พิมพ์คำที่ต้องการค้นหา ทั้งภาษาไทยและอังกฤษ
  1. หน้าแรก
  2. คลังความรู้
  3. ควบคุมมอเตอร์ AC
  4. สตาร์ทตรง DOL

// บทที่ 21.6 · ควบคุมมอเตอร์ AC · Direct-On-Line Starter

วงจรสตาร์ทมอเตอร์โดยตรง (DOL): วงจรกำลัง วงจรควบคุมแบบล็อกตัวเอง ควบคุมสองจุด จ็อก และการเลือกอุปกรณ์ทีละขั้น

DOL คือวงจรมอเตอร์ที่ง่ายและพบมากที่สุด และเป็นแม่แบบของวงจรอื่นทั้งหมด: กลับทางหมุนคือ DOL สองชุดที่อินเตอร์ล็อกกัน สตาร์ท-เดลต้าคือ DOL ที่เพิ่มคอนแทกเตอร์และไทเมอร์ ถ้าเข้าใจหน้านี้ลึก หน้าต่อไปจะง่ายมาก

เขียนโดย อาจารย์มดอัปเดต
สรุปใน 30 วินาที
  • วงจรกำลัง: Q1 (ลัดวงจร) → K1 (ตัด-ต่อ) → F2 (โหลดเกิน) → มอเตอร์
  • วงจรควบคุม: F2 95-96 → STOP (NC) → [START (NO) ∥ K1 13-14] → คอยล์ K1
  • STOP ทุกจุดต่ออนุกรม START ทุกจุดต่อขนาน
  • ล็อกตัวเองให้ความปลอดภัยแบบ no-volt release: ไฟดับแล้วไม่สตาร์ทเอง
  • มอเตอร์ 7.5 kW: MPCB 13–18 A · คอนแทกเตอร์ 18 A AC-3 · สาย 2.5 mm² (≤ 60 m)

วงจรกำลัง พื้นฐาน

L1L2L3PE123456I>>-Q1123456-K112345695-96-F2U1V1W1M3~-M1PEเบรกเกอร์: ตัดลัดวงจร (I>>)และใช้เป็นสวิตช์ตัดต่อคอนแทกเตอร์ AC-3: ตัด-ต่อมอเตอร์คอยล์ A1-A2 อยู่ในวงจรควบคุมโอเวอร์โหลดรีเลย์ ตั้ง Ir = Inหน้าสัมผัส 95-96 ต่ออนุกรมคอยล์-W1 สายมอเตอร์ 3Φ + PEถ้า -Q1 เป็น MPCB ที่มีเทอร์มัลในตัว (I> + I>>) ตัด -F2 ออกได้เส้นประ = ตัวต่อกลไกระหว่างขั้ว · ● = จุดต่อ · เส้นตัดไม่มีจุด = ไม่ต่อกัน
รูป 1 · วงจรกำลัง DOL: อุปกรณ์สามตัวทำสามหน้าที่ต่างกัน ห้ามใช้ตัวหนึ่งแทนอีกตัว (เช่น ใช้เบรกเกอร์ตัด-ต่อมอเตอร์ทุกวัน)

L1 DOL starting current กระแสสตาร์ทตรง

Ist=kst Inkst=Ia/In≈6–8I_{st} = k_{st}\,I_n \qquad k_{st} = I_a/I_n \approx 6\text{–}8

L2 Voltage dip at the transformer แรงดันตกขณะสตาร์ทที่หม้อแปลง (ประมาณ)

ΔU%≈SstSsc+Sst×100Sst=3 VL IstSsc=Struk\Delta U\% \approx \frac{S_{st}}{S_{sc} + S_{st}}\times 100 \qquad S_{st} = \sqrt3\,V_L\,I_{st} \qquad S_{sc} = \frac{S_{tr}}{u_k}

L3 Cable voltage drop แรงดันตกในสายมอเตอร์

ΔV=3 I L (Rcos⁡φ+Xsin⁡φ)cos⁡φstart≈0.3\Delta V = \sqrt3\, I\, L\,(R\cos\varphi + X\sin\varphi) \qquad \cos\varphi_{start} \approx 0.3

