วันอังคารที่ 12 พฤษภาคม พ.ศ. 2552

โครงสร้างและสัญลักษณ์ของ SCR

SCR
เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำ ผลิตขึ้นมาจากสารกึ่งตัวนำชนิดซิลิคอน โครงสร้าง SCR ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำชนิด P และชนิด N ต่อชนกันทั้งหมด 4 ตอน เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด P 2 ตอน และสารกึ่งตัวนำชนิด N 2 ตอนต่อเรียงสลับกัน ขาต่อออกมาใช้งาน 3 ขา คือ ขาแอโนด ( Anode ) ขาแคโทด ( Cathode ) และขาเกต ( Gate ) โครงสร้างและสัญลักษณ์ของ SCR แสดงดังรูป



โครงสร้างและสัญลักษณ์ของ SCR
จากรูป (ก) เป็นโครงสร้างจริงของ SCRแสดงส่วนประกอบทั้งสารกึ่งตัวนำ 4 ตอนและส่วนประกอบที่ใช้ต่อขาของ SCRออกมาใช้งาน การผลิต SCRแบบนี้เป็นแบบอัลลอยดิฟฟิวส์ ( Alloy Diffused ) ผลิตโดยใช้ธาตุเจือปนเคลือบที่ผิวของธาตุเดิม และให้ความร้อนผ่านธาตุดังกล่าว จะเกิดการเปลี่ยนสภาพเป็นสารเจือปนชนิด N และชนิด P ขึ้นมา บางตอนก็ใช้การต่อชนของสารกึ่งตัวนำชนิดตรงข้าม เมื่อได้ครบสารกึ่งตัวนำ 4 ตอน จึงนำไปต่อเชื่อมขาออกไปภายนอก ลักษณะของโครงสร้างเป็น SCRชนิดทนกระแสได้สูง
ส่วนรูป (ข) เป็นโครงสร้างเบื้องต้นของ SCRประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ตอน PNPN ต่อชนกัน ต่อขาออกมาใช้งาน 3 ขา คือ ขาแอโนด ( A ) ต่อออกจากสารชนิด P ตอนนอก ขาเกต ( G ) ต่อออกมาจากสารชนิด P ตอนใน และขาแคโทด ( K ) ต่ออกมาจากสารชนิด N ตอนนอก สัญลักษณ์ของ SCR แสดงดังรูป (ค) เป็นสัญลักษณ์ที่คล้ายกับสัญลักษณ์ของไดโอด คือมีด้านสามเหลี่ยมเป็นขาแอโนด ( A ) ด้านขีดเป็นขาแคโทด ( K ) ส่วนที่เพิ่มขึ้นมาที่ขาไดโอดไม่มีคือ ขาเกต ( G ) ต่อออกมาจากส่วนขีดของขาแคโทด
วงจรสมมูลของ SCR
ในการอธิบายการทำงานของ SCR เพื่อให้เกิดความเข้าใจได้ง่าย และมองเห็นหลักการทำงานของ SCR จึงเขียนลักษณะโครงสร้างของ SCR ใหม่ ให้เป็นโครงสร้างเทียบเท่า และวงจรสมมูลของ SCR ซึ่งอยู่ในรูปของทรานซิสเตอร์ 2 ตัวต่อชนกัน เป็นทรานซิสเตอร์ชนิด PNP หนึ่งตัว โครงสร้างเทียบเท่าและวงจรสมมูลของ SCR แสดงดังรูป


โครงสร้างเทียบเท่าและวงจรสมมูลของ SCR
จากรูป เป็นโครงสร้างเทียบเท่าและวงจรสมมูลของ SCR สามารถแยก SCRออกได้ เหมือนกับทรานซิสเตอร์ 2 ตัว ต่ออยู่ด้วยกัน (ดังรูป ค) Q1 เป็นทรานซิสเตอร์ชนิด PNP และ Q2 เป็นทรานซิสเตอร์ชนิด NPN ต่อวงจรร่วมกัน (ดังรูป ง) สาร P ตอนนอกเป็นขา E ของ Q1 ต่อออกมาเป็นขา A ขา B ของ Q1 ต่อร่วมกับขา C ของ Q2 และสาร N ทั้งคู่ ขา C ของ Q1 ต่อรวมกับขา B ของ Q2 เป็นสาร P ทั้งคู่ ต่อออกมามาเป็นขา G และสาร N ตอนนอกเป็นขา E ของ Q2 ต่อออกมาเป็น K เมื่ออธิบายการทำงานของ SCR ในรูปทรานซิสเตอร์ต่อชนกันทำให้มองเห็นการทำงานได้ชัดเจน และง่ายต่อการทำความเข้าใจ

