Week 7 AC to AC

วงจรแปลงผันไฟสลบวงจรแปลงผันไฟสลบ--ไฟสลบไฟสลบ (AC-AC AC-AC Converters)Converters)

วงจรแปลงผันไฟสลบวงจรแปลงผันไฟสลบ--ไฟสลบไฟสลบ (AC-AC AC-AC Converters)Converters)

สาขาวิ�ชาวิ�ศวิกรรมไฟฟ า คณะวิ�ศวิกรรมศาสตร� มหาวิ�ทยาลั�ยปท�มธานี�

นายจ�โรจน� พรวฒนา

71.71. กลั�าวินี�า กลั�าวินี�า ((IntroductioIntroductionn))ค�าจำ�าก�ดควิาม ค�าจำ�าก�ดควิาม ((DefinitionDefinition))

เป�นวงจรที่��ที่�าหน�าที่��แปลงผันพลงงานไฟฟ ากระแสสลบเป�นพลงงานไฟฟ ากระแสสลบที่��

ควบค$มได้�ที่'งขนาด้และความถี่��โด้ยใช้�ไที่รแอก (Triac ) หร-อไที่ร�สเตอร� (SCR ) ที่�าหน�าที่��เป�น

สว�ตช้�บลั#อกไดอะแกรมพื้'(นีฐานี บลั#อกไดอะแกรมพื้'(นีฐานี ((Basic block Basic block

diagramdiagram))

ร*ปท�+ 71. บล/อกได้อะแกรมวงจรแปลงผันไฟสลบ

ACAC InputInput

ACAC OutputOutput

วิงจำรแปลังผั�นีไฟสลั�บวิงจำรแปลังผั�นีไฟสลั�บ--ไฟสลั�บแบ�งออกได/ ไฟสลั�บแบ�งออกได/ 2 2 กลั��มกลั��ม

1. 1. วงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ วงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ ((AC AC Voltage ControllerVoltage Controller))

ที่�าหน�าที่��แปลงผันไฟฟ ากระแสสลบที่��ความถี่��ที่�าหน�าที่��แปลงผันไฟฟ ากระแสสลบที่��ความถี่��เด้�ยวกนเด้�ยวกน

วงจรควบค$มแบบเป0ด้วงจรควบค$มแบบเป0ด้--ป0ด้ ป0ด้ ((ON-OFF ON-OFF controlcontrol))

วงจรควบค$มเฟส วงจรควบค$มเฟส ((Phase ControlPhase Control))

2. 2. วงจรเปล��ยนค1าความถี่�� วงจรเปล��ยนค1าความถี่�� ((Frequency Frequency ChangerChanger))

ที่�าหน�าที่��แปลงความถี่��ด้�านอ�นพ$ตส21ด้�านที่�าหน�าที่��แปลงความถี่��ด้�านอ�นพ$ตส21ด้�านเอาต�พ$ตเอาต�พ$ต

วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร� วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร� ((CycloconverterCycloconverter ) )

วงจรไซโคลอ�นเวอร�เตอร� วงจรไซโคลอ�นเวอร�เตอร� ((CycloinverterCycloinverter ) )

การประย�กต�ใช/งานีในีภาคอ�ตสาหกรรมการประย�กต�ใช/งานีในีภาคอ�ตสาหกรรม ควบค$มหลอด้ไฟแสงสว1าง

ควบค$มการเปล��ยนแที่ปของหม�อแปลงไฟฟ าขณะจ1ายโหลด้

การควบค$มอ$ณภู2ม�ที่างด้�านอ$ตสาหกรรม เช้1นควบค$มความร�อนของขด้ลวด้ความร�อน

ควบค$มมอเตอร�ไฟฟ ากระแสสลบ (แต1ประส�ที่ธิ�ภูาพต��า)

สวิ�ตช�อ�เลั#กทรอนี�กส�ก�าลั�งท�+นี�ยมใช/สวิ�ตช�อ�เลั#กทรอนี�กส�ก�าลั�งท�+นี�ยมใช/ ไที่ร�สเตอร� ไที่ร�สเตอร� (SCR)(SCR) ไที่รแอค ไที่รแอค ((TRIACTRIAC))

7.7.22 วงจรควบค$มแบบเป0ด้วงจรควบค$มแบบเป0ด้--ป0ด้ ป0ด้ ((ON-OFF ON-OFF ControlControl)) กรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานี

วงจรควบค$มแบบเป0ด้วงจรควบค$มแบบเป0ด้--ป0ด้ หร-อบางคร'งเร�ยกป0ด้ หร-อบางคร'งเร�ยกว1าการควบค$มจ�านวนร2ปคล-�น ว1าการควบค$มจ�านวนร2ปคล-�น ((Integral-cycle Integral-cycle

controlcontrol)) ใช้�ไที่ร�สเตอร� (SCR ) ที่�าหน�าที่��เป�นสว�ตช้� ซ7�งจะตด้และต1อที่��กระแสศู2นย� การควบค$มก�าลงควบค$มก�าลงไฟฟ าด้�านเอาต�พ$ตที่�าได้�โด้ยควบค$มอตราส1วนไฟฟ าด้�านเอาต�พ$ตที่�าได้�โด้ยควบค$มอตราส1วนจ�านวนล2กคล-�นของแรงด้นด้�านอ�นพ$ตส21ด้�านจ�านวนล2กคล-�นของแรงด้นด้�านอ�นพ$ตส21ด้�าน

เอาต�พ$ต ด้งแสด้งในร2ปที่�� เอาต�พ$ต ด้งแสด้งในร2ปที่�� 72.72.

ร*ปท�+ 72 วงจรควบค$มแบบเป0ด้-ป0ด้

vS

(t)R+_

T

1

T

2

ig

1 ig2

vo

(t)_

+iO(t)

iS(t)

ร*ปท�+ 73 ร2ปคล-�นของวงจรควบค$มแบบเป0ด้-ป0ด้

ig

1

t0 ig

2

t0

t

vS

(t)

0

n m

vo(t),i

o(t)

t0

จากวงจรในร2ปที่�� 72. สว�ตช้� T1 และ T2 ต1อขนานในที่�ศูที่างกลบข'ว เร�ยกการต1อลกษณะน�'

ว1าการต1อขนานแบบกลบข�ว (Anti parallel or Inverse parallel) สว�ตช้� T1 ใช้�ควบค$มแรงด้นอ�นพ$ตด้�านบวก ส1วนสว�ตช้� T2 ใช้�ควบค$มแรงด้น

อ�นพ$ตด้�านลบ โด้ยจะจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� (SCR) ที่��จ$ด้เร��มต�นของร2ปคล-�น กล1าวค-อจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T1 ที่��ม$ม 0 องศูา และจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T

2 ที่��ม$ม

180 องศูา เม-�อจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� จะได้� vo = vs

เม-�อไม1ไม1จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� จะได้� vo = 0

ก�าหนีดให/ก�าหนีดให/ n ค-อจ�านวนร2ปคล-�น vs ขณะเอสซ�อาร�ต1อวงจร

m ค-อจ�านวนร2ปคล-�น vs ขณะเอสซ�อาร�ตด้วงจร

k = n/(n+m) ค-อวฎจกรงาน (Duty cycle)

แรงด้นเฉล��ยเอาต�พ$ต

0( .)

2sin

2 ( ) mo avgnV V t d tn m

แรงด้น RMS เอาต�พ$ต

2 2

0( ) sin

( ) mo rmsnV V t d tn m

0( .) sin

2 ( ) mo avgnI I t d tn m

กระแสเฉล��ยเอาต�พ$ต

s( )o rmsV k V

จากร2ปที่�� จากร2ปที่�� 7.3 7.3 สามารถี่ค�านวณหาแรงด้นและสามารถี่ค�านวณหาแรงด้นและกระแสเอาต�พ$ตของร2ปคล-�นได้�ด้งน�'กระแสเอาต�พ$ตของร2ปคล-�นได้�ด้งน�'

( .) 0o avgV

( .)m

o avg

kII

(7.1)

(7.2)

(7.3)

กระแสเฉล��ยผั1านสว�ตช้�

0( .) sin

2 ( ) mT avgnI I t d tn m

กระแส RMS ผั1านสว�ตช้�

( ) ( )( )

2 2o rms o rms

T rms

I VI

R

กระแสส2งส$ด้ผั1านสว�ตช้�

(max)m

T

VI

R


( .) ( )m

T avg

nVI

R n m

ก�าลงไฟฟ าที่��โหลด้

2( )o o rmsP I R

ตวประกอบก�าลงอ�นพ$ต

oP nPF kVA n m

กระแส RMS เอาต�พ$ต

( )( )

o rmso rms

VI

R (7.

4)

(7.5)(7.6)(7.7)(7.8)(7.9)

ต�วิอย�างท�+ ต�วิอย�างท�+ 7711 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบแบบเป0ด้ไฟฟ ากระแสสลบแบบเป0ด้--ป0ด้ ด้งแสด้งในร2ปที่�� ป0ด้ ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.7.

2 2 โหลด้ม�ค1าความต�านที่าน โหลด้ม�ค1าความต�านที่าน 10 10 ก�าหนด้ให�ก�าหนด้ให�จ�านวนล2กคล-�นเม-�อสว�ตช้�ต1อวงจร จ�านวนล2กคล-�นเม-�อสว�ตช้�ต1อวงจร ((nn ) ) เที่1ากบเที่1ากบ 20 20 และจ�านวนล2กคล-�นเม-�อสว�ตช้�ตด้วงจร และจ�านวนล2กคล-�นเม-�อสว�ตช้�ตด้วงจร ((m) m) เที่1ากบ เที่1ากบ

60 60 แรงด้นที่��แหล1งจ1ายแรงด้นที่��แหล1งจ1ายจงค�านวณหาค1าพาราม�เตอร�ด้งกล1าวข�างต�นจงค�านวณหาค1าพาราม�เตอร�ด้งกล1าวข�างต�น

s V100( ) 220 2 sin ( )tv t


( .) 0 Vo avgV


( ) 110 Vo rmsV

( .) 7.778 Ao avgI กระแสเฉล��ยเอาต�พ$ตกระแส RMS เอาต�พ$ต

( ) 22 Ao rmsI


1210 WoP


0.5PF


( ) 7.78 AT rmsI

กระแสส2งส$ด้ผั1านสว�ตช้�

(max) 31.112 ATI


( .) 2.48 AT avgI

73 73 วงจรควบค$มเฟส วงจรควบค$มเฟส ((Phase ControlPhase Control)) กรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีวงจรควบค$มเฟสม�ลกษณะวงจรเหม-อนกบวงจรวงจรควบค$มเฟสม�ลกษณะวงจรเหม-อนกบวงจรควบค$มแบบเป0ด้ควบค$มแบบเป0ด้--ป0ด้ จะแตกต1างกนที่��ว�ธิ�การป0ด้ จะแตกต1างกนที่��ว�ธิ�การ

ควบค$มควบค$มสว�ตช้� กล1าวค-อวงจรควบค$มแบบเป0ด้-ป0ด้จะควบค$มให�ร2ปคล-�นผั1านได้�บางล2กคล-�น และไม1

สามารถี่ผั1านได้�บางล2กคล-�น ส1วนวงจรควบค$มเฟสจะควบค$มให�ร2ปคล-�นผั1านได้�ที่$กล2กคล-�น แต1ไม�ไม�เต/ม

คาบเวลา ด้งแสด้งในร2ปที่�� ด้งแสด้งในร2ปที่�� 74.74.

