มอเตอร์ IE3 ประหยัดไฟจริงไหม?

ในโรงงานอุตสาหกรรม มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ที่ใช้พลังงานต่อเนื่องและมีผลโดยตรงต่อค่าไฟฟ้า การเลือกใช้ มอเตอร์ IE3 หรือมอเตอร์ประหยัดพลังงาน จึงเป็นหนึ่งในวิธีลดต้นทุนที่เห็นผลได้จริง

คำถามคือ มอเตอร์ IE3 ประหยัดไฟได้จริงหรือไม่?

บทความนี้สรุปจากผลทดสอบใช้งานจริง เพื่อให้เห็นภาพอย่างชัดเจน

การทดสอบในสภาวะใช้งานจริง

ทีมงานได้ทำการเปรียบเทียบ มอเตอร์ IE1 และ IE3 ขนาด 0.55 kW (4 Poles) ภายใต้เงื่อนไขโหลดเท่ากัน 100% โดย:

1. ต่อเข้ากับ Coupling

2. ใช้มอเตอร์อีกตัวเป็นโหลดหน่วง

3. ควบคุมความเร็วด้วย Inverter ที่ 1,430 รอบ/นาที

การควบคุมโหลดให้เท่ากัน ทำให้สามารถเปรียบเทียบประสิทธิภาพได้อย่างแม่นยำ

สรุป . . . 

 ผลทดสอบนี้ยืนยันชัดเจนว่า มอเตอร์ CMP IE3 ใช้พลังงานน้อยกว่า ทำงานเย็นกว่า และนิ่งกว่าทุกมิติ เมื่อเทียบกับ IE1 ภายใต้โหลดเดียวกัน

นั่นหมายถึง “ค่าไฟที่ลดลงทันที” และ “ค่าซ่อมบำรุงที่ลดลงในระยะยาว”

เปลี่ยนวันนี้ = เริ่มประหยัดตั้งแต่วินาทีแรกที่เริ่มเปลี่ยน

 

ค่าไฟฟ้าเป็นต้นทุนหลักของโรงงานอุตสาหกรรม โดยเฉพาะระบบที่ใช้มอเตอร์ไฟฟ้า เช่น ปั๊ม พัดลม โบลเวอร์ และคอมเพรสเซอร์ หลายโรงงานที่ยังใช้งาน มอเตอร์ IE2 เริ่มตั้งคำถามว่า
“ถ้าเปลี่ยนเป็นมอเตอร์ IE3 จะช่วยประหยัดพลังงานได้จริงหรือไม่ และคุ้มค่ากับการลงทุนหรือเปล่า”

บทความนี้จะอธิบายความแตกต่างของมอเตอร์ IE2 และ IE3 อย่างเป็นกลาง พร้อมแนวคิดด้านการประหยัดพลังงาน เพื่อช่วยให้โรงงานตัดสินใจได้อย่างเหมาะสม

IE คืออะไร?

“IE” ย่อมาจาก International Efficiency เป็นมาตรฐานที่ใช้วัดความประหยัดพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า ยิ่งตัวเลข IE สูงเท่าไหร่ แปลว่ามอเตอร์นั้น:

• ใช้ไฟน้อยลง
• สูญเสียพลังงานต่ำลง
• ให้ประสิทธิภาพสูงกว่า
• ช่วยลดค่าไฟตลอดอายุการใช้งาน

ระดับ IE2 – IE5 ต่างกันอย่างไร?

• IE2 (High Efficiency) = ประสิทธิภาพสูง
• IE3 (Premium Efficiency) = ประสิทธิภาพสูงกว่า
• IE4 (Super Premium Efficiency) = ประหยัดพลังงานมาก
• IE5 (Ultra Premium Efficicency) = ประหยัดที่สุดในกลุ่ม

สรุปง่าย ๆ

IE ยิ่งสูง = ประสิทธิภาพยิ่งสูง = กินไฟน้อยลง = ประหยัดมากขึ้น (ในกรณีที่โหลดเท่ากัน)

ประโยชน์ที่โรงงานจะได้รับจากการใช้มอเตอร์ IE สูงขึ้น

• ลดค่าไฟฟ้าได้ทันทีตั้งแต่วันแรก
• มอเตอร์ทำงานเย็นกว่า → อายุยาวขึ้น
• ลดการซ่อมบำรุงในระยะยาว
• คุ้มค่ามากสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานทั้งวัน

มอเตอร์ IE2 คือมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงหรือไม่

คำตอบคือ “ใช่”
มอเตอร์ IE2 ถูกจัดอยู่ในกลุ่ม มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง (High Efficiency Motor) และเคยเป็นมาตรฐานที่ได้รับการยอมรับอย่างแพร่หลายในโรงงานอุตสาหกรรมมาเป็นเวลานาน โดยเฉพาะในยุคที่ต้นทุนพลังงานยังไม่สูงเท่าปัจจุบัน

อย่างไรก็ตาม ด้วยการพัฒนาเทคโนโลยีมอเตอร์ในช่วงหลายปีที่ผ่านมา ได้มีการออกแบบมอเตอร์ที่มี ประสิทธิภาพสูงกว่า IE2 ซึ่งหมายถึง การสูญเสียพลังงานที่ลดลง และการประหยัดพลังงานที่มากขึ้น

มอเตอร์ในกลุ่ม IE3, IE4 และ IE5 จึงถูกพัฒนาขึ้นมาเพื่อตอบโจทย์โรงงานที่ต้องการ ลดค่าไฟฟ้าในระยะยาว เพิ่มประสิทธิภาพการใช้พลังงาน และสอดคล้องกับแนวทางการใช้พลังงานอย่างยั่งยืน

