เนื้อหาวันที่ : 2009-12-11 12:17:56 จำนวนผู้เข้าชมแล้ว : 73000 views

ประสิทธิภาพที่ได้จากการคำนวณภาระมอเตอร์ไฟฟ้า

โรงงานอุตสาหกรรมจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องกลไฟฟ้าหลัก ในระบบจักรกลการผลิต ต้นทุนของพลังงานไฟฟ้าจึงมีมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวกำหนด รวมทั้งตัวเลขบนใบเรียกเก็บเงินค่าใช้ไฟฟ้าด้วย การใช้งานมอเตอร์ไฟฟ้าให้เกิดประโยชน์สูงสุดตามระดับประสิทธิภาพของตัวมอเตอร์จะเป็นหนทางหนึ่งที่จะช่วยลดปริมาณการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า และลดค่าใช้จ่าย บทความนี้จะขอนำเสนอวิธีการคำนวณเพื่อกำหนดขนาดของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับภาระที่ต้องขับเคลื่อน (Load) เพื่อจุดประสงค์ในการประหยัดพลังงานไฟฟ้า และยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งอาจเลือกใช้ได้หลายวิธี

ศรีดาวรรณ์ ใจอ้าย

.

.

โรงงานอุตสาหกรรมจะใช้มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นเครื่องกลไฟฟ้าหลัก ในระบบจักรกลการผลิต ต้นทุนของพลังงานไฟฟ้าจึงมีมอเตอร์ไฟฟ้าเป็นตัวกำหนด รวมทั้งตัวเลขบนใบเรียกเก็บเงินค่าใช้ไฟฟ้าด้วย การใช้งานมอเตอร์ไฟฟ้าให้เกิดประโยชน์สูงสุดตามระดับประสิทธิภาพของตัวมอเตอร์จะเป็นหนทางหนึ่งที่จะช่วยลดปริมาณการสูญเสียพลังงานไฟฟ้า และลดค่าใช้จ่าย  

.

ทั้งนี้หากเราเลือกใช้มอเตอร์ไฟฟ้าด้วยขนาดที่ไม่เหมาะสมกับภาระที่มอเตอร์ต้องขับเคลื่อน ยกตัวอย่างเช่น ใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่เกินไป หรือใช้มอเตอร์ชนิดประสิทธิภาพต่ำในงานที่ต้องเดินเครื่องตลอดเวลา เป็นต้น

.

บทความนี้จะขอนำเสนอวิธีการคำนวณเพื่อกำหนดขนาดของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับภาระที่ต้องขับเคลื่อน (Load) เพื่อจุดประสงค์ในการประหยัดพลังงานไฟฟ้า และยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์ไฟฟ้า ซึ่งอาจเลือกใช้ได้หลายวิธี

.
ทำไมต้องคำนวณภาระของมอเตอร์ 

เมื่อจะซื้อมอเตอร์มาใช้งาน สิ่งแรกที่เราต้องรู้ก็คือ ขนาดแรงม้าของมอเตอร์ และจะรู้ได้อย่างไรนั้นก็ต้องพิจารณาว่าจะใช้ขับโหลดขนาดเท่าใด บางคนเลือกมอเตอร์ขนาดใหญ่เอาไว้ก่อนเพราะคาดการณ์เอาไว้ว่าจะขับโหลดไหวแน่นอน ส่วนบางคนเลือกให้พอดีกับโหลดเพราะต้องการประหยัดค่าใช้จ่าย หรือบางคนเลือกที่จะเผื่อเอาไว้ 10% แล้วแบบไหนที่ถูกต้อง ? 

.

มอเตอร์ไฟฟ้าทั่วไปได้รับการออกแบบมาให้ทำงานในระดับ 50-100% ของพิกัดโหลด และจะทำงานด้วยประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อขับโหลดที่ระดับ 75% ยกตัวอย่างกรณีถ้ามอเตอร์ไฟฟ้ามีขนาด 20 แรงม้า จะมีย่านของโหลดที่ยอมรับได้ในช่วง 10-20 แรงม้า และจะเกิดประสิทธิภาพสูงสุดเมื่อนำไปใช้ขับโหลดในระดับ 15 แรงม้า

.