เขียนโดย ที่ 2 ความคิดเห็น:

GTO

GTO
เกตเทิร์นออฟสวิตช์ ( Gate Turn – off Switch ) ใช้ตัวย่อ GTO เป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำประเภทไธริสเตอร์อีกชนิดหนึ่ง ประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำ 4 ตอนต่อชนกัน คล้าย SCR ทั้งลักษณะโครงสร้าง ขาต่อใช้งานและการทำงาน แต่ GTO สามารถป้อนสัญญาณควบคุมให้ GTO ทำงานและหยุดทำงานได้ รูปร่าง GTO แสดงดังรูป GTO มีประโยชน์มากกว่า SCR หลายประการด้วยกันดังนี้
• ลดการดัดแปลงส่วนประกอบในการเปลี่ยนแปลงแรงกระทำ ผลทำให้สามารถลดค่าใช้จ่ายน้ำหนักและปริมาตรลงได้
• ลดสัญญาณสะท้อนและสัญญาณรบกวนจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้า โดยขึ้นอยู่กับการกำจัดทิ้งของโช้คที่ประกอบร่วมในวงจร
• ควบคุมให้หยุดทำงานได้เร็ว สามารถทำงานเป็นสวิตช์ที่ความถี่สูงได้ดี
• มีประสิทธิภาพในการทำงานเป็นตัวแปลงสัญญาณได้ดีขึ้น




GTO

เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

ไดแอก ( DIAC )

ไดแอก ( DIAC )
ไดแอก ( Diac ) จัดเป็นอุปกรณ์สารกึ่งตัวนำประเภทไธริสเตอร์เช่นเดียวกับ SCR และไตรแอก แต่แตกต่างจาก SCR และไตรแอกตรงโครงสร้างและขาต่อใช้งาน ไดแอกมีขาต่อใช้งาน 2 ขา สามารถนำไปใช้งานกับแรงดันไฟสลับ แรงดันไฟสลับผ่านตัวไดแอกได้ทั้งช่วงบวกและช่วงลบ ไดแอกถูกสร้างขึ้นมาให้เป็นอุปกรณ์จำพวกตัวกระตุ้น ( Trigger ) นิยมนำไปใช้งานร่วมกับไตรแอกโดยต่อรวมกับขาเกตของไตรแอก ทำหน้าที่เป็นอุปกรณ์กระตุ้นการทำงาน
ไดแอกจัดเป็นอุปกรณ์ใช้ทำหน้าที่กระตุ้นการทำงาน นำไปใช้งานร่วมกับไตรแอกหรือ SCR โดยต่อเป็นตัวกระตุ้นเข้าที่ขา G ของไตรแอกหรือ SCR ช่วยป้องกันแรงดันกระโชกจำนวนมากที่อาจทำให้ขา G ของไตรแอกหรือ SCR ชำรุดเสียหาย โครงสร้างของไดแอกประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำตอนใหญ่ 3 ตอน คือ PNP และสารกึ่งตัวนำตอนใหญ่มีสารกึ่งตัวนำย่อยชนิด N อีก 2 ตอน ต่ออยู่กับสารกึ่งตัวนำชนิด P ทั้ง 2 ด้าน มีขาต่อออกมาใช้งาน 2 ขา คือขาแอโนด 1 ( A1 ) หรืออาจะเรียกว่า ขาเมน เมอร์มินอล ( MT1 ) และขาแอโนด 2 ( A2 ) หรือขาเมนเทอร์มินอล 2 ( MT2 ) โครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก แสดงดังรูป

