ปัจจุบันเทคโนโลยีทางด้านต่างๆมีการพัฒนาไปเป็นอย่างมาก
รวมถึงเทคโนโลยีของมอเตอร์และระบบควบคุมของมอเตอร์
ซึ่งที่ได้กล่าวถึงในโครงการวิจัยนี้คือ มอเตอร์แบบไร้แปลงถ่าน
หรือที่รู้จักกันในชื่อ Brushless DC Motor มอเตอร์ดังกล่าวนี้
มีการพัฒนามาจากมอเตอร์กระแสตรง (DC Motor) โดยทำการออกแบบโครงสร้างใหม่คือ
โรเตอร์ (Rotor) ของมอเตอร์เดิมจะมีขดลวดพันอยู่เปลี่ยนเป็นแม่เหล็กถาวร
และส่วนของสเตเตอร์ (Stator) เดิมเป็นแม่เหล็กถาวรเป็นขดลวด
การจ่ายไฟให้กับมอเตอร์เดิมนั้นเป็นการจ่ายผ่านแปรงถ่านและซี่คอมมิวเตเตอร์
เปลี่ยนเป็นจ่ายเข้าขดลวดในสเตเตอร์โดยตรง และเปลี่ยนจากการจ่ายพลังงานแบบ 1
เฟสเป็น 3 เฟส จากการเปลี่ยนแปลงดังกล่าวทำให้เกิดข้อดีหลายประการ เช่น
พลังงานเอาต์พุตของมอเตอร์ที่ได้มากขึ้น ลดการสัมผัส ไม่เกิดการอาร์คในขณะเริ่มทำงาน
แต่เมื่อเกิดการเปลี่ยนแปลงทางโครงสร้างของมอเตอร์
สิ่งที่เกิดขึ้นตามมาคือระบบการขับเคลื่อนของมอเตอร์ (Drive) ดังนั้นเทคโนโลยีของระบบควบคุมของมอเตอร์ก็มีการพัฒนาขึ้นตามไปด้วย
ซึ่งระบบจะมีความซับซ้อนมากขึ้น และยากต่อการเข้าใจ มีการนำเทคโนโลยีระบบไมโครคอนโทรลเลอร์มาใช้ในการควบคุม
ปัจจุบันมีการนำมอเตอร์ไร้แปรงมาใช้งานอย่างแพร่หลายในงานอุตสาหกรรม
ระบบการขับเคลื่อนของรถยนต์แบบผสมผสาน (Hybrid Car) รวมถึงระบบคอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศ
เป็นต้น งานวิจัยที่ผ่านมาที่กล่าวถึงการใช้งานมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปลง เช่น Ting-Yu
[1] งานวิจัยนี้กล่าวถึงการนำ BLDC ไปประยุกต์ใช้ในระบบการขับเคลื่อนของรถไฟฟ้า
โดยนำเสนอว่าเนื่องจากปัจจุบันเนื่องจากการเจริญเติบโตทางเศรษฐกิจอย่างรวดเร็ว
ความหนาแน่นของประชากรสูง รวมทั้งสภาพอากาศที่ร้อน
สกูตเตอร์และรถจักรยานยนต์เป็นยานพาหนะที่นิยมมากที่สุดในประเทศส่วนใหญ่ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้
แต่ยานพาหนะทั้งสองนั้นมีส่วนที่ก่อให้เกิดมลพิษทางอากาศ
เนื่องจากพลังงานในการขับเคลื่อนมาจากพลังงานเชื้อเพลิงจากฟอสซิล
ดังนั้นการพัฒนาระบบการขับเคลื่อนของยานพาหนะโดยใช้พลังงานจากไฟฟ้านั้นจะสามารถช่วยลดมลภาวะดังกล่าวได้
และนำ BLDC มาประยุกต์ใช้งาน
ซึ่งทำการออกแบบและสร้างระบบควบคุมการทำงานที่เหมาะสม ผลที่ได้คือ
ได้ระบบควบคุมของ BLDC ที่สามารถนำมาเป็นต้นแบบในการสร้างเพื่อใช้งานจริงได้
Kang Geon [2] ทำการประยุกต์ใช้ BLDC ในระบบคอมเพรสเซอร์
Shanmugasundram [3] ทำการศึกษาและสร้างระบบควบคุมของ BLDC
ที่มีราคาต่ำโดยนำไมโครคอนโทรลเลอร์ Aduc812
มาเป็นตัวสมองกลในการควบคุม เป็นต้น
ดังนั้นการศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปลงถ่านและระบบการควบคุม
จึงมีความสำคัญเป็นอย่างมาก
ต่อนักศึกษาที่เรียนในสาขาที่เกี่ยวข้องกับระบบการขับเคลื่อนมอเตอร์
เครื่องกลไฟฟ้า ซึ่งปัจจุบันนั้นการศึกษาเกี่ยวกับเครื่องกลไฟฟ้า