และถ้าเราใช้มอเตอร์ขนาดใหญ่กว่าโหลดมากเกินไปประสิทธิภาพของมอเตอร์จะมีแนวโน้มที่จะลดลง อย่างไรก็ตามที่กล่าวมานี้อาจขึ้นอยู่กับชนิดของมอเตอร์อีกด้วย และย่านการขับโหลดจะเปลี่ยนไปสำหรับมอเตอร์ขนาดแรงม้าสูง ๆ ด้วยเหตุนี้เองจึงนำเอากราฟในรูปที่ 1 มาให้พิจารณากัน

.

รูปที่ 1 กราฟแสดงประสิทธิภาพของมอเตอร์ขนาดต่าง ๆ เมื่อขับโหลดในระดับต่างกัน1

.

ในรูปกราฟที่ 1 แสดงให้เห็นว่ากรณีของมอเตอร์ขนาดใหญ่ (75-100 แรงม้า) แม้จะขับโหลดในระดับต่ำกว่า 50 % ก็ยังคงสูง (กราฟเส้นบนสุด) แต่ก็ใช่ว่าจะดี เพราะยิ่งมอเตอร์มีขนาดใหญ่ราคาก็ยิ่งแพง และกินกำลังไฟฟ้ามากกว่าด้วย ในขณะเดียวกันให้พิจารณารูปกราฟที่ 2 ก็จะเห็นได้ว่า ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ก็มีแนวโน้มที่จะลดลง เมื่อมอเตอร์ขับโหลดต่ำกว่า 50 % แต่อัตราการลดลงนั้นไม่มากเท่ากรณีของกราฟรูปที่ 1

.

รูปที่ 2 กราฟแสดงค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ที่ลดลงเมื่อมอเตอร์ขับโหลดต่ำกว่าพิกัด 2

.

สำหรับกรณีที่มอเตอร์ขับโหลดไม่ไหว หรือมอเตอร์มีขนาดเล็กเกินไปนั้น เรียกว่า Overloaded Motor จะทำให้มอเตอร์มีความร้อนสูง อันเนื่องมาจากมีปริมาณกระแสไฟฟ้าไหลในขดลวดของมอเตอร์สูงเกินพิกัด ทั้งนี้การออกแบบสร้างมอเตอร์จะมีการกำหนดตัวประกอบความปลอดภัยที่เรียกว่า Service Factor เอาไว้เพื่อกำหนดว่ามอเตอร์จะทนต่อการขับโหลดเกินพิกัดได้มากเท่าใด ยกตัวอย่างเช่น มอเตอร์ขนาด 20 แรงม้า มีค่า Service Factor เท่ากับ 1.15  

.

นั่นก็หมายถึงว่ามอเตอร์จะทนต่อการขับโหลดเกินได้เท่ากับ 20 x 1.15 = 23 แรงม้า แต่ก็จะทนได้ในช่วงเวลาสั้น ๆ เท่านั้นโดยไม่ทำความเสียหายกับตัวมอเตอร์ หากเรายังฝืนใช้งานในระดับเกินโหลด ก็จะส่งผลให้อายุการใช้งานของมอเตอร์ลดลง นอกจากนี้ให้จำไว้ว่าไม่ควรใช้มอเตอร์ขับภาระเกินพิกัดเมื่อแรงดันลดต่ำลงกว่าค่าปกติมาก หรือเมื่ออุณหภูมิโดยรอบสูงกว่าปกติ

.

เท่าที่กล่าวมาตั้งแต่ต้นนี้ หากมีความจำเป็นต้องใช้งานมอเตอร์ขับโหลดต่ำกว่า 50 % ของพิกัด เราอาจต้องดัดแปลงระบบบางอย่าง อย่างไรก็ตามในบางกรณีก็มีความจำเป็น เพราะต้องเผื่อการทำงานในช่วงพีก (Peak) ของโหลด เช่น มอเตอร์ระบบปั๊มน้ำ ที่ในช่วงมีคนใช้น้ำน้อยมอเตอร์ปั๊มจะทำงานน้อย  

.

ในขณะที่บางช่วงเวลามีการใช้น้ำพร้อม ๆ กันก็จะต้องทำงานหนักขึ้น การแก้ไขปัญหานี้อาจทำได้โดยเลือกใช้มอเตอร์ที่มีขนาดเล็กลงแต่สามารถปรับความเร็วได้ 2 ระดับ ร่วมกันกับกระบวนการจัดการโหลดให้อยู่ในย่านที่ยอมรับได้

.

