หน้าแรก
คลังความรู้
ควบคุมมอเตอร์ AC
คอนแทกเตอร์ · โอเวอร์โหลด

// บทที่ 21.4 · ควบคุมมอเตอร์ AC · Contactors & Overloads

แมกเนติกคอนแทกเตอร์ โอเวอร์โหลดรีเลย์ เบรกเกอร์ป้องกันมอเตอร์ และอุปกรณ์ควบคุม: AC-3 คลาสทริป ไทเมอร์ ปุ่มกด และไฟแสดงสถานะ

วงจรมอเตอร์ทุกแบบสร้างจากอุปกรณ์ชุดเดียวกัน: ตัวป้องกันลัดวงจร ตัวตัด-ต่อ ตัวป้องกันโหลดเกิน และอุปกรณ์สั่งการ หน้านี้อธิบายแต่ละตัวว่าทำงานอย่างไร พิกัดบนตัวหมายถึงอะไร และเลือกอย่างไรให้ใช้งานได้นานในระบบ 400 V 50 Hz

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต 14 ต.ค. 2569

สรุปใน 30 วินาที

ลำดับหน้าที่: ลัดวงจร (MPCB/MCCB/ฟิวส์) → ตัด-ต่อ (คอนแทกเตอร์) → โหลดเกิน (โอเวอร์โหลด)
เลือกคอนแทกเตอร์จากพิกัด AC-3 ที่ 400 V ≥ กระแสมอเตอร์ ไม่ใช่จากกระแส AC-1
ตั้งโอเวอร์โหลด = In ของมอเตอร์ (สตาร์-เดลต้า 0.58 In) · คลาส 10 ทั่วไป · 20/30 โหลดเฉื่อยสูง
Type 2: หลังลัดวงจร คอนแทกเตอร์ยังใช้งานต่อได้ (ยอมให้หน้าสัมผัสติดเล็กน้อยที่แยกได้ง่าย)

แมกเนติกคอนแทกเตอร์ พื้นฐาน

คอนแทกเตอร์คือสวิตช์ที่สั่งด้วยแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อจ่ายไฟเข้าคอยล์ (A1–A2) แกนเหล็กดูดอาร์เมเจอร์ซึ่งยึดกับสะพานหน้าสัมผัส หน้าสัมผัสหลัก (NO) ปิดวงจรกำลัง พร้อมกับหน้าสัมผัสช่วย NO ปิดและ NC เปิด เมื่อตัดไฟคอยล์ สปริงดันกลับ ข้อดีคือแยกวงจรกำลัง 400 V ออกจากวงจรควบคุม ตัด-ต่อได้หลายล้านครั้ง และสั่งจากระยะไกลหรือจาก PLC ได้

รูป 1 · คอยล์พันรอบขาตรงกลางของแกนเหล็กรูปตัว E ส่วนวงแหวนบังเงา (shading ring) อยู่ที่ขาด้านนอก เพราะฟลักซ์ AC ผ่านศูนย์ 100 ครั้งต่อวินาที ถ้าวงแหวนแตก คอนแทกเตอร์จะสั่นและครางเสียงดัง

รูป 2 · เลขขั้วมาตรฐาน IEC 60947: หน้าสัมผัสหลักเลขคี่ด้านไฟเข้า เลขคู่ด้านโหลด คอยล์ A1 (บน) A2 (ล่าง) หน้าสัมผัสช่วยใช้เลขสองหลัก หลักสิบคือลำดับตำแหน่ง หลักหน่วยบอกชนิด (1-2 NC · 3-4 NO · 5-6 / 7-8 หน้าสัมผัสพิเศษ เช่น หน่วงเวลา) — แบบ NEMA ใช้ L1 L2 L3 → T1 T2 T3 แทน