วงจรควบคุมแบบล็อกตัวเอง พื้นฐาน

L1N-F32 A-F29596-S01112-S11314-K11314-K1A1A2PWR2,3-K14344-P1X1X2GNเดิน-F29798-P2X1X2YEทริป1234STOP·START·K1ล็อกตัวเองไฟ เดินไฟ ทริปกด -S1 → K1 ดูด → 13-14 ปิดค้างแทนปุ่ม (ล็อกตัวเอง) · กด -S0 หรือ -F2 ทริป → K1 ปล่อยคอยล์อยู่ติดสาย N: ถ้าสาย L เสียดิน จะไม่ทำให้คอยล์ดูดเอง (IEC 60204-1 §9.4.3)
รูป 2 · คอลัมน์ 1 สั่งคอยล์ (STOP · START · K1) · คอลัมน์ 2 หน้าสัมผัสล็อกตัวเอง · คอลัมน์ 3 ไฟเดิน (K1 43-44) · คอลัมน์ 4 ไฟทริป (F2 97-98) · กล่องใต้คอยล์ K1 = ตำแหน่งหน้าสัมผัสของ K1

ลำดับการทำงาน

  1. สภาวะปกติ: F2 95-96 ปิด · S0 ปิด · S1 เปิด · K1 13-14 เปิด → คอยล์ไม่มีไฟ
  2. กด S1: ไฟผ่าน S1 ถึงคอยล์ K1 → K1 ดูด → หน้าสัมผัสหลักต่อมอเตอร์ · 13-14 ปิด · 43-44 ไฟเดินติด
  3. ปล่อย S1: ไฟยังไปถึงคอยล์ผ่าน 13-14 ซึ่งขนานกับ S1 → ล็อกตัวเอง
  4. กด S0: ตัดเส้นทางทั้งหมด → K1 ปล่อย → 13-14 เปิด → ปล่อย S0 แล้วก็ไม่กลับมา
  5. โหลดเกิน: F2 95-96 เปิดเหมือนกด STOP · 97-98 ปิด ไฟทริปติด · ต้องแก้สาเหตุแล้วรีเซ็ต
  6. ไฟดับ: คอยล์หมดไฟ K1 ปล่อย ล็อกหาย → ไฟกลับมามอเตอร์ไม่เดินเอง

L4 Seal-in logic ตรรกะวงจรล็อกตัวเอง

K1ใหม่=F2‾⋅S0‾⋅(S1+K1เดิม)K1_{\text{ใหม่}} = \overline{F2}\cdot\overline{S0}\cdot(S1 + K1_{\text{เดิม}})

ทำไม STOP ต้องเป็น NC: ถ้าใช้ปุ่ม NO แล้วออกแบบให้ “กดเพื่อตัด” สายหลุดหรือหน้าสัมผัสสกปรกจะทำให้กด STOP แล้วไม่มีผล ปุ่ม NC ที่ต่ออนุกรม ถ้าสายขาดเครื่องจะหยุดเอง — ล้มเหลวแบบปลอดภัย (fail-safe) เหตุผลเดียวกันใช้กับโอเวอร์โหลด 95-96 และหยุดฉุกเฉิน

แบบ NEMA/JIC: วงจรเดียวกัน วาดแบบอเมริกา กลาง

เครื่องจักรจากอเมริกาเหนือและโรงงานที่ออกแบบตาม NFPA 79 / NEC วาดวงจรสตาร์ทตรงเป็น “วงจรกำลัง + แลดเดอร์ควบคุม” บนหน้าเดียวกัน รูปนี้คือวงจรเดียวกับรูป 1–2 ที่ 480 V 3Φ 60 Hz ควบคุม 120 V จากหม้อแปลงควบคุม

480 V 3Φ 60 HzL1L2L3DISCFUML1T1L2T2L3T3OLOLT1T2T3M3~PEMTRGNDFU1FU2CTH1H4X1X2480 : 120 VFU311STOP2STARTM2M3123OL42M1GRUN53M1ROFF6X1X2X2 ต่อดินตัวเลขใต้คอยล์ M = เลขแลดเดอร์ที่มีหน้าสัมผัสของ M (ขีดเส้นใต้ = NC) · ตัวเลขบนเส้น = เลขสาย (wire number)จุดต่อทางไฟฟ้าเดียวกันใช้เลขสายเดียวกัน · สีสาย (NFPA 79): แดง = ควบคุม 120 V AC, ดำ = กำลัง, ขาว = X2 ที่ต่อดิน
รูป 2ก · สตาร์ทตรงแบบ NEMA/JIC: ดิสคอนเนกต์+ฟิวส์ → สตาร์ตเตอร์ M (L1 L2 L3 → T1 T2 T3) → ฮีตเตอร์ OL → มอเตอร์ · หม้อแปลงควบคุม 480/120 V (X2 ต่อดิน) → แลดเดอร์ STOP – START ∥ M – คอยล์ M – OL

