มอเตอร์กับงานปรับอากาศ

มอเตอร์เป็นเครื่องต้นกำลังสำคัญในงานปรับอากาศ การเลือกมอเตอร์มีผลต่อการทำงานและประสิทธิภาพของเครื่องปรับอากาศและงานปรับอากาศ วิศวกรเครื่องกลจึงควรศึกษาในเรื่องมอเตอร์ ซึ่งความรู้เรื่องการทำงานของมอเตอร์ ประเภทต่างๆ การสร้าง และการควบคุมมอเตอร์ จะช่วยให้เข้าใจการซ่อมแซม บำรุงรักษา การแก้ปัญหา การปรับปรุงการทำงาน และการเพิ่มประสิทธิภาพของเครื่องและอุปกรณ์ในงานปรับอากาศ

มอเตอร์ไฟฟ้าเป็นอุปกรณ์สำหรับเปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล มอเตอร์ทำงานโดยการใช้สนามแม่เหล็กที่สร้างขึ้นจากพลังงานไฟฟ้า การออกแบบมอเตอร์มีสองแบบตามลักษณะทางกายภาพคือแบบโรเตอร์อยู่ภายใน(Internal rotor)ตามรูปที่ 1.ซ้าย ชุดสเตเตอร์ยึดอยู่กับตัวถังมอเตอร์ และโรเตอร์สอดอยู่ในสเตเตอร์โดยมีแกนมอเตอร์ยื่นออกมาต่อกับพัดลม และแยยโรเตอร์อยู่ภายนอก(External rotor)ตามรูปที่ 1.ขวา โรเตอร์อยู่ภายนอกครอบชุดสเตเตอร์ ชุดสเตเตอร์ที่อยู่ด้านในจะยื่นออกมาจากฐานของมอเตอร์ ใบพัดลมจะสวมยึดเช้ากับโรเตอร์นอกสุด

รูปที่ 1.มอเตอร์ที่มีโรเตอร์ อยู่ภายใน(Internal rotor)และโรเตอร์อยู่ภายนอก(External rotor)

มอเตอร์มีหลายชนิดให้เลือกใช้ตามความต้องการได้แก่ ระบบไฟฟ้า ความเร็วรอบ กำลัง แรงบิดขณะเริ่มหมุน อุปกรณ์ประกอบ ราคา การควบคุมความเร็ว และอื่นๆ ประเภทของมอเตอร็มีดังต่อไปนี้

มอเตอร์กระแสตรง (DC motor)

หลักการทำงานของมอเตอร์กระแสตรงคือแม่เหล็กขั้วเดียวกันจะผลักกัน แม่เหล็กต่างขั้วจะดูดกัน แม่เหล็กในมอเตอร์แบ่งออกเป็นชุดสเตเตอร๋(Stator) และโรเตอร์(Rotor) ซึ่งอาจเป็นแม่เหล็กถาวรหรือแม่เหล็กไฟฟ้าแล้วแต่การออกแบบ สนามแม่เหล็กของทั้งสองชุดจะผลักและ/หรือดูดกันทำให้โรเตอร์สามารถหมุนภาระเชิงกลได้ รูปที่ 2. เริ่มจากซ้าย เมื่อสนามแม่เหล็กที่สเตเตเตอร์หมุน รูปกลางขั้วเหนือของสนามแม่เหล็กเคลื่อนมาดูดกับขั้วใต้ของแม่เหล็กที่โรเตอร์ และขวาเมื่อทำให้สนามแม่เหล็กของสเตเตอร์หมุน จะทำให้โรเตอร์หมุนตาม