คอยล์: AC หรือ DC

คอยล์ AC (เช่น 230 VAC 50 Hz): ตอนดูดกินกระแสพุ่ง (inrush) 6–10 เท่าของตอนค้าง เพราะช่องอากาศใหญ่ อิมพีแดนซ์ต่ำ
คอยล์ DC (เช่น 24 VDC): ทำงานเงียบ กระแสคงที่ เหมาะกับเอาต์พุต PLC แบบทรานซิสเตอร์ ต้องมีไดโอดหรือวาริสเตอร์คร่อมเพื่อจำกัดแรงดันตอนตัด
ช่วงแรงดันคอยล์ตาม IEC 60947-4-1: ดูดติดได้ที่ 85–110 % Uc และปล่อยที่ 20–75 % Uc (AC) — แรงดันตกลึกชั่วขณะอาจทำให้เครื่องหยุดทั้งไลน์

D1 Coil operating range ช่วงแรงดันทำงานของคอยล์

0.85\,U_c \le U_{pick\text{-}up} \le 1.1\,U_c \qquad U_{drop\text{-}out} \approx (0.2\text{–}0.75)\,U_c

ประเภทการใช้งาน AC-1 AC-3 AC-4 กลาง

ความยากของการตัดวงจรขึ้นกับว่ากระแสที่ต้องตัดเป็นอย่างไร IEC 60947-4-1 จึงกำหนดพิกัดตามประเภทการใช้งาน (utilization category) คอนแทกเตอร์ตัวเดียวมีพิกัดต่างกันในแต่ละประเภท

ประเภท	งาน	สิ่งที่หน้าสัมผัสต้องทำ
AC-1	โหลดความต้านทาน ฮีตเตอร์ (cos φ ≥ 0.95)	ต่อ-ตัดกระแสพิกัด — ง่ายที่สุด พิกัดกระแสสูงสุด
AC-2	มอเตอร์โรเตอร์พันขด (slip-ring)	ต่อ 2.5 Ie ตัด 2.5 Ie
AC-3	มอเตอร์กรงกระรอก สตาร์ท แล้วหยุดขณะเดิน	ต่อกระแสสตาร์ท ~8 Ie แต่ตัดเพียงกระแสเดิน ~1 Ie
AC-3e	มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง IE3/IE4	เหมือน AC-3 แต่รองรับกระแสพุ่งสูงกว่า
AC-4	จ็อก (inching) และ plugging (กลับทางขณะหมุน)	ตัดกระแสสตาร์ท ~6–8 Ie บ่อยครั้ง — หนักที่สุด
AC-15 / DC-13	หน้าสัมผัสช่วยสั่งคอยล์ AC / DC	ตัดโหลดแม่เหล็กไฟฟ้าขนาดเล็ก

D2 Contactor selection เลือกคอนแทกเตอร์สำหรับมอเตอร์

I_e(\text{AC-3},\,400\ \text{V}) \ge I_n \qquad \text{งาน AC-4 ลดพิกัดเหลือราว } 0.3\text{–}0.5\,I_e(\text{AC-3})

ขนาดคอนแทกเตอร์ AC-3 ที่ 400 V และกำลังมอเตอร์โดยประมาณ (ค่าทั่วไปจากแคตตาล็อก)
Ie AC-3 (A)	9	12	18	25	32	38–40	50	65	80	95	115	150
kW ที่ 400 V	4	5.5	7.5	11	15	18.5	22	30	37	45	55	75

โอเวอร์โหลดรีเลย์และคลาสทริป กลาง

โอเวอร์โหลดรีเลย์จำลองความร้อนของขดลวดมอเตอร์ แบบไบเมทัล (thermal) ใช้แผ่นโลหะสองชนิดที่โก่งเมื่อกระแสไหลผ่านฮีตเตอร์ แบบอิเล็กทรอนิกส์วัดกระแสด้วย CT แล้วคำนวณ เมื่อถึงเกณฑ์ หน้าสัมผัส 95–96 (NC) เปิดเพื่อตัดคอยล์คอนแทกเตอร์ และ 97–98 (NO) ปิดเพื่อแจ้งเตือน โอเวอร์โหลด ไม่ได้ตัดวงจรกำลังเอง — มันสั่งให้คอนแทกเตอร์ตัด