จากรูป (ก) เป็นโครงสร้างเบื้องต้นของไดแอก พิจารณาโครงสร้างแล้วเห็นได้ว่าคล้ายโครงสร้างของไตรแอก คือประกอบด้วยสารกึ่งตัวนำตอนใหญ่ 3 ตอน PNP และมีสารกึ่งตัวนำตอนย่อยชนิด N อีก 2 ตอนต่อกับสาร P ตอนใหญ่ทั้ง 2 ตอน ส่วนที่หายไปคือส่วนของขาเกต ไม่มี และต่อขาออกมาใช้งานเพียง 2 ขา ขาทั้งสองของไดแอกต่ออยู่กับสารชนิด P และชนิด N ทำให้สามารถทำงานได้กับแรงดันไฟสลับ ไม่ว่าจะจ่ายบวกหรือจ่ายลบให้ขาทั้งสอง ไดแอกสามารถนำกระแสได้เหมือนกัน จากโครงสร้างที่คล้ายกับไตรแอก จึงทำให้สัญลักษณ์ของไดแอกคล้ายไตรแอก คือเป็นรูปสามเหลี่ยม 2 รูปต่อหันหัวกลับทางกัน แสดงดังรูป (ข) เพียงแต่ไม่มีขา G ต่ออกมาเท่านั้น
จากโครงสร้างและสัญลักษณ์ของไดแอก จึงกล่าวได้ว่าไดแอกมีวงจรสมมูลคล้ายกับไตรแอก หรือคล้ายกับ SCR สองตัวต่อขนานกันแบบหันหับกลับทางกัน โดยตัดขาเกตไม่ต่อออกมาใช้งาน ลักษณะโครงสร้างและวงจรสมมูล แสดงดังรูป

ไดแอก ( DIAC )
การจ่ายแรงดันและการทำงานของไดแอก
กราฟคุณสมบัติของไดแอก
เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

ไตรแอก ( TRIAC )

ไตรแอก ( TRIAC )
ไตรแอกถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานได้กับแรงดันไฟสับ เพื่อแก้ไขข้อบกพร่องของ SCR ไตรแอกนำกระแสได้สองทิศทาง ทั้งช่วงบวกและช่วงลบของแรงดันไฟฟ้าสลับ โดยทำหน้าทีเป็นสวิตช์ปิด-เปิดแรงดันไฟสลับ ไตรแอกถูกสร้างขึ้นมาให้ใช้งานได้กับประแสสูง ๆ ดังนั้นเวลาทำงานมักเกิดความร้อนขึ้น จึงต้องยึดติดแผ่นระบายความร้อน สวิตช์ไตรแอกดีกว่าสวิตช์ธรรมดาหลายประการ คือ ทำงานได้เร็ว ควบคุมให้ทำงานได้ง่าย และไม่มีหน้าสัมผัสจึงไม่เกิดประกายไฟขณะทำงาน ดัดแปลงไปใช้งานได้กว้างขวาง
โครงสร้างของไตรแอกเสมือนการรวม SCR สองตัวไว้ด้วยกัน ต่อขนานหันหัวกลับทางกัน ขาเกตของ SCR ทั้งสองต่อร่วมกัน วงจรเทียบเท่าของไตรแอกเหมือนกับวงจรเทียบเท่าของ SCR สองตัวต่อรวมกัน คุณสมบัติในการทำงานของไตรแอกเหมือนกับการทำงานของ SCR แต่สามารถทำงานแรงดันไฟสลับทั้ง 2 ช่วง การนำกระแสของตัวไตรแอก ขั้นอยู่กับการควบคุมแรงดันกระตุ้นที่ขา G โดยจัดขั้วแรงดันกระตุ้นขา G ให้เหมาะสมถูกต้องกับแรงดันไบอัสที่ขา A1 , A2ไตรแอกจะสามารถนำกระแสได้ดี
การนำไตรแอกไปใช้งาน จำเป็นต้องเลือกสภาวะการทำงานของไตรแอก โดยเลือกสภาวะที่ไตรแอกทำงานได้ดี คือ เลือกสภาวะที่กระแสแอโนด ( IA ) กับแระแสเกต ( IG ) เสริมกัน สังเกตได้จากการจ่ายแรงดันให้ขา A2 และขา G ต้องมีขั้วแรงดันเหมือนกัน การทำให้ไตรแอกที่นำกระแสและหยุดนำกระแส ทำได้ 2 วิธี คือ ตัดแหล่งจ่ายแรงดันที่จ่ายให้ขา A2 และขา A1 ออกชั่วขณะและลดกระแสที่ไหลผ่านตัวไตรแอกให้ต่ำกว่าค่ากระแสโฮลดิ้ง ( IH )
กราฟคุณสมบัติของไตรแอก เป็นกราฟบอกถึงสภาวะการทำงานของไตรแอกว่านำกระแสหรือไม่ ขณะนำกระแสไตรแอกสามารถทำงานได้หรือไม่ มีกระแสไหลผ่านตัวไตรแอกมากน้อยเพียงไร จุดทำงานที่กำหนดขึ้นนี้เหมาะสมกับการใช้งานหรือไม่ กราฟคุณสมบัติสามารถช่วยให้เลือกจุดทำงานได้เหมาะสม
อุปกรณ์ใช้งานกับแรงดันไฟสลับ
SCR ถึงแม้สามารถนำไปใช้งานได้กับแรงดันไสลับ แต่ SCR จะนำกระแสได้เฉพาะช่วงครึ่งไซเกิลบวกของแรงดันไฟสลับเท่านั้น ส่วนครึ่งไซเกิลลบ SCR ไม่นำกระแส ทำให้แรงดันตกคร่อมสภาวะลดลงไปครึ่งหนึ่ง กำลังไฟฟ้าของสภาวะลดลงทำงานได้ไม่เต็มที่ หากต้องการให้สภาวะได้รับแรงดันไฟสลับช่วงไซเกิลลบด้วย ต้องจัดวงจรทำงานของ SCR ใหม่ โดยต่อวงจร SCR แบบขนาน 2 ตัว หันหัวกลับทางกัน จึงสามารถใช้ SCR ควบคุมแรงันไฟสลับได้ทั้งช่วงบวกและช่วงลบ ลักษณะของวงจรเบื้องต้นของ SCR ที่สามรถทำงานได้ทั้ง 2 ช่วงของแรงดันไฟสลับ แสดงดังรูป