รูปที่ 2. หลักการทำงานของมอเตอร์กระแลตรง

มอเตอร์กระแสตรงแบ่งออกเป็นแบบมีแปรงถ่าน(DC Brush Motor) และแบบไม่มีแปรงถ่าน(BLDC, Brush Less Direct Current) มอเตอร์แบบมีแปรงถ่านตามรูปที่ 3. มีโรเตอร์เป็นขดลวดแม่เหล็กไฟฟ้าอยู่ภายในสเตเตอร์ซึ่งทำด้วยแม่เหล็กถาวร และมืแปรงถ่านยึดกับตัวถังมอเตอร์ โรเตอร์เป็นขดลวด(Armature)และมีคอมมิวเตเตอร์อยู่บนแกนหมุน เมื่อประกอบแปรงถ่านจะสัมผัสกับคอมมิวเตเตอร์

รูปที่ 3.ลักษณะการสร้างมอเตอร์กระแสตรงแบบมีแปลงถ่าน(DC Brush Motor)

การทำงานจะกลับกับรูปที่ 2. โดยโรเตอร์สร้างสนามแม่เหล็กเคลื่อนที่และสเตเตอร์เป็นแม่เหล็กถาวร ที่ตำแหน่งหนึ่ง แปลงถ่านจะเชื่อมวงจรส่งแรงดันไฟฟ้าผ่านคอมมิวเตเตอร์ให้ขดลวดทำให้เกิดสนามแม่เหล็กผลักกับสเตเตอร์ เมื่อแกนหมุนไปอีกตำแหน่งแปรงก็จะส่งแรงดันไฟฟ้าผ่านคอมมิวเตเตอร์ให้ขดลวดสร้างสนามแม่เหล็กสลับขั้วทำให้มอเตอร์หมุนต่อ การหมุนของโรเตอร์หมุนทำให้แปรงถ่านขัดสีกับคอมมิวเตเตอร์ จึงเกิดการสึกหรอทำให้ต้องเปลี่ยนแปรงถ่านเป็นระยะๆไม่ให้สนามแม่เหล็กลดลง มอเคอร์แบบนี้จึงมีประสิทธิภาพต่ำและต้องการการบำรุงรักษามาก

เมื่อภาระของมอเตอร์คงที่ความเร็วรอบจะเป็นสัดส่วนกับแรงดันไฟฟ้าจึงสามารถสร้างแรงบิดเพื่อการสตาร์ทได้ดัวยการเลือกแรงดันไฟฟ้า และเมื่อแรงดันไฟฟ้าคงที่ ความเร็วรอบจะเป็นสัดส่วนกลับกับภาระของมอเตอร์ ดังนั้นเมื่อแรงดันไฟฟ้าคงที่แรงบิดจึงเป็นสัดส่วนกลับกับความเร็วรอบของมอเตอร์ตามรูปที่ 4.

รูปที่ 4. แผนภูมิแสดงความสัมพันธ์ของแรงบิดและความเร็วรอบของมอเตอร์กระแสตรง

มอเตอร์ BLDCมีสเตเตอร์เป็นขดลวดและมีโรเตอร์เป็นแม่เหล็กถาวรตามรูปที่ 5. และมีการทำงานเหมือนรูปที่ 2. โดยมีการปรับขั้วแม่เหล็กเช่นเดียวกับแบบมีแปลงถ่าน หรือใช้ระบบควบคุมอีเลคทรอนิคส์สร้างความถี่ Pulse Width Modulator (PWM) ส่งแรงดันไฟฟ้าให้ขดลวดสเตเตอร์สร้างสนามแม่เหล็กเพื่อขับโรเตอร์ตามจังหวะที่สัมพันธ์กับตำแหน่งที่เซนเซอร์วัดจากสเตเตอร์และโรเตอร์

รูปที่ 5. ลักษณะการสร้างมอเตอร์กระแสตรงแบบไม่มีแปลงถ่าน(Brush Less Direct Current)