ความแตกต่างระหว่างมอเตอร์ IE2 และ IE3

สรุป:
มอเตอร์ IE3 ไม่ได้ให้กำลังมากกว่า IE2 แต่ ใช้พลังงานน้อยกว่าในกำลังเท่ากัน

เปลี่ยนมอเตอร์ IE2 เป็น IE3 ประหยัดพลังงานจริงหรือไม่

การเปลี่ยนจากมอเตอร์ IE2 เป็น IE3 สามารถช่วยลดการใช้พลังงานได้จริง โดยเฉพาะโรงงานที่มีลักษณะการใช้งานดังนี้

• มอเตอร์ทำงานวันละ 8–24 ชั่วโมง

• ใช้งานมากกว่า 4,000 ชั่วโมงต่อปี

• ใช้กับระบบปั๊ม พัดลม โบลเวอร์ หรือคอมเพรสเซอร์

โดยทั่วไป มอเตอร์ IE3 จะช่วยลดการใช้พลังงานได้ประมาณ 2–5% ต่อเครื่อง
เมื่อรวมการใช้งานทั้งปี ค่าไฟฟ้าที่ประหยัดได้จะเห็นผลชัดเจน

เปลี่ยนเป็น IE3 คุ้มค่าหรือไม่ และใช้เวลากี่ปีคืนทุน

ในหลายกรณี ส่วนต่างราคาของมอเตอร์ IE3 เมื่อเทียบกับ IE2 สามารถคืนทุนได้ภายใน 1–3 ปี
หลังจากนั้น ค่าไฟฟ้าที่ลดลงจะกลายเป็นผลประโยชน์โดยตรงของโรงงาน

การเปลี่ยนมอเตอร์จึงไม่ใช่ค่าใช้จ่าย แต่เป็น การลงทุนด้านพลังงาน

---

กรณีที่ควรพิจารณาเปลี่ยนจาก IE2 เป็น IE3

• มอเตอร์ทำงานต่อเนื่อง (Continuous Duty – S1)

• โรงงานมีค่าไฟฟ้าสูง

• ต้องการลดต้นทุนระยะยาว

• ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพระบบ

• เตรียมรองรับมาตรฐานพลังงานหรือ ESG

---

กรณีที่อาจยังไม่จำเป็นต้องเปลี่ยน

• มอเตอร์ใช้งานเป็นครั้งคราว

• ระยะเวลาการใช้งานต่อปีต่ำ

• ระบบมีปัญหาทางกลที่ควรแก้ไขก่อน

---

เปลี่ยนมอเตอร์ IE2 เป็น IE3 ต้องปรับระบบหรือไม่

โดยทั่วไป ไม่จำเป็นต้องปรับระบบ

• ขนาดกำลัง (kW / HP) เท่าเดิม

• รูปแบบการติดตั้งใกล้เคียงเดิม

• สามารถใช้งานร่วมกับ Inverter ได้ดีขึ้น

ควรตรวจสอบเพิ่มเติม:

• แรงดันไฟฟ้า

• ลักษณะโหลดจริง

• สภาพแวดล้อมการใช้งาน

---

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Q: มอเตอร์ IE3 ใช้แทน IE2 ได้ทันทีหรือไม่
A: ได้ ในกำลังเท่ากัน และไม่ต้องปรับเครื่องจักร

Q: IE3 กับ IE4 ต่างกันมากหรือไม่
A: IE4 ประหยัดพลังงานมากกว่า แต่ราคาสูง เหมาะกับงานเฉพาะทาง

Q: โรงงานขนาดเล็กควรเปลี่ยนเป็น IE3 หรือไม่
A: หากมอเตอร์ทำงานบ่อย การเปลี่ยนเป็น IE3 ยังถือว่าคุ้มค่า

---

สรุป: เปลี่ยนมอเตอร์ IE2 เป็น IE3 ดีไหม

แม้ว่ามอเตอร์ IE2 จะเป็นมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและยังใช้งานได้ดี แต่ในปัจจุบันมีมอเตอร์ที่มี ประสิทธิภาพสูงกว่าและประหยัดพลังงานมากกว่า คือ IE3 ไปจนถึง IE5

สำหรับโรงงานที่ต้องการลดค่าไฟฟ้า เพิ่มประสิทธิภาพ และวางแผนระยะยาว
การเปลี่ยนจาก IE2 เป็น IE3 ถือเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าและเห็นผลชัดเจน

เปลี่ยนเป็น IE3 คุ้มค่าหรือไม่ และใช้เวลากี่ปีคืนทุน

ในหลายกรณี ส่วนต่างราคาของมอเตอร์ IE3 เมื่อเทียบกับ IE2 สามารถคืนทุนได้ภายใน 1–3 ปี
หลังจากนั้น ค่าไฟฟ้าที่ลดลงจะกลายเป็นผลประโยชน์โดยตรงของโรงงาน

การเปลี่ยนมอเตอร์จึงไม่ใช่ค่าใช้จ่าย แต่เป็น การลงทุนด้านพลังงาน

---

กรณีที่ควรพิจารณาเปลี่ยนจาก IE2 เป็น IE3

• มอเตอร์ทำงานต่อเนื่อง (Continuous Duty – S1)

• โรงงานมีค่าไฟฟ้าสูง

• ต้องการลดต้นทุนระยะยาว

• ต้องการเพิ่มประสิทธิภาพระบบ

• เตรียมรองรับมาตรฐานพลังงานหรือ ESG

---

กรณีที่อาจยังไม่จำเป็นต้องเปลี่ยน

• มอเตอร์ใช้งานเป็นครั้งคราว

• ระยะเวลาการใช้งานต่อปีต่ำ

• ระบบมีปัญหาทางกลที่ควรแก้ไขก่อน

---

เปลี่ยนมอเตอร์ IE2 เป็น IE3 ต้องปรับระบบหรือไม่

โดยทั่วไป ไม่จำเป็นต้องปรับระบบ

• ขนาดกำลัง (kW / HP) เท่าเดิม

• รูปแบบการติดตั้งใกล้เคียงเดิม

• สามารถใช้งานร่วมกับ Inverter ได้ดีขึ้น

ควรตรวจสอบเพิ่มเติม:

• แรงดันไฟฟ้า

• ลักษณะโหลดจริง

• สภาพแวดล้อมการใช้งาน

---

คำถามที่พบบ่อย (FAQ)

Q: มอเตอร์ IE3 ใช้แทน IE2 ได้ทันทีหรือไม่
A: ได้ ในกำลังเท่ากัน และไม่ต้องปรับเครื่องจักร

Q: IE3 กับ IE4 ต่างกันมากหรือไม่
A: IE4 ประหยัดพลังงานมากกว่า แต่ราคาสูง เหมาะกับงานเฉพาะทาง

Q: โรงงานขนาดเล็กควรเปลี่ยนเป็น IE3 หรือไม่
A: หากมอเตอร์ทำงานบ่อย การเปลี่ยนเป็น IE3 ยังถือว่าคุ้มค่า

---

สรุป: เปลี่ยนมอเตอร์ IE2 เป็น IE3 ดีไหม

แม้ว่ามอเตอร์ IE2 จะเป็นมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงและยังใช้งานได้ดี แต่ในปัจจุบันมีมอเตอร์ที่มี ประสิทธิภาพสูงกว่าและประหยัดพลังงานมากกว่า คือ IE3 ไปจนถึง IE5

สำหรับโรงงานที่ต้องการลดค่าไฟฟ้า เพิ่มประสิทธิภาพ และวางแผนระยะยาว
การเปลี่ยนจาก IE2 เป็น IE3 ถือเป็นทางเลือกที่คุ้มค่าและเห็นผลชัดเจน

ในงานอุตสาหกรรม มอเตอร์ไฟฟ้าคืออุปกรณ์ที่ใช้พลังงานมากที่สุดในโรงงาน การเลือกมอเตอร์ที่มีความ “ประสิทธิภาพสูง” จึงเป็นวิธีช่วยลดค่าไฟที่เห็นผลทันที ซึ่งมาตรฐานประสิทธิภาพของมอเตอร์จะถูกแบ่งเป็นระดับ IE2, IE3, IE4 และ IE5

IE คืออะไร?

“IE” ย่อมาจาก International Efficiency เป็นมาตรฐานที่ใช้วัดความประหยัดพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า ยิ่งตัวเลข IE สูงเท่าไหร่ แปลว่ามอเตอร์นั้น:

• ใช้ไฟน้อยลง
• สูญเสียพลังงานต่ำลง
• ให้ประสิทธิภาพสูงกว่า
• ช่วยลดค่าไฟตลอดอายุการใช้งาน

ระดับ IE2 – IE5 ต่างกันอย่างไร?

• IE2 (High Efficiency) = ประสิทธิภาพสูง
• IE3 (Premium Efficiency) = ประสิทธิภาพสูงกว่า
• IE4 (Super Premium Efficiency) = ประหยัดพลังงานมาก
• IE5 (Ultra Premium Efficicency) = ประหยัดที่สุดในกลุ่ม

สรุปง่าย ๆ

IE ยิ่งสูง = ประสิทธิภาพยิ่งสูง = กินไฟน้อยลง = ประหยัดมากขึ้น (ในกรณีที่โหลดเท่ากัน)

ประโยชน์ที่โรงงานจะได้รับจากการใช้มอเตอร์ IE สูงขึ้น

• ลดค่าไฟฟ้าได้ทันทีตั้งแต่วันแรก
• มอเตอร์ทำงานเย็นกว่า → อายุยาวขึ้น
• ลดการซ่อมบำรุงในระยะยาว
• คุ้มค่ามากสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานทั้งวัน

IE คืออะไร?

“IE” ย่อมาจาก International Efficiency เป็นมาตรฐานที่ใช้วัดความประหยัดพลังงานของมอเตอร์ไฟฟ้า ยิ่งตัวเลข IE สูงเท่าไหร่ แปลว่ามอเตอร์นั้น:

• ใช้ไฟน้อยลง
• สูญเสียพลังงานต่ำลง
• ให้ประสิทธิภาพสูงกว่า
• ช่วยลดค่าไฟตลอดอายุการใช้งาน

ระดับ IE2 – IE5 ต่างกันอย่างไร?

• IE2 (High Efficiency) = ประสิทธิภาพสูง
• IE3 (Premium Efficiency) = ประสิทธิภาพสูงกว่า
• IE4 (Super Premium Efficiency) = ประหยัดพลังงานมาก
• IE5 (Ultra Premium Efficicency) = ประหยัดที่สุดในกลุ่ม

สรุปง่าย ๆ

IE ยิ่งสูง = ประสิทธิภาพยิ่งสูง = กินไฟน้อยลง = ประหยัดมากขึ้น (ในกรณีที่โหลดเท่ากัน)

ประโยชน์ที่โรงงานจะได้รับจากการใช้มอเตอร์ IE สูงขึ้น

• ลดค่าไฟฟ้าได้ทันทีตั้งแต่วันแรก
• มอเตอร์ทำงานเย็นกว่า → อายุยาวขึ้น
• ลดการซ่อมบำรุงในระยะยาว
• คุ้มค่ามากสำหรับเครื่องจักรที่ทำงานทั้งวัน

ภาพนี้แสดงให้เห็นความแตกต่างของ “ระดับประสิทธิภาพ IE” ของมอเตอร์ไฟฟ้าแบบ 4 โพล 50Hz
โดยแกนแนวตั้งคือ ประสิทธิภาพ (%) และแกนนอนคือ กำลังมอเตอร์ (kW)