การวัดค่าระดับภาระของมอเตอร์ไฟฟ้า อาจทำได้ง่ายด้วยวิธีการที่จะกล่าวในบทความนี้ และในส่วนท้ายของบทความจะมีตัวอย่างของแบบฟอร์มบันทึกข้อมูลจากเนมเพลต และจากการทดสอบภาคสนามเพื่อให้ได้มาซึ่งพารามิเตอร์และข้อมูลที่สำคัญต่อการคำนวณ (Attachment A) นอกจากนี้ยังมีแบบฟอร์มการคำนวณการประหยัดพลังงานไฟฟ้าของมอเตอร์ไฟฟ้ามาให้ด้วย (Attachment B)

.
การคำนวณภาระมอเตอร์ไฟฟ้า
• วิธีการวัดกำลังไฟฟ้าอินพุต 

ถ้าสามารถวัดค่าด้วยเครื่องมือวัด เราอาจนำค่าที่ได้ไปคำนวณเพื่อประเมินค่าภาระตามส่วนของมอเตอร์ได้ โดยอาศัยสมการที่ 1 คำนวณกำลังไฟฟ้า 3 เฟสที่ป้อนให้กับมอเตอร์ที่กำลังขับโหลดอยู่ได้ จากนั้นใช้วิธีการเปรียบเทียบค่าที่วัดได้ กับค่ากำลังไฟฟ้าที่ต้องการเมื่อมอเตอร์ทำงานที่พิกัด โดยความสัมพันธ์นี้แสดงอยู่ในสมการที่ 2 และ 3

.

.
โดย     Pi   = กำลังไฟฟ้า 3 เฟส (kW)
           V   = แรงดัน RMS, (mean line-to-line ของ 3 เฟส)
           I    = กระแส RMS, (mean of ของ 3 เฟส)
          PF   = Power factor as a decimal
.

.
โดย   Pir   = กำลังไฟฟ้าอินพุต ที่พิกัดโหลด (kW)
         hp  = แรงม้าที่พิกัด จากเนมเพลต
         nfl  = ประสิทธิภาพที่โหลดเต็มพิกัด (Full Load)
.

.
โดย   Pi   = กำลังไฟฟ้า 3 เฟสที่วัดได้ (kW)
        Pir  = กำลังไฟฟ้าอินพุต ที่พิกัดโหลด (kW)
     Load  = กำลังเอาต์พุต ในหน่วยเปอร์เซ็นต์ของกำลังที่พิกัด
.

ตัวอย่างการคำนวณ: มอเตอร์ไฟฟ้าขนาด 50 แรงม้า, 1850 rpm. แบบ Open drip-proof enclosure ใช้งานมาแล้ว 10 ปี และยังไม่เคยพันขดลวดใหม่ เมื่อทำการทดสอบ ได้ค่าต่าง ๆ มาดังนี้

.
.
• การคำนวณด้วยค่ากระแส

การคำนวณโหลด โดยประเมินค่ากระแสโหลดจะทำได้เมื่อเราสามารถวัดค่ากระแสโหลดของมอเตอร์ได้ ทั้งนี้กระแสจะมีการเปลี่ยนแปลงตามโหลดที่เปลี่ยนในลักษณะที่ค่อนข้างเป็นเชิงเส้น จนกระทั่งโหลดลดลงถึงระดับ 50% ของ Full Load ดังแสดงในรูปที่ 3 เมื่อถึงระดับที่ต่ำกว่า 50% ผลกระทบของกระแสแม่เหล็ก (Magnetizing Current) และการที่เพาเวอร์แฟกเตอร์ลดลงมากทำให้เส้นกราฟของกระแสเริ่มที่จะไม่เป็นเชิงเส้น ด้วยเหตุนี้เองการคำนวณด้วยค่ากระแสจึงไม่เหมาะที่จะใช้เมื่อโหลดต่ำ ๆ

.

รูปที่ 3 เส้นกราฟกระแสที่เปลี่ยนแปลงตามค่าโหลดของมอเตอร์ที่ระดับต่าง ๆ

.