ความเร็วรอบของมอเตอร์แปรผันตรงกับแรงดันไฟฟ้าที่จ่ายให้ขดลวด แปรกลับกับแรงดันตกในขดลวดและความเข้มสนามแม่เหล็กไฟฟ้า การควบคุมความเร็วรอบของมอเตอร์จึงใข้เทคนิคการควบคุมขดลวด(Armature controlled) และเทคนิคการควบคุมสนามแม่เหล็ก(Field controlled) ซึ่งจะไม่อธิบายในที่นี้ จะต้องเลือกระบบควบคุมความเร็วรอบให้ตรงตามความต้องการของระบบ ตัวอย่างในรูปที่ 6. แสดงระบบตวบคุมความเร็วซึ่งแสดงไว้เพียง 3วิธีจากหลายๆวิธี

รูปที่ 6.ตัวอย่างวิธีการควบคุมความเร็วมอเตอร์กระแสตรง

การปรับความต้านทานตามรูปที่ 6.เพื่อปรับความต้านทานจะทำให้เกิดพลังงานสูญเสีย ทำให้ความเข้มของสนามแม่เหล็กน้อยลง แรงบิดลดลงและความเร็วสูง ตารางที่ 1. แสดงข้อดีข้อเสียของมอเตอร์ที่มีระบบควบคุมแบบ Armature Controlled DC Shunt Motor

ตารางที่ 1. เปรียบเทียบข้อดีข้อเสียของ Armature Controlled DC Shunt Motor

มอเตอร์กระแสสลับ(AC Motor)

เมื่อสนามแม่แหล็กตัดกับลวดจะเหนี่ยวนำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในลวด(Faraday’s law) เกิดสนามแม่เหล็กที่ขดลวด และเกิดแรงผลักหรือดูด ตามรูปที่ 7.(Lorentz law) ซ้ายแสดงสนามแม่เหล็กที่สเตเตเตอร์หมุนผ่านลวดของโรเตอร์ กลางสนามแม่เหล็กเหนี่ยวนำเกิดกระแสไฟฟ้า สนามแม่เหล็ก และแรงที่ลวด และขวาทำให้ลวดหมุนได้คามทิศทางของแรง

รูปที่ 7. หลักการทำงานของมอเตอร์กระแสสลับ

มอเตอร์กระแสสลับแบ่งออกเป็นมอเตอร์แบบอินดักชั่น(Induction Motor)หรือเรียกอีกอย่างว่ามอเตอร์เหนี่ยวนำ และแบบ(Synchronous Motor) มอเตอร์แบบอินดักชั่นจะมีขดลวดเพื่อสร้างสนามแม่เหล็กที่สเตเตอร์ตามรูปที่ 8.สเตเตอร์ทำจากแผ่นอลูมิเนียมหรือเหล็กซ้อนกันเป็นชั้นๆอัดแน่นโดยมีร่องสำหรับสอดขดลวดอาบฉนวนไฟฟ้า โรเตอร์สร้างจากแผ่นเหล็กซ้อนลักษณะเดียวกันเป็นทรงกระบอกที่มีร่องสำหรับสอดแท่งทองแดง อลูมิเนียม หรือโลหะผสมเชื่อมหัวและท้ายติดกับแหวนตามรูปเรียกว่าโรเตอร์แบบกรงกระรอก(Squirrel cage rotor)

รูปที่ 8.สเตเตอร์ และโรเตอร์ของมอเตอร์แบบอินดักชั่น

ความเร็วรอบสนามแม่เหล็กของมอเตอร์ Ns = 120 f/P……………………………………………………….(1.)

เมื่อ Ns คือความเร็วซินโครนัส f คือความถี่ของของคลื่นไฟฟ้ากระแสสลับ Pคือจำนวนขั้วของขดลวดที่สเตเตอร์

แต่โรเตอร์ไม่สามารถจะหมุนได้ทันสนามแม่เหล็ก ทำให้ความเร็วมอเตอร์น้อยกว่าความเร็วซินโครนัส

ความเร็วรอบของมอเตอร์ Nb = Ns-slip.Ns…………………………………………………………………..(2.)

