พิมพ์คำที่ต้องการค้นหา ทั้งภาษาไทยและอังกฤษ
  1. หน้าแรก
  2. คลังความรู้
  3. ควบคุมมอเตอร์ AC
  4. ออกแบบ · ติดตั้ง · แก้ปัญหา

// บทที่ 21.14 · ควบคุมมอเตอร์ AC · Design, Installation & Troubleshooting

ออกแบบและติดตั้งวงจรมอเตอร์: เลือกอุปกรณ์ ขนาดสาย แรงดันตกขณะสตาร์ท ตู้ควบคุม การทดสอบ และตารางแก้ปัญหา

หน้านี้รวมทุกบทก่อนหน้าเป็นงานออกแบบหนึ่งชิ้นตั้งแต่โหลดจนถึงการเดินเครื่อง พร้อมสิ่งที่ต้องตรวจหน้างานและตารางแก้ปัญหาที่รวบรวมจากอาการที่พบบ่อยที่สุด ตัวเลขทุกตัวในตัวอย่างคำนวณได้จากสูตรในหน้า

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต
สรุปใน 30 วินาที
  • ออกแบบตามลำดับ: โหลด → มอเตอร์ → วิธีสตาร์ท → อุปกรณ์ → สาย → ตู้ → ทดสอบ
  • สายต้องผ่านสามเงื่อนไข: พิกัดกระแส แรงดันตก (เดิน ≤ 3–5 % สตาร์ท ≤ 10–15 %) และกระแสลัดวงจรปลายสาย
  • ความร้อนในตู้: ΔT=P/(kA)\Delta T = P/(kA) — ไดรฟ์ทำให้ต้องมีพัดลมเกือบทุกครั้ง
  • ก่อนจ่ายไฟ: เมกเกอร์ ≥ 1 MΩ ตรวจขันน็อต ตรวจลำดับเฟส ทดสอบวงจรควบคุมแยก

ขั้นตอนออกแบบ 10 ข้อ พื้นฐาน

1โหลด · kW · รอบ2เลือกมอเตอร์ IE33วิธีสตาร์ท4คอนแทกเตอร์ AC-35โอเวอร์โหลด · คลาส6MPCB/MCCB · Icu7ขนาดสาย · แรงดันตก8วงจรควบคุม · อินเตอร์ล็อก9ตู้ · IP · ความร้อน10ทดสอบ · เดินเครื่องทุกขั้นอ้างอิงมาตรฐาน: IEC 60034 · IEC 60947-4-1 · IEC 60364 / วสท. · IEC 60204-1 · IEC 61439
รูป 1 · ลำดับนี้ย้อนกลับได้ เช่น แรงดันตกขณะสตาร์ทสูง (ขั้น 7) อาจทำให้ต้องเปลี่ยนวิธีสตาร์ท (ขั้น 3)

K1 Shaft power of a pump or a drive กำลังที่เพลาจากโหลด

Ppump=ρgQHηpP=T ω=T n9550 (kW)P_{pump} = \frac{\rho g Q H}{\eta_p} \qquad P = T\,\omega = \frac{T\,n}{9550}\ \text{(kW)}

K2 Motor size margin เผื่อขนาดมอเตอร์

Pmotor≥(1.10–1.15) Pload,max  →  ขนาดมาตรฐานถัดไปP_{motor} \ge (1.10\text{–}1.15)\,P_{load,max} \;\rightarrow\; \text{ขนาดมาตรฐานถัดไป}

ขนาดสาย แรงดันตก และกระแสลัดวงจรปลายสาย กลาง

K3 Cable ampacity พิกัดกระแสสายหลังลดพิกัด

Iz ktemp kgroup≥InIz≥Ir (ค่าตั้งอุปกรณ์ป้องกันโหลดเกิน)I_z\,k_{temp}\,k_{group} \ge I_n \qquad I_z \ge I_r\ (\text{ค่าตั้งอุปกรณ์ป้องกันโหลดเกิน})

K4 Running voltage drop แรงดันตกขณะเดิน

ΔV%=3 In L (Rcos⁡φ+Xsin⁡φ)VL×100≤3–5 %R=ρA, ρCu,70∘C≈0.0225 Ω mm2/m\Delta V\% = \frac{\sqrt3\,I_n\,L\,(R\cos\varphi + X\sin\varphi)}{V_L}\times100 \le 3\text{–}5\,\% \qquad R = \frac{\rho}{A},\ \rho_{Cu,70^\circ C} \approx 0.0225\ \Omega\,\text{mm}^2/\text{m}