ค่ากระแสเต็มพิกัด (Full Load Current) ซึ่งระบุไว้บนเนมเพลต ได้มากจากการวัดค่าเมื่อมอเตอร์ขับโหลดเต็มพิกัด ดังนั้นการวัดค่ากระแส RMS จะต้องวัดที่ระดับแรงดันปกติ เพราะถ้าวัดในขณะที่แรงดันลดต่ำลงกว่าที่ระบุเอาไว้บนเนมเพลตแล้ว ค่ากระแสที่อ่านได้จากเครื่องมือวัดก็จะสูงผิดปกติ จุดหลักของการคำนวณด้วยค่ากระแสก็คือการตรวจสอบระดับแรงดันให้คงที่นั่นเอง และเมื่อได้ค่ากระแสที่ถูกต้องแล้วจะสามารถใช้สมการที่ 4 เพื่อคำนวณโหลดของมอเตอร์ได้ดังนี้

.

.
โดย  Load    = กำลังเอาต์พุต ในหน่วยเปอร์เซ็นต์ของกำลังที่พิกัด                
             I    = กระแส RMS, (Mean ของ 3 เฟส) 
             Ir   = กระแสที่พิกัด จากเนมเพลต
             V   = แรงดัน RMS, (Mean line-to-line ของ 3 เฟส)
             Vr  = แรงดันที่พิกัด จากเนมเพลต
.
• การคำนวณด้วยค่าสลิป

การคำนวณโหลดของมอเตอร์โดยอาศัยค่าสลิปนี้จะทำได้เมื่อเราสามารถวัดค่าความเร็วรอบของมอเตอร์ได้ ทั้งนี้ความเร็วที่เรียกว่าความเร็วซิงโครนัส จะขึ้นอยู่กับความถี่ของสัญญาณไฟฟ้าที่ป้อนให้มอเตอร์ และจำนวนขั้วแม่เหล็กของมอเตอร์ ยิ่งความถี่สูง มอเตอร์จะยิ่งหมุนเร็ว แต่ถ้ามอเตอร์มีขั้วแม่เหล็กมากมอเตอร์ตัวนั้นจะหมุนช้า ดังแสดงในตารางที่ 1 เป็นความเร็วรอบของมอเตอร์ที่มีขั้วแม่เหล็กจำนวนต่าง ๆ กัน ซึ่งเป็นไปตามสมการ Ns = (120f)/P

.

ตารางที่ 1 ความเร็วซิงโครนัสของมอเตอร์ที่มีจำนวนขั้วแม่เหล็กไม่เท่ากัน

.

มอเตอร์ไม่ได้หมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส แต่จะหมุนด้วยความเร็วที่แท้จริงซึ่งต่ำกว่าความเร็วซิงโครนัส ความแตกต่างของความเร็วนี้เรียกว่าสลิป (Slip) และค่าสลิปจะเปลี่ยนแปลงอย่างเป็นสัดส่วนกับโหลดของมอเตอร์ดังแสดงในกราฟรูปที่ 4 ทั้งนี้หากมอเตอร์ขับโหลดเพียง 50% ค่าสลิปก็จะมีค่าเท่ากับครึ่งระหว่างความเร็วซิงโครนัส กับความเร็วเมื่อโหลดเต็มพิกัด

.

รูปที่ 4 กราฟแสดงค่าสลิปที่โหลดระดับต่าง ๆ ของมอเตอร์

 .

การวัดระดับความเร็วรอบที่แท้จริงของมอเตอร์จะใช้เครื่องมือที่เรียกว่า Tachometer ทั้งนี้แบบที่เรียกว่า Stroboscopic Tachometer จะให้ความแม่นยำมากกว่าแบบเครื่องวัดแบบอื่น ๆ เช่นแบบที่ติดตั้งไว้บนเพลา (Plug-in Tachometer) หรือแบบต้องติดแถบสะท้อนแสงเพื่อนับความเร็วรอบ อย่างไรก็ตามหากมั่นใจว่าค่าที่อ่านได้มีความถูกต้องแล้ว ก็ให้ใช้สมการที่ 5 คำนวณโหลดของมอเตอร์ได้ ดังนี้

 .

 .

โดย   Load  = กำลังไฟฟ้าเอาต์พุตในหน่วย เปอร์เซ็นต์ของกำลังที่พิกัด
          Slip  = ความเร็วซิงโครนัส (rpm) – ความเร็วที่วัดได้ (rpm)
            Ss  = ความเร็วซิงโครนัส (rpm)  
            Sr  = ความเร็วที่ระดับโหลดเต็มพิกัด จากเนมเพลต (rpm)

 .

