มอเตอร์ไฟฟ้า ทำงานอย่างไร?

 กลไกทางกลไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้า ให้เป็นพลังงานกลเรียกว่า มอเตอร์ไฟฟ้า นั่นเอง และตัวมอเตอร์ไฟฟ้าเองเป็นอุปกรณ์ที่สร้างแรงหมุน ที่มีการทำงานร่วมกันของสนามแม่เหล็ก มีความสำคัญต่อการทำงานของ มอเตอร์ไฟฟ้า โดยเฉพาะอย่างยิ่งในอุปกรณ์ไร้สาย เช่น พวกสว่านไร้สาย ที่เราคุณเคยกันนั่นเอง 

แล้วมอเตอร์ไฟฟ้ามันเกิดขึ้นได้อย่างไร? เราจะพาคุณย้อนอดีตไปใน ศตวรรษที่ 19 Michael Faraday (ไมเคิล ฟาราเดย์) นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษที่เป็นหนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่สำคัญของยุคนั้น ที่มีส่วนสำคัญในการค้นพบและพัฒนามอเตอร์ไฟฟ้า โดย ฟาราเดย์ ได้ประสบความสำเร็จในการหมุนเส้นลวดโดยใช้แม่เหล็กและสนามแม่เหล็กที่สร้างโดยกระแสไฟฟ้าในปี 1821 และได้สำเร็จภายในปี 1831 นั่นเอง และเขาเองได้พัฒนากฎการเหนี่ยวนำแม่เหล็ก ซึ่งเป็นจุดเริ่มต้นในการปูทางไปสู่ความก้าวหน้าของ มอเตอร์ไฟฟ้า และเครื่องกำเนิดไฟฟ้า จนถึงยุคปัจจุบันนั่นเอง 

ต่อจากนั้น มอเตอร์ไฟฟ้า ที่ใช้งานได้จริงถูกค้นพบมากกว่าที่จะประดิษฐ์ขึ้นในปี 1872 เมื่อหนึ่งในเครื่องกำเนิดไฟฟ้าที่จัดแสดงที่งาน Vienna World’s Fair มันเกิดความบังเอิญขึ้น เมื่อมันเริ่มหมุนด้วยตัวเองหลังจากที่เชื่อมโยงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าอีกเครื่องหนึ่งโดยไม่ได้ตั้งใจ สิ่งเหล่านี้ได้เกิดความคิดกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าว่า มันสามารถนำไปใช้กับ มอเตอร์ไฟฟ้า ได้เช่นกัน เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากลายเป็นแกนนำของหลายภาคส่วนในศตวรรษที่ 20 นั่นเอง

เครื่องกำเนิดไฟฟ้า และ มอเตอร์ไฟฟ้า

เครื่องกำเนิดไฟฟ้าเปลี่ยนพลังงานกลกลับเป็นพลังงานไฟฟ้า ในขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้าแปลงพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานหมุนเวียนและพลังงานกลชนิดต่างๆได้ ถึงแม้ว่าจะมีงานที่ตรงกันข้าม มอเตอร์ไฟฟ้าและเครื่องกำเนิดไฟฟ้า แต่มันจะมีความเหมือนกันมากในแง่ของการออกแบบ และการทำงานนั่นเอง เครื่องจักรทั้งสองประเภทนี้ได้รับการออกแบบมาอย่างอิสระตามธรรมเนียมและมีการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป

มอเตอร์ไฟฟ้า ทำงานอย่างไร?