ร*ปท�+ 74 วงจรควบค$มเฟส

vS

(t)R+_

T

1

T

2

ig

1 ig

2

vo

(t)_

+iO(t)

ร*ปท�+ 75 วงจรควบค$มเฟสที่��ด้ด้แปลง

vS

(t)R+_

T

1

D

1

ig

1

vo

(t)_

+iO(t)

T

2

ig

2D

2

ในที่างปฏิ�บต�อาจด้ด้แปลงวงจรควบค$มเฟสได้�ในที่างปฏิ�บต�อาจด้ด้แปลงวงจรควบค$มเฟสได้�ด้งร2ปที่�� ด้งร2ปที่�� 7.5 - 7.77.5 - 7.7

จากวงจรในร2ปที่�� จากวงจรในร2ปที่�� 7.5 7.5 พบว1า พบว1า -- เอสซ�อาร� เอสซ�อาร� TT11 กบได้โอด้ กบได้โอด้ DD1 1 ที่�างานช้1วงแรงด้นที่�างานช้1วงแรงด้น

ที่��แหล1งจ1ายม�ค1าที่��แหล1งจ1ายม�ค1าบวิกบวิก-- เอสซ�อาร� เอสซ�อาร� TT22 กบได้โอด้ กบได้โอด้ DD2 2 ที่�างานช้1วงแรงด้นที่�างานช้1วงแรงด้น

ที่��แหล1งจ1ายม�ค1าที่��แหล1งจ1ายม�ค1าลับลับข�อด้� ค-อสว�ตช้�เอสซ�อาร�ม�ข �วคาโธิด้ต1อร1วมกนข�อด้� ค-อสว�ตช้�เอสซ�อาร�ม�ข �วคาโธิด้ต1อร1วมกน

ที่�าให�ควบค$มง1าย ที่�าให�ควบค$มง1าย ข�อเส�ย ค-อม�ก�าลงงานส2ญเส�ยมากเพราะม�ได้โอด้ข�อเส�ย ค-อม�ก�าลงงานส2ญเส�ยมากเพราะม�ได้โอด้

เพ��มข7'นมา เพ��มข7'นมา 22 ตวตว

ร*ปท�+ 7.6 วงจรควบค$มเฟสที่��ด้ด้แปลง

vS

(t)R+_

T

1

D

1

vo

(t)_

+D

4

D

3D

2

iO(t)

จากวงจรในร2ปที่�� จากวงจรในร2ปที่�� 7.6 7.6 พบว1า พบว1า -- ได้โอด้ ได้โอด้ DD11 D D22 และเอสซ�อาร� และเอสซ�อาร� TT

11ที่�างานช้1วงแรงที่�างานช้1วงแรง

ด้นที่��แหล1งจ1ายม�ค1าด้นที่��แหล1งจ1ายม�ค1าบวิกบวิก-- ได้โอด้ ได้โอด้ DD33 D D44 และเอสซ�อาร� และเอสซ�อาร� TT11 ที่�างานช้1วงแรงที่�างานช้1วงแรง

ด้นที่��แหล1งจ1ายม�ค1าด้นที่��แหล1งจ1ายม�ค1าลับ ลับ ข�อด้� ค-อสว�ตช้�เอสซ�อาร�ข�อด้� ค-อสว�ตช้�เอสซ�อาร�11 ตวที่�าให�จ$ด้ช้นวนง1าย ตวที่�าให�จ$ด้ช้นวนง1าย ข�อเส�ย ค-อม�ก�าลงงานส2ญเส�ยมากเพราะม�ได้โอด้ข�อเส�ย ค-อม�ก�าลงงานส2ญเส�ยมากเพราะม�ได้โอด้

เพ��มข7'นมา เพ��มข7'นมา 44 ตว และใช้�กบโหลด้ที่��ม�ค1าความเหน��ยวน�าตว และใช้�กบโหลด้ที่��ม�ค1าความเหน��ยวน�ามากๆ จะที่�าให�ม�กระแสไหลผั1าน มากๆ จะที่�าให�ม�กระแสไหลผั1าน SCR SCR ตลอด้ตลอด้

ร*ปท�+ 7.7 วงจรควบค$มเฟสที่��ด้ด้แปลง

vS

(t)R+_ vo

(t)_

+iO(t)

TRIAC

จากวงจรในร2ปที่�� จากวงจรในร2ปที่�� 7.7 7.7 พบว1า ถี่�าโหลด้ต�องการพบว1า ถี่�าโหลด้ต�องการก�าลงไฟฟ าไม1ส2งมากนกใช้�สว�ตช้�เป�นไที่รแอกก/ได้� ก�าลงไฟฟ าไม1ส2งมากนกใช้�สว�ตช้�เป�นไที่รแอกก/ได้�

ซ7�งพ�กด้การที่นกระแสและแรงด้นของไที่รแอกจะม�ซ7�งพ�กด้การที่นกระแสและแรงด้นของไที่รแอกจะม�ค1าต��ามาก จ7งไม1น�ยมใช้�ค1าต��ามาก จ7งไม1น�ยมใช้�ชนี�ดของการควิบค�มแบบเฟส ชนี�ดของการควิบค�มแบบเฟส ((Type of Type of

controlcontrol)) ควบค$มที่�ศูที่างเด้�ยว ควบค$มที่�ศูที่างเด้�ยว ((Unidirectional Unidirectional

control or Half controlcontrol or Half control)) ควบค$ม ควบค$ม 2 2 ที่�ศูที่าง ที่�ศูที่าง ((Bidirectional Bidirectional

control or Full controlcontrol or Full control))

73.73. .1.1 วงจรควบค$มวงจรควบค$มเฟสแบบที่�ศูที่างเด้�ยวเฟสแบบที่�ศูที่างเด้�ยวกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานี

วงจรควบค$มเฟสที่�ศูที่างเด้�ยวจะสว�ตช้�จะใช้� วงจรควบค$มเฟสที่�ศูที่างเด้�ยวจะสว�ตช้�จะใช้� SCR SCR ต1อสลบหวที่�ายกบได้โอด้ซ7�งม� ต1อสลบหวที่�ายกบได้โอด้ซ7�งม� 2 2 แบบ ด้งแบบ ด้ง

แสด้งในร2ปที่�� แสด้งในร2ปที่�� 7.7.8 (8 (กก) ) และร2ปที่��และร2ปที่��7.7.8 (8 (ขข)) ซ7�งในซ7�งในร2ปที่�� ร2ปที่�� 7.7.8 (8 (กก) ) เป�นการควบค$มด้�านบวก ในร2ปเป�นการควบค$มด้�านบวก ในร2ป

ที่��ที่��7.7.8 (8 (ขข) ) เป�นการควบค$มด้�านลบ เป�นการควบค$มด้�านลบ

ร*ปท�+ 7.8 วงจรควบค$มเฟสแบบที่�ศูที่างเด้�ยว

vS

(t)R+_

T

1

D

1

ig

1

vO

(t)_

+iO(t)

(ก ) ควบค$มเฉพาะด้�านบวก

(ข ) ควบค$มเฉพาะด้�านลบ

vS

(t)R+_

D

1

vO

(t)_

+iO(t)

T

1

ig

1

ร*ปท�+ 7.9 ร2ปคล-�นของวงจรควบค$มเฟส (เฉพาะด้�านบวก)

vs(t)

t0 2 3 4

t

vo(t), io(t)

0 2 3 4

t0 2 3 4 ig

1

ig

1


( .)

21 sin sin2 m mo avgV V t d t V t d t

ควิบค�มท�ศทางเด�ยวิ ควิบค�มท�ศทางเด�ยวิ ((Unidirectional Unidirectional control or Half controlcontrol or Half control))

( .)

2cos 1

2s

o avg

VV


2 2 2 2( )

21 sin sin2 m mo rmsV V t d t V t d t

( ) 221 sin 2

2so rmsV V

(7.10)

(7.11)

กระแสเฉล��ยเอาต�พ$ต ( .)

( .)o avg

o avg

VI

R

ควิบค�มท�ศทางเด�ยวิ ควิบค�มท�ศทางเด�ยวิ ((Unidirectional Unidirectional control or Half controlcontrol or Half control))

แรงด้น RMS เอาต�พ$ต ( )

( )o rms

o rms

VI

R

ตวประกอบก�าลงอ�นพ$ต (rms) 1 sin 22

2 2oo

s

VPPF

VA V

กระแสอ�นพ$ตม�ค1าเที่1ากบกระแสเอาต�พ$ต ด้งน'นโวลต�แอมป?ด้�านอ�นพ$ต

(rms) (rms)s s o oVA V I V I

(7.12)(7.13)

(7.14)(7.15)

ต�วิอย�างท�+ ต�วิอย�างท�+ 77..22 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟส ที่�ศูที่างเด้��ยว ด้งแสด้งในไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟส ที่�ศูที่างเด้��ยว ด้งแสด้งใน

ร2ปที่�� ร2ปที่�� 7.7.88 โหลด้ม�ค1าความต�านที่าน โหลด้ม�ค1าความต�านที่าน 10 10 ม�ม�แรงด้นอ�นพ$ตเที่1ากบ แรงด้นอ�นพ$ตเที่1ากบ 120 V 60 Hz 120 V 60 Hz ก�าหนด้ให�ม$มก�าหนด้ให�ม$ม

จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ม�ค1าเที่1ากบ จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ม�ค1าเที่1ากบ จงค�านวณหาค1าพาราม�เตอร�ด้งกล1าวข�างต�นจงค�านวณหาค1าพาราม�เตอร�ด้งกล1าวข�างต�น


( .) 27 Vo avgV


( ) 103.92 Vo rmsV

( .) 2.7 Ao avgI กระแสเฉล��ยเอาต�พ$ตกระแส RMS เอาต�พ$ต

( ) 10.392 Ao rmsI

/ 2


1079.94 WoP


0.866 ( )PF lagging

73.73. .2.2 วงจรควบค$มวงจรควบค$มเฟสแบบสองที่�ศูที่างเฟสแบบสองที่�ศูที่างกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานี

วงจรควบค$มเฟสสองที่�ศูที่างม�ลกษณะวงจรวงจรควบค$มเฟสสองที่�ศูที่างม�ลกษณะวงจรเหม-อนกบวงจรควบค$มควบค$มเฟสที่�ศูที่างเด้�ยว เหม-อนกบวงจรควบค$มควบค$มเฟสที่�ศูที่างเด้�ยว แต1จะสว�ตช้�จะใช้� แต1จะสว�ตช้�จะใช้� SCR SCR ต1อสลบหวที่�ายด้งแสด้งในต1อสลบหวที่�ายด้งแสด้งในร2ปที่�� ร2ปที่�� 7.7.10 10 โด้ยการควบค$มม$มจ$ด้ช้นวนในไซเค�โด้ยการควบค$มม$มจ$ด้ช้นวนในไซเค�ลด้�านบวกและด้�านลบของแรงด้นอ�นพ$ตที่�าให�ร2ปลด้�านบวกและด้�านลบของแรงด้นอ�นพ$ตที่�าให�ร2ปคล-�นของกระแสและแรงด้นเอาต�พ$ตม�ลกษณะคล-�นของกระแสและแรงด้นเอาต�พ$ตม�ลกษณะ

สมมาตรระหว1างด้�านบวกกบด้�านลบ ด้งแสด้งในร2ปสมมาตรระหว1างด้�านบวกกบด้�านลบ ด้งแสด้งในร2ปที่�� ที่�� 7.7.1111

ร*ปท�+ 7.10 วงจรควบค$มเฟสแบบสองที่�ศูที่าง

vS

(t)R+_

T

1

T

2

ig

1 ig

2

vO

(t)_

+iO(t)

ร*ปท�+ 7.11 ร2ปคล-�นของวงจรควบค$มเฟสแบบสองที่�ศูที่าง

t

vs(t)

0 2 3 4

t0 2 3 4

t0 2 3 4 ig

1

ig

2

ig

1

ig

2vo(t), io(t)


( .)