เทียบกับแบบ IEC ในรูป 1–2

  • แลดเดอร์ 3 สาย (three-wire): STOP (NC) – START (NO) ขนานกับหน้าสัมผัสช่วย M (NO) – คอยล์ M – OL (NC) — ตรรกะเดียวกับ IEC แต่อ่านซ้ายไปขวา
  • OL อยู่ติดคอยล์ ใกล้ราง X2 ที่ต่อดิน (IEC วางหน้าสัมผัสโอเวอร์โหลดไว้หัวสาย) ส่วนฮีตเตอร์ OL อยู่ในวงจรกำลัง
  • เลขใต้คอยล์ “1 2 3”: M มีหน้าสัมผัส NO ที่แลดเดอร์ 1 (ล็อกตัวเอง) และ 2 (ไฟ RUN) และ NC ที่แลดเดอร์ 3 (ไฟ OFF)
  • หม้อแปลงควบคุม: ฟิวส์ปฐมภูมิ FU1 FU2 ที่ H1 H4, ฟิวส์ทุติยภูมิ FU3 ที่ X1 และ X2 ต่อดิน — เหตุผลเดียวกับ “คอยล์ติด N” ของ IEC: เสียดินที่สายควบคุมต้องไม่ทำให้คอยล์ดูดเอง
  • ไม่มีเลขขั้ว 1-2 หรือ 13-14 และ 95-96 — ใช้ชื่ออุปกรณ์ (M, OL) กับเลขสาย 1–6 แทน · สตาร์ตเตอร์ NEMA เลือกจาก hp: มอเตอร์ 10 hp 460 V (FLA 14 A) ใช้ขนาด 1 — ดูตารางที่ หน้าสัญลักษณ์

ควบคุมหลายจุดและจ็อก กลาง

เครื่องจักรมักต้องสั่งได้ทั้งที่ตู้และที่หน้างาน กฎคือ STOP ทุกตัวต่ออนุกรม (กดตัวไหนก็หยุด) และ START ทุกตัวต่อขนาน (กดตัวไหนก็เดิน) ปุ่มจ็อก (inching) ให้มอเตอร์เดินเฉพาะขณะกด ใช้ตั้งตำแหน่งสายพานหรือเครื่องมือ ทำได้ด้วยปุ่มคู่ NO+NC: ส่วน NC ตัดเส้นทางล็อกตัวเอง ส่วน NO จ่ายคอยล์โดยตรง

L1N-F29596-S01112-S21112-S11314-S31314-S42122-K11314-S41314-K1A1A2PWR31234-S0 STOP ในตู้-S2 STOP หน้างาน-S1 START ในตู้-S3 START หน้างาน-S4 JOG (ปุ่มคู่ NO+NC)กด JOG: NC ของ S4 ตัดทางล็อกตัวเองก่อน แล้ว NO จึงจ่ายคอยล์ → ปล่อยปุ่ม มอเตอร์หยุดทันที
รูป 3 · ปุ่มจ็อกแบบคู่: หน้าสัมผัส NC ต้องเปิดก่อนที่ NO จะปิด (break-before-make) มิฉะนั้นมอเตอร์จะล็อกค้างหลังปล่อยปุ่ม

งานจ็อกบ่อย ๆ คือ AC-4 หน้าสัมผัสคอนแทกเตอร์ตัดกระแสสตาร์ททุกครั้ง ต้องลดพิกัดคอนแทกเตอร์หรือเลือกขนาดใหญ่ขึ้น และระวังมอเตอร์ร้อนจากการสตาร์ทถี่

เลือกอุปกรณ์ครบชุดทีละขั้น กลาง

ตัวอย่าง L-1

ปั๊มน้ำ 7.5 kW 400 V 14.6 A ห่างตู้ 60 m หม้อแปลง 500 kVA uk 4 %

  1. L1: Ist=6.5×14.6=95I_{st} = 6.5 \times 14.6 = 95 A

  2. L2: Sst=3(400)(95)=65.8S_{st} = \sqrt3(400)(95) = 65.8 kVA · Ssc=500/0.04=12.5S_{sc} = 500/0.04 = 12.5 MVA → ΔU=65.8/(12,500+65.8)=0.5 %\Delta U = 65.8/(12{,}500 + 65.8) = 0.5\,\% ที่หม้อแปลง — สตาร์ทตรงได้สบาย