มอเตอร์ไฟฟ้าสร้างแรงทางกลแบบหมุนในกระดองซึ่งอยู่บนโรเตอร์หรือสเตเตอร์ รอบเพลาโดยใช้กระแสไฟฟ้าเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่หมุนได้ ในการเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการระเบิดที่และสร้างระดับความเร็ว หรือกำลังพลวัต และในการออกแบบของมอเตอร์ไฟฟ้า จำนวนมากนั้น ใช้หลักการพื้นฐานเดียวกันทั้งหมด 

มอเตอร์ไฟฟ้า ประเภทต่างๆ

มอเตอร์ไฟฟ้ามาในหลากหลายรูปแบบโดยมีลักษณะการทำงาน และความปลอดภัยที่แตกต่างกัน แต่โดยหลักๆแล้วจะแบ่งเป็น 2 ประเภทนั่นก็คือ กระแสสลับ (AC) และกระแสตรง (DC) นั่นเอง 

แม้ว่าแหล่งพลังงานจะมีความแตกต่างที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดระหว่าง มอเตอร์ไฟฟ้า ทั้ง 2 ประเภทนี้แล้วก็ตาม แต่ละประเภทมันก็จะมีคุณสมบัติ และการใช้งานที่แตกต่างกันออกไป มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามารถขับเคลื่อนอุปกรณ์ที่ซับซ้อน และละเอียดอ่อนได้ และในขณะที่มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงจะใช้เพื่อจ่ายไฟให้กับอุปกรณ์ขนาดใหญ่ขึ้น และต้องการการบำรุงรักษา มีการควบคุมน้อยกว่า เนื่องจากมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับสามารถสร้างแรงบิดได้มากกว่า

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง 

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจะถูกแปลงเป็นพลังงานกลการเหนี่ยวนำ มอเตอร์ซิงโครนัสและลิเนียร์มอเตอร์ เป็นมอเตอร์ 3 ประเภท มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับมักใช้ในธุรกิจนี้เนื่องจากมีข้อดีหลายอย่าง  พวกมันสร้างง่าย ประหยัดกว่าเนื่องจากการบริโภคเริ่มต้นที่ลดลง ที่แข็งแรงกว่าและโดยทั่วไปแล้วจะมีอายุการใช้งานยาวนานขึ้น และมีการบำรุงรักษาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น 

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงเป็นกลไกที่แปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสตรงเป็นพลังงานกล หลักการทำงานของมอเตอร์ไฟฟ้าประเภทนี้จะขึ้นอยู่กับแนวคิดพื้นฐานที่ว่าเมื่อตัวนำพากระแสไฟฟ้าถูกใส่เข้าไปในสนามแม่เหล็ก แรงจะถูกส่งไปยังตัวนำนั้นเกิดแรงบิดขึ้น

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงยังแพร่หลายอย่างมากในอุตสาหกรรม มอเตอร์ไฟฟ้าประเภทนี้มันจะมีข้อดีคือ มีความแม่นยำและรวดเร็วนั่นเอง ที่สามารถควบคุมความเร็วได้โดยการเปลี่ยนแรงดันไฟฟ้า และนอกจากนี้ยังติดตั้งง่าย และมีแรงบิดสตาร์ทที่ดีมาก สตาร์ท หยุด เร่งความเร็ว และถอยหลังอย่างรวดเร็วอีกด้วย

ข้อดีของ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง

เมื่อเรามาพูด มอเตอร์ไฟฟ้า แต่ละประเภทแล้วล่ะก็ มันก็จะมีประโยชน์ที่แตกต่างกันออกไปที่ให้เหมาะสำหรับการใช้งานไม่ว่าจะเป็นเชิงพาณิชย์ หรือ อุตสาหกรรมที่หลากหลาย

ส่วนเสริม VFD หรือ VSD ที่สามารถปรับความเร็วและแรงบิดตามระยะการใช้งานต่างๆ ทนทานและอายุการใช้งานยาวนานขึ้น ความสามารถในการตั้งค่าหลายเฟส

แล้วตัวไหนแรงกว่ากัน? โดยทั่วไปแล้วมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจะมีกำลังมากกว่ามอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง เนื่องจากสามารถสร้างแรงบิดได้มากกว่าด้วยกระแสไฟที่สูงกว่า แต่ในทางกลับกัน มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงมีประสิทธิภาพมากกว่าและใช้พลังงานอินพุตมากขึ้น มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ และ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง มีให้เลือกหลายขนาดเพื่อตอบสนองความต้องการด้านพลังงานนั่นเอง