21 sin sin2 m mo avgV V t d t V t d t

ควิบค�ม ควิบค�ม 2 2 ท�ศทาง ท�ศทาง ((Bidirectional Bidirectional control or Full controlcontrol or Full control))

( .) 0o avgV


2 2( )

2 sin2 mo rmsV V t d t

( )1 sin 2

2so rmsV V

(7.16)

(7.17)


( .)1 sin

2 mT avgI V t d tR


2 2( )

1 sin2 mT rmsI V t d tR


(7.18)

(7.19)

( .) cos 12m

T avg

VI

R

( )1 sin 2

22s

T rms

VI

R

ตวประกอบก�าลงอ�นพ$ต (rms)oo

s

VPPF

VA V

กระแสอ�นพ$ตม�ค1าเที่1ากบกระแสเอาต�พ$ต ด้งน'นโวลต�แอมป?ด้�านอ�นพ$ต

(rms) (rms)s s o oVA V I V I


(7.20)

1 sin 22

PF

(7.21)

ต�วิอย�างท�+ ต�วิอย�างท�+ 77..33 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสสองที่�ศูไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสสองที่�ศู-- ที่าง ด้งแสด้งในที่าง ด้งแสด้งในร2ปที่�� ร2ปที่�� 7.7.1111 โหลด้ม�ค1าความต�านที่าน โหลด้ม�ค1าความต�านที่าน 10 10 ม�ม�

แรงด้นอ�นพ$ตเที่1ากบ แรงด้นอ�นพ$ตเที่1ากบ 120 V 60 Hz 120 V 60 Hz ก�าหนด้ให�ม$มก�าหนด้ให�ม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�เที่1ากบ จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�เที่1ากบ

จงค�านวณหาค1าพาราม�เตอร�ด้งกล1าวข�างต�นจงค�านวณหาค1าพาราม�เตอร�ด้งกล1าวข�างต�น


( ) 84.85 Vo rmsV

( .) 2.7 AT avgI กระแสเฉล��ยผั1านสว�ตช้�

กระแส RMS เอาต�พ$ต

( ) 8.485 Ao rmsI

/ 2


719.95 WoP


0.707 ( )PF lagging


( .) 6 AT avgI

ต�วิอย�างท�+ ต�วิอย�างท�+ 77..44 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสสองที่�ศูไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสสองที่�ศู-- ที่างที่าง ด้งร2ปที่�� ด้งร2ปที่��

7.11 7.11 ต1ออย21กบแหล1งจ1ายแรงด้นไฟสลบ ต1ออย21กบแหล1งจ1ายแรงด้นไฟสลบ 2222 0 0 V, 50 Hz V, 50 Hz และโหลด้ความต�านที่าน และโหลด้ความต�านที่าน 30 30 จงจง

ค�านวณหาค�านวณหา

ม$มจ$ด้ช้นวน ( ) ที่��ที่�าให�โหลด้ได้�ก�าลงไฟฟ า 1 kW

ค1า RMS ของกระแสเอาต�พ$ต ค1า RMS ของกระแสไฟฟ าผั1านสว�ตช้� ตวประกอบก�าลง (Power factor) ของ

วงจร

จากสมการ

2

( )o rmso

VP

R

( )1000 30 173.205 V

o rmsV

( ) 173.205 1 sin 2220 2

o rms

s

V

V

ม$มจ$ด้ช้นวน ( ) ที่��ที่�าให�โหลด้ได้�ก�าลงไฟฟ า 1 kW

( ) 79.068 1.381 .o rms

s

Vrad

V


(rms) sin (2 79.068 )1 1.381 0.7872

o

s

VPF

V

ค1า RMS ของกระแสเอาต�พ$ต ( )

( )173.205 5.774 A

30o rms

o rms

VI

R

ค1า RMS ของกระแสผั1านสว�ตช้� ( )

( )5.774 4.082 A

2 2T

o rmsrms

II

ค1าเฉล��ยของกระแสผั1านสว�ตช้� ( .) cos 1

2Tm

avg

VI

R

( .)2 220 cos79.06 1 1.964 A

2 30T avgI

จากสมการที่�� จากสมการที่�� ((7.177.17 ) ) พบว1าเหมาะส�าหรบใช้�ในพบว1าเหมาะส�าหรบใช้�ในการค�านวณหาแรงด้นเอาต�พ$ตเม-�อร2 �ค1าแรงด้นการค�านวณหาแรงด้นเอาต�พ$ตเม-�อร2 �ค1าแรงด้น

อ�นพ$ตและม$มจ$ด้ช้นวน เพราะว1าเราสามารถี่แที่นอ�นพ$ตและม$มจ$ด้ช้นวน เพราะว1าเราสามารถี่แที่นค1าตวแปรต1าง ๆ ได้�โด้ยตรง ค1าตวแปรต1าง ๆ ได้�โด้ยตรง

แต1ในที่างปฏิ�บต�ข�อก�าหนด้ในการออกแบบจะแต1ในที่างปฏิ�บต�ข�อก�าหนด้ในการออกแบบจะก�าหนด้ค1าแรงด้นอ�นพ$ตและแรงด้นเอาต�พ$ตมาให� ก�าหนด้ค1าแรงด้นอ�นพ$ตและแรงด้นเอาต�พ$ตมาให� โด้ยให�เราค�านวณหาค1าม$มจ$ด้ช้นวน ซ7�งไม1สามารถี่โด้ยให�เราค�านวณหาค1าม$มจ$ด้ช้นวน ซ7�งไม1สามารถี่

หาได้�โด้ยตรงต�องใช้�ว�ธิ�การเช้�งตวเลข หาได้�โด้ยตรงต�องใช้�ว�ธิ�การเช้�งตวเลข ((Numerical MethodNumerical Method ) ) ซ7�งเป�นว�ธิ�ที่��ย$1งยาก ด้งซ7�งเป�นว�ธิ�ที่��ย$1งยาก ด้งในตวอย1างที่�� ในตวอย1างที่�� 7.47.4 เพ-�อให�การหาค1าม$มจ$ด้ช้นวนง1ายเพ-�อให�การหาค1าม$มจ$ด้ช้นวนง1ายข7'น จ7งพล/อตกราฟที่��แสด้งความสมพนธิ�ระหว1างม$มข7'น จ7งพล/อตกราฟที่��แสด้งความสมพนธิ�ระหว1างม$มจ$ด้ช้นวนกบอตราส1วนของแรงด้นด้�านเอาต�พ$ตต1อจ$ด้ช้นวนกบอตราส1วนของแรงด้นด้�านเอาต�พ$ตต1อ

แรงด้นอ�นพ$ต ด้งแสด้งในร2ปที่�� แรงด้นอ�นพ$ต ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.127.12 จากร2ปพบว1าเม-�อม$มจ$ด้ช้นวนม�ค1าเที่1ากบ จากร2ปพบว1าเม-�อม$มจ$ด้ช้นวนม�ค1าเที่1ากบ 00 แรงแรง

ด้นเอาต�พ$ตม�ค1าเที่1ากบแรงด้นอ�นพ$ต แต1ถี่�าเพ��มม$มด้นเอาต�พ$ตม�ค1าเที่1ากบแรงด้นอ�นพ$ต แต1ถี่�าเพ��มม$มจ$ด้ช้นวนม�ค1าเที่1ากบ จ$ด้ช้นวนม�ค1าเที่1ากบ 180 180 องศูา แรงด้นเอาต�พ$ตม�องศูา แรงด้นเอาต�พ$ตม�

ค1าเที่1ากบ ค1าเที่1ากบ 0 0 ด้งตวอย1างที่�� ด้งตวอย1างที่�� 7.57.5

ร*ปท�+ 7.12 กราฟแสด้งความสมพนธิ�แสด้งความสมพนธิ�ระหว1างม$มจ$ด้ช้นวนกบ ระหว1างม$มจ$ด้ช้นวนกบ อตราส1วนของแรงด้นด้�านเอาต�พ$ตต1ออตราส1วนของแรงด้นด้�านเอาต�พ$ตต1อแรงด้นอ�นพ$ตแรงด้นอ�นพ$ต

0.5

1

0 18090

ต�วิอย�างท�+ ต�วิอย�างท�+ 77..55 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสสองที่�ศูไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสสองที่�ศู-- ที่างที่าง ด้งร2ปที่�� ด้งร2ปที่��

7.11 7.11 ต1ออย21กบแหล1งจ1ายแรงด้นไฟสลบ ต1ออย21กบแหล1งจ1ายแรงด้นไฟสลบ 220 220 V, 50 Hz V, 50 Hz และโหลด้ความต�านที่าน และโหลด้ความต�านที่าน 10 10

โด้ยม�แรงด้นเอาต�พ$ต โด้ยม�แรงด้นเอาต�พ$ต 170 V 170 V จงค�านวณหาจงค�านวณหา

ม$มจ$ด้ช้นวน ( ) ค1า RMS ของกระแสเอาต�พ$ต ค1า RMS และค1าเฉล��ยของกระแสไฟฟ าผั1าน

สว�ตช้� ตวประกอบก�าลง (Power factor) ของ

วงจร

( ) 170 0.77220

o rms

s

V

V

หาม$มจ$ด้ช้นวน ( )

จากร2ปที่�� 7.12 ได้�ม$มจ$ด้ช้นวน 81 1.414 .rad

ตวประกอบก�าลงอ�นพ$ต (rms) sin (2 81 )1 1.414 0.774

2o

s

VPF

V

ค1า RMS ของกระแสเอาต�พ$ต ( )

( )170 17 A10

o rmso rms

VI

R

ค1า RMS ของกระแสผั1านสว�ตช้� ( )

( ) 12 A2

o rmsT rms

II

กระแสเฉล��ยผั1านสว�ตช้� ( .) 1 cos 5.73 A

2m

T avg

VI

R

กรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีต�ออนี�กรมก�บต�วิกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีต�ออนี�กรมก�บต�วิเหนี�+ยวินี�า เหนี�+ยวินี�า ((RL LoadRL Load))

วงจรควบค$มเฟสกรณ�ต1อโหลด้วงจรควบค$มเฟสกรณ�ต1อโหลด้ RLRL จะม�จะม�ค$ณสมบต�เหม-อนกบวงจรเร�ยงกระแส ค$ณสมบต�เหม-อนกบวงจรเร�ยงกระแส 1 1 เฟสที่��ต1อเฟสที่��ต1อโหลด้ โหลด้ RLRL ด้งแสด้งในร2ปที่�� ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.7.1212 ซ7�งวงจรควบค$มซ7�งวงจรควบค$ม

เฟสที่��ต1อโหลด้ เฟสที่��ต1อโหลด้ RL RL แบ1งการที่�างานเป�น แบ1งการที่�างานเป�น 2 2 กรณ� กรณ� ค-อค-อ

ร*ปท�+ 7.12 วงจรควบค$มเฟสแบบสองที่�ศูที่างต1อโหลด้ RL

ม$มจ$ด้ช้นวนอย21ในช้1วง 0 องศูาถี่7งม$มอ�มพ�แด้นซ� ( )

ม$มจ$ด้ช้นวนอย21ในช้1วงม$มอ�มพ�แด้นซ� ถี่7ง 180 องศูา ( )

0

180

vS

(t)

R+_

T

1

T

2

ig

1 ig

2

vO

(t)_

+iO(t)

L

iT1

(t)

วิงจำรควิบค�มเฟสกรณ�ต�อโหลัด RL กรณ� ( )

กรณ�กรณ� จะที่�าให�ม$ม ม�ค1ามากกว1าม$ม เสมอ ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.13 ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T

1 ที่�าให�เอสซ�อาร� T

1 น�ากระแส

และที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T2 ที่�าให�เอส- ซ�อาร� T2 ไม1น�ากระแส เน-�องจากเอสซ�

อาร� T1 ยงคงน�ากระแสอย21 แรงด้นคร1อมเอสซ�อาร�

เป�นศู2นย� ถี่7งแม�จะจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T2 ก/ไม1ที่�าให�

เอสซ�อาร� T2 น�ากระแสได้� การแก�ป@ญหาน�'จ7งต�อง

จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T1อย1างต1อเน-�องในช้1วง ถี่7ง

และจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T2อย1างต1อเน-�องใน

ช้1วง ถี่7ง ด้งแสด้งในร2ป 7.14 (ก) แต1การป อนสญญาณจ$ด้ช้นวนอย1างต1อ

เน-�องแบบน�'จะที่�าให�เก�ด้ก�าลงส2ญเส�ยค1ามากและบางคร'งต�องใช้�หม�อแปลงแยกโด้ด้ (Isolating Transformer ) ที่��ม�ขนานใหญ1 ด้งน'นในที่าง

ปฏิ�บต�น�ยมใช้�สญญาณจ$ด้ช้นวนพลส�ความถี่��ส2งด้งแสด้งในร2ป 7.14 (ข)

0 0

t t

ร*ปท�+ 7.13 ร2ปคล-�นของวงจรควบค$มเฟส กรณ�

t0 2 3 4

ig

1

ig

2

ig

1

ig

2

2 3 t

vs(t), iT1(t)

vS

(t)

R+_

T

1

T

2

ig

1 ig

2

vO

(t)_

+iO(t)

L

iT1

(t)

ร*ปท�+ 7.14 แสด้งสญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�

ig

1

ig

2

2 3 t ig

1

ig

2

0

(ก ) สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�แบบต1อเน-�อง

ig

2

ig

1 2 3 t

ig

1

ig

20 4

(ข ) สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�แบบพลส�ความถี่��ส2ง

t0 2 3 4

vs(t), iT1(t)

