดยจะเกดเฉพาะในกระแสสลบเทานนทาให คาความตานทานของตวนา เปลยนแปลงตามความถของไฟฟา จากปรากฏการน สามารถแสดงดวยสมการท 5 และสมการท 6
การใหความรอนแบบเหนยวนาเกดจากทฤษฎทางไฟฟาและความรอนรวมกนประกอบไปดวย การเหนยวนาของคลนแม เหลกไฟฟา (Electromagnetic induction), ปรากฏการณทผว (Skin effect) และการถายเทความรอน (Heat transfer) [2] การคนพบของไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ทกลาววา เมอมไฟฟากระแสสลบไหลผานขดลวดจะทาใหเกดสนาม แมเหลกรอบๆขดลวดนนโดยทปรมาณความหนาแนนของสนาม แม เหลกทเกดขนรอบๆ ขดลวดนนจะขนอยกบจานวนรอบของขดลวดซงสนามแมเหลกทคลองผานชนงานเปนโลหะจะเหนยวนาใหมกระแสไหลในชนงานโดยกระแสสวนมากจะไหลผานชนงาน[4] เมอมการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกทาใหเกดมการเหนยว นาบรเวณผวของชนงาน ทาใหเกดความรอนขนทผวของชนงานความรอนทเกดนขนอยกบปรมาณกระแสเหนยวนาความ ตานทานสมมลยของเสนทางทกระแสไหลผาน ความรอนทเกดขนจะถายเทไปบรเวณอน โดยการพาความรอน, การนาความรอน และการแผรงสทบรเวณผว [1] พลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยหลกการพนฐานคอ การเหนยวนาสนามแมเหลก (Skin effect) และ (Heat transfer) ถายเทความรอนทฤษฎพนฐานของอนดกชนฮตตงคลายกบการทางานของหมอแปลงไฟฟาดงแสดงในรปท 1 [2]
LR2N1N
1I =2 1 1 2I I (N /N )
VAC
รปท 1 (ก) วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา
LZ11N
1I =2 1 1I I N
VAC
รปท 1 (ข) การลดวงจรดานขดลวดทตยภม
รปท 2 พนฐานหลกการเกดความรอนแบบเหนยวนา 3.2 หลกการเหนยวนาสนามแมเหลก จากรปท 2 เมอมกระแสไหลผานขดลวดทาใหเกดสนามแมเหลกรอบขดลวดเปนไปตามกฎของแอมแปรดงสมการท 1 และสมการท 2
Hdl = Ni = f∫ (1)
HAµΦ = (2) เมอมวตถหรอภาชนะวางบนสนามแมเหลกทาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกหมน ความหนาแนนของเสนแรงเเมเหลกรปโคงเกาะตดทผวของวตถ ตามกฎของฟาราเดยทาใหเกดการเหนยวนาและเกดกระแสไหลวน(Eddy Current) บนพนผวของวตถดงสมการท 3
d dE N
dt dtλ φ
= = (3)
จากสภาวะดงกลาวทาใหพลงงานไฟฟาทเกดจากการเหนยวนาและกระแสไหลวนทาใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานความรอน ดงแสดงในสมการท 4
22E
P I RR
= = (4)
3.3 การเกดสกนเอฟเฟกต (Skin Effect) [2] คอปรากฏการณทางไฟฟาททาใหคาความหนาแนนของกระแสรอบผวตวนาสงกวาภายในโดยจะเกดเฉพาะในกระแสสลบเทานนทาให คาความตานทานของตวนา เปลยนแปลงตามความถของไฟฟา จากปรากฏการน สามารถแสดงดวยสมการท 5 และสมการท 6
การใหความรอนแบบเหนยวนาเกดจากทฤษฎทางไฟฟาและความรอนรวมกนประกอบไปดวย การเหนยวนาของคลนแม เหลกไฟฟา (Electromagnetic induction), ปรากฏการณทผว (Skin effect) และการถายเทความรอน (Heat transfer) [2] การคนพบของไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ทกลาววา เมอมไฟฟากระแสสลบไหลผานขดลวดจะทาใหเกดสนาม แมเหลกรอบๆขดลวดนนโดยทปรมาณความหนาแนนของสนาม แม เหลกทเกดขนรอบๆ ขดลวดนนจะขนอยกบจานวนรอบของขดลวดซงสนามแมเหลกทคลองผานชนงานเปนโลหะจะเหนยวนาใหมกระแสไหลในชนงานโดยกระแสสวนมากจะไหลผานชนงาน[4] เมอมการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกทาใหเกดมการเหนยว นาบรเวณผวของชนงาน ทาใหเกดความรอนขนทผวของชนงานความรอนทเกดนขนอยกบปรมาณกระแสเหนยวนาความ ตานทานสมมลยของเสนทางทกระแสไหลผาน ความรอนทเกดขนจะถายเทไปบรเวณอน โดยการพาความรอน, การนาความรอน และการแผรงสทบรเวณผว [1] พลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยหลกการพนฐานคอ การเหนยวนาสนามแมเหลก (Skin effect) และ (Heat transfer) ถายเทความรอนทฤษฎพนฐานของอนดกชนฮตตงคลายกบการทางานของหมอแปลงไฟฟาดงแสดงในรปท 1 [2]
LR2N1N
1I =2 1 1 2I I (N /N )
VAC
รปท 1 (ก) วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา
LZ11N
1I =2 1 1I I N
VAC
รปท 1 (ข) การลดวงจรดานขดลวดทตยภม
รปท 2 พนฐานหลกการเกดความรอนแบบเหนยวนา 3.2 หลกการเหนยวนาสนามแมเหลก จากรปท 2 เมอมกระแสไหลผานขดลวดทาใหเกดสนามแมเหลกรอบขดลวดเปนไปตามกฎของแอมแปรดงสมการท 1 และสมการท 2
Hdl = Ni = f∫ (1)
HAµΦ = (2) เมอมวตถหรอภาชนะวางบนสนามแมเหลกทาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกหมน ความหนาแนนของเสนแรงเเมเหลกรปโคงเกาะตดทผวของวตถ ตามกฎของฟาราเดยทาใหเกดการเหนยวนาและเกดกระแสไหลวน(Eddy Current) บนพนผวของวตถดงสมการท 3
d dE N
dt dtλ φ
= = (3)
จากสภาวะดงกลาวทาใหพลงงานไฟฟาทเกดจากการเหนยวนาและกระแสไหลวนทาใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานความรอน ดงแสดงในสมการท 4
22E
P I RR
= = (4)
3.3 การเกดสกนเอฟเฟกต (Skin Effect) [2] คอปรากฏการณทางไฟฟาททาใหคาความหนาแนนของกระแสรอบผวตวนาสงกวาภายในโดยจะเกดเฉพาะในกระแสสลบเทานนทาให คาความตานทานของตวนา เปลยนแปลงตามความถของไฟฟา จากปรากฏการน สามารถแสดงดวยสมการท 5 และสมการท 6
การใหความรอนแบบเหนยวนาเกดจากทฤษฎทางไฟฟาและความรอนรวมกนประกอบไปดวย การเหนยวนาของคลนแม เหลกไฟฟา (Electromagnetic induction), ปรากฏการณทผว (Skin effect) และการถายเทความรอน (Heat transfer) [2] การคนพบของไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ทกลาววา เมอมไฟฟากระแสสลบไหลผานขดลวดจะทาใหเกดสนาม แมเหลกรอบๆขดลวดนนโดยทปรมาณความหนาแนนของสนาม แม เหลกทเกดขนรอบๆ ขดลวดนนจะขนอยกบจานวนรอบของขดลวดซงสนามแมเหลกทคลองผานชนงานเปนโลหะจะเหนยวนาใหมกระแสไหลในชนงานโดยกระแสสวนมากจะไหลผานชนงาน[4] เมอมการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกทาใหเกดมการเหนยว นาบรเวณผวของชนงาน ทาใหเกดความรอนขนทผวของชนงานความรอนทเกดนขนอยกบปรมาณกระแสเหนยวนาความ ตานทานสมมลยของเสนทางทกระแสไหลผาน ความรอนทเกดขนจะถายเทไปบรเวณอน โดยการพาความรอน, การนาความรอน และการแผรงสทบรเวณผว [1] พลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยหลกการพนฐานคอ การเหนยวนาสนามแมเหลก (Skin effect) และ (Heat transfer) ถายเทความรอนทฤษฎพนฐานของอนดกชนฮตตงคลายกบการทางานของหมอแปลงไฟฟาดงแสดงในรปท 1 [2]
LR2N1N
1I =2 1 1 2I I (N /N )
VAC
รปท 1 (ก) วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา
LZ11N
1I =2 1 1I I N
VAC
รปท 1 (ข) การลดวงจรดานขดลวดทตยภม
รปท 2 พนฐานหลกการเกดความรอนแบบเหนยวนา 3.2 หลกการเหนยวนาสนามแมเหลก จากรปท 2 เมอมกระแสไหลผานขดลวดทาใหเกดสนามแมเหลกรอบขดลวดเปนไปตามกฎของแอมแปรดงสมการท 1 และสมการท 2
Hdl = Ni = f∫ (1)
HAµΦ = (2) เมอมวตถหรอภาชนะวางบนสนามแมเหลกทาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกหมน ความหนาแนนของเสนแรงเเมเหลกรปโคงเกาะตดทผวของวตถ ตามกฎของฟาราเดยทาใหเกดการเหนยวนาและเกดกระแสไหลวน(Eddy Current) บนพนผวของวตถดงสมการท 3
d dE N
dt dtλ φ
= = (3)
จากสภาวะดงกลาวทาใหพลงงานไฟฟาทเกดจากการเหนยวนาและกระแสไหลวนทาใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานความรอน ดงแสดงในสมการท 4
22E
P I RR