วงจรเบื้องต้นของ SCR ทำงานได้ 2 ช่วงของแรงดันไฟสลับ

ไตรแอก ( Triac ) เป็นอุปกรณ์จำพวกสารกึ่งตัวนำ ที่จัดอยู่ในสารกึ่งตัวนำประเภทไธริสเตอร์ เช่นเดียวกับ SCR ถูกพัฒนาขึ้นมาใช้งานได้กับแรงดันไฟสลับ เพื่อแก้ข้อบกพร่องของ SCR ไตรแอกสามารถนำกระแสได้ 2 ทิศทาง ทั้งช่วงบวกและช่วงลบของแรงดันไฟสลับ ดังนั้นวงจรใช้งานของไตรแอกจึงมักถูกนำไปใช้กับแรงดันไฟสลับ โดยตัวไตรแอกทำหน้าที่เป็นสวิตช์ปิด-เปิดแรงดันไฟสลับให้ผ่านไปยังสภาวะต่าง ๆ ไตรแอกถูกสร้างขึ้นมาให้ใช้งานได้กับกระแสสูง ๆ ทำให้ขณะไตรแอกทำงานจะเกิดความร้อนขึ้นสูง จึงต้องระมัดระวังในเรื่องการระบายความร้อนทำให้รูปร่างของไตรแอกที่สร้างขึ้นมา มีส่วนติดยึดกับแผ่นระบายความร้อนด้วยเสมอ ลักษณะและรูปร่างของไตรแอก แสดงดังรูป





ลักษณะของไตรแอกชนิดต่าง ๆ

ไตรแอกทำงานเป็นสวิตช์ทางอิเล็กทรอนิกส์ต่อแรงดันไฟสลับ มีข้อดีกว่าสวิตช์แบบกลไกหลายประการดังนี้
• การเปิด-ปิดของไตรแกเร็วกว่าสวิตช์กลไกหลายเท่า ทำให้การควบคุมให้สวิตช์ทำงานได้รวดเร็วขึ้น
• การควบคุมให้ไตรแอกทำงานในการปิด-เปิด วงจรไฟทำได้ง่าย โดยป้อนแรงดันไฟสลับค่าต่ำ ๆ เพียงเล็กน้อย ไปกระตุ้นขาเกต
• การปิด-เปิดวงจรไฟฟ้า ไม่มีการสัมผัสของหน้าสัมผัสเหมือนสวิตช์กลไกธรรมดาจึงไม่เกิดประกายไฟที่อาจทำให้เกิดเพลิงไหม้ได้ มีความปลอดภัยในการทำงานมากขึ้น
• สามารถดัดแปลงไปใช้งานกับวงจรต่าง ๆ ได้อย่างกว้างขวางมากมาย
ไตรแอก ( TRIAC )
เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