ตัวอย่างการคำนวณ: มอเตอร์มีค่าความเร็วซิงโครนัส 1800 rpm, ความเร็วรอบที่ระบุไว้บนเนมเพลตเท่ากับ 1725 rpm, ความเร็วที่วัดได้จริงเท่ากับ 1750 rpm แรงม้าที่พิกัดเท่ากับ 30 แรงม้า

 .
เราสามารถคำนวณแรงม้าที่ส่งออกมาแท้จริงได้ดังนี้

นั่นคือแรงม้าที่ส่งออกมาแท้จริงเท่ากับ 0.66 x 30 = 19.98 แรงม้า

 .

อย่างไรก็ตามการคำนวณด้วยวิธีนี้มีข้อจำกัดบางอย่าง คือค่าที่ระบุไว้บนเนมเพลตอาจจะคลาดเคลื่อนได้เกือบ 20% ตามข้อกำหนดของ NEMA ผู้ผลิตอาจระบุความเร็วรอบไว้โดยคลาดเคลื่อนในระดับ 5 rpm ซึ่งแม้จะมีค่าน้อยเมื่อเทียบกับค่าความเร็วที่ระดับเต็มพิกัด  

 .

แต่เนื่องจากการคำนวณด้วยวิธีนี้เป็นการคำนวณด้วยผลต่างระหว่างความเร็วที่ระบุเอาไว้บนเนมเพลต กับความเร็วซิงโครนัส ดังนั้นความคลาดเคลื่อนเพียง 5 rpm เมื่อแทนค่าในสมการแล้วจะเพิ่มความคลาดเคลื่อนได้อย่างมากเลยทีเดียว

 .

นอกจากที่กล่าวมาแล้ว ค่าสลิปยังแปรผกผันกับแรงดันที่จ่ายให้ที่ขั้วกำลังสอง ที่จ่ายให้มอเตอร์ ซึ่งการระบุค่าแรงดันนี้บนเนมเพลต NEMA ระบุให้สามารถคาดเคลื่อนได้ 10 % เมื่อจะชดเชยผลของการคาดเคลื่อนนี้เราอาจเลือกใช้สมการที่ 6 เพื่อชดเชยค่าแรงดันดังนี้

 .

 .

โดย      Load  = กำลังเอาต์พุตในหน่วยเปอร์เซ็นต์ของกำลังที่พิกัด
             Slip  = ความเร็วซิงโครนัส (rpm) – ความเร็วที่วัดได้ (rpm)
               Ss  = ความเร็วซิงโครนัส (rpm)
               Sr  = ความเร็วที่ระดับโหลดเต็มพิกัดจากเนมเพลต (rpm)
               V   = แรงดัน RMS (Mean Line to Line 3 เฟส)
               Vr  = แรงที่พิกัดจากเนมเพลต

.
• การคำนวณประสิทธิภาพของมอเตอร์

ตามนิยามของ NEMA นั้นระบุเอาไว้ว่าประสิทธิภาพเชิงพลังงานของมอเตอร์ก็คืออัตราส่วนของกำลังเอาต์พุตที่ใช้ประโยชน์ได้กับกำลังไฟฟ้าอินพุตที่ป้อนให้มอเตอร์ โดยจะแทนค่าประสิทธิภาพเป็นเปอร์เซ็นต์

 .

 .
โดย           = ประสิทธิภาพ (%)
         hp     = แรงม้าที่พิกัดที่พิกัดจากเนมเพลต
      Load     = กำลังเอาต์พุตในหน่วยเปอร์เซ็นต์ของกำลังที่พิกัด
          Pi      = กำลังไฟฟ้า 3 เฟส (kW)
 .

โดยนิยามนั้น แรงม้าที่ระบุของมอเตอร์ เป็นกำลังทางกลที่ส่งออกจากเพลา (Shaft) ของมอเตอร์ ดังแสดงในรูปที่ 5 เป็นภาพอธิบายกระบวนการสร้างกำลังเอาต์พุตของมอเตอร์ ซึ่งเป็นกระบวนการแปลงพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานทางกล ที่มีส่วนของการเกิดกำลังไฟฟ้าสูญเสีย (Losses) ด้วย

 .

รูปที่ 5 โครงสร้างการแปลงพลังงานไฟฟ้าไปเป็นพลังงานกลของมอเตอร์

 .