= = (4)
3.3 การเกดสกนเอฟเฟกต (Skin Effect) [2] คอปรากฏการณทางไฟฟาททาใหคาความหนาแนนของกระแสรอบผวตวนาสงกวาภายในโดยจะเกดเฉพาะในกระแสสลบเทานนทาให คาความตานทานของตวนา เปลยนแปลงตามความถของไฟฟา จากปรากฏการน สามารถแสดงดวยสมการท 5 และสมการท 6
การใหความรอนแบบเหนยวนาเกดจากทฤษฎทางไฟฟาและความรอนรวมกนประกอบไปดวย การเหนยวนาของคลนแม เหลกไฟฟา (Electromagnetic induction), ปรากฏการณทผว (Skin effect) และการถายเทความรอน (Heat transfer) [2] การคนพบของไมเคล ฟาราเดย (Michael Faraday) ทกลาววา เมอมไฟฟากระแสสลบไหลผานขดลวดจะทาใหเกดสนาม แมเหลกรอบๆขดลวดนนโดยทปรมาณความหนาแนนของสนาม แม เหลกทเกดขนรอบๆ ขดลวดนนจะขนอยกบจานวนรอบของขดลวดซงสนามแมเหลกทคลองผานชนงานเปนโลหะจะเหนยวนาใหมกระแสไหลในชนงานโดยกระแสสวนมากจะไหลผานชนงาน[4] เมอมการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกทาใหเกดมการเหนยว นาบรเวณผวของชนงาน ทาใหเกดความรอนขนทผวของชนงานความรอนทเกดนขนอยกบปรมาณกระแสเหนยวนาความ ตานทานสมมลยของเสนทางทกระแสไหลผาน ความรอนทเกดขนจะถายเทไปบรเวณอน โดยการพาความรอน, การนาความรอน และการแผรงสทบรเวณผว [1] พลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยหลกการพนฐานคอ การเหนยวนาสนามแมเหลก (Skin effect) และ (Heat transfer) ถายเทความรอนทฤษฎพนฐานของอนดกชนฮตตงคลายกบการทางานของหมอแปลงไฟฟาดงแสดงในรปท 1 [2]
LR2N1N
1I =2 1 1 2I I (N /N )
VAC
รปท 1 (ก) วงจรสมมลของหมอแปลงไฟฟา
LZ11N
1I =2 1 1I I N
VAC
รปท 1 (ข) การลดวงจรดานขดลวดทตยภม
รปท 2 พนฐานหลกการเกดความรอนแบบเหนยวนา 3.2 หลกการเหนยวนาสนามแมเหลก จากรปท 2 เมอมกระแสไหลผานขดลวดทาใหเกดสนามแมเหลกรอบขดลวดเปนไปตามกฎของแอมแปรดงสมการท 1 และสมการท 2
Hdl = Ni = f∫ (1)
HAµΦ = (2) เมอมวตถหรอภาชนะวางบนสนามแมเหลกทาใหเกดการเปลยนแปลงของสนามแมเหลกหมน ความหนาแนนของเสนแรงเเมเหลกรปโคงเกาะตดทผวของวตถ ตามกฎของฟาราเดยทาใหเกดการเหนยวนาและเกดกระแสไหลวน(Eddy Current) บนพนผวของวตถดงสมการท 3
d dE N
dt dtλ φ
= = (3)
จากสภาวะดงกลาวทาใหพลงงานไฟฟาทเกดจากการเหนยวนาและกระแสไหลวนทาใหเกดการเปลยนแปลงเปนพลงงานความรอน ดงแสดงในสมการท 4
22E
P I RR
= = (4)
3.3 การเกดสกนเอฟเฟกต (Skin Effect) [2] คอปรากฏการณทางไฟฟาททาใหคาความหนาแนนของกระแสรอบผวตวนาสงกวาภายในโดยจะเกดเฉพาะในกระแสสลบเทานนทาให คาความตานทานของตวนา เปลยนแปลงตามความถของไฟฟา จากปรากฏการน สามารถแสดงดวยสมการท 5 และสมการท 6
/ OX dX OI I e−= (5)
เมอ XI คอ กระแสความหนาแนนทระยะขจด จากผวของวตถ OI คอ กระแสความหนาทผววตถ X=0
Od คอ คาคงทในการคานวณจากความถ
2Od
ρµω
=
(6)
เมอ ρ คอ ความตานทานจาเพาะ µ คอ เพอรมตตวต ω คอ ความถของกระแสทผววตถ
จากสมการท 5 สามารถคานวณหาคาความหนาแนนของกระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจาเพาะ คาเพอรมตตวตและความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของกระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
รปท 3 กราฟความสมพนธความหนาแนนของกระแส 3.4 วงจรรโซแนนซ [3] วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตวเหนยวนาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2 แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดงรปท4 และรปท 5
L
VAC
R
Ci
รปท 4 วงจรรโซแนนซแบบอนกรม
LR Ci
รปท 5 วงจรรโซแนนซแบบขนาน
2 2 21sin
2LE Li Li tω= = (7)
22 2
2
1cos
2C Ci
E CV tC
ωω
= =
(8)
2 2 2(sin cos )L CE E Li t tω ω+ = (9) สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคานวณหาคาพลงงานสะสมในตวเหนยวนาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคานวณคาพลงงานทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ 4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบเหนยวนา หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชดขดลวดเหนยวนา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
รปท 6 ไดอะแกรมการทางานหมอตมแบบเหนยวนา
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวงจรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
/ OX dX OI I e−= (5)
เมอ XI คอ กระแสความหนาแนนทระยะขจด จากผวของวตถ OI คอ กระแสความหนาทผววตถ X=0
Od คอ คาคงทในการคานวณจากความถ
2Od
ρµω
=
(6)
เมอ ρ คอ ความตานทานจาเพาะ µ คอ เพอรมตตวต ω คอ ความถของกระแสทผววตถ
จากสมการท 5 สามารถคานวณหาคาความหนาแนนของกระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจาเพาะ คาเพอรมตตวตและความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของกระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
รปท 3 กราฟความสมพนธความหนาแนนของกระแส 3.4 วงจรรโซแนนซ [3] วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตวเหนยวนาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2 แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดงรปท4 และรปท 5
L
VAC
R
Ci
รปท 4 วงจรรโซแนนซแบบอนกรม
LR Ci
รปท 5 วงจรรโซแนนซแบบขนาน
2 2 21sin
2LE Li Li tω= = (7)
22 2
2
1cos
2C Ci
E CV tC
ωω
= =
(8)
2 2 2(sin cos )L CE E Li t tω ω+ = (9) สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคานวณหาคาพลงงานสะสมในตวเหนยวนาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคานวณคาพลงงานทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ 4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบเหนยวนา หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชดขดลวดเหนยวนา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
รปท 6 ไดอะแกรมการทางานหมอตมแบบเหนยวนา
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวงจรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
499
การประชมวชาการ มหาวทยาลยขอนแกน ประจำาป 2554“การพฒนาอนาคตชนบทไทย : ฐานรากทมนคงเพอการพฒนาประเทศอยางยงยน” 27-29 มกราคม 2554
จากสมการท 5 สามารถคำานวณหาคาความหนาแนนของ
กระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจำาเพาะ คาเพอรมตตวตและ
ความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของ
กระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
3.4 วงจรรโซแนนซ [3]
วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตว
เหนยวนำาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2
แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดง
รปท4 และรปท 5
สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคำานวณหาคาพลงงานสะสม
ในตวเหนยวนำาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคำานวณคาพลงงาน
ทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ
4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบ
เหนยวนา
หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนำาประกอบ
ดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชด
ขดลวดเหนยวนำา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ
จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวง
จรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
จากรปท 7 เปนวงจรทมกระแสและแรงดนสงทำาหนาท
ถายทอดกำาลงไฟฟาจากดานอนพต 220 โวลต 50 เฮรต ไปยงชน
งานโดยจะใชวงจร ดซ – เอซ อนเวอรเตอรแบบซรรโซแนนซหลกการ
ทำางานพนฐาน คอ รบแรงดนไฟฟากระแสสลบ 220โวลต 50 เฮรต
แปลงเปนแรงดนไฟฟาตรงดวยวงจรฟลบรดจเรกตไฟเออร ซงแรงดน
ไฟฟากระแสตรงนจะเปนอนพตใหกบฟลบรดจอนเวอรเตอร สำาหรบ
ฟลบรดจอนเวอรเตอรจะเปนอปกรณททำาหนาทเปนสวตชทความถ
สง โดยจะใชเพาเวอรมอสเฟต เพราะสามารถทำาหนาทเปนสวตชท
ความถสงไดดเมอผานวงจรฟลบรดจอนเวอรเตอรแลวสญญาณทได
/ OX dX OI I e−= (5)
เมอ XI คอ กระแสความหนาแนนทระยะขจด จากผวของวตถ OI คอ กระแสความหนาทผววตถ X=0
Od คอ คาคงทในการคานวณจากความถ
2Od
ρµω
=
(6)
เมอ ρ คอ ความตานทานจาเพาะ µ คอ เพอรมตตวต ω คอ ความถของกระแสทผววตถ
จากสมการท 5 สามารถคานวณหาคาความหนาแนนของกระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจาเพาะ คาเพอรมตตวตและความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของกระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
รปท 3 กราฟความสมพนธความหนาแนนของกระแส 3.4 วงจรรโซแนนซ [3] วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตวเหนยวนาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2 แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดงรปท4 และรปท 5
L
VAC
R
Ci
รปท 4 วงจรรโซแนนซแบบอนกรม
LR Ci
รปท 5 วงจรรโซแนนซแบบขนาน
2 2 21sin
2LE Li Li tω= = (7)
22 2
2
1cos
2C Ci
E CV tC
ωω
= =
(8)
2 2 2(sin cos )L CE E Li t tω ω+ = (9) สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคานวณหาคาพลงงานสะสมในตวเหนยวนาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคานวณคาพลงงานทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ 4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบเหนยวนา หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชดขดลวดเหนยวนา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
รปท 6 ไดอะแกรมการทางานหมอตมแบบเหนยวนา
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวงจรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
/ OX dX OI I e−= (5)
เมอ XI คอ กระแสความหนาแนนทระยะขจด จากผวของวตถ OI คอ กระแสความหนาทผววตถ X=0
Od คอ คาคงทในการคานวณจากความถ
2Od
ρµω
=
(6)
เมอ ρ คอ ความตานทานจาเพาะ µ คอ เพอรมตตวต ω คอ ความถของกระแสทผววตถ
จากสมการท 5 สามารถคานวณหาคาความหนาแนนของกระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจาเพาะ คาเพอรมตตวตและความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของกระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
รปท 3 กราฟความสมพนธความหนาแนนของกระแส 3.4 วงจรรโซแนนซ [3] วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตวเหนยวนาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2 แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดงรปท4 และรปท 5
L
VAC
R
Ci
รปท 4 วงจรรโซแนนซแบบอนกรม
LR Ci
รปท 5 วงจรรโซแนนซแบบขนาน
2 2 21sin
2LE Li Li tω= = (7)
22 2
2
1cos
2C Ci
E CV tC
ωω
= =
(8)
2 2 2(sin cos )L CE E Li t tω ω+ = (9) สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคานวณหาคาพลงงานสะสมในตวเหนยวนาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคานวณคาพลงงานทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ 4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบเหนยวนา หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชดขดลวดเหนยวนา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
รปท 6 ไดอะแกรมการทางานหมอตมแบบเหนยวนา
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวงจรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
/ OX dX OI I e−= (5)
เมอ XI คอ กระแสความหนาแนนทระยะขจด จากผวของวตถ OI คอ กระแสความหนาทผววตถ X=0
Od คอ คาคงทในการคานวณจากความถ
2Od
ρµω
=
(6)
เมอ ρ คอ ความตานทานจาเพาะ µ คอ เพอรมตตวต ω คอ ความถของกระแสทผววตถ
จากสมการท 5 สามารถคานวณหาคาความหนาแนนของกระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจาเพาะ คาเพอรมตตวตและความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของกระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
รปท 3 กราฟความสมพนธความหนาแนนของกระแส 3.4 วงจรรโซแนนซ [3] วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตวเหนยวนาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2 แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดงรปท4 และรปท 5
L
VAC
R
Ci
รปท 4 วงจรรโซแนนซแบบอนกรม
LR Ci
รปท 5 วงจรรโซแนนซแบบขนาน
2 2 21sin
2LE Li Li tω= = (7)
22 2
2
1cos
2C Ci
E CV tC
ωω
= =
(8)
2 2 2(sin cos )L CE E Li t tω ω+ = (9) สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคานวณหาคาพลงงานสะสมในตวเหนยวนาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคานวณคาพลงงานทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ 4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบเหนยวนา หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชดขดลวดเหนยวนา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
รปท 6 ไดอะแกรมการทางานหมอตมแบบเหนยวนา
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวงจรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
/ OX dX OI I e−= (5)
เมอ XI คอ กระแสความหนาแนนทระยะขจด จากผวของวตถ OI คอ กระแสความหนาทผววตถ X=0
Od คอ คาคงทในการคานวณจากความถ
2Od
ρµω
=
(6)
เมอ ρ คอ ความตานทานจาเพาะ µ คอ เพอรมตตวต ω คอ ความถของกระแสทผววตถ
จากสมการท 5 สามารถคานวณหาคาความหนาแนนของกระแสทผววตถไดจากคา ความตานทานจาเพาะ คาเพอรมตตวตและความถของกระแสทวตถ ดงนนการกระจายของความหนาแนนของกระแสมความสมพนธกบความเขมขนทผวของวตถดงแสดงในรปท 3
รปท 3 กราฟความสมพนธความหนาแนนของกระแส 3.4 วงจรรโซแนนซ [3] วงจรรโซแนนซแปลงผนประกอบดวย ตวเกบประจ ตวเหนยวนาและตวตานทาน โดยทวไปวงจรรโซแนนซแบงออก เปน 2 แบบคอ วงจรรโซแนนซแบบอนกรมและวงจรรโซแนนซแบบขนานดงรปท4 และรปท 5
L
VAC
R
Ci
รปท 4 วงจรรโซแนนซแบบอนกรม
LR Ci
รปท 5 วงจรรโซแนนซแบบขนาน
2 2 21sin
2LE Li Li tω= = (7)
22 2
2
1cos
2C Ci
E CV tC
ωω
= =
(8)