หม้อแปลงไฟฟ้า

( ก) ชนิด 1 เฟส



( ข) ชนิด 3 เฟส

โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงแบ่งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ากำลังได้ 2 แบบคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส และหม้อแปลงไฟฟ้า ชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสำคัญประกอบด้วย
1. ขดลวดตัวนำปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า

2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทำหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า

3. แผ่นแกนเหล็ก (Core) ทำหน้าที่เป็นทางเดินสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ขดลวดพันรอบแกนเหล็ก

4. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทำหน้าที่เป็นจุดต่อสายไฟกับขดลวด

5. แผ่นป้าย (Name Plate) ทำหน้าที่บอกรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง

6. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับขดลวด เช่น อากาศ , พัดลม , น้ำมัน หรือใช้ ทั้งพัดลมและน้ำมันช่วยระบายความร้อน เป็นต้น

7. โครง (Frame) หรือตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทำหน้าที่บรรจุขดลวด แกนเหล็กรวมทั้งการติดตั้งระบบระบาย ความร้อนให้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่

8. สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และมี อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย

โครงสร้างของหม้อแปลงชนิด 1 เฟส ดูรูปที่ 2 (ก) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 1 ชุดและหม้อแปลงชนิด เฟสดูรูปที่ 2 (ข) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 2 ถึง 3 ชุด เนื่องจากหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าจึงมีขนาดเป็นโวลต์แอมป์ (VA) หม้อแปลงขนาดใหญ่จะมีขนาดเป็นกิโลโวลต์แอมป์ (kVA) และเมกกะโวลต์แอมป์ (MVA) ตามลำดับ สำหรับส่วน ประกอบข้างต้นในข้อ 6 ถึง 8 เป็นระบบที่มีอยู่ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะไม่ขอกล่าวไว้ในที่นี้

เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

4.หม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้า
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ จากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่งโดยวิธีทางวงจร แม่เหล็กซึ่งไม่ มีจุดต่อไฟฟ้าถึงกันและไม่มีชิ้นส่วนทางกลเคลื่อนที่ โดยทั่วไปเราใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้มีขนาด ลดลงหรือเพิ่มขึ้นจากเดิมโดยมีความถี่ไฟฟ้าคงเดิม



( ก) ชนิด 1 เฟส




( ข) ชนิด 3 เฟส
รูปที่ 1 หม้อแปลงไฟฟ้า

โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงแบ่งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ากำลังได้ 2 แบบคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส และ
หม้อแปลงไฟฟ้า ชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสำคัญประกอบด้วย
1. ขดลวดตัวนำปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า
2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทำหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า
3. แผ่นแกนเหล็ก (Core) ทำหน้าที่เป็นทางเดินสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ขดลวดพันรอบแกนเหล็ก
4. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทำหน้าที่เป็นจุดต่อสายไฟกับขดลวด
5. แผ่นป้าย (Name Plate) ทำหน้าที่บอกรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง
6. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับขดลวด เช่น อากาศ , พัดลม , น้ำมัน หรือใช้ ทั้งพัดลมและน้ำมันช่วยระบายความร้อน เป็นต้น
7. โครง (Frame) หรือตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทำหน้าที่บรรจุขดลวด แกนเหล็กรวมทั้งการติดตั้งระบบระบาย ความร้อนให้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่
8. สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และมี อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย
โครงสร้างของหม้อแปลงชนิด 1 เฟส ดูรูปที่ 2 (ก) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 1 ชุด และหม้อแปลงชนิด 3 เฟสดูรูปที่ 2 (ข) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 2 ถึง 3 ชุด เนื่องจากหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าจึงมีขนาดเป็นโวลต์แอมป์ (VA) หม้อแปลงขนาดใหญ่จะมีขนาดเป็นกิโลโวลต์แอมป์ (kVA) และเมกกะโวลต์แอมป์ (MVA) ตามลำดับ สำหรับส่วน ประกอบข้างต้นในข้อ 6 ถึง 8 เป็นระบบที่มีอยู่ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะไม่ขอกล่าวไว้ในที่นี้