สิ่งที่เห็นชัดจากกราฟคือ ยิ่งระดับ IE สูง เส้นยิ่งอยู่สูงกว่า → ประสิทธิภาพดีกว่า

• IE1 อยู่ต่ำสุด
• IE2 สูงกว่า IE1
• IE3 สูงกว่า IE2
• IE4 สูงขึ้นไปอีก
• และ IE5 สูงสุดในทุกช่วงกำลัง

แปลว่า IE สูงกว่า = สูญเสียพลังงานน้อยกว่า = ใช้ไฟน้อยกว่า

 

สรุป

การเลือกมอเตอร์ประสิทธิภาพสูง IE2–IE5 ช่วยให้โรงงานลดต้นทุนพลังงานได้จริง ยิ่งเลือกระดับ IE สูงขึ้น ก็ยิ่งประหยัดค่าไฟมากขึ้นในระยะยาว ทำให้เป็นการลงทุนที่คุ้มค่าสำหรับโรงงานทุกประเภท

เป็นที่ทราบกันดีแล้วว่ากำลังที่ระบุไว้บนเนมเพลตของมอเตอร์นั้นคือกำลังขาออก (Output Power) ที่พิกัด ซึ่งจะมีแสดงในตารางแสดงคุณสมบัติใน Catalog, Datasheet ต่างๆของมอเตอร์นั้นๆ ซึ่งมอเตอร์สำหรับการใช้งานทั่วไปจะเป็นกำลังขาออกที่อุณหภูมิแวดล้อม (Ambient Temperature) ที่ 40 องศาเซลเซียส และระดับความสูงที่ 1000 เมตร เหนือระดับน้ำทะเล เมื่ออุณหภูมิแวดล้อมหรือความสูงจากระดับน้ำทะเลเปลี่ยนไปจากมาตรฐาน ขนาดพิกัดกำลังขาออกของมอเตอร์ก็จะมีการเปลี่ยนไป ซึ่งผู้ใช้งานจะสามารถสอบถามเพิ่มเติมจากผู้ผลิต โดยสำหรับมอเตอร์ CMG จะมีตัวคูณลด/เพิ่ม (multiplication factors)  ตามตารางดังนี้

จากตารางดังกล่าวจะได้ความสัมพันธ์ดังนี้

 

Effective Power = Rated Power x Temperature Factor x Altitude Factor
พิกัดกำลังที่ต้องการ = พิกัดกำลังของมอเตอร์ (ที่ 40 องศาเซลเซียส)  x ตัวคุณอุณหภูมิ x ตัวคูณระดับความสูง

 

ตัวอย่าง 1

ต้องการกำลังจากเครื่องต้นกำลังในการขับโหลด = 15 kW
อุณหภูมิแวดล้อม = 50 องศาเซลเซียส
ระดับความสูงเหนือน้ำทะเล = 2500 เมตร
จะต้องเลือกใช้มอเตอร์ขนาดกี่ kW ?

 

Rated Power required = Effective Power / (Temperature Factor x Altitude Factor)
Rated Power required = 15 / (0.93 x 0.91) = 17.7 kW
(พิกัดกำลังของมอเตอร์)
ดังนั้นต้องใช้มอเตอร์ขนาด 18.5 kW (อ้างอิงตามมาตรฐาน IEC) สำหรับใช้งานที่อุณหภูมิ 50 องศาเซลเซียส ที่ระดับความสูง 2500 เมตรเหนือระดับน้ำทะเล

 

ตัวอย่างที่ 2

มอเตอร์ขนาดพิกัด = 11 kW
อุณหภูมิแวดล้อม = 50 องศาเซลเซียส
ระดับความสูงเหนือน้ำทะเล = 1500 เมตร
มอเตอร์จะมีกำลังขาออกเท่าใด ณ การใช้งานจริง

Effective Power = 11 x 0.93 x 0.98 = 10 kW
(กำลังขาออกที่ใช้ได้จริง)

จะเห็นได้ว่าอุณหภูมิแวดล้อมและระดับความสูงเหนือระดับน้ำทะเลจะมีผลต่อพิกัดกำลังขาออกของมอเตอร์ ซึ่งผู้ใช้งานจะต้องพิจารณาเลือกหรือออกแบบพิกัดของมอเตอร์ให้เหมาะสมกับสภาพแวดล้อมนั้นๆ เพื่อยืดอายุการใช้งานของมอเตอร์

ปัจจุบันในประเทศไทยมีการใช้งานมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดเหนี่ยวนำสามเฟสในทุกอุตสาหกรรมอย่างแพร่หลาย ซึ่งเราสามารถแบ่งประเภทของมอเตอร์ตามมาตรฐานการผลิตได้เป็น 2 มาตรฐานหลัก คือ มอเตอร์มาตรฐาน IEC และมอเตอร์มาตรฐาน NEMA โดยส่วนใหญ่ในประเทศไทยมากกว่า 90% จะเป็นมาตรฐาน IEC (International Electrotechnical Commission) ซึ่งมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย 67 ประเทศทั่วโลก และมาตรฐาน NEMA ซึ่งจะนิยมใช้ในประเทศสหรัฐอเมริกา แคนาดา และแม็กซิโก สำหรับมอเตอร์มาตรฐาน NEMA จะมีการใช้งานเป็นบางส่วน โดยส่วนใหญ่จะมอเตอร์ชนิดนี้มักจะติดตั้งมากับเครื่องจักรหรืออุปกรณ์ที่มีการนำเข้ามาจากทางประเทศสหรัฐอเมริกา ดังนั้นผู้ใช้งานควรจะทราบว่ามอเตอร์ไฟฟ้าที่ใช้งานอยู่หรือมอเตอร์ที่ต้องการจัดหาเป็นมอเตอร์มาตรฐานอะไร เพื่อนำไปสู่การเลือกซื้อมอเตอร์ให้ถูกประเภท ทางบริษัทฯจึงขอสรุปความแตกต่างของมอเตอร์ทั้ง 2 ประเภทตามมาตรฐานการผลิตให้ดังนี้