ด้งน'นเพ-�อให�วงจรควบค$มเฟสที่��ต1อโหลด้เป�น ด้งน'นเพ-�อให�วงจรควบค$มเฟสที่��ต1อโหลด้เป�น RL RL สามารถี่ที่�างานได้�ไม1ว1าจะเป�นกรณ� หร-อ สามารถี่ที่�างานได้�ไม1ว1าจะเป�นกรณ� หร-อ จ7งใช้�สญญาณพลส�ความถี่��ส2งเป�นสญญาณ จ7งใช้�สญญาณพลส�ความถี่��ส2งเป�นสญญาณ

จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�

กระแสช้�วขณะเอาต�พ$ต

( ) sin ( ) sin ( )t

mo

Vi t t e

Z

กรณ� จะได้�กระแสช้�วขณะเอาต�พ$ต

( ) sin ( )mo

Vi t t

Z

(7.22)

(7.23)กรณ�กรณ� เม-�อวงจรเร��มที่�างานกระแสเอาต�พ$ต เม-�อวงจรเร��มที่�างานกระแสเอาต�พ$ต

จะไม1สมด้$ล กล1าวค-อ ร2ปคล-�นกระแสเอาต�พ$ตขณะจะไม1สมด้$ล กล1าวค-อ ร2ปคล-�นกระแสเอาต�พ$ตขณะเป�นบวกและลบไม1สมมาตรกนเร�ยกการที่�างานในเป�นบวกและลบไม1สมมาตรกนเร�ยกการที่�างานใน

ช้1วงน�'ว1าภูาวะช้�วคร2 1 ช้1วงน�'ว1าภูาวะช้�วคร2 1 ((TransientTransient ) ) ซ7�งใช้�เวลาซ7�งใช้�เวลาประมาณ ประมาณ 4 4 คาบเวลาคาบเวลา

จากน'นจะเข�าส21การที่�างานในสถี่านะอย21ตว จากน'นจะเข�าส21การที่�างานในสถี่านะอย21ตว ((Steady Steady statestate ) ) เม-�อวงจรที่�างานในสถี่านะอย21ตวกระแสเม-�อวงจรที่�างานในสถี่านะอย21ตวกระแสเอาต�พ$ตจะเป�นร2ปคล-�นไซน� ด้งสมการที่�� เอาต�พ$ตจะเป�นร2ปคล-�นไซน� ด้งสมการที่�� ((7.237.23 ) )

โด้ยที่��ร2ปคล-�นกระแสเอาต�พ$ตไม1ข7'นอย21กบค1าม$มจ$ด้โด้ยที่��ร2ปคล-�นกระแสเอาต�พ$ตไม1ข7'นอย21กบค1าม$มจ$ด้ช้นวนของเอสซ�อาร�และแรงด้นเอาต�พ$ตจะม�ค1าช้นวนของเอสซ�อาร�และแรงด้นเอาต�พ$ตจะม�ค1าเที่1ากบแรงด้นอ�นพ$ต ด้งแสด้งในร2ปที่�� เที่1ากบแรงด้นอ�นพ$ต ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.157.15

ร*ปท�+ 7.15 แสด้งร2ปคล-�นกระแสและแรงด้นเอาต�พ$ต กรณ�

ig

2

ig

1 2 3 t

ig

1

ig

20 4

t0 2 3 4

vs(t), io(t)

2 3

vs(t) = vo(t)

io(t)

วิงจำรควิบค�มเฟสกรณ�ต�อโหลัด RL กรณ� ( )

ในช้1วง vs(t) > 0 จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T1 จะได้� vo(t) = vs(t) กระแสเอาต�พ$ตจะเพ��มข7'นอย1างช้�า ๆ

ขณะที่�� vs(t) ลด้ลงเป�น 0 กระแสเอาต�พ$ตยงไม1เป�นศู2นย�เน-�องจากตวเหน��ยวน�าหน1วงกระแส ซ7�ง

กระแสเอาต�พ$ตลด้ลงเป�นศู2นย�ที่�� กรณ� เป�นกรณ�ที่�� (กระแสเอาต�พ$ตลด้ลง

เป�นศู2นย�ก1อนที่��จะม�การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� T2

)ในช้1วง vs(t) < 0 พ�จารณาในที่�านองเด้�ยวกน

โด้ยควบค$มให�เอสซ�อาร� T2 ที่�างาน กระแสเอาต�พ$ตจะเป�นลบก�าหนด้ให�

180

t

ค-อม$มที่��เอสซ�อาร�น�ากระแสซ7�งม�ค1าไม1เก�น 180 องศูา ค-อม$มที่��เอสซ�อาร�หย$ด้

น�ากระแส ค-อม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�

พ�จารณากระแสเอาต�พ$ต พ�จารณากระแสเอาต�พ$ต iioo((tt ) ) ในช้1วง ในช้1วง โด้ยใช้�หลกการของการว�เคราะห�วงจรไฟฟ ากระแสโด้ยใช้�หลกการของการว�เคราะห�วงจรไฟฟ ากระแส

สลบในสถี่านะอย21ตว สามารถี่เข�ยนสมการของสลบในสถี่านะอย21ตว สามารถี่เข�ยนสมการของกระแสเอาต�พ$ต ได้�ด้งน�' กระแสเอาต�พ$ต ได้�ด้งน�'

t

กระแสช้�วขณะเอาต�พ$ต

( ) sin ( ) sin ( )

tm

oV

i t t eZ

ก�าหนด้ให�

LR

1( ) ( ) ( ) ( )o nT fi t i t i t i t

(7.24)

1( ) ( ) sin ( )

tm

o TV

i t i t t AeZ

1tan LR

2 2( )Z R L

t ที่��ต�าแหน1ง กระแสเอาต�พ$ตม�ค1าเที่1ากบศู2นย�

0 sin ( ) sin ( )mV eZ

(7.

25)ค1าม$ม หาได้�จากสมการที่�� ค1าม$ม หาได้�จากสมการที่�� ((7.257.25 ) ) โด้ยใช้�ว�ธิ�โด้ยใช้�ว�ธิ�

เช้�งตวเลข เน-�องจากเป�นว�ธิ�ที่��ย$1งยาก จ7งเข�ยนเป�นเช้�งตวเลข เน-�องจากเป�นว�ธิ�ที่��ย$1งยาก จ7งเข�ยนเป�นกราฟแสด้งด้งแสด้งในร2ปที่�� กราฟแสด้งด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.16 7.16 ซ7�งแสด้งความซ7�งแสด้งความ

สมพนธิ�ระหว1างม$ม กบม$ม โด้ยที่�� สมพนธิ�ระหว1างม$ม กบม$ม โด้ยที่�� ((ในในที่างปฏิ�บต�อาจ จะแสด้งค1าม$ม จากสมการ ที่างปฏิ�บต�อาจ จะแสด้งค1าม$ม จากสมการ แต1ค1าม$มที่��ได้�จากสมการน�'จะใกล� เค�ยงกบความ แต1ค1าม$มที่��ได้�จากสมการน�'จะใกล� เค�ยงกบความ

จร�งก/ต1อเม-�อม$ม และ ม�ค1าต��ามาก ๆ จร�งก/ต1อเม-�อม$ม และ ม�ค1าต��ามาก ๆ ))

แรงด้นเฉล��ยด้�านเอาต�พ$ต ( .)

1 sinmo avgV V t d t

( .) 0o avgV (7.26)

20

18040 60 80 100 120 140 1600

20

180

40

60

80

100

120

140

160

ร*ปท�+ 7.16 กราฟแสด้งความสมพนธิ�ระหว1างแสด้งความสมพนธิ�ระหว1างม$ม กบ ที่�� ค1าต1าง ๆม$ม กบ ที่�� ค1าต1าง ๆ

แรงด้น RMS ด้�านเอาต�พ$ต

2 2( )

2 sin2 mo rmsV V t d t

( )1 1 sin 2 sin 2

22m

o rms

VV

R

(7.27)


1( .)1 ( )

2 TT avgI i t d t

(7.28)

( .) sin ( ) sin ( )1

2T avg

tmI d tV

t eZ


1

2( )

1 ( )2 TT rmsI i t d t

(7.

30)

(7.29)

( .) Nm

T avg IV

IZ

เม-�อ IN ค-อค1ากระแสในร2ปที่�� 7.17

การค�านวณหาค1ากระแสการค�านวณหาค1ากระแส RMS RMS ผั1านสว�ตช้�ผั1านสว�ตช้�นอกจากจะหาได้�จากสมการที่�� นอกจากจะหาได้�จากสมการที่�� 7.30 7.30 แล�วยงแล�วยง

สามารถี่หาได้�จากกราฟในร2ปที่�� สามารถี่หาได้�จากกราฟในร2ปที่�� 7.18 7.18 ซ7�งจะพ�จารณาซ7�งจะพ�จารณาเฉพาะในช้1วงเฉพาะในช้1วง

(7.31)

( ) RNm

T rms

VI

ZI

เม-�อ IRN ค-อค1ากระแสในร2ปที่�� 7.18

การค�านวณหาค1ากระแสเฉล��ยผั1านสว�ตช้�นอกจากการค�านวณหาค1ากระแสเฉล��ยผั1านสว�ตช้�นอกจากจะหาได้�จากสมการที่�� จะหาได้�จากสมการที่�� 7.28 7.28 แล�วยงสามารถี่หาได้�แล�วยงสามารถี่หาได้�

จากกราฟในร2ปที่�� จากกราฟในร2ปที่�� 7.17 7.17 ซ7�งจะพ�จารณาเฉพาะในช้1วงซ7�งจะพ�จารณาเฉพาะในช้1วง

NI

20

18040 60 80 100 120 140 1600

0.1

0.2

0.30.318

ร*ปท�+ 7.17 กราฟแสด้งความสมพนธิ�ระหว1างแสด้งความสมพนธิ�ระหว1างค1า ค1า IINN กบ ที่�� ค1าต1าง ๆกบ ที่�� ค1าต1าง ๆ

RNI

20

18040 60 80 100 120 140 1600

0.25

0.5

ร*ปท�+ 7.18 กราฟแสด้งความสมพนธิ�ระหว1างแสด้งความสมพนธิ�ระหว1างค1า ค1า IIRNRN กบ ที่�� ค1าต1าง ๆกบ ที่�� ค1าต1าง ๆ

(7.33)

( ) ( ) ( )2s rms o rms T rmsI I I (7.32)

( .) ( .) 0s avg o avgI I

ต�วิอย�างท�+ ต�วิอย�างท�+ 77..66 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสต1อกบโหลด้ ไฟฟ ากระแสสลบแบบเฟสต1อกบโหลด้ RL RL ด้งร2ปที่�� ด้งร2ปที่��

7.19 7.19 จงค�านวณหาจงค�านวณหา

ค1า RMS ของแรงด้นเอาต�พ$ต ค1าเฉล��ยของกระแสเอาต�พ$ต ค1า RMS และค1าเฉล��ยของกระแสไฟฟ าผั1าน

สว�ตช้� ตวประกอบก�าลง (Power factor) ของ

วงจร

10 s ( )v t

+_

T

1

T

2

ig

1 ig

2

vO

(t)_

+iO(t)

55 mH

iT1

(t)

200 2sin (100 ) Vt

ร*ปท�+ 7.19 วงจรควบค$มเฟสแบบสองที่�ศูที่างต1อโหลด้ RL

ด้งน'นค�านวณหาม$ม 144 90 234

ม$มอ�มพ�แด้นซ�ของโหลด้

1 (100 )(0.055)59.94

10tan

จากกราฟร2ปที่�� 7.16 ที่��ม$ม จะได้� จะได้�

144 90

แรงด้น RMS ด้�านเอาต�พ$ต ( )

1 sin 2 sin 222

mo rms

VV

( )220 234 1 sin180 sin 468

180 2 2o rmsV

( ) 177.2 Vo rmsV

อ�มพ�แด้นซ�ของโหลด้

2 210 (100 0.055) 19.96Z


0.192NI 90

( .)220 2 0.192 3 A

19.96T avgI


( .) Nm

T avg IV

IZ


0.336RNI 90

( ) RNm

T rms

VI

ZI


( )220 2 0.336 5.24 A

19.96T rmsI

( ) ( )2o rms T rmsI Iกระแส RMS เอาต�พ$ต

( ) 2 5.24 7.4o rmsI A

ตวประกอบก�าลงอ�นพ$ต 2

( )

( ) ( )

rms

rms rms

o

s s

I RPPFS V I

( )

( )

7.4 10 0.336220

rms

rms

o

s

I RPF

V

7.7.44 วงจรควบค$มแรงด้นวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ ไฟฟ ากระแสสลบ 3 3 เฟสเฟสวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ วงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ 3 3 เฟส ได้�เฟส ได้�

จากการน�าวงจรควบค$มเฟสแบบ จากการน�าวงจรควบค$มเฟสแบบ 1 1 เฟส เฟส 3 3 วงจรวงจรมาต1อรวมกน ส�าหรบในที่��น�'จะกล1าวถี่7งเฉพาะกรณ�มาต1อรวมกน ส�าหรบในที่��น�'จะกล1าวถี่7งเฉพาะกรณ�

โหลด้เป�นตวต�านที่านเที่1าน'นโหลด้เป�นตวต�านที่านเที่1าน'นกรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีต�อแบบสตาร� กรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีต�อแบบสตาร� ((Y-Y-connectionconnection))

การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ในวงจรร2ปที่�� การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ในวงจรร2ปที่�� 7.20 7.20 จะจะเร�ยงล�าด้บเร�ยงล�าด้บ TT11 T T22 T T33 T T44 TT55 T T66 T T11TT2 2 …… ซ7�งม�ม$มซ7�งม�ม$มต1างเฟส ต1างเฟส 60 60 องศูา โด้ยแบ1งการที่�างานของวงจรองศูา โด้ยแบ1งการที่�างานของวงจร

ออกเป�น ออกเป�น 3 3 กรณ� ซ7�งข7'นอย21กบค1าม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�กรณ� ซ7�งข7'นอย21กบค1าม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�อาร�

กรณ� กรณ� 11 กรณ�ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ในบางช้1วงเวลากรณ�ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ในบางช้1วงเวลา

เอสซ�อาร�จะต1อวงจรพร�อมกน เอสซ�อาร�จะต1อวงจรพร�อมกน 2 2 ตว และบางช้1วงตว และบางช้1วงเวลาเอสซ�อาร�ต1อวงจรพร�อมกน เวลาเอสซ�อาร�ต1อวงจรพร�อมกน 3 3 ตว ด้งแสด้งในตว ด้งแสด้งใน

ร2ปที่�� ร2ปที่�� 7.207.20

0 60

600

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_

T

1T

4T

3T

6T

5T

2

R R

R

a

b

c

ia

ic

ib

A

B

C

vA

N

+_

vC

N +

_vB

N

+ _

ร*ปท�+ 7.20 วงจรควบค$ม 3 เฟส แบบสองที่�ศูที่างขณะที่��เอสซ�อาร�ต1อวงจรพร�อมกน ขณะที่��เอสซ�อาร�ต1อวงจรพร�อมกน 3 3 ตว ที่�าให�ตว ที่�าให�

แหล1งจ1ายที่'ง แหล1งจ1ายที่'ง 3 3 เฟสต1อกบโหลด้โด้ยตรง จะได้� เฟสต1อกบโหลด้โด้ยตรง จะได้� vvANAN

= = vvanan, , vvBNBN = = vvbnbn, , vvCNCN = = vvcncn ขณะที่��เอสซ�อาร�ต1อวงจรพร�อมกน ขณะที่��เอสซ�อาร�ต1อวงจรพร�อมกน 2 2 ตว ที่�าให�ตว ที่�าให�

แหล1งจ1ายเพ�ยงแหล1งจ1ายเพ�ยง 2 2 เฟสต1อกบโหลด้โด้ยตรง เช้1น เฟสต1อกบโหลด้โด้ยตรง เช้1น TT11, T, T66 ต1อวงจรพร�อมกน ต1อวงจรพร�อมกน ((เอสซ�อาร�ที่��เหล-อตด้เอสซ�อาร�ที่��เหล-อตด้

วงจรหมด้วงจรหมด้ ) ) แหล1งจ1ายเฟส แหล1งจ1ายเฟส a a และ และ b b จ1ายโหลด้ ส1วนจ1ายโหลด้ ส1วนแหล1งจ1ายเฟส แหล1งจ1ายเฟส C C จะไม1จะไม1

ได้�จ1ายโหลด้ กรณ�น�'จะได้� ได้�จ1ายโหลด้ กรณ�น�'จะได้� vvANAN = (= (vvabab/2), /2), vvBNBN = = ((vvbaba/2), /2), vvCNCN = 0 = 0 ซ7�งม�ร2ปคล-�นด้งแสด้งในร2ปที่��ซ7�งม�ร2ปคล-�นด้งแสด้งในร2ปที่��

7.217.21จากวงจรในร2ปที่�� จากวงจรในร2ปที่�� 7.20 7.20 พ�จารณาร2ปคล-�นแรงด้น พ�จารณาร2ปคล-�นแรงด้น vvANAN กรณ�ม$มกรณ�ม$ม ม�หลกการที่�างานด้งน�'ม�หลกการที่�างานด้งน�'

30

ถี่�าเอสซ�อาร� TT11, T, T4 4 ตด้วงจรพร�อมกน ที่�าให� ตด้วงจรพร�อมกน ที่�าให� vvAN AN = 0= 0

ถี่�าเฉพาะแหล1งจ1ายเฟส a และ b จ1ายโหลด้ (เฟส c ) ไม1จ1ายโหลด้ที่�าให� vvAN AN = (= (vvabab/2)/2)

ถี่�าเฉพาะแหล1งจ1ายเฟส a และ c จ1ายโหลด้ (เฟส b ) ไม1จ1ายโหลด้ที่�าให� vvAN AN = (= (vvacac/2)/2)

ถี่�าแหล1งจ1ายเฟส a, b และ c จ1ายโหลด้พร�อมกนที่�าให� vvAN AN = = vvanan

ร2ปคล-�นของแรงด้นร2ปคล-�นของแรงด้น vvAN AN ด้งแสด้งในร2ปที่�� ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.217.21

ร*ปท�+ 7.21 ร2ปคล-�นวงจรควบค$ม 3 เฟส กรณ�

30

v(t)

va

n

vb

n

vcn

vab/2

vac/2 vA

N

t0 2 3 4

ig

1

t ig2

t ig

3

t ig

4

tt ig

5

t ig6

t

TT66

TT11

TT22

TT55

TT66

TT55

TT66

TT11

TT66

TT11

TT11

TT22

TT11

TT22

TT33

TT22

TT33

TT22

TT33

TT44

TT33

TT44

TT33

TT44

TT55

TT44

TT55

TT44

TT55

TT66

TT55

TT66

ที่��ต�าแหน1ง จะเหม-อนกบต�าแหน1ง ที่��ต�าแหน1ง จะเหม-อนกบต�าแหน1ง เป�นต�าแหน1งที่�� เอสซ�อาร� เป�นต�าแหน1งที่�� เอสซ�อาร� TT55, T, T6 6 น�ากระแส น�ากระแส

ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN = 0= 0

ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� TT11 ที่�าให�ที่�าให�

เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน 3 3 ตว ค-อตว ค-อ TT55, T, T6 6 และ และ TT11 น�ากระแส ที่�าให� น�ากระแส ที่�าให� vvAN AN = = vvanan

ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น vvcncnลด้ลงเป�นศู2นย� ลด้ลงเป�นศู2นย� vvCN CN = = vvcncn= 0 = 0 ที่�าให� ที่�าให� iiT5T5((tt) = ) = iicc((tt) = 0 [) = 0 [iicc((tt) ) = = vvcncn//RR] ] เอสซ�อาร�เอสซ�อาร� TT

55 หย$ด้น�ากระแสจ7งม�เอสซ�หย$ด้น�ากระแสจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสเพ�ยง อาร�น�ากระแสเพ�ยง 22 ตว ค-อตว ค-อ TT6 6 และ และ TT

11 ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN

= = vvabab//22

ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� TT2 2 ที่�าให�ที่�าให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน 3 3 ตว ค-อตว ค-อ TT66, T, T1 1 และ และ

TT22 น�ากระแส ที่�าให� น�ากระแส ที่�าให� vvAN AN = = vvanan

0t 360t

30t

60t

90t

ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น vvbnbnลด้ลงเป�นศู2นย� ลด้ลงเป�นศู2นย� vvBN BN = = vvbnbn= 0 = 0 ที่�าให� ที่�าให� iiT6T6((tt) = 0 ) = 0 เอสซ�อาร�เอสซ�อาร� TT

66

หย$ด้น�ากระแสจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสเพ�ยง หย$ด้น�ากระแสจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสเพ�ยง 22 ตว ตว ค-อค-อ TT1 1 และ และ TT

22 ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN = = vvacac//22

ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� TT33 ที่�าที่�า

ให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน ให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน 3 3 ตว ค-อตว ค-อ TT11, T, T2 2

และ และ TT33 น�ากระแส ที่�าให� น�ากระแส ที่�าให� vvAN AN = = vvanan

ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น vvananลด้ลงเป�นศู2นย� ลด้ลงเป�นศู2นย� vvAN AN = = vvanan= 0 = 0 ที่�าให� ที่�าให� iiT1T1((tt) = 0 ) = 0 เอสซ�อาร�เอสซ�อาร� TT

11

หย$ด้น�ากระแสจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสเพ�ยง หย$ด้น�ากระแสจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสเพ�ยง 22 ตว ตว ค-อค-อ TT2 2 และ และ TT

33 ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN = 0= 0

ในอ�กคร7�งคาบเวลาค-อช้1วง ในอ�กคร7�งคาบเวลาค-อช้1วง วงจรจะที่�างานในลกษณะเด้�ยวกน จะได้�ร2ปคล-�นแรงวงจรจะที่�างานในลกษณะเด้�ยวกน จะได้�ร2ปคล-�นแรงด้น ด้น vvAN AN ด้งแสด้งในร2ป ด้งแสด้งในร2ป 7.227.22 ส1วนร2ปคล-�นกระแสที่��ส1วนร2ปคล-�นกระแสที่��

ไหลผั1านเอสซ�อาร�ที่'ง ไหลผั1านเอสซ�อาร�ที่ 'ง 66 ตว แสด้งในร2ป ตว แสด้งในร2ป 7.237.23

180t

150t

180 360t

120t

ร*ปท�+ 7.22 ร2ปคล-�นแรงด้นเฟสวงจรควบค$ม 3 เฟส กรณ�

30

vAN

(t)t0 2 3 4

vBN

(t)t0 2 3 4

vCN

(t)t0 2 3 4

ร*ปท�+ 7.23 ร2ปคล-�นกระแสผั1านเอสซ�อาร� กรณ�

30

iT1

(t)t0 2 3 4

iT2

(t)t0 2 3 4

t0 2 3 4

iT3

(t) iT4

(t)t0 2 3 4

iT5

(t)t0 2 3 4

t0 2 3 4

iT6

(t)

กรณ� กรณ� 22 กรณ�ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ในแต1ละช้1วงกรณ�ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ในแต1ละช้1วง

เวลาเอสซ�อาร�จะต1อวงจรพร�อมกน เวลาเอสซ�อาร�จะต1อวงจรพร�อมกน 2 2 ตวเสมอ เช้1นตวเสมอ เช้1นกรณ� ซ7�งม�วงจรด้งแสด้งในร2ปที่�� กรณ� ซ7�งม�วงจรด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.247.24

ก1อนที่��จะถี่7งต�าแหน1ง เอสซ�อาร� ก1อนที่��จะถี่7งต�าแหน1ง เอสซ�อาร� TT55, T, T6 6 น�าน�ากระแส ที่�าให�แรงด้น กระแส ที่�าให�แรงด้น vvAN AN = 0= 0


เอสซ�อาร�เอสซ�อาร� TT55 หย$ด้น�ากระแส หย$ด้น�ากระแส ((เน-�องจากได้�รบแรเน-�องจากได้�รบแรงด้นไบอสย�อนกลบงด้นไบอสย�อนกลบ)) จ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อม

กน กน 22 ตว ค-อ ตว ค-อ TT6 6 และ และ TT11 ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN = = vvabab//22

ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� TT22 ที่�าที่�า

ให�เอสซ�อาร�ให�เอสซ�อาร� TT66 หย$ด้น�ากระแส หย$ด้น�ากระแส ((เน-�องจากได้�รบแรเน-�องจากได้�รบแรงด้นไบอสย�อนกลบงด้นไบอสย�อนกลบ)) จ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อม

กน กน 22 ตว ค-อ ตว ค-อ TT1 1 และ และ TT22 ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN = = vvacac//22

60 90

9060

75 75t

135t

75t


เอสซ�อาร�เอสซ�อาร� TT11 หย$ด้น�ากระแส หย$ด้น�ากระแส ((เน-�องจากได้�รบแรเน-�องจากได้�รบแรงด้นไบอสย�อนกลบงด้นไบอสย�อนกลบ)) จ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมจ7งม�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อม