K5 Starting voltage drop แรงดันตกขณะสตาร์ท

ΔVst%≈ΔVtr%+3 Ist L (R⋅0.3+X⋅0.95)VL×100≤10–15 %\Delta V_{st}\% \approx \Delta V_{tr}\% + \frac{\sqrt3\,I_{st}\,L\,(R\cdot0.3 + X\cdot0.95)}{V_L}\times100 \le 10\text{–}15\,\%

K6 Fault at the cable end (TN system) กระแสลัดลงดินปลายสายในระบบ TN

If=U0Zs≥IaZs≈Zsrc+(1+m) ρLAph  (m=Aph/APE)I_{f} = \frac{U_0}{Z_s} \ge I_a \qquad Z_s \approx Z_{src} + (1 + m)\,\frac{\rho L}{A_{ph}}\ \ (m = A_{ph}/A_{PE})

U0U_0 = 230 V · IaI_a = กระแสที่ทำให้อุปกรณ์ป้องกันตัดภายในเวลาที่มาตรฐานกำหนด (สำหรับวงจรมอเตอร์แบบติดตั้งถาวรในระบบ TN มัก 5 s; ใช้ค่าแม่เหล็กของ MPCB/เบรกเกอร์เพื่อให้ตัดทันที) ค่า Ik และเวลาตัดให้ยึดตามมาตรฐานการติดตั้งที่ใช้บังคับในประเทศนั้น

ตัวอย่าง K-1

ปั๊ม 15 kW 4 ขั้ว 400 V ห่างตู้ 50 m หม้อแปลง 315 kVA uk 4 % สตาร์ทตรง

  1. M6: In=15,000/(3×400×0.921×0.84)=28.0I_n = 15{,}000/(\sqrt3 \times 400 \times 0.921 \times 0.84) = 28.0 A · Ist=7×28=196I_{st} = 7 \times 28 = 196 A

  2. L2 (ที่หม้อแปลง): Ssc=315/0.04=7.9S_{sc} = 315/0.04 = 7.9 MVA · Sst=3(400)(196)=136S_{st} = \sqrt3(400)(196) = 136 kVA → ΔU≈1.7 %\Delta U \approx 1.7\,\%

  3. K3: สาย 6 mm² Iz≈36I_z \approx 36 A × 0.87 = 31.3 A ≥ 28 A ✓

  4. K4: R=0.0225/6=3.75R = 0.0225/6 = 3.75 mΩ/m → ΔV=3(28)(50)(0.00375×0.84+0.00008×0.54)=7.7\Delta V = \sqrt3(28)(50)(0.00375 \times 0.84 + 0.00008 \times 0.54) = 7.7 V = 1.9 % ✓

  5. K5: 3(196)(50)(0.00375×0.3+0.00008×0.95)=20.4\sqrt3(196)(50)(0.00375 \times 0.3 + 0.00008 \times 0.95) = 20.4 V = 5.1 % + 1.7 % = 6.8 % ✓ → สตาร์ทตรงได้

  6. อุปกรณ์: คอนแทกเตอร์ 32 A AC-3 · MPCB 24–32 A ตั้ง 28 A · PE 6 mm²

ตู้ควบคุม: ผัง IP และความร้อน กลาง

-Q0-Q1-F3PSU 24V-K1-K2-K3-F2-K4Tรีเลย์เฟสพื้นที่ว่างสำรอง ≥ 20 %พัดลมกรองไฟเข้าด้านบนอุปกรณ์กำลังลมเย็นเข้าต่ำลมร้อนออกสูงเทอร์มินัล -X1ประตู:ปุ่ม ไฟ มิเตอร์เซเลกเตอร์
รูป 2 · วางอุปกรณ์ตามทางไหลของพลังงานจากบนลงล่าง รางเดินสายคั่นระหว่างแถว รางเทอร์มินัลอยู่ล่างสุดใกล้ทางเข้าสาย
  • ตู้แรงต่ำออกแบบและทดสอบตาม IEC 61439 (ผู้ผลิตตู้ต้องตรวจขีดอุณหภูมิ ระยะห่าง พิกัดลัดวงจรของบัสบาร์)
  • IP54 สำหรับในโรงงานทั่วไป IP55/65 สำหรับพื้นที่ล้างน้ำหรือกลางแจ้ง (IEC 60529) — การเจาะช่องพัดลมต้องใช้ชุดพัดลม-ฟิลเตอร์ที่ได้ IP เท่าตู้
  • เว้นพื้นที่สำรอง 20–30 % · ระยะห่างตามคู่มือของไดรฟ์ (ด้านบน-ล่าง 100–200 mm สำหรับลม)