(ก) ชนิด 1 เฟส



(ข) ชนิด 3 เฟส

รูปที่ 2 หม้อแปลงไฟฟ้า

ขดลวด( Coil)
เป็นอุปกรณ์ที่ใช้สำหรับแปลงพลังงานไฟฟ้ากระแสสลับ จากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่งโดยวิธีทางวงจร แม่เหล็กซึ่งไม่ มีจุดต่อไฟฟ้าถึงกันและไม่มีชิ้นส่วนทางกลเคลื่อนที่ โดยทั่วไปเราใช้หม้อแปลงไฟฟ้าเพื่อแปลงแรงเคลื่อนไฟฟ้าให้มีขนาด ลดลงหรือเพิ่มขึ้นจากเดิมโดยมีความถี่ไฟฟ้าคงเดิม

( ก) ชนิด 1 เฟส ( ข) ชนิด 3 เฟส รูปที่ 1 หม้อแปลงไฟฟ้า
โครงสร้างของหม้อแปลงไฟฟ้า
หม้อแปลงแบ่งออกตามการใช้งานของระบบไฟฟ้ากำลังได้ 2 แบบคือ หม้อแปลงไฟฟ้าชนิด 1 เฟส และหม้อแปลงไฟฟ้า ชนิด 3 เฟสแต่ละชนิดมีโครงสร้างสำคัญประกอบด้วย
1. ขดลวดตัวนำปฐมภูมิ (Primary Winding) ทำหน้าที่รับแรงเคลื่อนไฟฟ้า 2. ขดลวดทุติยภูมิ (Secondary Winding) ทำหน้าที่จ่ายแรงเคลื่อนไฟฟ้า 3. แผ่นแกนเหล็ก (Core) ทำหน้าที่เป็นทางเดินสนามแม่เหล็กไฟฟ้าและให้ขดลวดพันรอบแกนเหล็ก 4. ขั้วต่อสายไฟ (Terminal) ทำหน้าที่เป็นจุดต่อสายไฟกับขดลวด 5. แผ่นป้าย (Name Plate) ทำหน้าที่บอกรายละเอียดประจำตัวหม้อแปลง 6. อุปกรณ์ระบายความร้อน (Coolant) ทำหน้าที่ระบายความร้อนให้กับขดลวด เช่น อากาศ , พัดลม , น้ำมัน หรือใช้ ทั้งพัดลมและน้ำมันช่วยระบายความร้อน เป็นต้น 7. โครง (Frame) หรือตัวถังของหม้อแปลง (Tank) ทำหน้าที่บรรจุขดลวด แกนเหล็กรวมทั้งการติดตั้งระบบระบาย ความร้อนให้กับหม้อแปลงขนาดใหญ่ 8. สวิตช์และอุปกรณ์ควบคุม (Switch Controller) ทำหน้าที่ควบคุมการเปลี่ยนขนาดของแรงเคลื่อนไฟฟ้า และมี อุปกรณ์ป้องกันไฟฟ้าชนิดต่าง ๆ รวมอยู่ด้วย
โครงสร้างของหม้อแปลงชนิด 1 เฟส ดูรูปที่ 2 (ก) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 1 ชุด และหม้อแปลงชนิด 3 เฟสดูรูปที่ 2 (ข) จะมีส่วนประกอบของขดลวด 2 ถึง 3 ชุด เนื่องจากหม้อแปลงเป็นอุปกรณ์จ่ายกำลังไฟฟ้าจึงมีขนาดเป็นโวลต์แอมป์ (VA) หม้อแปลงขนาดใหญ่จะมีขนาดเป็นกิโลโวลต์แอมป์ (kVA) และเมกกะโวลต์แอมป์ (MVA) ตามลำดับ สำหรับส่วน ประกอบข้างต้นในข้อ 6 ถึง 8 เป็นระบบที่มีอยู่ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะไม่ขอกล่าวไว้ในที่นี้