2 2 2(sin cos )L CE E Li t tω ω+ = (9) สมการท 7 และสมการท 8 ใชแสดงในการคานวณหาคาพลงงานสะสมในตวเหนยวนาและตวเกบประจ สมการท 9 ใชคานวณคาพลงงานทสะสมทงหมดในวงจรรโซแนนซ 4. วธการดาเนนงาน 4.1 การออกแบบวงจรกาเนดพลงงานความรอนแบบเหนยวนา หลกการของพลงงานความรอนแบบเหนยวนาประกอบดวยวงจรแหลงจาย วงจรเรยงกระแส วงจรผกผนความถสงและชดขดลวดเหนยวนา ดงแสดงไดอะแกรมในรปท 6
รปท 6 ไดอะแกรมการทางานหมอตมแบบเหนยวนา
4.2 การออกแบบวงจรแปลงผนแบบฮารฟบรดซรโซแนนซ จากหลกการของไดอะแกรมรปท 6 สามารถออกแบบวงจรฮารฟบรดซรโซแนนซดงแสดงในวงจรรปท 7 [3]
รปท 7 วงจรหลกของเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนา จากรปท 7 เปนวงจรทมกระแสและแรงดนสงทาหนาทถายทอดกาลงไฟฟาจากดานอนพต 220 โวลต 50 เฮรต ไปยงชนงานโดยจะใชวงจร ดซ – เอซ อนเวอรเตอรแบบซรรโซแนนซหลกการทางานพนฐาน คอ รบแรงดนไฟฟากระแสสลบ 220โวลต 50 เฮรต แปลงเปนแรงดนไฟฟาตรงดวยวงจรฟลบรดจเรกตไฟเออร ซงแรงดนไฟฟากระแสตรงนจะเปนอนพตใหกบฟลบรดจอนเวอรเตอร สาหรบฟลบรดจอนเวอรเตอรจะเปนอปกรณททาหนาทเปนสวตชทความถสง โดยจะใชเพาเวอรมอสเฟต เพราะสามารถทาหนาทเปนสวตชทความถสงไดดเมอผานวงจรฟลบรดจอนเวอรเตอรแลวสญญาณทไดทางดานเอาทพตจะเปนสญญาณรปสเหลยม สวนสญญาณกระแสจะขนอยกบความถทตวเพาเวอรมอสเฟต จากนนจะนาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาผานวงจรรโซแนนซทประกอบดวยตวคาปาซเตอรและตวอนดกเตอร ไปยงหมอแปลงความถสงเพอแปลงระดบแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาใหไดตามทตอง การจากนนสงตอไปโหลดรโซแนนซ 4.3 การออกแบบโครงสรางฮารดแวร หมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนามขนาดปรมาตรขนาด 30 ลตร มขนาดเสนผาศนยกลาง 50 ซม. สง 50 ซม. ซงมลกษณะดงรปท 8
รปท 8 โครงสรางหมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนา 4.4 การเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ ภายหลงจากการออกแบบและสรางเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนาจากนนไดทาการเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ โดยเครองมอวดและทดสอบประกอบดวย แอมมเตอร ออสซลโล-สโคป กโลวตตฮาวมเตอรและเทอรโมมเตอร ไดจดเตรยมการทดสอบดงรปท 9
รปท 9 การทดสอบระบบไฟฟาและวดอณหภม 5. ผลการทดสอบ 5.1 การออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
สวนของชดจายพลงงานจะประกอบดวยแหลงจายกาลงไฟฟาจากภายนอก เชน AC 220V หรอ AC 380V เปนตนและวงจรเรยงกระแสเพอเปลยนใหเปนไฟฟากระแสตรง จากนนจะสงไฟฟากระแสตรงไปยงวงจรอนเวอรเตอร เพอทาหนาทสรางสญญาณไฟฟ ากระแสสลบท ค ว ามถ ส ง ไปย งขดลวดค อสนามแมเหลกไฟฟาทความถสง ซงจะเปนผลทาใหเกดความรอนกบวสด ทตองการใหความรอนในลกษณะสกนเอฟเฟค ขนนนเองหลงจากทไดสรางและประสวนตางๆจะไดหมอตมกวยเตยวโดยพลงงานเหนยวนาไฟฟาทสมบรณดงรปท 10
500
การประชมวชาการ มหาวทยาลยขอนแกน ประจำาป 2554“การพฒนาอนาคตชนบทไทย : ฐานรากทมนคงเพอการพฒนาประเทศอยางยงยน” 27-29 มกราคม 2554
ทางดานเอาทพตจะเปนสญญาณรปสเหลยม สวนสญญาณกระแสจะ
ขนอยกบความถทตวเพาเวอรมอสเฟต จากนนจะนำาแรงดนไฟฟาและ
กระแสไฟฟาผานวงจรรโซแนนซทประกอบดวยตวคาปาซเตอรและตว
อนดกเตอร ไปยงหมอแปลงความถสงเพอแปลงระดบแรงดนไฟฟา
และกระแสไฟฟาใหไดตามทตองการจากนนสงตอไปโหลดรโซแนนซ
4.3 การออกแบบโครงสรางฮารดแวร
หมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนำามขนาดปรมาตรขนาด 30
ลตร มขนาดเสนผาศนยกลาง 50 ซม. สง 50 ซม. ซงมลกษณะดงรป
ท 8
4.4 การเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ
ภายหลงจากการออกแบบและสรางเตาตมกวยเตยวแบบ
เหนยวนำาจากนนไดทำาการเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพโดย
เครองมอวดและทดสอบประกอบดวย แอมมเตอร ออสซลโล-สโคป
กโลวตตฮาวมเตอรและเทอรโมมเตอร ไดจดเตรยมการทดสอบดงรป
ท 9
5. ผลการทดสอบ 5.1 การออกแบบและสรางโครงสรางหมอตม
กวยเตยวไฟฟา
สวนของชดจายพลงงานจะประกอบดวยแหลงจายกำาลง
ไฟฟาจากภายนอก เชน AC 220V หรอ AC 380V เปนตน และ
วงจรเรยงกระแสเพอเปลยนใหเปนไฟฟากระแสตรง จากนนจะสง
ไฟฟากระแสตรงไปยงวงจรอนเวอรเตอร เพอทำาหนาทสรางสญญาณ
ไฟฟากระแสสลบทความถสงไปยงขดลวดคอสนามแมเหลกไฟฟาท
ความถสง ซงจะเปนผลทำาใหเกดความรอนกบวสดทตองการใหความ
รอนในลกษณะสกนเอฟเฟคขนนนเอง หลงจากทไดสรางและประสวน
ตางๆจะไดหมอตมกวยเตยวโดยพลงงานเหนยวนำาไฟฟาทสมบรณดง
รปท 10
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50
Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดน
ไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจำานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแส
ตรงทไดจะถกทำาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารด
เพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอด
โมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 7 วงจรหลกของเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนา จากรปท 7 เปนวงจรทมกระแสและแรงดนสงทาหนาทถายทอดกาลงไฟฟาจากดานอนพต 220 โวลต 50 เฮรต ไปยงชนงานโดยจะใชวงจร ดซ – เอซ อนเวอรเตอรแบบซรรโซแนนซหลกการทางานพนฐาน คอ รบแรงดนไฟฟากระแสสลบ 220โวลต 50 เฮรต แปลงเปนแรงดนไฟฟาตรงดวยวงจรฟลบรดจเรกตไฟเออร ซงแรงดนไฟฟากระแสตรงนจะเปนอนพตใหกบฟลบรดจอนเวอรเตอร สาหรบฟลบรดจอนเวอรเตอรจะเปนอปกรณททาหนาทเปนสวตชทความถสง โดยจะใชเพาเวอรมอสเฟต เพราะสามารถทาหนาทเปนสวตชทความถสงไดดเมอผานวงจรฟลบรดจอนเวอรเตอรแลวสญญาณทไดทางดานเอาทพตจะเปนสญญาณรปสเหลยม สวนสญญาณกระแสจะขนอยกบความถทตวเพาเวอรมอสเฟต จากนนจะนาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาผานวงจรรโซแนนซทประกอบดวยตวคาปาซเตอรและตวอนดกเตอร ไปยงหมอแปลงความถสงเพอแปลงระดบแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาใหไดตามทตอง การจากนนสงตอไปโหลดรโซแนนซ 4.3 การออกแบบโครงสรางฮารดแวร หมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนามขนาดปรมาตรขนาด 30 ลตร มขนาดเสนผาศนยกลาง 50 ซม. สง 50 ซม. ซงมลกษณะดงรปท 8
รปท 8 โครงสรางหมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนา 4.4 การเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ ภายหลงจากการออกแบบและสรางเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนาจากนนไดทาการเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ โดยเครองมอวดและทดสอบประกอบดวย แอมมเตอร ออสซลโล-สโคป กโลวตตฮาวมเตอรและเทอรโมมเตอร ไดจดเตรยมการทดสอบดงรปท 9
รปท 9 การทดสอบระบบไฟฟาและวดอณหภม 5. ผลการทดสอบ 5.1 การออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
สวนของชดจายพลงงานจะประกอบดวยแหลงจายกาลงไฟฟาจากภายนอก เชน AC 220V หรอ AC 380V เปนตนและวงจรเรยงกระแสเพอเปลยนใหเปนไฟฟากระแสตรง จากนนจะสงไฟฟากระแสตรงไปยงวงจรอนเวอรเตอร เพอทาหนาทสรางสญญาณไฟฟ ากระแสสลบท ค ว ามถ ส ง ไปย งขดลวดค อสนามแมเหลกไฟฟาทความถสง ซงจะเปนผลทาใหเกดความรอนกบวสด ทตองการใหความรอนในลกษณะสกนเอฟเฟค ขนนนเองหลงจากทไดสรางและประสวนตางๆจะไดหมอตมกวยเตยวโดยพลงงานเหนยวนาไฟฟาทสมบรณดงรปท 10