กน กน 22 ตว ค-อ ตว ค-อ TT2 2 และ และ TT33 ที่�าให� ที่�าให� vvAN AN = 0= 0

ในอ�กคร7�งคาบเวลาค-อช้1วง ในอ�กคร7�งคาบเวลาค-อช้1วง วงจรจะที่�างานในลกษณะเด้�ยวกน จะได้�ร2ปคล-�นแรงวงจรจะที่�างานในลกษณะเด้�ยวกน จะได้�ร2ปคล-�นแรง

ด้น ด้น vvAN AN ด้งแสด้งในร2ป ด้งแสด้งในร2ป 7.257.25

195t

180 360t

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_

T

1T

4T

3T

6T

5T

2

R R

R

a

b

c

ia

ic

ib

A

B

C

vA

N

+_

vC

N +

_vB

N

+ _

ร*ปท�+ 7.24 วงจรควบค$ม 3 เฟส แบบสองที่�ศูที่าง


75

v(t)

va

n

vb

n

vcn

vab/2

vac/2 vA

N

t0 2 3 4

ig

1

t ig

2

t ig

3

t ig

4

t ig

5

t ig

6

t

TT55

TT66

TT66

TT11

TT11

TT22

TT22

TT33

TT33

TT44

TT44

TT55

กรณ� กรณ� 33 กรณ�ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ในบางช้1วงกรณ�ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ในบางช้1วง

เวลาเอสซ�อาร�จะต1อวงจรพร�อมกน เวลาเอสซ�อาร�จะต1อวงจรพร�อมกน 2 2 ตวเสมอ และตวเสมอ และบางช้1วงเวลาไม1ม�เอสซ�อาร�ตวใด้ต1อวงจรเลย เช้1นบางช้1วงเวลาไม1ม�เอสซ�อาร�ตวใด้ต1อวงจรเลย เช้1นกรณ� ซ7�งม�วงจรด้งแสด้งในร2ปที่�� กรณ� ซ7�งม�วงจรด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.267.26

ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� TT6 6

และ และ TT11 ที่�าให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน ที่�าให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน 22 ตว ค-อ ตว ค-อ

จะได้� จะได้� vvAN AN = = vvabab//22

ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น vvabab ลด้ลงเป�นลด้ลงเป�นศู2นย� กระแส ศู2นย� กระแส iiT6 T6 = = iiT1 T1 = 0= 0 ที่�าให�เอสซ�อาร�ที่�าให�เอสซ�อาร� TT66 และ และ

TT11 หย$ด้น�ากระแส จะได้� หย$ด้น�ากระแส จะได้� vvAN AN = 0= 0

ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ที่��ต�าแหน1ง จ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� TT1 1

และ และ TT22 ที่�าให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน ที่�าให�เอสซ�อาร�น�ากระแสพร�อมกน 22 ตว ค-อ ตว ค-อ

จะได้� จะได้� vvAN AN = = vvacac//22

90 150

15090

120

150t

120t

180t

ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น ที่��ต�าแหน1ง แรงด้น vvacac ลด้ลงเป�นลด้ลงเป�นศู2นย� กระแส ศู2นย� กระแส iiT1 T1 = = iiT2 T2 = 0= 0 ที่�าให�เอสซ�อาร�ที่�าให�เอสซ�อาร� TT11 และ และ

TT22 หย$ด้น�ากระแส จะได้� หย$ด้น�ากระแส จะได้� vvAN AN = 0= 0

ในช้1วง ที่'งเอสซ�อาร�ในช้1วง ที่'งเอสซ�อาร� TT11 และ และ TT44 หย$ด้น�ากระแสจะได้� หย$ด้น�ากระแสจะได้� vvAN AN = 0 = 0 วงจรจะที่�างานในวงจรจะที่�างานในลกษณะเด้�ยวกน จะได้�ร2ปคล-�นแรงด้น ลกษณะเด้�ยวกน จะได้�ร2ปคล-�นแรงด้น vvAN AN ด้งด้ง

แสด้งในร2ป แสด้งในร2ป 7.277.27

210t

210 300t

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_

T

1T

4T

3T

6T

5T

2

R R

R

a

b

c

ia

ic

ib

A

B

C

vA

N

+_

vC

N +

_vB

N

+ _

ร*ปท�+ 7.26 วงจรควบค$ม 3 เฟส แบบสองที่�ศูที่าง


120

v(t)

va

n

vb

n

vcn

vab/2

vac/2 vA

N

t0 2 3 4

ig

1

t ig

2

t ig

3

t ig

4

t ig

5

t ig

6

t

TT55

TT66

TT66

TT11

TT11

TT22

TT22

TT33

TT33

TT44

TT44

TT55

TT66

TT11

กรณ�ม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ไม1กรณ�ม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ไม1สามารถี่ใช้�งานวงจรได้�เพราะแรงด้นเอาต�พ$ตจะเป�นสามารถี่ใช้�งานวงจรได้�เพราะแรงด้นเอาต�พ$ตจะเป�นศู2นย�เสมอ ด้งน'นม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�จ7งจ�ากด้อย21ศู2นย�เสมอ ด้งน'นม$มจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�จ7งจ�ากด้อย21

ในช้1วง ถี่7งในช้1วง ถี่7งการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� กรณ�การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� กรณ�

จะแตกต1างไปจากกรณ�อ-�น กล1าวค-อใน จะแตกต1างไปจากกรณ�อ-�น กล1าวค-อใน 1 1 คาบคาบเวลาของแหล1งจ1าย เอสซ�อาร�แต1ละตวจะถี่2กจ$ด้เวลาของแหล1งจ1าย เอสซ�อาร�แต1ละตวจะถี่2กจ$ด้ช้นวน ช้นวน 2 2 คร'ง คร'ง ((กรณ�อ-�นจะจ$ด้ช้นวนเพ�ยงคร'งกรณ�อ-�นจะจ$ด้ช้นวนเพ�ยงคร'ง

เด้�ยวเด้�ยว))

ในที่างปฏิ�บต� สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ของในที่างปฏิ�บต� สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ของวงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ วงจรควบค$มแรงด้นไฟฟ ากระแสสลบ 3 3 เฟส จะเฟส จะ

น�ยมใช้�สญญาณแบบต1อเน-�อง หร-อสญญาณพลส�น�ยมใช้�สญญาณแบบต1อเน-�อง หร-อสญญาณพลส�ความถี่��ส2ง ด้งแสด้งในร2ปที่�� ความถี่��ส2ง ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.28 7.28 โด้ยจะแบ1งโด้ยจะแบ1ง

สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�เป�น สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�เป�น 22 ส1วน ค-อส1วนที่��ส1วน ค-อส1วนที่��แลเงา กบส1วนที่��ไม1แลเงาแลเงา กบส1วนที่��ไม1แลเงา

พ�จารณาสญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� พ�จารณาสญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� iig1 g1

สญญาณส1วนที่��ไม1แลเงา จะอย21ในช้1วง ถี่7ง สญญาณส1วนที่��ไม1แลเงา จะอย21ในช้1วง ถี่7ง ซ7�งเป�นช้1วงใช้�งานโด้ยที่�วไปม$มจ$ด้ช้นวนของสว�ตช้�ซ7�งเป�นช้1วงใช้�งานโด้ยที่�วไปม$มจ$ด้ช้นวนของสว�ตช้�

0 150

150

90 150

150

ig

1

t ig

2

t ig

3

t ig

4

t ig

5

t ig

6

t

เอสซ�อาร�จะต�องอย21ภูายในช้1วงน�' ส1วนเอสซ�อาร�จะต�องอย21ภูายในช้1วงน�' ส1วนสญญาณช้1วงที่��แลเงาจะอย21ในช้1วง ถี่7ง สญญาณช้1วงที่��แลเงาจะอย21ในช้1วง ถี่7ง เป�นสญญาณที่��ม�ไว�เพ-�อควบค$มให�วงจรสามารถี่เป�นสญญาณที่��ม�ไว�เพ-�อควบค$มให�วงจรสามารถี่

ที่�างานได้� ขณะที่��ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง ที่�างานได้� ขณะที่��ม$ม อย21ในช้1วง ถี่7ง

150 210

90 150

150( )

ร*ปท�+ 7.28 ร2ปสญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�

กรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีต�อแบบเดลัต/า กรณ�โหลัดเป4นีต�วิต/านีทานีต�อแบบเดลัต/า (( -connection-connection))

กรณ�ต1อโหลด้แบบเด้ลต�า น�ยมต1อเอสซ�อาร�ไว�ในกรณ�ต1อโหลด้แบบเด้ลต�า น�ยมต1อเอสซ�อาร�ไว�ในเฟสด้งแสด้งในวงจรร2ปที่�� เฟสด้งแสด้งในวงจรร2ปที่�� 7.29 7.29 ที่'งน�'เพราะการต1อที่'งน�'เพราะการต1อ

เอสซ�อาร�ในเฟสจะที่�าให�กระแสไหลผั1านเอสซ�อาร�เอสซ�อาร�ในเฟสจะที่�าให�กระแสไหลผั1านเอสซ�อาร�น�อยกว1ากรณ�ต1อเอสซ�อาร�ไว�ในสาย จ7งสามารถี่ใช้�น�อยกว1ากรณ�ต1อเอสซ�อาร�ไว�ในสาย จ7งสามารถี่ใช้�

เอสซ�อาร�ขนาด้เล/กลงได้� ด้งแสด้งวงจรร2ปที่�� เอสซ�อาร�ขนาด้เล/กลงได้� ด้งแสด้งวงจรร2ปที่�� 7.297.29

R

T

1 T

4

R

T

2

T

5R

T

3

T

6

ia

b

ib

c

ic

a

a

bc

ib

ia

ic

ร*ปท�+ 7.29 วงจรควบค$มแรงด้นไฟสลบ กรณ�ต1อโหลด้แบบเด้ลต�า

การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� จะเร�ยงล�าด้บการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� จะเร�ยงล�าด้บ TT11 T T22 T T33 TT44 TT55 T T66 T T11TT2 2 …… ถี่�าโหลด้เป�นตวต�านที่าน ม$มจ$ด้ถี่�าโหลด้เป�นตวต�านที่าน ม$มจ$ด้

ช้นวนจะอย21ในช้1วง ถี่7งช้นวนจะอย21ในช้1วง ถี่7ง

กรณ� กรณ� 11 กระแสไฟฟ าไหลผั1านแต1ละเฟสเป�นร2ปไซน�ซ7�งม�กระแสไฟฟ าไหลผั1านแต1ละเฟสเป�นร2ปไซน�ซ7�งม�

ความสมพนธิ�ด้งสมการที่�� ความสมพนธิ�ด้งสมการที่�� ((7.347.34))

กรณ� กรณ� 22 กระแสไฟฟ าที่��ไหลผั1านแต1ละเฟสจะไม1เหล-�อมกนกระแสไฟฟ าที่��ไหลผั1านแต1ละเฟสจะไม1เหล-�อมกน

ซ7�งกระแสแต1ละเฟสเก�ด้ข7'นไม1พร�อมกน ด้งแสด้งในซ7�งกระแสแต1ละเฟสเก�ด้ข7'นไม1พร�อมกน ด้งแสด้งในร2ปที่�� ร2ปที่�� 7.30 7.30 ซ7�งม�ความสมพนธิ�ด้งสมการที่�� ซ7�งม�ความสมพนธิ�ด้งสมการที่�� ((7.357.35))

0 180

0

(7.34)

L P3I I

120 180

(7.35)

L P2I I

ร*ปท�+ 7.30 สญญาณจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� กรณ�

120 180

v(t)

va

b

vbc

vca

t0 2 3 4

ig

1

t ig

2

t ig

3

t ig

4

ig

5

t ig

6

t

t


120 180

va

b t

t

t

0 2 3 4

iab

ica

ia = iab- ica

กรณ� กรณ� 33 ในกรณ�น�'บางช้1วงเวลากระแสที่��ไหลผั1านในแต1ละในกรณ�น�'บางช้1วงเวลากระแสที่��ไหลผั1านในแต1ละ

เฟสจะเหล-�อมกน เฟสจะเหล-�อมกน ((OverlapOverlap ) ) ด้งแสด้งในร2ปที่�� ด้งแสด้งในร2ปที่�� 7.32 7.32 ซ7�งม�ความสมพนธิ�ของกระแสสายกบกระแสซ7�งม�ความสมพนธิ�ของกระแสสายกบกระแส