K7 Enclosure temperature rise and fan airflow อุณหภูมิในตู้และปริมาณลมพัดลม

ΔT=Plossk Ae  (k≈5.5 W/m2K เหล็กพ่นสี)V˙ [m3/h]≈3.1 Ploss [W]ΔTallow\Delta T = \frac{P_{loss}}{k\,A_e}\ \ (k \approx 5.5\ \text{W/m}^2\text{K เหล็กพ่นสี}) \qquad \dot V\,[\text{m}^3/\text{h}] \approx \frac{3.1\,P_{loss}\,[\text{W}]}{\Delta T_{allow}}
ตัวอย่าง K-2

ตู้ 600 × 800 × 300 mm ติดผนัง มีไดรฟ์ 15 kW (สูญเสีย ~2.5 %)

  1. Ploss≈0.025×15,000+40=415P_{loss} \approx 0.025 \times 15{,}000 + 40 = 415 W (รวมคอนแทกเตอร์ พาวเวอร์ซัพพลาย)

  2. พื้นที่ระบายความร้อนที่มีผล (ไม่นับด้านหลังติดผนัง) Ae≈0.6(0.8)+0.6(0.3)+2(0.8)(0.3)=1.14A_e \approx 0.6(0.8) + 0.6(0.3) + 2(0.8)(0.3) = 1.14 m²

  3. K7: ปิดทึบ ΔT=415/(5.5×1.14)=66\Delta T = 415/(5.5 \times 1.14) = 66 K — ห้องเครื่อง 35 °C ในตู้จะเกิน 100 °C ✗

  4. ใช้พัดลม: ยอมให้สูงกว่าภายนอก 10 K → V˙=3.1(415)/10=129\dot V = 3.1(415)/10 = 129 m³/h → เลือกพัดลม-ฟิลเตอร์ ≥ 160 m³/h (เผื่อฟิลเตอร์ตัน)

ทดสอบก่อนเดินเครื่อง พื้นฐาน

K8 Insulation resistance acceptance เกณฑ์ความเป็นฉนวน

Riso≥1 MΩ @ 500 V DC (IEC 60204-1)R40∘C≥5 MΩ ขดลวด<1 kV (IEEE 43)PI=R10 minR1 min≥2R_{iso} \ge 1\ \text{M}\Omega\ @\ 500\ \text{V DC (IEC 60204-1)} \qquad R_{40^\circ C} \ge 5\ \text{M}\Omega\ \text{ขดลวด} < 1\ \text{kV (IEEE 43)} \qquad PI = \frac{R_{10\,min}}{R_{1\,min}} \ge 2
  1. ตรวจด้วยตา: อุปกรณ์ตรงแบบ ขนาดสาย เลขสาย ฝาครอบครบ ไม่มีเศษสายในตู้
  2. ขันแน่น: ขั้วกำลังทุกจุดตามแรงบิดที่ระบุ (ทำเครื่องหมายสีหลังขัน)
  3. ต่อเนื่องของสายดิน: วัดความต้านทาน PE จากโครงมอเตอร์ถึงบาร์ดินตู้
  4. ความเป็นฉนวน: ปลดอินเวอร์เตอร์/ซอฟต์สตาร์ท/อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ออกก่อน วัดสายกับมอเตอร์ 500 V DC (K8)
  5. วงจรควบคุม: ปลดวงจรกำลัง (ดึง MPCB ลง) จ่ายเฉพาะไฟควบคุม ทดสอบลำดับการทำงาน อินเตอร์ล็อก ไทเมอร์ หยุดฉุกเฉิน
  6. ทิศหมุน: ปลดคัปปลิงถ้าทำได้ กระตุกสั้น ๆ ตรวจทิศ (ปั๊มหมุนกลับนานเสียหายได้)
  7. เดินจริง: วัดกระแสสามเฟส แรงดัน อุณหภูมิ การสั่น เทียบกับแผ่นป้าย บันทึกเป็นค่าตั้งต้น