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า

 

มอเตอร์ไฟฟ้า จะมีหน้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล โดยถูกจัดเป็นกลุ่มหลัก ๆ อยู่ 2 กลุ่ม คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงซึ่งจะมีการใช้งานระดับปานกลางมีขนาดมอเตอร์ที่ไม่ใหญ่มากนัก และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ซึ่งถูกใช้งานในวงอุตสาหกรรมอย่างกว้างขวาง

กรณีของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับนั้นสามารถแยกได้เป็น 2 ชนิด คือ มอเตอร์ซิงโครนัส (Synchronous motor) และมอเตอร์อินดักชั่น (Induction Motor) โดยมอเตอร์อินดักชั่นจะมีการนิยมใช้งานอย่างแพร่หลายมากที่สุด ทั้งนี้มอเตอร์ซิงโครนัสและมอเตอร์อินดักชั่นนั้นก็จะถูกแยกย่อยออกไปได้อีกหลายแบบ เพื่อที่จะได้เลือกนำมาใช้งานให้เกิดประโยชน์ต่อผู้ใช้และต่อระบบงานให้มากที่สุด

มอเตอร์ซิงโครนัส (Synchronous motor) เหมาะสมกับการนำมาใช้งานในระบบที่ต้องการให้มีความเร็วรอบในการหมุนคงที่ และความเร็วรอบย้อนกลับได้ (Reversed-speed)

มอเตอร์อินดักชั่น (Induction motor)  นิยมใช้งานกันอย่างแพร่หลายในวงการอุตสาหกรรมและตามบ้านเรือนที่อยู่อาศัยโดยแทบจะกล่าวได้ว่ามีมากที่สุด เนื่องจากมีขั้นตอนในการรับกระแสไฟฟ้าไม่ยุ่งยากมากนัก กล่าวคือ ระบบป้อนกำลังไฟฟ้าจัดให้มีเพียงไฟฟ้ากระแสสลับก็เพียงพอแล้ว ซึ่งไม่เหมือนกับมอเตอร์ซิงโครนัสที่จะต้องมีทั้งไฟฟ้ากระแสสลับขาเข้า และจะต้องมีไฟฟ้ากระแสตรงสำหรับขดลวดกระตุ้นอีกด้วย โดยมอเตอร์อินดักชั่นหรือมอเตอร์เหนี่ยวนำซึ่งเป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับนั้นแบ่งได้เป็น 3 ประเภท คือ

• มอเตอร์อินดักชั่นตัวหมุนกรงกระรอก (Squirrel cage rotor)
• มอเตอร์อินดักชั่นตัวหมุนพันด้วยขดลวด (Wound rotor)
• มอเตอร์อินดักชั่นตัวหมุนแบบเหล็กตัน (Solid rotor)

มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับทั่วไป นอกเหนือจากมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับที่เป็นหลักตามที่กล่าวไว้ข้างต้นแล้ว สามารถนำมาแยกเป้นมอเตอร์ชนิดต่างๆ และชนิดพิเศษตามความเหมาะสมในการใช้งานได้ดังนี้