Slipมากขึ้นตามภาระของมอเตอร์ ความเร็วระบุของมอเตอร์จึงเป็นความเร็วที่ภาระระบุของมอเตอร์ มอเตอร์3เฟสมีสนามแม่เหล็ก3คลื่น แรงของมอเตอร์จึงสามารถสตาร์ทในขณะที่มีภาระได้ มอเตอร์อินดักชั่น(IM)1เฟส เป็นมอเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้ไฟฟ้า(single phase) สนามแม่เหล็กกลายเป็นจังหวะไม่เกิดแรงบิดพอสำหรับการเริ่มหมุนจึงต้องเพิ่มขดสตาร์ท(start/auxiliary winding)ตามรูปที่ 10. ซึ่งมีคาปาซิเตอร์เพื่อเปลี่ยนคลื่นไฟฟ้าของขดสตาร์ทให้นำหรือตามคลื่นไฟฟ้าหลักสร้างแรงหมุนให้มากขึ้น และมีสวิทช์แรงเหวียงเพื่อตัดไฟเข้าขดสตาร์ทเมื่อมอเตอร์หมุนประมาณ75%ของรอบมอเตอร์

รูปที่ 10.การต่อวงจรมอเตอร์แบบไม่มีอุปกรณ์สตาร์ทและแบบที่มีอุปกรณ์สตาร์ท

Split-phase มอเตอร์เป็นมอเตอร์อินดักชั่น 1เฟสที่มีอุปกรณ์สตาร์ทตามรูปที่ 11.ซ้าย ขดสตาร์ทเป็นลวดขนาดเล็กและสั้นกว่าชดหลักเพื่อสร้างความต้านทานให้สนามแม่เหล็กจากขดสตาร์ทต่างจากของขดหลัก ซึ่งจะมีแรงบิดสำหรับการสตาร์สพิ่มขึ้นแต่น้อยกว่าวิธีอื่นๆ คาปาซิเตอร์สตาร์ทปรับปรุงโดยเพิ่มคาปาซิเตอร์ตามรูปที่ 10.ขวาใช้ทำให้สนามแม่เหล็กจากขดสตาร์ทต่างจากของขดหลักแทนความต้านทานทำให้มีแรงบิดและประสิทธิภาพสูงขึ้น

และรูปที่ 11.ขวาขดสตาร์ททำงานตลอดเวลา คาปาซิเตอร์ที่ใช้จีงเป็น Run capacitor ไม่มีสวิทช์แรงเหวียงเรียกว่าแบบ Permanent Split Capacitor(PSC) คาปาซิเตอร์มีขนาดสำหรับช่วยการสตาร์ท การหมุนจึงมีแรงบิดของมอเตอร์น้อยลง เหมาะสำหรับงานที่มีการหยุด/หมุนถี่มากๆจึงใช้กับอุปกรณ์ที่ควบคุมด้วยการปิด/เปิด มักใช้กับพัดลมเนื่องจากต้องการแรงบิดสตาร์ทน้อย

รูปที่ 11.การสตาร์ทมอเตอร์อินดักชั่น 1เฟสแบบSplit-phase และแบบ Permanent Split Capacitor(PSC)

เพื่อให้แรงบิดสตาร์ทของมอเตอร์PSCมากขึ้น จึงเพิ่มคาปาซิเตอร์สตาร์ทตามรูปที่ 12.ซ้ายเรียกว่าแบบ Capacitor start/run รูปที่ 12.ขวาเป็นมอเตอร์แบบ Shaded-pole มีขดลวดชุดเดียวแต่มีแหวนทองแดงเป็นวงจรปิดอยู่ด้านนอกของสเตเตอร์ ทำให้เกิดสนามแม่เหล็กในบริเวณของแหวนต่างจากบริเวณอื่นเกิดความแตกต่างของสนามแม่เหล็กช่วยในการสตาร์ทได้ แต่มีแรงบิดน้อยที่สุดทำให้มีSlipมากและประสิทธิภาพต่ำสุด สรุปความสัมพันธ์ของแรงบิดและความเร็วรอบของมอเตอร์ 1เฟสอินดักชั่นได้ตามรูปที่ 13.