รปท 7 วงจรหลกของเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนา จากรปท 7 เปนวงจรทมกระแสและแรงดนสงทาหนาทถายทอดกาลงไฟฟาจากดานอนพต 220 โวลต 50 เฮรต ไปยงชนงานโดยจะใชวงจร ดซ – เอซ อนเวอรเตอรแบบซรรโซแนนซหลกการทางานพนฐาน คอ รบแรงดนไฟฟากระแสสลบ 220โวลต 50 เฮรต แปลงเปนแรงดนไฟฟาตรงดวยวงจรฟลบรดจเรกตไฟเออร ซงแรงดนไฟฟากระแสตรงนจะเปนอนพตใหกบฟลบรดจอนเวอรเตอร สาหรบฟลบรดจอนเวอรเตอรจะเปนอปกรณททาหนาทเปนสวตชทความถสง โดยจะใชเพาเวอรมอสเฟต เพราะสามารถทาหนาทเปนสวตชทความถสงไดดเมอผานวงจรฟลบรดจอนเวอรเตอรแลวสญญาณทไดทางดานเอาทพตจะเปนสญญาณรปสเหลยม สวนสญญาณกระแสจะขนอยกบความถทตวเพาเวอรมอสเฟต จากนนจะนาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาผานวงจรรโซแนนซทประกอบดวยตวคาปาซเตอรและตวอนดกเตอร ไปยงหมอแปลงความถสงเพอแปลงระดบแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาใหไดตามทตอง การจากนนสงตอไปโหลดรโซแนนซ 4.3 การออกแบบโครงสรางฮารดแวร หมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนามขนาดปรมาตรขนาด 30 ลตร มขนาดเสนผาศนยกลาง 50 ซม. สง 50 ซม. ซงมลกษณะดงรปท 8
รปท 8 โครงสรางหมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนา 4.4 การเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ ภายหลงจากการออกแบบและสรางเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนาจากนนไดทาการเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ โดยเครองมอวดและทดสอบประกอบดวย แอมมเตอร ออสซลโล-สโคป กโลวตตฮาวมเตอรและเทอรโมมเตอร ไดจดเตรยมการทดสอบดงรปท 9
รปท 9 การทดสอบระบบไฟฟาและวดอณหภม 5. ผลการทดสอบ 5.1 การออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
สวนของชดจายพลงงานจะประกอบดวยแหลงจายกาลงไฟฟาจากภายนอก เชน AC 220V หรอ AC 380V เปนตนและวงจรเรยงกระแสเพอเปลยนใหเปนไฟฟากระแสตรง จากนนจะสงไฟฟากระแสตรงไปยงวงจรอนเวอรเตอร เพอทาหนาทสรางสญญาณไฟฟ ากระแสสลบท ค ว ามถ ส ง ไปย งขดลวดค อสนามแมเหลกไฟฟาทความถสง ซงจะเปนผลทาใหเกดความรอนกบวสด ทตองการใหความรอนในลกษณะสกนเอฟเฟค ขนนนเองหลงจากทไดสรางและประสวนตางๆจะไดหมอตมกวยเตยวโดยพลงงานเหนยวนาไฟฟาทสมบรณดงรปท 10
รปท 7 วงจรหลกของเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนา จากรปท 7 เปนวงจรทมกระแสและแรงดนสงทาหนาทถายทอดกาลงไฟฟาจากดานอนพต 220 โวลต 50 เฮรต ไปยงชนงานโดยจะใชวงจร ดซ – เอซ อนเวอรเตอรแบบซรรโซแนนซหลกการทางานพนฐาน คอ รบแรงดนไฟฟากระแสสลบ 220โวลต 50 เฮรต แปลงเปนแรงดนไฟฟาตรงดวยวงจรฟลบรดจเรกตไฟเออร ซงแรงดนไฟฟากระแสตรงนจะเปนอนพตใหกบฟลบรดจอนเวอรเตอร สาหรบฟลบรดจอนเวอรเตอรจะเปนอปกรณททาหนาทเปนสวตชทความถสง โดยจะใชเพาเวอรมอสเฟต เพราะสามารถทาหนาทเปนสวตชทความถสงไดดเมอผานวงจรฟลบรดจอนเวอรเตอรแลวสญญาณทไดทางดานเอาทพตจะเปนสญญาณรปสเหลยม สวนสญญาณกระแสจะขนอยกบความถทตวเพาเวอรมอสเฟต จากนนจะนาแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาผานวงจรรโซแนนซทประกอบดวยตวคาปาซเตอรและตวอนดกเตอร ไปยงหมอแปลงความถสงเพอแปลงระดบแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาใหไดตามทตอง การจากนนสงตอไปโหลดรโซแนนซ 4.3 การออกแบบโครงสรางฮารดแวร หมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนามขนาดปรมาตรขนาด 30 ลตร มขนาดเสนผาศนยกลาง 50 ซม. สง 50 ซม. ซงมลกษณะดงรปท 8
รปท 8 โครงสรางหมอตมกวยเตยวแบบเหนยวนา 4.4 การเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ ภายหลงจากการออกแบบและสรางเตาตมกวยเตยวแบบเหนยวนาจากนนไดทาการเตรยมการวดและทดสอบประสทธภาพ โดยเครองมอวดและทดสอบประกอบดวย แอมมเตอร ออสซลโล-สโคป กโลวตตฮาวมเตอรและเทอรโมมเตอร ไดจดเตรยมการทดสอบดงรปท 9
รปท 9 การทดสอบระบบไฟฟาและวดอณหภม 5. ผลการทดสอบ 5.1 การออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
สวนของชดจายพลงงานจะประกอบดวยแหลงจายกาลงไฟฟาจากภายนอก เชน AC 220V หรอ AC 380V เปนตนและวงจรเรยงกระแสเพอเปลยนใหเปนไฟฟากระแสตรง จากนนจะสงไฟฟากระแสตรงไปยงวงจรอนเวอรเตอร เพอทาหนาทสรางสญญาณไฟฟ ากระแสสลบท ค ว ามถ ส ง ไปย งขดลวดค อสนามแมเหลกไฟฟาทความถสง ซงจะเปนผลทาใหเกดความรอนกบวสด ทตองการใหความรอนในลกษณะสกนเอฟเฟค ขนนนเองหลงจากทไดสรางและประสวนตางๆจะไดหมอตมกวยเตยวโดยพลงงานเหนยวนาไฟฟาทสมบรณดงรปท 10
รปท 10 ออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50 Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดนไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแสตรงทไดจะถกทาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารดเพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอดโมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 11 คลนกระแสและแรงดนดานเขา
รปท 12 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด จานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง อปกรณสวตชงไอจบทจะทางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกตของมน และสญญาณทจะนามาขบนนจะตองอยภายใตขอกาหนดทไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอกบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสงขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซสาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด สาหรบสญญาณทจะนาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจากดกระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกาหนดไวดวยและมการตอตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจากการปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
รปท 13 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
รปท 10 ออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50 Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดนไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแสตรงทไดจะถกทาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารดเพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอดโมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 11 คลนกระแสและแรงดนดานเขา
รปท 12 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด จานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง อปกรณสวตชงไอจบทจะทางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกตของมน และสญญาณทจะนามาขบนนจะตองอยภายใตขอกาหนดทไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอกบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสงขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซสาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด สาหรบสญญาณทจะนาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจากดกระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกาหนดไวดวยและมการตอตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจากการปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