• มอเตอร์แบบแยกส่วน (Split-phase motor) เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ประเภทอินดักชั่น 1 เฟส ซึ่งปกติไม่เกิน 1 แรงม้า ปกติแล้วมอเตอร์ชนิดนี้จะให้ค่าทอร์กปานกลางและความเร็วรอบคงที่ มีใช้ในเครื่องมือเครื่องใช้สำนักงาน เครื่องทำความเย็น-ความร้อน ปั๊มต่างๆ
• มอเตอร์คาปาซิเตอร์ (Capacitor motor) เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ ประเภทอินดักชั่น 1 เฟส โดยมีลักษณะเหมือนมอเตอร์แบบแยกส่วนข้างต้น แต่มีตัวเก็บประจุ (คาปาซิเตอร์) ต่ออนุกรมกับชุดขดลวดเพื่อเริ่มเดินที่สเตเตอร์ เพื่อให้มีค่าของแรงบิดเริ่มต้นสูง และกระแสไฟฟ้าสตาร์ตต่ำ มอเตอร์ชนิดนี้นิยมใช้ในอุปกรณ์เครื่องทำความเย็น เครื่องปรับอากาศ ปั๊มต่างๆ เป็นต้น
• มอเตอร์แบบรีพัลชัน (Repulsion type motor) เป็นมอเตอร์กระแสสลับเฟสเดียว และโรเตอร์เป็นแบบพันด้วยขดลวดโดยต่อเข้ากับคอมมิวเทเตอร์ซึ่งคล้ายกับลักษณะโรเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรง จึงทำให้มีค่าแรงบิดเริ่มต้นสูงและความเร็วรอบคงที่ นิยมใช้กับปั๊มต่างๆ เครื่องปรับอากาศ เครื่องมือขัด
• มอเตอร์ยูนิเวอร์แซล (Universal motor) เป็นมอเตอร์กระแสตรงหรือกระแสสลับ ที่ให้ความเร็วรอบสูงมากโดยปกติจะสามารถปรับความเร็วรอบได้ โดยการเพิ่มความต้านทานที่ปรับค่าได้ ซึ่งต่ออนุกรมกับวงจรจ่ายกำลังไฟฟ้าเพื่อควบคุมปริมาณกระแสไฟฟ้าในวงจรนั่นเอง มอเตอร์ชนิดนี้นิยมใช้กับเครื่องมือ เช่น เครื่องดูดฝุ่น จักรเย็บผ้า เครื่องผสมอาหาร เป็นต้น
• มอเตอร์แบบบังขั้ว (Shaded-pole motor) เป็นมอเตอร์กระแสสลับซึ่งเป็นมอเตอร์อะซิงโครนัส เฟสเดียวขนาดเล็กที่ใช้งานที่แรงบิดเริ่มต้นมีค่าต่ำ ซึ่งโดยปกติจะมีค่าทอร์กเริ่มต้นประมาณ 50% ของทอร์กโหลดเต็ม เช่น พัดลมเล็กๆ ของเล่น เครื่องฉายภาพ เป็นต้น มอเตอร์ชนิดนี้มีค่าทอร์กสุดกำลังต่ำ ค่าประกอบกำลังต่ำ แต่ก็นิยมใช้กันมากเนื่องจากราคาต่ำและเป็นแบบง่ายๆ
• มอเตอร์เริ่มเดินเครื่องแบบความต้านทานแม่เหล็ก (Reluctance-Start motor) มอเตอร์ชนิดนี้มีทอร์กน้อยกว่า 50% ของทอร์กโหลดเต็ม ส่วนทอร์กสุดกำลังจะมากกว่าทอร์กโหลดเต็มเพียงเล็กน้อย และมอเตอร์จะทำงานด้วยสลิปที่มีค่าสูง ไม่สามารถหมุนกลับทิศด้วยวิธีทางไฟฟ้า (ทำได้โดยวิธีทางกล เช่น สายพานหรือมูลเล) มีประสิทธิภาพด้อยกว่ามอเตอร์แบบบังขั้วประมาณ 20% แต่อย่างไรก็ตามมอเตอร์ชนิดนี้ก็นิยมใช้กันเนื่องจากมีราคาต่ำและบำรุงรักษาง่าย
• มอเตอร์แบบความต้านทานแม่เหล็ก (Reluctance motor) นิยมนำมาใช้กับงานเล็กๆ ที่ต้องการความต่อเนื่อง เช่น นาฬิกาไฟฟ้า ชุดควบคุมเวลา เครื่องอ่านเทป เป็นต้น
• มอเตอร์ฮิสเตอริซีส (Hysteresis motor) เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับประเภทมอเตอร์ซิงโครนัสเฟสเดียว และมีลักษณะคล้ายกับมอเตอร์แบบความต้านทานแม่เหล็ก มอเตอร์ชนิดนี้มีค่าความเร็วรอบของโรเตอร์จะน้อยกว่าค่าความเร็วรอบซิงโครนัสของสนามแม่เหล็กหมุนในสเตเตอร์แต่จะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไหลวนในโรเตอร์ขึ้น
• มอเตอร์ซิงโครนัสแบบแม่เหล็กถาวร (Permanent-magnet synchronous motor) มอเตอร์ชนิดนี้เป็นมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับประเภทมอเตอร์ซิงโครนัสเฟสเดียว โดยที่มีโรเตอร์มีขั้วเป็นแม่เหล็กถาวรและขวดลวดกรงกระรอกอยู่โดยรอบ มอเตอร์ชนิดนี้จะมีค่าทอร์กเริ่มต้นไม่มากกว่าค่ทอร์กดึงออก (Pull-out torque)
• มอเตอร์ซับซิงโครนัส (Subsynchronous motor) มอเตอร์ชนิดนี้มีทอร์กเริ่มเดินสูง แต่จะมีทอร์กน้อยกว่ามอเตอร์แบบความต้านทานแม่เหล็กที่ภาวะความเร็วซิงโครนัส
• มอเตอร์เซอร์โว (Servomotor) นิยมนำมาใช้กับอุปกรณ์จำพวกโรบอท หรือชุดควบคุมของคอมพิวเตอร์ มีประสิทธิภาพสูงและง่ายต่อการควบคุม อีกทั้งมีความรวดเร็วในการทำงานอีกด้วย มีทั้งแบบไฟฟ้ากระแสตรงและกระแสสลับ
• มอเตอร์อินดักชั่นซิงโครนัส (Synchronous Induction motor) โดยปกติจะมีขนาดกำลังขาออกไม่มากนัก (ไม่กิน 50 แรงม้า) ข้อดีคือสามารถสตาร์ตได้ง่าย มีค่าทอร์กเริ่มเดินสูงและค่าบำรุงรักษาต่ำ ข้อเสียคือมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ
• มอเตอร์ซิงโครนัสแบบความต้านทานแม่เหล็ก (Synchronous reluctance motor) มอเตอร์ชนิดนี้เริ่มทำงานและเร่งความเร็วถึงความเร็วสลิปเหมือนมอเตอร์อินดักชั่น หากโหลดเหมาะสมโรเตอร์จะเข้าสู่ภาวะซิงโครนัสกับสนามแม่เหล็กหมุนของสเตเตอร์ ทำให้โรเตอร์หมุนด้วยความเร็วคงที่
• มอเตอร์เชิงเส้น (Linear motor) ถือได้ว่ามีความสามารถทำงานได้ในแนบราบ ซึ่งอาจจะนำมาใช้กับรถขนส่งไฟฟ้าที่มีลักษณะการเคลื่อนที่ด้วยแม่เหล็กไฟฟ้าคล้ายกับมีเบาะลมรองรับอยู่
• มอเตอร์แบบเลื่อนแปรงได้ (Brush-shifting motor) เป็นมอเตอร์ชนิดอินดักชั่น 3 เฟสที่สามารถปรับความเร็วได้โดยเลื่อนแปรงสัมผัส การเลื่อนแปรงจะทำให้เกิดการเหนี่ยวนำสนามแม่เหล็กเปลี่ยนไป มีผลให้เป็นการปรับความเร็วรอบของมอเตอร์ได้
• มอเตอร์แบบทอร์ก (Torque motor) เป็นมอเตอร์ที่ใช้ในการเปิดวาล์ว ประตู ซึ่งต้องการค่าทอร์กคงที่และมีค่าทอร์กสูงอีกด้วย หากต้องการทอร์กที่สูงมากจะต้องเป็นมอเตอร์ 3 เฟส แต่หากต้องการทอร์กต่ำมักจะนิยมใช้มอเตอร์แบบยูนิเวอร์แซล มอเตอร์ชนิดนี้มีจุดประสงค์ที่ไม่ต้องการทำงานต่อเนื่องตลอดเวลา ดังนั้นจึงต้องกำหนดระยะเวลาขับเคลื่อนไว้ช่วงหนึ่งซึ่งสามารถตรวจดูได้จากแผ่นป้ายประจำเครื่อง
• มอเตอร์อินดักชั่นหลายควาเมร็ว (Mltispeed induction motor) มอเตอร์ชนิดนี้เป็นมอเตอร์ที่เปลี่ยนความเร็วรอบได้โดยเปลี่ยนจำนวนขั้วของมอเตอร์
• มอเตอร์ความถี่สูง (High-frequency motor) มอเตอร์ชนิดนี้ใช้กับเครื่องมือที่มีความเร็วรอบสูง โดยปกติจะเป็นมอเตอร์ 3 เฟส 2 ขั้วที่มีความถี่ไฟฟ้าสูงกว่าปกติ เช่น 90,120 หรือ 180 เฮิร์ท เป็นต้น บางครั้งอาจจะใช้ความถี่ไฟฟ้าถึง 400 เฮิร์ท ซึ่งนิยมนำมาใช้กับงานประเภทการบิน และโดยมากจะเป็นมอเตอร์แบบเปิด เพื่อให้อากาศภายนอกระบายผ่านขดลวดได้ง่าย

