Brushless dc motor

มอเตอร์กระแสตรงไม่มีแปรงถ่าน Brushless dc motor  

มอเตอร์กระแสตรงไม่มีแปรงถ่าน (Brushless dc motor) หลักการทางานต้องอาศัยวงจรขับ ถึงจะสามารถทางานได้ซึ่งจะแต่ต่างจากมอเตอร์ชนิดอื่น ดังนั้นจึงได้ทาการสร้างชุดทดสอบมอเตอร์ขึ้น โดยอาศัย มอเตอร์กระแสตรงไม่มีแปรงถ่านจาก cd rom เก่า และทาการออกแบบและสร้างชุดขับมอเตอร์โดยนาบอร์ด Microcontroller ARM STM 32มาประยุกต์ใช้ จึงทาให้สามารถขับมอเตอร์ cd rom เองได้ ดังนั้นจึงสรุปได้ว่ามอเตอร์กระแสตรงไม่มีแปรงถ่านจัดเป็นซิงโครนัสมอเตอร์ชนิดหนึ่ง โดยที่ความเร็วของสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์จะเท่ากับความเร็วของโรเตอร์เสมอโดยอาศัยตัววัดตาแหน่งของโรเตอร์และอินเวอร์เตอร์โซลิดสเตตกาลัง ซึ่งเป็นผลให้มอเตอร์ชนิดนี้มีข้อดีหลายประการ เช่น ไม่ต้องบารุงรักษามาก เนื่องจากไม่มีแปรงถ่านและคอมมิว

ออกแบบและสร้างระบบควบคุมมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปลงถ่าน

          ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านต่างๆมีการพัฒนาไปเป็นอย่างมาก รวมถึงเทคโนโลยีของมอเตอร์และระบบควบคุมของมอเตอร์ ซึ่งที่ได้กล่าวถึงในโครงการวิจัยนี้คือ มอเตอร์แบบไร้แปลงถ่าน หรือที่รู้จักกันในชื่อ Brushless DC Motor มอเตอร์ดังกล่าวนี้ มีการพัฒนามาจากมอเตอร์กระแสตรง (DC Motor)โดยทำการออกแบบโครงสร้างใหม่คือ โรเตอร์ (Rotor) ของมอเตอร์เดิมจะมีขดลวดพันอยู่เปลี่ยนเป็นแม่เหล็กถาวร และส่วนของสเตเตอร์ (Stator) เดิมเป็นแม่เหล็กถาวรเป็นขดลวด การจ่ายไฟให้กับมอเตอร์เดิมนั้นเป็นการจ่ายผ่านแปรงถ่านและซี่คอมมิวเตเตอร์ เปลี่ยนเป็นจ่ายเข้าขดลวดในสเตเตอร์โดยตรง และเปลี่ยนจากการจ่ายพลังงานแบบ 1 เฟสเป็น 3 เฟส จากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้เกิดข้อดีหลายประการ เช่น พลังงานเอาต์พุตของมอเตอร์ที่ได้มากขึ้น ลดการสัมผัส ไม่เกิดการอาร์คในขณะเริ่มทำงาน แต่เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างของมอเตอร์ สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาคือระบบการขับเคลื่อนของมอเตอร์ (Drive) ดังนั้นเทคโนโลยีของระบบควบคุมของมอเตอร์ก็มีการพัฒนาขึ้นตามไปด้วย ซึ่งระบบจะมีความซับซ้อนมากขึ้น และยากต่อการเข้าใจ มีการนำเทคโนโลยีระบบไมโครคอนโทรลเลอร์มาใช้ในการควบคุม ปัจจุบันมีการนำมอเตอร์ไร้แปรงมาใช้งานอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม ระบบการขับเคลื่อนของรถยนต์แบบผสมผสาน (Hybrid Car) รวมถึงระบบคอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศ เป็นต้น งานวิจัยที่ผ่านมาที่กล่าวถึงการใช้งานมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปลง เช่น Ting-Yu [1] งานวิจัยนี้กล่าวถึงการนำ BLDC ไปประยุกต์ใช้ในระบบการขับเคลื่อนของรถไฟฟ้า โดยนำเสนอว่าเนื่องจากปัจจุบันเนื่องจากการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว ความหนาแน่นของประชากรสูง รวมทั้งสภาพอากาศที่ร้อน สกูตเตอร์และรถจักรยานยนต์เป็นยานพาหนะที่นิยมมากที่สุดในประเทศส่วนใหญ่ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ แต่ยานพาหนะทั้งสองนั้นมีส่วนที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ เนื่องจากพลังงานในการขับเคลื่อนมาจากพลังงานเชื้อเพลิงจากฟอสซิล ดังนั้นการพัฒนาระบบการขับเคลื่อนของยานพาหนะโดยใช้พลังงานจากไฟฟ้านั้นจะสามารถช่วยลดมลภาวะดังกล่าวได้ และนำ BLDC มาประยุกต์ใช้งาน ซึ่งทำการออกแบบและสร้างระบบควบคุมการทำงานที่เหมาะสม ผลที่ได้คือ ได้ระบบควบคุมของ BLDC ที่สามารถนำมาเป็นต้นแบบในการสร้างเพื่อใช้งานจริงได้ Kang Geon [2] ทำการประยุกต์ใช้ BLDC ในระบบคอมเพรสเซอร์ Shanmugasundram [3] ทำการศึกษาและสร้างระบบควบคุมของ BLDC ที่มีราคาต่ำโดยนำไมโครคอนโทรลเลอร์ Aduc812 มาเป็นตัวสมองกลในการควบคุม เป็นต้น

ดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปลงถ่านและระบบการควบคุม จึงมีความสำคัญเป็นอย่างมาก ต่อนักศึกษาที่เรียนในสาขาที่เกี่ยวข้องกับระบบการขับเคลื่อนมอเตอร์ เครื่องกลไฟฟ้า ซึ่งปัจจุบันนั้นการศึกษาเกี่ยวกับเครื่องกลไฟฟ้า และระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในสาขาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้า คณะอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลรัตนโกสินทร์ นั้น ยังไม่มีชุดฝึกปฏิบัติที่ใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านดังกล่าว เนื่องมาจากเทคโนโลยีของมอเตอร์ดังกล่าวนั้นเพิ่งมีขึ้นในช่วงไม่กีปีที่ผ่านมา แต่สาขาวิชาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้านั้น เปิดทำการสอนมาตั้งแต่ปี 2538 การจัดซื้อเกี่ยวกับครุภัณฑ์ทางการศึกษาจึงไม่มีในส่วนดังกล่าว

จากเหตุผลที่กล่าวในข้างต้นชุดฝึกปฏิบัติการเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน และระบบควบคุมนั้นมีความสำคัญต่อการศึกษาของนักศึกษา ดังนั้นจึงควรมีชุดฝึกปฏิบัติดังกล่าว โครงการวิจัยนี้จะนำเสนอการสร้างต้นแบบชุดฝึกปฏิบัติการการควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน โดยการสร้างจากวัสดุและอุปกรณ์ที่หาได้ภายในประเทศ เพื่อให้ได้ชุดฝึกที่มีราคาต่ำ และสามารถซ่อมบำรุงได้อย่างไม่ยุ่งยาก ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อมหาวิทยาลัยเป็นอย่างมาก และที่สำคัญต้นแบบของ

ชุดฝึกปฏิบัติการที่สร้างขึ้นนั้นใช้ซอฟต์แวร์ที่ไม่มีค่าใช้จ่ายในเรื่องของลิขสิทธิ์ใดๆ

 แหล่งที่มา http://sriprang2524.blogspot.com