รปท 13 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
501
การประชมวชาการ มหาวทยาลยขอนแกน ประจำาป 2554“การพฒนาอนาคตชนบทไทย : ฐานรากทมนคงเพอการพฒนาประเทศอยางยงยน” 27-29 มกราคม 2554
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร
วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด
จำานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง
อปกรณสวตชงไอจบทจะทำางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกต
ของมน และสญญาณทจะนำามาขบนนจะตองอยภายใตขอกำาหนดท
ไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอ
กบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร
เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสง
ขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซ
สำาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะ
ตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด
สำาหรบสญญาณทจะนำาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจำากด
กระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกำาหนดไวดวยและมการตอ
ตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบ
ขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจาก
การปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร
จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง
จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
5.5 ผลการทดสอบประสทธภาพการทางาน
การทดสอบโดยทำาการเตมนำำำาจำานวน 12 ลตร ซงเปน
ปรมาณทใชในการใชงานจรง จากนนทำาการจบเวลาและวดคากระแส
ไฟฟา คากำาลงไฟฟา วดอณหภมขณะทำางาน ซงแสดงผลการทดสอบ
ดงตารางท 1
ตารางท 1 ผลการทดสอบประสทธภาพการใชงานของเตาตม
กวยเตยว
รปท 10 ออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50 Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดนไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแสตรงทไดจะถกทาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารดเพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอดโมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 11 คลนกระแสและแรงดนดานเขา
รปท 12 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด จานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง อปกรณสวตชงไอจบทจะทางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกตของมน และสญญาณทจะนามาขบนนจะตองอยภายใตขอกาหนดทไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอกบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสงขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซสาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด สาหรบสญญาณทจะนาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจากดกระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกาหนดไวดวยและมการตอตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจากการปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
รปท 13 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
รปท 10 ออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50 Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดนไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแสตรงทไดจะถกทาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารดเพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอดโมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 11 คลนกระแสและแรงดนดานเขา
รปท 12 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด จานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง อปกรณสวตชงไอจบทจะทางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกตของมน และสญญาณทจะนามาขบนนจะตองอยภายใตขอกาหนดทไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอกบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสงขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซสาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด สาหรบสญญาณทจะนาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจากดกระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกาหนดไวดวยและมการตอตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจากการปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
รปท 13 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
รปท 10 ออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50 Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดนไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแสตรงทไดจะถกทาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารดเพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอดโมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 11 คลนกระแสและแรงดนดานเขา
รปท 12 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด จานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง อปกรณสวตชงไอจบทจะทางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกตของมน และสญญาณทจะนามาขบนนจะตองอยภายใตขอกาหนดทไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอกบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสงขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซสาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด สาหรบสญญาณทจะนาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจากดกระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกาหนดไวดวยและมการตอตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจากการปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
รปท 13 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
รปท 10 ออกแบบและสรางโครงสรางหมอตมกวยเตยวไฟฟา
5.2 การทดสอบวงจรเรยงกระแส วงจรทออกแบบจะใชแรงดนไฟฟาขาเขา 1 เฟส 220 V 50 Hz แลวนามาผานชดเปลยน แรงดนไฟฟากระแสสลบใหเปนแรงดนไฟฟากระแสตรงดวยไดโอดจานวน 1 โมดลและ แรงดน ไฟฟากระแสตรงทไดจะถกทาใหเรยบขนดวยตวเกบประจขนาด 4700 ไมโครฟารดเพอสงตอไปใชงานยงวงจร อนเวอรเตอร โดยแสดงการตดตงไดโอดโมดล ดงรปท 11 และ รปท 12
รปท 11 คลนกระแสและแรงดนดานเขา
รปท 12 การทดสอบวงจรเรยงกระแส