และระบบขับเคลื่อนไฟฟ้าในสาขาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้า คณะอุตสาหกรรมและเทคโนโลยี
มหาวิทยาลัยเทคโนโลยีราชมงคลรัตนโกสินทร์ นั้น
ยังไม่มีชุดฝึกปฏิบัติที่ใช้ในการศึกษาเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปรงถ่านดังกล่าว
เนื่องมาจากเทคโนโลยีของมอเตอร์ดังกล่าวนั้นเพิ่งมีขึ้นในช่วงไม่กีปีที่ผ่านมา
แต่สาขาวิชาเทคโนโลยีวิศวกรรมไฟฟ้านั้น เปิดทำการสอนมาตั้งแต่ปี 2538
การจัดซื้อเกี่ยวกับครุภัณฑ์ทางการศึกษาจึงไม่มีในส่วนดังกล่าว
จากเหตุผลที่กล่าวในข้างต้นชุดฝึกปฏิบัติการเกี่ยวกับมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน
และระบบควบคุมนั้นมีความสำคัญต่อการศึกษาของนักศึกษา
ดังนั้นจึงควรมีชุดฝึกปฏิบัติดังกล่าว
โครงการวิจัยนี้จะนำเสนอการสร้างต้นแบบชุดฝึกปฏิบัติการการควบคุมมอเตอร์ไร้แปรงถ่าน
โดยการสร้างจากวัสดุและอุปกรณ์ที่หาได้ภายในประเทศ เพื่อให้ได้ชุดฝึกที่มีราคาต่ำ
และสามารถซ่อมบำรุงได้อย่างไม่ยุ่งยาก
ซึ่งจะเป็นประโยชน์ต่อมหาวิทยาลัยเป็นอย่างมาก และที่สำคัญต้นแบบของ
ชุดฝึกปฏิบัติการที่สร้างขึ้นนั้นใช้ซอฟต์แวร์ที่ไม่มีค่าใช้จ่ายในเรื่องของลิขสิทธิ์ใดๆ
เอกสารอ้างอิง
[1] Ting-Yu,
C., P. Ching-Tsai, et al. (2009). A low voltage high current EV
drive using inverter low side switches as current sensors. Power Electronics
and Drive Systems, 2009. PEDS 2009. International
Conference on.
[2] Kang Geon, I., S. Han
Man, et al. (2009).
The study on BLDC motor compressor using SMC. Power Electronics and Motion
Control Conference, 2009. IPEMC '09. IEEE 6th International.
[3] Shanmugasundram, R., K. M. Zakariah, et al. (2009).
Digital implementation of fuzzy logic controller for wide range speed control
of brushless DC motor. Vehicular Electronics and Safety (ICVES), 2009 IEEE
International Conference on.
[4] Brown W.: Brushless DC Motor Control Made Easy. AN857,
Microchip Technology Inc., 2002.
[5] Alecsa, B. and A. Onea Design, validation
and FPGA implementation of a brushless DC motor speed controller. Electronics,
Circuits, and Systems (ICECS), 2010 17th IEEE International Conference on.
[6] D Yousfi, S Belkouch , AA Ouahman… - Journal of Power …, 2010 -
jpe.or.kr
[7] Darko Cvetkovski,
Vladica Sark, Josif Kosev. A LOW-COST DSP DEVELOPMENT SYSTEM FEATURING
FREESCALE'S MC56F8322. INFOTEH-JAHORINA Vol. 10, Ref. E-II-9, p. 567-570, March 2011.
[8] Kiing-Ing, W. and K. A.
Silek (2009). Integration of brushless DC motor drive into undergraduate
electric machinery courses. E-Learning in Industrial Electronics, 2009. ICELIE
'09. 3rd IEEE International Conference on.
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น