  3. คอนแทกเตอร์ 18 A AC-3 · MPCB ช่วง 13–18 A ตั้ง 14.6 A คลาส 10 (ปั๊มเร่ง < 2 s)

  4. L3 สาย 2.5 mm² (R = 0.0225/2.5 = 9 mΩ/m): ขณะเดิน ΔV=3(14.6)(60)(0.009×0.82+0.00008×0.57)=11.3\Delta V = \sqrt3(14.6)(60)(0.009 \times 0.82 + 0.00008 \times 0.57) = 11.3 V = 2.8 % ✓

  5. ขณะสตาร์ท ΔV=3(95)(60)(0.009×0.3+0.00008×0.95)=27.4\Delta V = \sqrt3(95)(60)(0.009 \times 0.3 + 0.00008 \times 0.95) = 27.4 V = 6.9 % — รวมกับหม้อแปลงยังต่ำกว่า 10 % ✓

  6. วงจรควบคุม 230 VAC ผ่านฟิวส์ 2 A · ปุ่ม START/STOP · ไฟเดิน/ทริป

เดินสายในตู้: แนวปฏิบัติ

  • สีสายวงจรกำลังตามมาตรฐานที่ใช้ (ไทยตาม วสท.: L1 น้ำตาล L2 ดำ L3 เทา N ฟ้า PE เขียวคาดเหลือง) วงจรควบคุมใช้สีแยก เช่น แดง (AC) น้ำเงินเข้ม (DC)
  • สวมปลอกเลขสายทั้งสองปลายตามแบบ ย้ำหางปลา/ปลอกย้ำสาย (ferrule) ทุกเส้นที่เป็นสายฝอย
  • ปุ่มกดหน้าตู้ต่อผ่านรางเทอร์มินัล -X1 ไม่ต่อตรงจากอุปกรณ์ในตู้ เพื่อถอดประตูซ่อมได้
  • ทดสอบวงจรควบคุมก่อนต่อมอเตอร์: ปลดวงจรกำลัง กด START/STOP ดูคอนแทกเตอร์และไฟแสดงทำงานถูกลำดับ
  • ทดสอบโอเวอร์โหลดด้วยปุ่ม TEST ระหว่างเดิน ต้องหยุดและไฟทริปติด

คำถามที่พบบ่อย

ทำไมต้องใช้หน้าสัมผัสช่วยล็อกตัวเอง ไม่ใช้สวิตช์ค้าง?

เพื่อความปลอดภัย: เมื่อไฟดับแล้วกลับมา วงจรล็อกตัวเองจะไม่สตาร์ทมอเตอร์เอง (no-volt release) เพราะคอนแทกเตอร์ปล่อยตอนไฟดับและต้องมีคนกด START ใหม่ ถ้าใช้สวิตช์ค้าง มอเตอร์จะเดินทันทีที่ไฟกลับ ซึ่งอันตรายกับคนที่กำลังซ่อมเครื่อง (IEC 60204-1 กำหนดเรื่องการป้องกันการสตาร์ทเองโดยไม่ตั้งใจ)

มอเตอร์ขนาดเท่าไรสตาร์ทตรงได้?

ไม่มีตัวเลขเดียว ขึ้นกับความแข็งแรงของแหล่งจ่าย (ขนาดหม้อแปลง ความยาวสาย) และข้อกำหนดของการไฟฟ้า หลักทั่วไปคือแรงดันตกขณะสตาร์ทที่ตู้เมนไม่ควรเกิน 10–15 % และไม่กระทบอุปกรณ์อื่น ใช้เครื่องคำนวณแรงดันตกในหน้านี้ตรวจ และตรวจข้อกำหนดการขอใช้ไฟในพื้นที่

อาจารย์มด · ธีรวุฒิ แสวงบุญ
อาจารย์สาขาวิชาวิศวกรรมไฟฟ้า มหาวิทยาลัยราชภัฏธนบุรี สมุทรปราการ · ดูโปรไฟล์