(ก) ชนิด 1 เฟส (ข) ชนิด 3 เฟส รูปที่ 2 หม้อแปลงไฟฟ้า

ขดลวด( Coil)
รูปที่ 3 สายทองแดงเคลือบน้ำยา
วัสดุที่ใช้ทำขดลวดหม้อแปลงโดยทั่วไปทำมาจากสายทองแดงเคลือบน้ำยาฉนวน มีขนาดและลักษณะลวดเป็นทรงกลม หรือแบนขึ้นอยู่กับขนาดของหม้อแปลง ลวดเส้นโตจะมีความสามารถในการจ่ายกระแสได้มากกว่าลวดเส้นเล็ก
หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้ลวดถักแบบตีเกลียว เพื่อเพิ่มพื้นที่สายตัวนำให้มีทางเดินของกระแสไฟมากขึ้น สายตัวนำที่ใช้ พันขดลวดบนแกนเหล็กทั้งขดลวดปฐมภูมิและขดลวดทุติยภูมิอาจมีแทปแยก (Tap) เพื่อแบ่งขนาดแรงเคลื่อนไฟฟ้า (ในหม้อแปลงขนาดใหญ่จะใช้การเปลี่ยนแทปด้วยสวิตช์อัตโนมัติ)
ฉนวน ( Insulator)
สายทองแดงจะต้องผ่านการเคลือบน้ำยาฉนวน เพื่อป้องกันไม่ให้ขดลวดลัดวงจรถึงกันได้ การพันขดลวดบนแกนเหล็ก จึงควรมีกระดาษอาบน้ำยาฉนวน คั่นระหว่างชั้นของขดลวดและคั่นแยกระหว่างขดลวด ปฐมภูมิกับทุติยภูมิด้วย ใน หม้อแปลงขนาดใหญ่มักใช้กระดาษอาบน้ำยา ฉนวนพันรอบสายตัวนำก่อนพันเป็นขดลวดลงบนแกนเหล็ก นอกจากนี้ ยังใช้น้ำมันชนิดที่เป็นฉนวนและระบายความร้อนให้กับขดลวดอีกด้วย
แกนเหล็ก ( Core)
window.google_render_ad();
window.google_render_ad();
แผ่นเหล็กที่ใช้ทำหม้อแปลงจะมีส่วนผสมของสารกึ่งตัวนำ-ซิลิกอนเพื่อรักษาความหนาแน่นของเส้นแรงแม่เหล็กที่เกิดขึ้น รอบขดลวดไว้ แผ่นเหล็กแต่ละชั้นเป็นแผ่นเหล็กบางเรียงต่อกัน หลายชิ้นทำให้มีความต้านทานสูงและช่วยลดการสูญเสีย บนแกนเหล็กที่ส่งผลให้เกิดความร้อนหรือที่เรียกว่า กระแสไหลวนบนแกนเหล็กโดยทำแผ่นเหล็กให้เป็นแผ่นบางหลาย แผ่นเรียงซ้อนประกอบขึ้น เป็นแกนเหล็กของหม้อแปลง ซึ่งมีด้วยกันหลายรูปแบบเช่น แผ่นเหล็กแบบ Core และแบบ Shell ดูรูปที่ 4 และ 5


เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:

3.ไดโอดเปล่งแสง-LED


ไดโอดเปล่งแสง-LED


นักอิเล็กทรอนิกส์สมัครเล่นทั้งหลายคงพอจะได้ ความรู้เกี่ยวกับคุณสมบัติของไดโอด กันพอประมาณ ต่อไปเรามาดูว่า จะเอาไดโอด ไปใช้งานอะไรในวงจรอิเล็กทรอนิกส์ได้บ้าง เราท่านทั้งหลายคงจะรู้จักวงจรเพาเวอร์ซัพพลาย หรือวงจร แหล่งจ่ายไฟตรง หรือเรียกตามภาษาชาวบ้านว่า "อะแดปเตอร์" กันบ้างนะครับและวงจรที่ผมจะกล่าวถึงนี้มีอุปกรณ์ ไดโอดเป็นหลัก เราลองมาดูหลักการกัน ตามปกติถ้านักอิเล็กทรอนิกส์ต้องการจะมี แหล่งจ่ายไฟตรงสำหรับนำมาไว้ใช้ ในการทดลองบนโต๊ะทดลอง แต่ยังขาดความรู้ในตัวอุปกรณ์ที่ต้องการใช ้บทความนี้จะเป็น ประโยชน์สำหรับคุณแน่ๆ ไดโอดที่เรานำมาต่อในวงจรแหล่งจ่ายไฟตรงนี้ มันจะทำหน้าที่กรองไฟที่ผ่านเพียงด้านเดียว ดังรูปที่ 4 แสดงการนำเอา ไดโอด มาต่อในวงจร (คลิกอ่านเนื้อหา)