เฟส ด้งสมการที่�� เฟส ด้งสมการที่�� ((7.367.36)) (7.36)

P L P2 3I I I

0 120


60

v(t)

va

b

vbc

vca

vA

N

t0 2 3 4

ig

1

t ig

2

t ig

3

t ig

4

t ig

5

t ig

6

t

ร*ปท�+ 733. ร2ปคล-�นวงจรควบค$ม 3 เฟส กรณ�

60

v(t)

va

bt0 2 3 4

t

iab

ica

ia = iab- ica

t

75 75 ไซโคลคอนเวอร�เตอร� ไซโคลคอนเวอร�เตอร� ((CycloconverterCycloconverter)) ไซโคลคอนเวอร�เตอร�เป�นวงจรที่�าหน�าที่��แปลงไซโคลคอนเวอร�เตอร�เป�นวงจรที่�าหน�าที่��แปลงไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ส2งด้�านอ�นพ$ตไปเป�นไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ส2งด้�านอ�นพ$ตไปเป�น

ไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ต��าด้�านเอาต�พ$ต เสมอ โด้ยไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ต��าด้�านเอาต�พ$ต เสมอ โด้ยปกต�ความถี่��เอาต�พ$ตม�ค1าไม1เก�น ปกต�ความถี่��เอาต�พ$ตม�ค1าไม1เก�น 45 45 % % ของของ

ความถี่��อ�นพ$ต เพ-�อให�ง1ายต1อการศู7กษาการที่�างานความถี่��อ�นพ$ต เพ-�อให�ง1ายต1อการศู7กษาการที่�างานของวงจร จ7งกล1าวถี่7งเฉพาะกรณ�โหลด้ตวต�านที่านของวงจร จ7งกล1าวถี่7งเฉพาะกรณ�โหลด้ตวต�านที่านเพ�ยงอย1างเด้�ยว โครงสร�างของวงจรไซโคลคอนเพ�ยงอย1างเด้�ยว โครงสร�างของวงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�จะเหม-อนกบวงจรเร�ยงกระแสควบค$มเวอร�เตอร�จะเหม-อนกบวงจรเร�ยงกระแสควบค$ม

แบบค21 แบบค21 ((Dual ConverterDual Converter ) ) โด้ยแบ1ง เอสซ�อาร�โด้ยแบ1ง เอสซ�อาร�เป�น เป�น 2 2 กล$1ม ค-อกล$1มบวก กล$1ม ค-อกล$1มบวก ((Positive GroupPositive Group ) )และกล$1มลบ และกล$1มลบ ((Negative GroupNegative Group ) ) โด้ยเอสซ�อาร�โด้ยเอสซ�อาร�กล$1มบวกที่�าหน�าที่��ควบค$มร2ปคล-�นเอาต�พ$ตค1าบวกกล$1มบวกที่�าหน�าที่��ควบค$มร2ปคล-�นเอาต�พ$ตค1าบวกส1วนเอสซ�อาร�กล$1มลบจะที่�าหน�าที่��ควบค$มร2ปคล-�นส1วนเอสซ�อาร�กล$1มลบจะที่�าหน�าที่��ควบค$มร2ปคล-�นเอาต�พ$ตค1าลบ ซ7�งไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบ1งตามเอาต�พ$ตค1าลบ ซ7�งไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบ1งตาม

การที่�างานได้� การที่�างานได้� 2 2 แบบค-อ แบบเอนเวโลป แบบค-อ แบบเอนเวโลป ((EnvelopeEnvelope ) ) และแบบควบค$มเฟส และแบบควบค$มเฟส ((Phase Phase

controlcontrol))

7.7.5.15.1 ไซโคลคอนเวอร�ไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลปเตอร�แบบเอนเวโลปไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�'ร2ปคล-�นเอาต�พ$ตเป�นไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�'ร2ปคล-�นเอาต�พ$ตเป�นเอนเวโลปของร2ปคล-�นอ�นพ$ต กล1าวค-อร2ปคล-�นเอนเวโลปของร2ปคล-�นอ�นพ$ต กล1าวค-อร2ปคล-�น

เอาต�พ$ตเก�ด้จากขอบของเอนเวโลปของร2ปคล-�นเอาต�พ$ตเก�ด้จากขอบของเอนเวโลปของร2ปคล-�นด้�านอ�นพ$ต จ7งเร�ยกว1าแบบเอนเวโลป ด้�านอ�นพ$ต จ7งเร�ยกว1าแบบเอนเวโลป ข�อด้�ของไซข�อด้�ของไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลปก/ค-อ หลกการโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลปก/ค-อ หลกการ

ง1ายกว1าวงจรแบบควบค$มเฟส วงจรจ$ด้ช้นวนเอสซ�ง1ายกว1าวงจรแบบควบค$มเฟส วงจรจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ไม1ซบซ�อนอาร�ไม1ซบซ�อน แต1ม� แต1ม�ข�อเส�ยที่��พลงงานไม1สามารถี่ข�อเส�ยที่��พลงงานไม1สามารถี่

จ1ายจากโหลด้ค-อเข�าส21แหล1งจ1ายได้� หร-ออาจจะกล1าวจ1ายจากโหลด้ค-อเข�าส21แหล1งจ1ายได้� หร-ออาจจะกล1าวได้�ว1าที่�างานได้�เฉพาะโหมด้เร�ยงกระแส ได้�ว1าที่�างานได้�เฉพาะโหมด้เร�ยงกระแส ((Rectifier Rectifier ModeMode ) ) ไม1สามารถี่ที่�างานในโหมด้อ�นเวอร�เตอร� ไม1สามารถี่ที่�างานในโหมด้อ�นเวอร�เตอร� ((Inverter ModeInverter Mode ) ) ได้�ได้� น�ยมใช้�กบวงจรที่��ม�โหลด้ น�ยมใช้�กบวงจรที่��ม�โหลด้เป�นตวต�านที่าน และใช้�งานที่��ความถี่��เอาต�พ$ตคงที่��เป�นตวต�านที่าน และใช้�งานที่��ความถี่��เอาต�พ$ตคงที่��

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�เหมาะส�าหรบใช้�ควบค$มไซโคลคอนเวอร�เตอร�เหมาะส�าหรบใช้�ควบค$มความเร/วมอเตอร�แบบเหน��ยวน�า หร-อแบบซ�งโครนส ความเร/วมอเตอร�แบบเหน��ยวน�า หร-อแบบซ�งโครนส

ที่��ต�องการความเร/วต��าที่��ต�องการความเร/วต��า

ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบเอนีเวิโลัป ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบเอนีเวิโลัป 1 1 เฟสเฟส – – 1 1 เฟสเฟส

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�' ที่ 'งที่างด้�านอ�นพ$ตและเอาต�พ$ตจะเป�นไฟฟ ากระแสสลบ 1 เฟส ด้ง

แสด้งในร2ปที่�� 734.vS

(t)R+_

T

1

T

2

vo

(t)_

+T

3

T

4

T

5

T

6

T

7

T

8

ioo(t)

ร*ปท�+ 734. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป 1 เฟส - 1 เฟส ลกษณะร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ต (vo ) จะข7'นอย21

กบการจ$ด้ช้นวนเอสซ�-อาร� เช้1นการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ในร2ปที่�� 735. จะได้�ร2ปคล-�นเอาต�พ$ตม�ค1า

ความถี่��เป�น 13/ เที่1าของความถี่��อ�นพ$ต

ร*ปท�+ 735. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป กรณ� กรณ� ffoo=(1/3)f=(1/3)fss

t

1

/fs1

/fo

vS

(t)-vS(t)

vo(t)

ig1,

ig2 t

t

t

t

t

t

ig3,

ig4 ig1,

ig2 ig5,

ig6 ig7,

ig8 ig5,

ig6

ลกษณะร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ต (vo ) เม-�อจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ในร2ปที่�� 737. จะได้�ร2ปคล-�น

เอาต�พ$ตความถี่��ม�ค1าเป�น 14/ เที่1าของความถี่��อ�นพ$ต

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลปจะจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ที่��จ$ด้เร��มต�นของร2ปคล-�นแต1ละพลส� ซ7�งด้2เหม-อนกบว1าสามารถี่ใช้�ได้โอด้แที่นเอสซ�อาร�ได้� แต1เหต$ที่��ไม1สามารถี่ใช้�ได้โอด้ได้� เพราะได้โอด้กล$1มบวก

และกล$1มลบจะที่�างานพร�อมกน ที่�าให�เก�ด้การลด้วงจรแหล1งจ1าย

vS

(t)R+_

T

1

T

2

vo

(t)_

+T

3

T

4

T

5

T

6

T

7

T

8

ioo(t)

ร*ปท�+ 736. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป 1 เฟส - 1 เฟส

vS

(t)-vS(t)

vo(t)

ig1,

ig2 tttttt

ig3,

ig4 ig1,

ig2 ig3,

ig4 ig7,

ig8 ig5,

ig6

1

/fo

t

1

/fs

tt

ig5,

ig6

ig7,

ig8

ร*ปท�+ 737. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป กรณ� กรณ� ffoo=(1/4)f=(1/4)fss

ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบเอนีเวิโลัป ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบเอนีเวิโลัป 3 3 เฟส เฟส – – 1 1 เฟสเฟส

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�' ที่�าหน�าที่��เปล��ยนไฟฟ ากระแสสลบ 3 เฟสความถี่��หน7�งไปเป�น

ไฟฟ ากระแสสลบ 1 เฟส อ�กความถี่��หน7�ง ที่างด้�านอ�นพ$ตของวงจรจะเป�นไฟฟ ากระแสสลบ 3 เฟส

ส1วนที่างด้�านเอาต�พ$ตของวงจรจะเป�นไฟฟ ากระแสสลบ 1 เฟส ซ7�งอาจจะใช้�วงจร 3 พลส� หร-อ 6พลส� ด้งแสด้งในร2ปที่�� 738. และ 740.

ตามล�าด้บจากวงจรในร2ปที่�� 738. สามารถี่จด้ร2ปวงจร

ใหม1โด้ยแบ1งเอสซ�อาร�เป�น 2 กล$1ม ได้�ซ7�งเอสซ�อาร� T1, T3 และ T5 เป�นเอสซ�อาร�กล$1มบวก จะควบค$มให�น�ากระแสเม-�อต�องการให�แรงด้นเอาต�พ$ต (vo ) เป�นบวก ส1วนเอสซ�อาร� T2, T4 และ T6 เป�นเอสซ�อาร�กล$1มลบ จะควบค$มให�น�ากระแสเม-�อต�องการให�แรงด้นเอาต�พ$ต (vo ) เป�นลบ ด้งแสด้งในร2ปที่�� 73.

9

ร*ปท�+ 738. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป 3 เฟส - 1 เฟส

v(t)

va

n

vbn

vc

nt0 2 3 4

ig

1

ig

3

ig

4

ig

6

ig

5

ig

2

ig

1

ig

4

ig

1

ig

3

ig

5

vo

T

1T

4

R vo

(t)_

+ioo(t)

T

3T

6T

5T

2

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_n

ร*ปท�+ 739. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป 3 เฟส - 1 เฟส เม-�อม�การจ$ด้กล$1มเอสซ�อาร� (วงจร 3 พลส�)

R vo

(t)_

+ioo(t)

T

1

T

2

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_n

T

3T

5

T

6

T

4

ล�าด้บของการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�ด้งแสด้งในร2ปที่�� 738. จะที่�าให�ได้�ร2ปคล-�นด้�านเอาต�พ$ต (vo )ม�ค1าความถี่��เป�น 13/ เที่1าของความถี่��อ�นพ$ต

ส1วนกรณ�วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป 3 เฟส – 1 เฟสกรณ� 6 พลส�แสด้งด้ง

ในร2ปที่�� 740.