ตามข้อกำหนดของ NEMA ได้ระบุเอาไว้ว่ามอเตอร์ Design A, B ขนาดไม่เกิน 500 แรงม้า จะต้องมีการระบุค่าประสิทธิภาพเต็มพิกัดโหลด (Full-Load Efficiency) อยู่บนเนมเพลตด้วย และการวิเคราะห์เพื่อการอนุรักษ์พลังงานสำหรับมอเตอร์โดยทั่วไปก็จะสมมุติให้มอเตอร์ทำงานด้วยค่าประสิทธิภาพที่ระบุบนเนมเพลตนี้

 .

สำหรับมอเตอร์เก่าที่ใช้งานมานานแล้ว หรือมอเตอร์ที่ไม่มีข้อมูลเนมเพลต ก็เป็นการยากที่จะหาประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้ หรือถ้ามอเตอร์ที่ได้รับการพันขดลวดใหม่ก็เป็นไปได้ที่ค่าประสิทธิภาพจะลดลง ในกรณีต่าง ๆ เหล่านี้เราอาจต้องทำการหาประสิทธิภาพเมื่อมอเตอร์ขับโหลดแต่ละช่วง หรือติดต่อผู้ผลิตเพื่อแจ้งรุ่น, ชนิด และ Serial Number ของมอเตอร์สำหรับการประมาณค่าโดยคร่าว ๆ

 .

แต่ถ้าผู้ผลิตไม่สามารถหาข้อมูลให้ได้ เราอาจต้องใช้การเปิดตารางเพื่อเปรียบเทียบค่าประสิทธิภาพจากขนาดแรงม้า ขนาดความเร็วรอบ และชนิดของมอเตอร์ เมื่อมอเตอร์ขับโหลด 100%, 75%, 50% และ 25% ดังแสดงในตารางที่ 2

 .
ตารางที่ 2 ประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่พารามิเตอร์ต่าง ๆ กัน

 .
แบบฟอร์มบันทึกข้อมูลจากเนมเพลตและข้อมูลจากการทดสอบภาคสนาม (Field Test)

 .
แบบฟอร์มการคำนวณเพื่อประหยัดพลังงานมอเตอร์

 .
เมื่อเราจะใช้วิธีการคำนวณเพื่อประมาณค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ จะต้องทำการคำนวณตามขั้นตอนดังนี้

1. คำนวณหาโหลดของมอเตอร์ในขณะทำงานอยู่ โดยใช้วิธีการคำนวณ ด้วยกำลังไฟฟ้า, กระแส หรือสลิปตามที่ได้กล่าวไว้ข้างต้นนี้
2. หาข้อมูลประสิทธิภาพในขณะขับโหลดเป็นช่วง (Part-Load Efficiency) โดยใช้ข้อมูลโดยประมาณของผู้ผลิต หรือดูจากตารางที่ 2
3. ถ้าสามารถใช้เครื่องมือวัดทำการวัดกำลังไฟฟ้าได้ ก็ให้แทนค่าลงในสมการที่ 8 เพื่อหาค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ที่ทำงานได้

 .

 .

โดย  Load   = กำลังไฟฟ้าเอาต์พุต ในหน่วยเปอร์เซ็นต์ของกำลังไฟฟ้าที่พิกัด
            Pi   =  กำลังไฟฟ้า 3 เฟส (kW)
                =  ประสิทธิภาพ (%)
            hp  =  แรงม้าที่พิกัด จากเนมเพลต

 .

• การประเมินค่าโหลด และประสิทธิภาพด้วยคอมพิวเตอร์

นอกจากที่กล่าวมาทั้งหมดนี้ ยังมีวิธีที่จะช่วยคำนวณประสิทธิภาพของมอเตอร์ออกมาได้ โดยแบ่งออกเป็น 3 วิธีคือ การใช้อุปกรณ์พิเศษ, การใช้ซอฟต์แวร์คำนวณ และวิธีการวิเคราะห์

 .

อุปกรณ์พิเศษมีลักษณะเป็นชุดเครื่องมือวัดแบบมือถือที่สามารถนำไปเชื่อมต่อกับมอเตอร์เพื่ออ่านค่าพารามิเตอร์ต่าง ๆ และวัดออกมาเป็นค่าประสิทธิภาพได้

 .