รูปที่ 12. การสตาร์ทมอเตอร์อินดักชั่น 1เฟสแบบ Capacitor start/run และแบบ Shaded-pole

รูปที่ 13. แผนภูมิแสดงแรงบิดและความเร็วรอบของมอเตอร์ 1เฟสเมื่อใช้อุปกรณ์สตาร์ทแบบต่างๆ

มอเตอร์อินดักชั่น(IM) 3เฟสมีโรเตอร์ 2แบบได้แก่ แบบกรงกระรอก(Squirrel cage rotor)ตามรูปที่ 7. และแบบขดลวด(Wound-Rotor) หรือแบบSlip-ringซึ่งโรเตอร์จะมีขดลวดต่อผ่านSlip-ringไปผ่านความต้านทานภายนอกตามรูปที่ 14. ซึ่งความต้านทานภายนอกจะทำให้เกิดSlip ทำให้แรงบิดสูงเหมาะสำหรับงานที่มีความหน่วงมากต้องการแรงบิดสูงโดยไม่กินกระแสสูง สามารถปรับความเร็วรอบมอเตอร์ลงได้ถึง 50%ด้วยการปรับความต้านทานภายนอก จึงเหมาะสำหรับใช้กับงานที่ต้องการแรงบิดและความเร็วรอบเปลี่ยนแปลงได้แก่ เครื่องพิมพ์ คอมเพรสเซอร์ และสายพานเป็นต้น

รูปที่ 14. มอเตอร์อินดักชั่น3เฟสแบบขดลวด(Wound-Rotor)

กระแสไฟที่ความเร็วรอบต่างๆกันของมอเตอร์อินดักชั่น 3เฟสแสดงในรูปที่ 15. เมื่อเริ่มสตาร์ทมอเตอร์จะใช้กระแส Lock rotor current(LRC)มากเกือบ 7เท่าของกระแสใช้งาน และมีแรงบิดLock rotor torque(LRT)กว่า 3เท่าซึ่งมากเกินพอสำหรับการสตาร์ท มอเตอร์ขนาดใหญ่จึงต้องมีอุปกรณ์ลดกระแสขณะสตาร์ทมิให้เกิดไฟฟ้ากระพริบได้แก่ star-delta, part-winding, soft start, และอื่นๆ

รูปที่ 15.แผนภูมิแรงบิด-ความเร็วรอบและกระแสของมอเตอร์อินดักชั่น 3เฟส

มอเตอร์ซินโครนัส(SM)คือมอเตอร์ที่หมุนที่ความเร็วซินโครนัส เป็นมอเตร์ที่ใช้เป็นเครื่องปั่นไฟได้ มีโรเตอร์2แบบคือแบบที่มีขดลวดกับแบบที่ใช้แม่เหล็กถาวร รูปที่ 16.ซ้ายใช้ไฟฟ้ากระแสตรงสร้างขั้วแม่เหล็กให้โรเตอร์ รูปขวาใช้แม่เหล็กถาวรแทน ในขณะที่สเตเตอร์ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับสร้างสนามแม่เหล็กหมุนทำให้โรเตอร์หมุนตามด้วยความเร็วซินโครนัสตามหลักการทำงานในรูปที่ 2.