T

1

T

6

T

3

T

4

T

2

T

5R vo

(t)_

+T

5

T

6

T

7

T

8

T

6

T

7

va

n

vc

n

vb

nn

+_ +_ +_

ร*ปท�+ 740 วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบเอนเวโลป 3 เฟส - 1 เฟส เม-�อม�การจ$ด้กล$1มเอสซ�อาร� (วงจร 6 พลส�)พ�จารณาร2ปคล-�นที่��ใช้�วงจร 6 พลส� (ร2ปที่��

741. ) สาเหต$ที่��ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ต ม�ลกษณะใกล�เค�ยงกบร2ปคล-�นส��เหล��ยมก/เพราะแรง

ด้นแต1ละเฟสม�ขนาด้เที่1ากน กรณ�ที่��ต�องการปรบปร$งร2ปคล-�นให�ใกล�เค�ยงร2ปไซน� ที่�าได้�โด้ย

ออกแบบให�แรงด้นที่��แหล1งจ1ายแต1ละเฟสม�ขนาด้ต1างกน

ร*ปท�+ 741. ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ตของวงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร� แบบเอนเวโลป 3 เฟส - 1 เฟส และสญญาณจ$ด้ช้นวน

v(t)

ab

t0 2 3 4

vo

ac bc ba ca cb cb ab

26,1

3 4 5 6 1 82,7

9 10

11

12

7 26,1

3 4 5

1

/fo

1

/fs

7.7.5.25.2 ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบควบค$มเฟสแบบควบค$มเฟสไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบควบค$มเฟสจะม�ไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบควบค$มเฟสจะม�

โครงสร�างวงจรเหม-อนกบวงจรแบบเอนเวโลป ต1างโครงสร�างวงจรเหม-อนกบวงจรแบบเอนเวโลป ต1างกนที่��การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� โด้ยวงจรแบบเอนกนที่��การจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� โด้ยวงจรแบบเอน

เวโลป ร2ปคล-�นแต1ละพลส�ของแหล1งจ1ายจะได้�รบการเวโลป ร2ปคล-�นแต1ละพลส�ของแหล1งจ1ายจะได้�รบการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�เหม-อนกนค-อที่��จ$ด้เร��มต�นของร2ปจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�เหม-อนกนค-อที่��จ$ด้เร��มต�นของร2ปคล-�น ส1วนแบบควบค$มเฟสร2ปคล-�นแต1ละพลส�ของคล-�น ส1วนแบบควบค$มเฟสร2ปคล-�นแต1ละพลส�ของแหล1งจ1ายจะได้�รบการจ$ด้ช้นวนที่��ต�าแหน1งต1างกน แหล1งจ1ายจะได้�รบการจ$ด้ช้นวนที่��ต�าแหน1งต1างกน

ที่'งน�'เพ-�อต�องการลด้ฮาร�มอน�กของร2ปคล-�นที่'งน�'เพ-�อต�องการลด้ฮาร�มอน�กของร2ปคล-�นเอาต�พ$ต เอาต�พ$ต

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�'ม�ข�อด้�ที่��ร2ปคล-�นแรงไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�'ม�ข�อด้�ที่��ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ตม�ค1าฮาร�มอน�กต��ากว1าแบบเอนเวโลปด้นเอาต�พ$ตม�ค1าฮาร�มอน�กต��ากว1าแบบเอนเวโลป

และพลงงานไหลได้� และพลงงานไหลได้� 2 2 ที่�ศูที่างที่�ศูที่าง หร-ออาจจะกล1าวได้�หร-ออาจจะกล1าวได้�ว1าที่�างานได้�ที่'งโหมด้เร�ยงกระแส ว1าที่�างานได้�ที่'งโหมด้เร�ยงกระแส ((Rectifier Rectifier ModeMode ) ) และโหมด้อ�นเวอร�เตอร� และโหมด้อ�นเวอร�เตอร� ((Inverter Inverter

ModeMode ) ) แต1ม�ข�อเส�ยค-อการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�จะย$1งแต1ม�ข�อเส�ยค-อการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�จะย$1งยากกว1าแบบเอนเวโลป ยากกว1าแบบเอนเวโลป

ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบควิบค�มเฟส ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบควิบค�มเฟส 1 1เฟส –เฟส – 1 1 เฟสเฟส

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�' ที่ 'งที่างด้�านอ�นพ$ตและเอาต�พ$ตจะเป�นไฟฟ ากระแสสลบ 1 เฟส ด้ง

แสด้งในร2ปที่�� 734.vS

(t)R+_

T

1

T

2

vo

(t)_

+T

3

T

4

T

5

T

6

T

7

T

8

ioo(t)

ร*ปท�+ 742. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบควบค$มเฟส 1 เฟส - 1 เฟส กรณ�ที่��ต�องการความถี่��เอาต�พ$ตม�ค1าเป�น 15/

เที่1าของความถี่��อ�นพ$ต จะที่�าการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร� ด้งแสด้งในร2ปที่�� 743. ที่��ต�าแหน1งค1าส2งส$ด้ของร2ปคล-�นความถี่��หลกม2ลแรงด้นเอาต�พ$ตจะจ$ด้

ช้นวนเอสซ�อาร�ด้�วยม$มต��าส$ด้

เม-�อค1าความถี่��หลกม2ลลด้ลงม$มการจ$ด้ช้นวนเอสซ�อาร�จะเพ��มข7'น ในที่างปฏิ�บต�วงจรช้น�ด้น�'จะไม1น�ยมใช้�งาน เน-�องจากแรงด้นเอาต�พ$ตยงคงม�ฮาร�มอน�ก

ส2ง v(t)

vs

t0

1,2

3,4

5,6

7,8

vo

1,2

3,4

1,2

5,6

7,8

5,6

-vs

ร*ปท�+ 743. ร2ปคล-�นวงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร� กรณ� fo = (1/5)fs

ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบควิบค�มเฟส ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบควิบค�มเฟส 3 3เฟส –เฟส – 1 1 เฟสเฟส

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�' ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ตจะม�ค1าฮาร�มอน�กต��ากว1าช้น�ด้ 1 เฟส –1เฟส จ7งเป�นวงจรที่��น�ยมใช้�งานกนมากกว1าแบบอ-�น ๆ โครงสร�างของวงจรจะม�ที่'งแบบ 3 พลส�

และ 6 พลส� ในที่��น�'จะกล1าวถี่7งวงจรแบบ 6 พลส� ด้งแสด้งในร2ป 744.

T

1

T

6

T

3

T

4

T

2

T

5R vo

(t)_

+T

5

T

6

T

7

T

8

T

6

T

7

va

n

vc

n

vb

nn

+_ +_ +_

ร*ปท�+ 744. วงจรไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบควบค$มเฟส 3 เฟส - 1 เฟส เม-�อม�การจ$ด้กล$1มเอสซ�อาร� (วงจร 6 พลส�)

ร*ปท�+ 745. ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ตและสญญาณจ$ด้ช้นวน วงจรไซโคล-คอนเวอร�เตอร� กรณ� fo = (1/3)fs

v(t)

ab

t0

ac

bc

ba

ca

cb

ab

ac

bc

ba

ca

cb

cb

ab

ac

bc

ba

ca

cb

5

1 2 6 4 3 5

1 6 11

7 8 9 10

11

7 12

12

5

1 6

vo

ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ตสามารถี่ควบค$มได้�ที่'งขนาด้และความถี่�� ด้งเช้1นร2ปที่�� 745. เป�นกรณ�ที่��โหลด้เป�นตวต�านที่านที่�าให�ความถี่��เอาต�พ$ตม�ค1า

เที่1ากบ 033. เที่1า fo = (1/3)fs ม�แรงด้นอาร�เอ/มเอส Vo,rms = VL,rms

ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบควิบค�ม ไซโคลัคอนีเวิอร�เตอร�แบบควิบค�ม 3 3 เฟส –เฟส – 3 3 เฟสเฟส

ไซโคลคอนเวอร�เตอร�ช้น�ด้น�' ได้�จากแบบ 3 เฟส – 3 เฟส 3วงจรมาใช้�ร1วมกน ด้งร2ปที่��

746. และ ร2ปที่�� 747.R R R

A B C N

a b cร*ปท�+ 746. ไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบ

ควบค$มเฟส 3 เฟส – 3 เฟส

R

R

R

ABCN

a

b

c

ร*ปท�+ 747. ไซโคลคอนเวอร�เตอร�แบบควบค$มเฟส 3 เฟส – 3 เฟส

ใช้�วงจร 3 พลส�

76 76 ไซโคลอ�นเวอร�เตอร� ไซโคลอ�นเวอร�เตอร� ((CycloinverterCycloinverter)) ไซโคลอ�นเวอร�เตอร�เป�นวงจรที่�าหน�าที่��แปลงไซโคลอ�นเวอร�เตอร�เป�นวงจรที่�าหน�าที่��แปลงไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ต��าด้�านอ�นพ$ตไปเป�นไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ต��าด้�านอ�นพ$ตไปเป�น

ไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ส2งด้�านเอาต�พ$ต เสมอ เป�นไฟฟ ากระแสสลบความถี่��ส2งด้�านเอาต�พ$ต เสมอ เป�นวงจรที่��ไม1ค1อยน�ยมใช้�งาน เพราะร2ปคล-�นเอาต�พ$ตม�วงจรที่��ไม1ค1อยน�ยมใช้�งาน เพราะร2ปคล-�นเอาต�พ$ตม�ค1าฮาร�มอน�กส2ง และประส�ที่ธิ�ภูาพของวงจรม�ค1าต��า ค1าฮาร�มอน�กส2ง และประส�ที่ธิ�ภูาพของวงจรม�ค1าต��า

ไซโคลอ�นเวอร�เตอร�แบ1งเป�น ไซโคลอ�นเวอร�เตอร�แบ1งเป�น 2 2 ช้น�ด้ค-อ ช้น�ด้ช้น�ด้ค-อ ช้น�ด้การสบเปล��ยนการน�ากระแสโด้ยใช้�แรงด้นในสาย การสบเปล��ยนการน�ากระแสโด้ยใช้�แรงด้นในสาย

((Line CommutationLine Commutation ) ) และช้น�ด้การสบเปล��ยนและช้น�ด้การสบเปล��ยนการน�ากระแสโด้ยโหลด้ การน�ากระแสโด้ยโหลด้ ((Load CommutationLoad Commutation ) )

ในที่��น�'จะขอกล1าวถี่7งกรณ�การสบเปล��ยนการน�าในที่��น�'จะขอกล1าวถี่7งกรณ�การสบเปล��ยนการน�ากระแสโด้ยใช้�แรงด้นในสาย เที่1าน'นกระแสโด้ยใช้�แรงด้นในสาย เที่1าน'น

ในร2ปที่�� ในร2ปที่�� 748. 748. แสด้งโครงสร�างของวงจรไซแสด้งโครงสร�างของวงจรไซโคลอ�นเวอร�เตอร�ช้น�ด้การสบเปล��ยนการน�ากระแสโคลอ�นเวอร�เตอร�ช้น�ด้การสบเปล��ยนการน�ากระแสโด้ยใช้�แรงด้นในสาย และในร2ปที่�� โด้ยใช้�แรงด้นในสาย และในร2ปที่�� 749. 749. แสด้งแสด้งสญญาณจ$ด้ช้นวนและแรงด้นเอาต�พ$ตของวงจรสญญาณจ$ด้ช้นวนและแรงด้นเอาต�พ$ตของวงจร

ร*ปท�+ 748. วงจรไซโคลอ�นเวอร�เตอร�

R vo

(t)_

+ioo(t)

T

1

T

2

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_n

T

3T

5

T

6

T

4

T

1T

4

R vo

(t)_

+ioo(t)

T

3T

6T

5T

2

va

n

+_

vc

n

+_ vb

n

+_n

v(t)

va

n

vb

n

vcn

vo

t0 2 3 4

ig

5

ig

6

ig

3

ig

4

ig

1

ig

5

ig

2

ig

6

ig

1

ig

3

ig

4

ig

2 vo

(t)t0 2 3 4

ร*ปท�+ 749. ร2ปคล-�นแรงด้นเอาต�พ$ตและสญญาณจ$ด้ช้นวน

ขอบค�ณคร�บขอบค�ณคร�บย�นีด�ขอค�าแนีะนี�าในีการสอนี ย�นีด�ขอค�าแนีะนี�าในีการสอนี รายวิ�ชาอ�เลั#กทรอนี�กส�ก�าลั�งรายวิ�ชาอ�เลั#กทรอนี�กส�ก�าลั�งสาขาวิ�ชาวิ�ศวิกรรมไฟฟ าสาขาวิ�ชาวิ�ศวิกรรมไฟฟ า คณะ คณะ

วิ�ศวิกรรมศาสตร�วิ�ศวิกรรมศาสตร�มหาวิ�ทยาลั�ยปท�มธานี�มหาวิ�ทยาลั�ยปท�มธานี�

9 9 มกราคม มกราคม 25552555

Documents

Week 7 AC to AC