รูป 3 · เวลาตัดลดลงเมื่อกระแสเพิ่ม คลาสบอกเวลาตัดสูงสุดที่ 7.2 เท่าของค่าตั้ง (ประมาณกระแสสตาร์ท) — โหลดที่เร่งนานต้องใช้คลาสสูง

D3 Overload setting ค่าตั้งโอเวอร์โหลด

I_r = I_n \;(\text{DOL, reversing, soft starter}) \qquad I_r = \frac{I_n}{\sqrt3} \approx 0.58\,I_n \;(\text{สตาร์-เดลต้า ในทางกระแสเฟส})

D4 Trip class check ตรวจคลาสทริปกับเวลาเร่ง

t_{trip}(7.2\,I_r) \le \text{class [s]} \qquad t_{start} < 0.8 \times t_{trip}(I_{st}/I_r)

คลาส	เวลาตัดที่ 7.2 Ir	เหมาะกับ
10A	2–10 s	มอเตอร์ปั๊มจุ่ม คอมเพรสเซอร์ปิดที่ระบายความร้อนยาก
10	4–10 s	งานทั่วไป ปั๊ม พัดลมเล็ก สายพาน (เร่ง < 5 s)
20	6–20 s	พัดลมใหญ่ เครื่องผสม เครื่องบด (เร่ง 5–10 s)
30	9–30 s	โหลดเฉื่อยสูงมาก หินโม่ เครื่องเหวี่ยง

คุณสมบัติที่ควรมี: ชดเชยอุณหภูมิแวดล้อม (−20…+60 °C) ตรวจเฟสขาด (differential) รีเซ็ตด้วยมือ/อัตโนมัติ (งานทั่วไปใช้มือเพื่อไม่ให้เครื่องสตาร์ทเองหลังทริป) และปุ่มทดสอบ

ป้องกันลัดวงจร: MPCB MCCB ฟิวส์ กลาง

กระแสลัดวงจรหลายพันแอมป์ต้องถูกตัดภายในไม่กี่มิลลิวินาที อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่นี้ต้องมีพิกัดตัดกระแส (breaking capacity) ไม่น้อยกว่ากระแสลัดวงจรที่จุดติดตั้ง และต้องไม่ตัดผิดตอนสตาร์ท

D5 Breaking capacity พิกัดตัดกระแสลัดวงจร

I_{cu} \ge I_{k,max}\ \text{ณ จุดติดตั้ง} \qquad I_{k} \approx \frac{S_{tr}}{\sqrt3\,V_L\,u_k} \;(\text{ที่ขั้วหม้อแปลง})

D6 No nuisance trip at start ไม่ทริปผิดขณะสตาร์ท

I_{m} > (1.5\text{–}2)\,I_{st} \approx (10\text{–}13)\,I_n \qquad (\text{เผื่อกระแสพุ่งครึ่งรอบแรกที่ไม่สมมาตร})

อุปกรณ์	ข้อดี	ข้อควรรู้
MPCB (เช่น ช่วง 13–18 A)	ลัดวงจร + โหลดเกิน + ตัดตอนในตัวเดียว ปรับค่าได้ มีหน้าสัมผัสช่วยบอกทริป	แม่เหล็กตั้งคงที่ ~13 × ค่าสูงสุดของช่วง · Icu แตกต่างตามรุ่น
MCCB แบบมอเตอร์ (magnetic only)	พิกัดตัดสูง ใช้กับมอเตอร์ใหญ่	ต้องมีโอเวอร์โหลดแยก
ฟิวส์ aM	จำกัดกระแสดีมาก ทนกระแสสตาร์ทได้	ป้องกันเฉพาะลัดวงจร ต้องมีโอเวอร์โหลด · เปลี่ยนครบสามเฟส
ฟิวส์ gG	ใช้งานทั่วไป	ต้องใช้ขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อทนกระแสสตาร์ท

การประสาน Type 1 และ Type 2 (IEC 60947-4-1)