ในขณะที่วิธีการทางซอฟต์แวร์ และวิธีการวิเคราะห์นั้นจะใช้เครื่องมือวัดค่ากำลังไฟฟ้า, กำลังวาร์ (Var), ความต้านทาน, แรงดัน, กระแสไฟฟ้า และความเร็วรอบ ซึ่งทั้งหมดจะต้องเป็นเครื่องมือวัดที่มีความแม่นยำสูง โดยเฉพาะอย่างยิ่งวัตต์มิเตอร์ที่ใช้ต้องเป็นเครื่องที่มีความแม่นยำ กำลังต่ำ และต้องมีค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ต่ำด้วย

 .

สำหรับในต่างประเทศมีการจัดทำการวิจัยเพื่อทดสอบหาประสิทธิภาพให้ได้แม่นยำ ยกตัวอย่างเช่น ที่มหาวิทยาลัยวอชิงตันสเตต ซึ่งร่วมกันกับมหาวิทยาลัยโอเรกอน สหรัฐ ฯ ออกแบบสร้างระบบตรวจวัดประสิทธิภาพของมอเตอร์ขึ้นมา โดยใช้เครื่องมือที่เรียกว่า Vogelsang, Benning Motor- Check, ECNZ Vectron Motor Monitor และ Niagara Instrument MAS-1000

 .

เครื่องมือที่กล่าวนี้สามารถอ่านค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ได้อย่างแม่นยำเมื่อเทียบกับค่าประสิทธิภาพจริง (TRUE Efficiency ที่วัดค่าโดยไดนาโมมิเตอร์ และเครื่องมือในห้องทดลองของมาตรฐาน IEEE ทั้งนี้ในระดับโหลด 25% ถึง 150% เครื่องมือวัดนี้สามารถรักษาระดับความแม่นยำได้ถึง 3%

.

นอกจากนี้แล้วห้องทดลอง Oak Ridge National ก็ได้พัฒนาซอฟต์แวร์ ORMEL96 (Oak Ridge Motor Efficiency and Load, 1996) เป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้วงจรสมมูล (Equivalent Circuit) ในการประเมินค่าโหลด และประสิทธิภาพของมอเตอร์ แต่ทั้งนี้เราจะต้องป้อนข้อมูลบนเนมเพลต และวัดความเร็วของโรเตอร์ เพื่อให้ซอฟต์แวร์คำนวณออกมาเป็นค่าประสิทธิภาพ และค่าของโหลดแฟกเตอร์

.

ซอฟต์แวร์ Motor Master+ เป็นซอฟต์แวร์ที่เราอาจเลือกใช้ได้เพื่อการคำนวณหาประสิทธิภาพของมอเตอร์ โดยซอฟต์แวร์บรรจุไปด้วยฐานข้อมูลของมอเตอร์หลากหลายรุ่น หลายยี่ห้อ

.

นอกจากนี้ยังบรรจุไปด้วยความสามารถในการคำนวณเพื่อการจัดการพลังงานมอเตอร์, การจัดระบบการซ่อมบำรุงระบบมอเตอร์, การวิเคราะห์เพื่อการตัดสินใจเปลี่ยน หรือซ่อมมอเตอร์ และการวิเคราะห์ต้นทุนของการใช้งานมอเตอร์ หากสนใจสามารถเข้าไปดูข้อมูลได้ที่ www.motor.doe.gov

.
ข้อมูลอ้างอิง

•  The Motor Challenge, Fact Sheet, DETERMINING ELECTRIC MOTOR LOAD AND EFFICIENCY

สงวนลิขสิทธิ์ ตามพระราชบัญญัติลิขสิทธิ์ พ.ศ. 2539 www.thailandindustry.com
Copyright (C) 2009 www.thailandindustry.com All rights reserved.

ขอสงวนสิทธิ์ ข้อมูล เนื้อหา บทความ และรูปภาพ (ในส่วนที่ทำขึ้นเอง) ทั้งหมดที่ปรากฎอยู่ในเว็บไซต์ www.thailandindustry.com ห้ามมิให้บุคคลใด คัดลอก หรือ ทำสำเนา หรือ ดัดแปลง ข้อความหรือบทความใดๆ ของเว็บไซต์ หากผู้ใดละเมิด ไม่ว่าการลอกเลียน หรือนำส่วนหนึ่งส่วนใดของบทความนี้ไปใช้ ดัดแปลง โดยไม่ได้รับอนุญาตเป็นลายลักษณ์อักษร จะถูกดำเนินคดี ตามที่กฏหมายบัญญัติไว้สูงสุด