 

ส่วนกรณีของมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงนั้น ก็จะสามารถแบ่งออกได้เป็น 3 ชนิด คือ มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดขั้วแม่เหล็กขนาน มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดขั้วแม่เหล็กอนุกรม และมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรงชนิดวงจรขั้วแม่เหล็กผสม

ทั้งนี้ทางบริษัทฯ จะมุ่งเน้นไปที่ผลิตภัณฑ์มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับ เนื่องจากมีการใช้งานอย่างแพร่หลาย

ดยทั่วไปแล้วมอเตอร์ไฟฟ้าประกอบด้วยชิ้นส่วนหลายชิ้นที่ก่อให้เกิดความสูญเสียได้ ซึ่งพอจะแยกออกได้ดังนี้

 

1. ความสูญเสียทองแดง (Copper loss) เป็นค่าความสูญเสียกำลังในชุดขดลวดสเตเตอร์และชุดขดลวดโรเตอร์
2. ความสูญเสียในแกน (Core loss) หรือความสูญเสียในแกนเหล็กสำหรับมอเตอร์อินดักชั่น เป็นกำลังสูญเสียที่ประกอบด้วยสูญเสียจากกระแสไหลวน (Eddy-current loss) และสูญเสียฮีสเตอริซีส (Hysteresis loss)
3. ความสูญเสียจากความเสียดทานและลม (Friction and windage loss) จะมาจากความฝืดของลูกปืน ส่วนความสูญเสียจากลมนี้จะรวมถึงกำลังไฟฟ้าที่ถูกใช้ในการระบายอากาศภายในเครื่องจักรกล (Mechanical loss) ความสูญเสียนี้จะคงที่เมื่อมีความเร็วคงที่ เมื่อนำความสูญเสียจากความเสียดทานและลมในข้อนี้ไปรวมกับความสูญเสียในแกนเหล็กในข้อ 2 จะเรียกได้ว่า “ความสูญเสียจากการหมุน” (Rotational loss)
4. ความสูญเสียปลีกย่อยเนื่องจากโหลด (Stray-load loss) เป็นความสูญเสียที่เพิ่มขึ้นในกำลังสูญเสียฮีสเตอริซีส และกำลังสูญเสียที่เพิ่มขึ้นจากกระแสไหลวน โดยปกติแล้วจะประมาณความสูญเสียในข้อนี้มีค่าประมาณ 1% ของกำลังไฟฟ้าด้านออกของเครื่องจักรกล

 

สามารถนำมาเขียนแสดงเป็นภาพการไหลของกำลังจากด้านเข้าและความสูญเสียที่เกิดขึ้นในมอเตอร์ไฟฟ้ากระแสสลับจนได้เป็นกำลังด้านออกนั้นแสดงได้ดังภาพ

ซึ่งสามารถสรุปค่าความสูญเสียเป็นร้อยละที่เกิดขึ้นกับมอเตอร์ และองค์ประกอบที่เป็นสาเหตุที่ก่อให้เกิดความสูญเสียแล้ว พอจะสรุปได้เป็นแนวทางดังตาราง

รายการความสูญเสีย	ขนาดประมาณ	องค์ประกอบที่ทำให้เกิดความสูญเสีย
สูญเสียที่สเตเตอร์	35-40%	ขนาดตัวนำของสเตเตอร์
สุญเสียที่โรเตอร์	15-25%	ขนาดตัวนำของโรเตอร์
สูญเสียในแกน	15-20%	ชนิดและปริมาณวัสดุที่เป็นสารแม่เหล็ก
สูญเสียจากเสียดทานและลม	5-10%	พัดลมและแบริ่ง
สูญเสียปลีกย่อยจากโหลด	5-10%	การออกแบบจากโรงงาน