ไทริสเตอร์ Thyrister


ไทริสเตอร์หรือที่เรียกว่า SCR โดยส่วนใหญ่จะนำมาใช้ในวงจรสวิตชิ่งหรืองานควบคุมกำลังไฟกระแสสลับนะครับ ในสภาวะหยุดทำงานไทริสเตอร์จะไม่มีกระแสไหลนะครับ แต่เมื่ออยู่ในสภาวะทำงานไทริสเตอร์จะมีความต้านทานต่ำ ทำให้มีกระแสไฟฟ้าไหลผ่านได้มากครับ จากข้อดีอันนี้ไทริสเตอร์จึงมีการสูญเสียกำลังน้อยมากในการนำไปใช้งาน ควบคุมแหล่งจ่ายกำลังไฟ เมื่อทำให้ไทริสเตอร์อยู่ในสภาวะนำไฟฟ้า ไทริสเตอร์จะนำไฟฟ้าอยู่จนกระทั่งกระแสที่ไหลผ่าน ตัวมันต่ำกว่ากระแสโฮลดิ้งครับ การนำไทริสเตอร์ไปใช้งานกับ แหล่งจ่ายไฟกระแสตรงนะครับจะต้องรีเซตทุกครั้งเมื่อ ต้องการให้ไทริสเตอร์หยุดนำกระแส โดยการทำให้ศักย์ไฟฟ้าขั้วแอโนดและแคโทดมีค่าเท่ากันหรือตัดแหล่งจ่ายไฟออกไป สำหรับการใช้งานกับแหล่งจ่ายไฟกระแสสลับไทริสเตอร์จะรีเซตตัวมันเองโดยอัตโนมัติ ถ้าจะให้ไทริสเตอร์นำไฟฟ้าทุก ๆ ไซเกิลก็จะต้องมีการทริกเกตทุก ๆ ไซเกิล สัญลักษณ์และรูปแบบตัวถังของไทริสเตอร์จะเป็นดังรูปที่1 นะครับ และการ จะทำให้ไทริสเตอร์นำไฟฟ้าได้นั้นจะต้องทริกเกตอย่างถูกต้อง โดยศักย์ไฟฟ้าที่เกตจะต้องเป็นบวกมากกว่า เมื่อเทียบกับ ขาแคโทด

สัญลักษณ์และรูปแบบตัวถังของไทริสเตอร์

Thyrister Rating
ระดับ Voltage, กระแส และพลังงาน มีความสัมพันธ์กัน แต่ละอย่าง มีความแตกต่างกันดังนี้ครับ

Voltage rating มี voltage สามระดับที่ควรจะพิจารณา

  • The peak forward voltage (PFV) เป็นค่าจำกัดของ voltage ที่เป็นบวกของ anode ถ้ามากกว่านี้ thyrister อาจจะเสียหายได้
  • The forward breakdown voltage (Vbo) เป็น voltage ต่ำสุด ที่ ทำให้ thyrister on ได้โดยไม่ต้องอาศัย gate signal ในการที่จะหาค่านี้ โดยการ open circuit ที่ gate และ ที่อุณหภูมิสูงสุดที่เป็นไปได้ แต่ Vbo ยังเป็นฟังก์ชั่นของ dv/dt โดยทั่วๆไป PFV มากกว่า Vbo จึงเป็นตัวป้องกันให้กับตัว thyrister เอง อย่างไรก็ตามถ้ามี voltage transient และ แอมพลิจูดมากกว่า transient rating ของ thyrister แม้ว่า จะไม่ทำให้ thyrister เสียหาย แต่อาจทำให้วงจร ทำงานผิดพลาด เช่นทำให้ thyrister on ผิดเวลา แต่ถ้า อุณหภูมิที่ junction ต่ำ ก็เป็นไปได้ที่ PFV จะต่ำกว่า Vbo
  • peak reverse voltage (PRV) เป็น voltage มากที่สุดที่สามารถ ให้กับ thyrister ได้ในขณะที่ cathode เป็นบวกเมื่อเทียบกับ anode ถ้า voltage ถึง PRV จะทำให้เกิด avalanche breakdown และ thyrister จะเสียหายได้ถ้าวงจรภายนอกไม่มีการ ควบคุมปริมาณกระแส

เขียนโดย ที่ ไม่มีความคิดเห็น:
สมัครสมาชิก: บทความ (Atom)