5.3 วงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร วงจรอนเวอรเตอรทตอแบบฮาลฟบรดจเพอใหประหยด จานวนอปกรณทใช การตดตงเพอใชงานจรงของอปกรณสวตชง อปกรณสวตชงไอจบทจะทางานไดจะตองมสญญาณมาขบทขาเกตของมน และสญญาณทจะนามาขบนนจะตองอยภายใตขอกาหนดทไอจบท ตองสามารถจายแรงดนไฟฟาและกระแสไฟฟาทเพยงพอกบการชารจขาเกตไดซงสญญาณควบคมทไดมาจากทรานซสเตอร เพอคบขาเกตของไอจบทไดโดยตรง จงมวงจรขยายสญญาณใหสงขนเพอใหเพยงพอกบความตองการของขาเกตไอจบท โดยใชไอซสาเรจรป เบอร TLP-250 ซงแรงดนไฟฟาทจายใหกบไอซตวนจะตองไดมาจากแหลงจายแรงดนไฟฟาทผานการแยกกราวนได 2 ชด สาหรบสญญาณทจะนาไปขบไอซ ตองมการตอตวตานทาน เพอจากดกระแสไฟฟาเอาไวไมใหเกนกวาคาทไอซกาหนดไวดวยและมการตอตวเกบประจไฟฟาเพอใหไดแรงดนไฟฟาทเรยบขนกอนทจะนาไปขบขาเกตไอจบทของวงจรภาคกาลงอนเวอรเตอร สญญาณทวดไดจากการปรบความถของสวตชงวงจรอนเวอรเตอร จดท 1 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท จดท 2 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง จดท 3 วดแรงดนตกครอมโหลดและกระแสผานโหลด
รปท 13 วดสญญาณขบขาเกทไอจบท
รปท 14 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง
รปท 15 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง 5.5 ผลการทดสอบประสทธภาพการทางาน การทดสอบโดยทาการเตมนาจานวน 12 ลตร ซงเปนปรมาณทใชในการใชงานจรง จากนนทาการ จบเวลาและวดคากระแสไฟฟา คากาลงไฟฟา วดอณหภมขณะทางาน ซงแสดงผลการทดสอบดงตารางท 1
ตารางท 1 ผลการทดสอบประสทธภาพการใชงานของเตาตม กวยเตยว
เวลา (นาท)
กระแสไฟฟา(A)
กาลงไฟฟา (W)
อณหภม (Celsius)
5 5.28 1193 35 10 5.32 1202 43 15 5.35 1209 55 20 5.37 1214 60 25 5.39 1218 65 30 5.40 1220 70 35 5.41 1223 85 40 5.42 1225 90 45 5.43 1227 100 50 5.44 1229 101 60 5.45 1232 101
ตารางท 2 การเปรยบเทยบทดสอบอณหภมของนาในหมอตม กวยเตยวโดยพลงงานเตาถานและพลงานเหนยวนา
พลงานเหนยวนา พลงงานเตาถาน
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
5 35 5 40 10 43 10 56 15 55 15 68 20 60 20 74 25 65 25 80 30 70 30 90 35 85 35 100 40 90 40 110 45 100 45 98 50 101 50 80 60 101 60 76
จากตารางท 2 ผลการเปรยบเทยบการใชพลงานทงสองแบบผลปรากฏวาพลงานทไดจากการพลงงานเหนยวนาจะใหพลง งานคงท ในสวนพลงงานจากเตาถานเวลาผาน 40 นาท การเผาไหมลดลงอณหภมกลดลง 6. สรป การออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอน: กรณศกษาเตาตมกวยเตยวโดยใชพลงงานความรอนแบบเหนยวนาซงเปนผลงานวจยนวตกรรมสงประดษฐเชงประยกตใชเทคโนโลยหลกการเหนยวนาแปลงผนเปนพลงงานความรอน และไดผลการทดสอบประสทธภาพทางานของเตาตมกวยเตยวพลงงานความรอนแบบเหนยวนาทสรางขน พบวามคากาลงไฟฟาสงสด 1,232 วตต กระแสไฟฟาสงสด 5.45 แอมแปร ปรมาณนา 12 ลตร ตมใหเดอดใชเวลาประมาณ 45 นาท 7. เอกสารอางอง [1] ปณดพล แยมศรวล, ชาญชย ทองโสภา. การ
ออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอนโดยใชหลกการฟลบรดจอนเวอรเตอร. สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, EECON32.
[2] ธรภาพ อดมสนคา, การศกษาประสทธภาพการทานารอนดวยหลกการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา, วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยการจดการพลงงาน คณะพลงงานและวสด, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเหลาธนบร 2545.
[3] ยนต ไชยสงคราม, การออกแบบและพฒนาระบบควบคมของเครองเหนยวนาความรอนโดยใช
รปท 14 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง
รปท 15 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง 5.5 ผลการทดสอบประสทธภาพการทางาน การทดสอบโดยทาการเตมนาจานวน 12 ลตร ซงเปนปรมาณทใชในการใชงานจรง จากนนทาการ จบเวลาและวดคากระแสไฟฟา คากาลงไฟฟา วดอณหภมขณะทางาน ซงแสดงผลการทดสอบดงตารางท 1
ตารางท 1 ผลการทดสอบประสทธภาพการใชงานของเตาตม กวยเตยว
เวลา (นาท)
กระแสไฟฟา(A)
กาลงไฟฟา (W)
อณหภม (Celsius)
5 5.28 1193 35 10 5.32 1202 43 15 5.35 1209 55 20 5.37 1214 60 25 5.39 1218 65 30 5.40 1220 70 35 5.41 1223 85 40 5.42 1225 90 45 5.43 1227 100 50 5.44 1229 101 60 5.45 1232 101
ตารางท 2 การเปรยบเทยบทดสอบอณหภมของนาในหมอตม กวยเตยวโดยพลงงานเตาถานและพลงานเหนยวนา
พลงานเหนยวนา พลงงานเตาถาน
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
5 35 5 40 10 43 10 56 15 55 15 68 20 60 20 74 25 65 25 80 30 70 30 90 35 85 35 100 40 90 40 110 45 100 45 98 50 101 50 80 60 101 60 76
จากตารางท 2 ผลการเปรยบเทยบการใชพลงานทงสองแบบผลปรากฏวาพลงานทไดจากการพลงงานเหนยวนาจะใหพลง งานคงท ในสวนพลงงานจากเตาถานเวลาผาน 40 นาท การเผาไหมลดลงอณหภมกลดลง 6. สรป การออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอน: กรณศกษาเตาตมกวยเตยวโดยใชพลงงานความรอนแบบเหนยวนาซงเปนผลงานวจยนวตกรรมสงประดษฐเชงประยกตใชเทคโนโลยหลกการเหนยวนาแปลงผนเปนพลงงานความรอน และไดผลการทดสอบประสทธภาพทางานของเตาตมกวยเตยวพลงงานความรอนแบบเหนยวนาทสรางขน พบวามคากาลงไฟฟาสงสด 1,232 วตต กระแสไฟฟาสงสด 5.45 แอมแปร ปรมาณนา 12 ลตร ตมใหเดอดใชเวลาประมาณ 45 นาท 7. เอกสารอางอง [1] ปณดพล แยมศรวล, ชาญชย ทองโสภา. การ
ออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอนโดยใชหลกการฟลบรดจอนเวอรเตอร. สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, EECON32.
[2] ธรภาพ อดมสนคา, การศกษาประสทธภาพการทานารอนดวยหลกการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา, วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยการจดการพลงงาน คณะพลงงานและวสด, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเหลาธนบร 2545.
[3] ยนต ไชยสงคราม, การออกแบบและพฒนาระบบควบคมของเครองเหนยวนาความรอนโดยใช
502
การประชมวชาการ มหาวทยาลยขอนแกน ประจำาป 2554“การพฒนาอนาคตชนบทไทย : ฐานรากทมนคงเพอการพฒนาประเทศอยางยงยน” 27-29 มกราคม 2554
ตารางท 2 การเปรยบเทยบทดสอบอณหภมของนำำำาในหมอตม
กวยเตยวโดยพลงงานเตาถานและพลงานเหนยวนำา
จากตารางท 2 ผลการเปรยบเทยบการใชพลงานทงสอง
แบบผลปรากฏวาพลงานทไดจากการพลงงานเหนยวนำาจะใหพลง
งานคงท ในสวนพลงงานจากเตาถานเวลาผาน 40 นาท การเผาไหม
ลดลงอณหภมกลดลง
6. สรป การออกแบบสรางเครองตมนำำำาดวยวธเหนยวนำาความรอน:
กรณศกษาเตาตมกวยเตยวโดยใชพลงงานความรอนแบบเหนยวนำา
ซงเปนผลงานวจยนวตกรรมสงประดษฐเชงประยกตใชเทคโนโลย
หลกการเหนยวนำาแปลงผนเปนพลงงานความรอน และไดผลการ
ทดสอบประสทธภาพทำางานของเตาตมกวยเตยวพลงงานความรอน
แบบเหนยวนำาทสรางขน พบวามคากำาลงไฟฟาสงสด 1,232 วตต
กระแสไฟฟาสงสด 5.45 แอมแปร ปรมาณนำำำา 12 ลตร ตมใหเดอด
ใชเวลาประมาณ 45 นาท
7. เอกสารอางอง[1] ปณดพล แยมศรวล, ชาญชย ทองโสภา. การออกแบบ
สรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอนโดยใชหลกการ
ฟลบรดจอนเวอรเตอร. สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม สำานก
วชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร ,
EECON32.