การวิเคราะห์และพิจารณาเพื่อที่จะลดความสูญเสียภายในมอเตอร์ลงนั้น ถือได้ว่าเป็นการประหยัดพลังงานได้ทางหนึ่งโดยการออกแบบและการเลือกใช้วัสดุในการผลิตมอเตอร์ที่ดีกว่าเพื่อลดความสูญเสียที่เกิดขึ้นข้างต้น ส่งผลให้มอเตอร์มีค่าประสิทธิภาพสูงขึ้น และสามารถประหยัดพลังงานได้มากกว่า

ไม่ว่าจะเป็นการบำรุงรักษามอเตอร์แบบใดก็ตาม สิ่งสำคัญที่จะต้องทำการตรวจสอบทั้งในช่วงก่อนการทำงานหรือระหว่างการทำงานก็ดี สามารถสรุปพอสังเขบดังนี้

 

• การตรวจสอบแบริ่ง โดยปกติควรทำทุกวันหรืออย่างน้อยทุกสัปดาห์ โดยใช้เครื่องช่วยฟังเสียงหรือเครื่องวิเคราะห์การสั่นสะเทือน นอกจากนี้ควรตรวจสอบอุณหภูมิผิวของแบริ่งด้วยเพื่อเปรียบเทียบกับค่าอุณหภูมิปกติ

• การตรวจสอบช่องว่างอากาศ โดยการวัดระยะระหว่างโรเตอร์และสเตเตอร์ทั้งด้านบนและด้านล่างด้วยแผ่นวัดช่องว่าง อย่างน้อยปีละครั้ง ซึ่งค่าความต่างที่อ่านได้ในแต่ละปีจะแสดงถึงสภาพของชุดติดตั้งแบริ่งว่ามีความผิดปกติหรือไม่

• การตรวจสอบความตึงของสายพาน ควรให้สายพานมีความตึงพอดีกับชุดติดตั้ง โดยอาจใช้เครื่องวัดความตึงเพื่อเป็นการเพิ่มประสิทธิภาพในการทำงานและลดเสียงรบกวนลงได้ โดยปกติการสูญเสียจากสายพานหย่อนเกินไปอาจสูงได้ถึง 5% ดังนั้นควรมีการตรวจสอบและปรับความตึงทุกเดือน

• การตรวจสอบการติดตั้ง โดยการตรวจสอบโบล์ตยึดและฐานเหล็กว่ารองรับการกระเทือนได้ และฐานคอนกรีตไม่เกิดการแตกร้าวหรือกะเทาะ

• การตรวจสอบความต้านทานฉนวน ทุกๆ 2 ปี ควรมีการตรวจสอบวัดค่าความต้านทานฉนวนเพื่อวิเคราะห์ว่าฉนวนมีปัญหาหรือไม่ โดยเฉพาะมอเตอร์ที่เคยถูกน้ำท่วมควรต้องได้รับการทำความสะอาดและทำให้แห้งสนิทก่อนเริ่มใช้งาน โดยทั่วไปค่าความต้านทานของฉนวนอย่างต่ำอาจพิจารณาได้จากตาราง

• การทำให้มอเตอร์สะอาดและเย็น สภาพแวดล้อมในการทำงานที่สกปรก ควรใช้เครื่องเป่าฝุ่นออกจากมอเตอร์บ่อยๆ ส่วนบริเวณที่มีอุณหภูมิสูงควรเผื่อขนาดมอเตอร์ให้มากขึ้น เนื่องจากอุณหภูมิของสภาพแวดล้อมที่สูงเกินจะทำให้อายุการใช้งานมอเตอร์สั้นลง ในทางทฤษฏีอุณหภูมิมอเตอร์ที่สูงขึ้น 25 °C  จะทำให้การสูญเสียมีค่าเพิ่มขึ้น 10% ดังนั้นควรพิจารณาตำแหน่งการติดตั้งให้อยู่ในที่ร่ม อากาศถ่ายเทได้สะดวก และทำความสะอาดเปลือกนอกของมอเตอร์อย่างน้อยปีละครั้ง

• การตรวจสอบความร้อน เสียงและการสั่นสะเทือน ทันทีที่เห็นหรือรู้สึกว่าโครงมอเตอร์หรือแบริ่งมีความร้อนหรือมีการสั่นสะเทือนมากเกินไป แสดงว่าเกิดปัญหาในบริเวณนั้นซึ่งควรมีการตรวจสอบเพื่อหาสาเหตุและขจัดปัญหาออกไป

• การตรวจสอบการสตาร์ท โดยปกติกระแสสตาร์ทของมอเตอร์ที่มีค่าสูงๆ จะทำให้เกิดความร้อนขึ้นในตัวมอเตอร์เอง ดังนั้นสำหรับมอเตอร์ที่มีขนาด 200 แรงม้าหรือต่ำกว่า ควรมีค่าเวลาในการสตาร์ทขณะที่มีโหลดขนาดใหญ่ต่ออยู่ไม่เกิน 20 วินาที และมอเตอร์ไม่ควรมีค่าเวลาในการสตาร์ทรวมเกิน 150 วินาทีต่อวัน

• การตรวจสอบแรงดันไฟฟ้า มอเตอร์จะทำงานได้ดีและมีประสิทธิภาพสูงเมื่อได้รับระดับแรงดันไฟฟ้าที่ถูกต้อง รวมถึงแรงดันที่สมดุลและปราศจากฮาร์มอนิก โดยแรงดันไฟฟ้าที่ไม่สมดุลเกิน 2% จะเพิ่มความสูญเสียได้ถึง 25% ดังนั้นแรงดันที่ป้อนให้กับมอเตอร์ไม่เสียสมดุลเกิน 1% นอกจากนี้ระดับแรงดันไฟฟ้าควรมีค่าใกล้เคียงกับค่าแรงดันพิกัดของมอเตอร์ สำหรับแรงดันที่มีฮาร์มอนิกปะปนมากจะทำให้มอเตอร์เกิดความร้อนผิดปกติทำให้อายุการใช้งานสั้นลงได้