ตารางแก้ปัญหา

อาการสาเหตุที่เป็นไปได้ตรวจอะไร
กด START แล้วคอนแทกเตอร์ไม่ดูดฟิวส์ควบคุมขาด · โอเวอร์โหลดทริปค้าง · ปุ่ม STOP/E-stop ค้าง · สายหลุดวัดแรงดันไล่จากราง L ทีละจุดตามแบบ
ดูดตอนกดแต่ปล่อยแล้วดับหน้าสัมผัสล็อกตัวเอง (13-14) ไม่ได้ต่อหรือเสียวัดคร่อม 13-14 ขณะดูด ตรวจสายขนานกับปุ่ม START
คอนแทกเตอร์ครางเสียงดังแรงดันคอยล์ต่ำ · หน้าแกนเหล็กสกปรก · วงแหวนบังเงาแตกวัดแรงดันคอยล์ขณะดูด ทำความสะอาดหน้าแกน
มอเตอร์ฮัมแต่ไม่หมุนเฟสขาด · โหลดติด · ต่อ Y ผิดกับมอเตอร์ 400/690 V ที่โหลดหนักวัดแรงดันสามเฟสที่ขั้วมอเตอร์ หมุนเพลาด้วยมือ (ตัดไฟก่อน)
โอเวอร์โหลดทริปหลังเดินไม่กี่นาทีโหลดเกินจริง · ค่าตั้งผิด · แรงดันต่ำหรือไม่สมดุล · ลูกปืนเสียวัดกระแสเทียบป้าย วัดแรงดัน ฟังเสียงลูกปืน
MPCB ทริปทันทีตอนสตาร์ทลัดวงจร · ฉนวนเสีย · แม่เหล็กตั้งต่ำ · สตาร์-เดลต้าเปลี่ยนจังหวะผิดเมกเกอร์ วัดความต้านทานขด ดูช่วงที่ทริป
มอเตอร์ร้อนผิดปกติ ไม่ทริปพัดลม/ครีบอุดตัน · เดินรอบต่ำด้วย VFD · ฮาร์มอนิก · อุณหภูมิห้องสูงวัดอุณหภูมิโครง ทำความสะอาด ตรวจความถี่ใช้งาน
หน้าสัมผัสคอนแทกเตอร์ไหม้เร็วขนาดเล็กไป · จ็อกบ่อย (AC-4) · คอยล์ดูดไม่แน่นเทียบพิกัดกับลักษณะงาน ตรวจจำนวนครั้งต่อชั่วโมง

บำรุงรักษาเชิงป้องกัน

  • ทุกเดือน: ฟังเสียง ดูอุณหภูมิ ทำความสะอาดฟิลเตอร์พัดลมตู้ ตรวจไฟแสดงสถานะ
  • ทุก 6 เดือน: สแกนความร้อนด้วยกล้องอินฟราเรดขณะมีโหลด (หาจุดต่อหลวม) วัดกระแสสามเฟส
  • ทุกปี: ขันขั้วกำลังซ้ำ ตรวจหน้าสัมผัสคอนแทกเตอร์ วัดความเป็นฉนวน บันทึกแนวโน้ม ทดสอบหยุดฉุกเฉิน
  • ตามชั่วโมงใช้งาน: อัดจาระบีลูกปืนตามป้ายมอเตอร์ เปลี่ยนพัดลมระบายความร้อนของไดรฟ์ (มักทุก 3–5 ปี) และคาปาซิเตอร์บัส DC ตามคู่มือ

คำถามที่พบบ่อย

ค่าความเป็นฉนวนของมอเตอร์ต่ำสุดเท่าไรจึงยอมรับได้?

อุปกรณ์ไฟฟ้าของเครื่องจักรตาม IEC 60204-1 ต้องไม่น้อยกว่า 1 MΩ ที่ 500 V DC ระหว่างตัวนำกับดิน สำหรับขดลวดมอเตอร์แรงต่ำ แนวทาง IEEE 43 แนะนำค่าต่ำสุด 5 MΩ (ปรับอุณหภูมิเป็น 40 °C) และดูแนวโน้มเทียบกับค่าที่เคยวัดได้ ค่าที่ลดลงต่อเนื่องสำคัญกว่าค่าเดี่ยว

ขนาดสายมอเตอร์เลือกจากกระแสอย่างเดียวได้ไหม?

ไม่พอ ต้องตรวจสามเรื่อง: พิกัดกระแสหลังลดพิกัดตามวิธีเดินสายและอุณหภูมิ แรงดันตกทั้งขณะเดินและขณะสตาร์ท และกระแสลัดวงจรปลายสายต้องมากพอให้อุปกรณ์ป้องกันตัดภายในเวลาที่กำหนด สายยาวมักถูกกำหนดขนาดด้วยแรงดันตก ไม่ใช่กระแส

อาจารย์มด · ธีรวุฒิ แสวงบุญ
อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี สมุทรปราการ · ดูโปรไฟล์