Type 1: เมื่อลัดวงจร ไม่มีอันตรายต่อคนและตู้ แต่คอนแทกเตอร์และโอเวอร์โหลดอาจเสียหาย ต้องเปลี่ยน · Type 2: หลังลัดวงจรอุปกรณ์ยังใช้งานต่อได้ ยอมให้หน้าสัมผัสติดกันเล็กน้อยที่แยกออกได้ง่าย งานที่ต้องการให้ไลน์กลับมาเดินเร็วควรใช้ Type 2 ซึ่งผู้ผลิตทดสอบเป็นชุดและออกตารางจับคู่ (coordination table) — ใช้ตารางของผู้ผลิตเดียวกันทั้งชุด

ไทเมอร์และรีเลย์ช่วย พื้นฐาน

On-delay (หน่วงเวลาเปิด): จ่ายไฟคอยล์ → นับเวลา → หน้าสัมผัสเปลี่ยนสถานะ · ตัดไฟ → กลับทันที — ใช้ในสตาร์-เดลต้า สตาร์ทเรียงลำดับ
Off-delay (หน่วงเวลาปิด): จ่ายไฟ → เปลี่ยนทันที · ตัดไฟ → ค้างอีกช่วงเวลา — ใช้กับพัดลมระบายความร้อนหลังเครื่องหยุด
ไทเมอร์สตาร์-เดลต้าเฉพาะ: มีหน้าสัมผัส Y และ Δ แยกกัน พร้อมช่วงตายคงที่ ~50–100 ms ในตัว — แนะนำกว่าใช้ไทเมอร์ทั่วไป
เลขขั้วที่พบ: คอมมอน 15 · NC หน่วงเวลา 16 · NO หน่วงเวลา 18 (หรือ 55-56 / 67-68 ในบล็อกเสริม)

ปุ่มกดและไฟแสดงสถานะ (IEC 60204-1) พื้นฐาน

อุปกรณ์	สีตาม IEC 60204-1	หมายเหตุ
START / ON	ขาว (แนะนำ) เทา ดำ เขียว	ห้ามแดง
STOP / OFF	ดำ (แนะนำ) เทา ขาว · แดงได้	ห้ามเขียว · ไม่ควรเป็นแดงถ้าอยู่ใกล้ E-stop
หยุดฉุกเฉิน	แดง บนพื้นเหลือง หัวเห็ด ล็อกค้าง	หน้าสัมผัสเปิดด้วยกลไกบังคับ (positive opening)
ไฟแดง	ฉุกเฉิน อันตราย	ต้องตอบสนองทันที
ไฟเหลือง	ผิดปกติ ใกล้วิกฤต (เช่น ทริป)	ตรวจสอบ
ไฟน้ำเงิน	ต้องดำเนินการ (เช่น รอรีเซ็ต)	—
ไฟเขียว	สภาวะปกติ	—
ไฟขาว	สถานะกลาง ๆ (เช่น มีไฟเข้า)	—

หลายโรงงานในภูมิภาคใช้ไฟเขียว = “มอเตอร์เดิน” ไฟแดง = “มีไฟพร้อม/หยุด” ตามธรรมเนียมเก่า ให้ยึดมาตรฐานของโรงงานนั้นอย่างสม่ำเสมอ และระบุความหมายบนแผ่นป้ายหน้าตู้

ไฟเลี้ยงวงจรควบคุม กลาง

ตู้ขนาดเล็กมักใช้ 230 VAC จาก L–N ผ่านฟิวส์ IEC 60204-1 กำหนดให้วงจรควบคุมของเครื่องจักรรับไฟผ่านหม้อแปลงแยกขดลวด (ยกเว้นเครื่องจักรที่มีสตาร์ทเตอร์ตัวเดียวและอุปกรณ์ควบคุมไม่เกินสองตัว) เพื่อให้แรงดันต่ำลงและจำกัดผลของการลัดลงดิน ระบบที่มี PLC นิยมใช้ 24 VDC จากพาวเวอร์ซัพพลาย