[2] ธรภาพ อดมสนคา, การศกษาประสทธภาพการทานารอนดวย
หลกการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา, วทยานพนธวทยาศาสตร
มหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยการจดการพล งงาน
คณะพลงงานและวสด, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเหลา
ธนบร 2545.
รปท 14 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง
รปท 15 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง 5.5 ผลการทดสอบประสทธภาพการทางาน การทดสอบโดยทาการเตมนาจานวน 12 ลตร ซงเปนปรมาณทใชในการใชงานจรง จากนนทาการ จบเวลาและวดคากระแสไฟฟา คากาลงไฟฟา วดอณหภมขณะทางาน ซงแสดงผลการทดสอบดงตารางท 1
ตารางท 1 ผลการทดสอบประสทธภาพการใชงานของเตาตม กวยเตยว
เวลา (นาท)
กระแสไฟฟา(A)
กาลงไฟฟา (W)
อณหภม (Celsius)
5 5.28 1193 35 10 5.32 1202 43 15 5.35 1209 55 20 5.37 1214 60 25 5.39 1218 65 30 5.40 1220 70 35 5.41 1223 85 40 5.42 1225 90 45 5.43 1227 100 50 5.44 1229 101 60 5.45 1232 101
ตารางท 2 การเปรยบเทยบทดสอบอณหภมของนาในหมอตม กวยเตยวโดยพลงงานเตาถานและพลงานเหนยวนา
พลงานเหนยวนา พลงงานเตาถาน
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
5 35 5 40 10 43 10 56 15 55 15 68 20 60 20 74 25 65 25 80 30 70 30 90 35 85 35 100 40 90 40 110 45 100 45 98 50 101 50 80 60 101 60 76
จากตารางท 2 ผลการเปรยบเทยบการใชพลงานทงสองแบบผลปรากฏวาพลงานทไดจากการพลงงานเหนยวนาจะใหพลง งานคงท ในสวนพลงงานจากเตาถานเวลาผาน 40 นาท การเผาไหมลดลงอณหภมกลดลง 6. สรป การออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอน: กรณศกษาเตาตมกวยเตยวโดยใชพลงงานความรอนแบบเหนยวนาซงเปนผลงานวจยนวตกรรมสงประดษฐเชงประยกตใชเทคโนโลยหลกการเหนยวนาแปลงผนเปนพลงงานความรอน และไดผลการทดสอบประสทธภาพทางานของเตาตมกวยเตยวพลงงานความรอนแบบเหนยวนาทสรางขน พบวามคากาลงไฟฟาสงสด 1,232 วตต กระแสไฟฟาสงสด 5.45 แอมแปร ปรมาณนา 12 ลตร ตมใหเดอดใชเวลาประมาณ 45 นาท 7. เอกสารอางอง [1] ปณดพล แยมศรวล, ชาญชย ทองโสภา. การ
ออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอนโดยใชหลกการฟลบรดจอนเวอรเตอร. สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, EECON32.
[2] ธรภาพ อดมสนคา, การศกษาประสทธภาพการทานารอนดวยหลกการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา, วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยการจดการพลงงาน คณะพลงงานและวสด, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเหลาธนบร 2545.
[3] ยนต ไชยสงคราม, การออกแบบและพฒนาระบบควบคมของเครองเหนยวนาความรอนโดยใช
รปท 14 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง
รปท 15 วดแรงดนตกครอมหมอแปลง 5.5 ผลการทดสอบประสทธภาพการทางาน การทดสอบโดยทาการเตมนาจานวน 12 ลตร ซงเปนปรมาณทใชในการใชงานจรง จากนนทาการ จบเวลาและวดคากระแสไฟฟา คากาลงไฟฟา วดอณหภมขณะทางาน ซงแสดงผลการทดสอบดงตารางท 1
ตารางท 1 ผลการทดสอบประสทธภาพการใชงานของเตาตม กวยเตยว
เวลา (นาท)
กระแสไฟฟา(A)
กาลงไฟฟา (W)
อณหภม (Celsius)
5 5.28 1193 35 10 5.32 1202 43 15 5.35 1209 55 20 5.37 1214 60 25 5.39 1218 65 30 5.40 1220 70 35 5.41 1223 85 40 5.42 1225 90 45 5.43 1227 100 50 5.44 1229 101 60 5.45 1232 101
ตารางท 2 การเปรยบเทยบทดสอบอณหภมของนาในหมอตม กวยเตยวโดยพลงงานเตาถานและพลงานเหนยวนา
พลงานเหนยวนา พลงงานเตาถาน
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
เวลา (นาท)
อณหภม (Celsius)
5 35 5 40 10 43 10 56 15 55 15 68 20 60 20 74 25 65 25 80 30 70 30 90 35 85 35 100 40 90 40 110 45 100 45 98 50 101 50 80 60 101 60 76
จากตารางท 2 ผลการเปรยบเทยบการใชพลงานทงสองแบบผลปรากฏวาพลงานทไดจากการพลงงานเหนยวนาจะใหพลง งานคงท ในสวนพลงงานจากเตาถานเวลาผาน 40 นาท การเผาไหมลดลงอณหภมกลดลง 6. สรป การออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอน: กรณศกษาเตาตมกวยเตยวโดยใชพลงงานความรอนแบบเหนยวนาซงเปนผลงานวจยนวตกรรมสงประดษฐเชงประยกตใชเทคโนโลยหลกการเหนยวนาแปลงผนเปนพลงงานความรอน และไดผลการทดสอบประสทธภาพทางานของเตาตมกวยเตยวพลงงานความรอนแบบเหนยวนาทสรางขน พบวามคากาลงไฟฟาสงสด 1,232 วตต กระแสไฟฟาสงสด 5.45 แอมแปร ปรมาณนา 12 ลตร ตมใหเดอดใชเวลาประมาณ 45 นาท 7. เอกสารอางอง [1] ปณดพล แยมศรวล, ชาญชย ทองโสภา. การ
ออกแบบสรางเครองตมนาดวยวธเหนยวนาความรอนโดยใชหลกการฟลบรดจอนเวอรเตอร. สาขาวชาวศวกรรมโทรคมนาคม สานกวชาวศวกรรมศาสตร มหาวทยาลยเทคโนโลยสรนาร, EECON32.
[2] ธรภาพ อดมสนคา, การศกษาประสทธภาพการทานารอนดวยหลกการแรงเคลอนไฟฟาเหนยวนา, วทยานพนธวทยาศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาเทคโนโลยการจดการพลงงาน คณะพลงงานและวสด, มหาวทยาลยเทคโนโลยพระจอมเหลาธนบร 2545.
[3] ยนต ไชยสงคราม, การออกแบบและพฒนาระบบควบคมของเครองเหนยวนาความรอนโดยใช
[3] ยนต ไชยสงคราม, การออกแบบและพฒนาระบบควบคมของ
เครองเหนยวนาความรอนโดยใชไมโครคอนโทรลเลอร
ขนาด 32 บต, วทยานพนธวศวกรรมศาสตรมหาบณฑต สาขา
วชาวศวกรรมไฟฟา บณฑตวทยาลย, สถาบนเทคโนโลย
พระจอมเกลาคณทหารลาดกระบง, 2550.
[4] สทธโชค สนรตน, การวเคราะหเตาหงตมเหนยวนาความถสง
ชนดควบคมกาลงไฟฟาดวยความถ, วทยานพนธวศวกรรม
ศาสตรมหาบณฑต สาขาวชาวศวกรรมไฟฟา บณฑตวทยาลย,
สถาบนเทคโนโลยพระจอมเกลาคณทหารลาดกระบง, 2545.