D7 Control transformer sizing ขนาดหม้อแปลงวงจรควบคุม (ประมาณ)

S_{tr} \ge \sum S_{hold} + S_{inrush,\,max} \qquad \text{ตรวจแรงดันตกขณะดูด} \le 5\text{–}10\,\%

ตัวอย่าง D-1

เลือกอุปกรณ์ให้มอเตอร์ 7.5 kW 400 V 14.6 A สตาร์ทตรง

D2: คอนแทกเตอร์ AC-3 ≥ 14.6 A → 18 A (พิกัด 7.5 kW ที่ 400 V)
MPCB ช่วง 13–18 A ตั้ง Ir = 14.6 A (D3) คลาส 10 · แม่เหล็กตัดราว 13 × 18 = 234 A > กระแสพุ่งสูงสุด ~ 2 × 95 = 190 A (D6)
D5: ถ้าหม้อแปลง 1000 kVA uk 6 % ติดอยู่ใกล้ $I_k \approx 1000/(\sqrt3 \times 0.4 \times 0.06) = 24$ kA → ต้องใช้ MPCB รุ่นที่ Icu ≥ 25 kA หรือมีลิมิตเตอร์/ฟิวส์ต้นทางตามตารางผู้ผลิต
D7: คอนแทกเตอร์ 3 ตัว คอยล์ค้าง 8 VA ตัวละ ดูด 70 VA → $S \ge 3(8) + 70 = 94$ VA → หม้อแปลง 100 VA

สัญลักษณ์ของอุปกรณ์ทั้งหมด

รูป 4 · สัญลักษณ์ IEC 60617 ที่ใช้ในแบบวงจรทุกหน้าของชุดนี้ วิธีอ่านแบบละเอียดอยู่ที่ สัญลักษณ์ · อ่านแบบวงจร · สัญลักษณ์แบบ NEMA ดู หน้าสัญลักษณ์และการอ่านแบบ

คำถามที่พบบ่อย

คอนแทกเตอร์กับรีเลย์ต่างกันอย่างไร?

หลักการเหมือนกันคือคอยล์ดูดหน้าสัมผัส แต่คอนแทกเตอร์ออกแบบหน้าสัมผัสหลักให้ตัดกระแสมอเตอร์ได้ มีห้องดับอาร์ก และพิกัดตามประเภทการใช้งาน AC-3 ส่วนรีเลย์ควบคุมตัดกระแสเล็กในวงจรควบคุม (AC-15/DC-13) ไม่ใช้ตัดมอเตอร์โดยตรง

MPCB แทนโอเวอร์โหลดรีเลย์ได้ไหม?

ได้ MPCB (motor protection circuit breaker) มีทั้งส่วนป้องกันโหลดเกินแบบความร้อนที่ปรับค่าได้และส่วนตัดกระแสลัดวงจรแบบแม่เหล็กในตัวเดียว ใช้คู่กับคอนแทกเตอร์โดยไม่ต้องมีโอเวอร์โหลดแยก ยกเว้นงานสตาร์-เดลต้าที่ต้องการให้ตัวป้องกันอยู่ในทางกระแสเฟส

ปุ่ม START ต้องเป็นสีเขียวไหม?

IEC 60204-1 ให้ปุ่ม START/ON เป็นสีขาว เทา ดำ หรือเขียว โดยแนะนำสีขาว และห้ามใช้สีแดง ปุ่ม STOP/OFF ใช้ดำ เทา ขาว (แนะนำดำ) ใช้แดงได้แต่ไม่ควรวางใกล้ปุ่มหยุดฉุกเฉิน ส่วนปุ่มหยุดฉุกเฉินต้องเป็นสีแดงบนพื้นเหลือง ในทางปฏิบัติไทยมักใช้ START เขียว STOP แดง ซึ่งยังอยู่ในกรอบที่ยอมรับ

อาจารย์มด · ธีรวุฒิ แสวงบุญ
อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี สมุทรปราการ · ดูโปรไฟล์