รูปที่ 16.มอเตอร์ซินโครนัสแบบโรเตอร์มีขดลวดและแบบที่โรเตอร์มีแม่เหล็กถาวร

เนื่องจากสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์และโรเตอร์เกาะไปด้วยกัน(ไม่มี slip) จึงไม่มีแรงบิดในการสตาร์ทต้องมีอุปกรณ์ช่วยหมุนจนมอเตอร์มีความเร็วเท่ากับความเร็วซินโครนัสแล้วจึงจ่ายไฟฟ้าเพื่อรักษาความเร็วและปลดอุปกรณ์หมุนออก

ตารางที่ 2.ความแตกต่างระหว่าง Induction Motor and Synchronous Motor

Electronically Commutated Motor (ECM)

ECM คือมอเตอร์กระแสสลับที่ 1เฟสที่ใช้มอเตอร์กระแสตรงแบบ bldc โรเตอร์เป็นแม่เหล็กถาวร มีวงจรอิเล็กทรอนิกแปลงระบบไฟฟ้าติดตั้งในตัวมอเตอร์เพื่อควบคุมการทำงานจึงได้ข้อดีทั้งของมอเตอร์กระแสตรงและกระแสสลับ ทำให้ประสิทธิภาพสูงขึ้น ลดค่ากระแสไฟฟ้าและมีอายุการใช้มากขึ้น

หลักการทำงานของระบบควบคุมมอเตอร์ ECM ตามรูปที่ 17. ไฟฟ้า 1เฟสจะถูกแปลงเป็นกระแสตรง แล้วจึงเก็บไฟฟ้ากระแสตรงไว้ในคาปาซเตอร์ PWMจะดึงกระกสตรงจากที่เก็บมาสร้างเป็นคลื่นเข้าให้กับมอเตอร์กระแสตรง ระบบควบคุมออกแบบสำหรับการทำงานเฉพาะงาน ปรับแรงดันไฟฟ้าเพื่อควบคุมแรงบิดเพื่อการสตาร์ทด้วยและเหมาะสมกับภาระมอเตอร์ที่ความเร็วที่ต้องการ

รูปที่ 17. หลักการทำงานของระบบควบคุมมอเตอร์ ECM

ข้อจำกัดของมอเตอร์ ECM ตือ ระบบไฟเป็นระบบ 1 เฟสทำให้แรงดันเฉลี่ยกระแสตรงต่ำลงและได้ความกว้างของคลื่นความถี่เป็นหลักสิบเฮิทซ์เท่านั้น มีผลต่อรอบการหมุนของมอเตอร์ ECM มอเตอร์ ECMมีระบบควบคุมติดตั้งอยู่ที่ท้ายของมอเตอร์ ในรูปที่ 18. เป็นลักษณะการสร้างมอเตอร์ ECMซึ่งมีโรเตอร์อยู่ภายนอกสเตเตอร์

รูปที่ 18.ลักษณะการสร้างมอเตอร์กระแสสลับแบบ ECM

Reluctance Motor(RM)

มอเตอร์RM ทำงานโดยใช้แม่เหล็กชั่วคราว เมื่อวัสดุแม่เหล็กอยู่ในสนามแม่เหล็ก โครงสร้างของวัสดุจะถูกบังคับให้เรียงตัวในแนวของสนามแม่เหล็กและเปลี่ยนคุณสมบัติเป๊นแม่เหล็กชั่วคราว สนามแม่เหล็กจากขดลวดที่สเตเตอร์ทำให้ โรเตอร์เป็แม่เหล็กชั่วคราวและหมุนตามการหมุนชองสนามแม่เหล็กสเตเตอร์เช่นเดียวกับในรูปที่ 2. โดยมีแรงบิดบังคับ(Reluctance torque)ซึ่งเกิดจากการดูดของสนามแม่เหล็กของโรเตอร์และสเตเตอร์ช่วยให้โรเตอร์หมุนตามการหมุนของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์

รูปที่ 19. เมื่อมีภาระจะทำให้เกิดมุมเยื้องระหว่างแกนแม่เหล็กทั้งสองเรียกว่ามุมภาระ(load angle) แรงบิดบังตับลูงสุดเกิดที่มุมภาระวิกฤติ ถ้ามุมภาระมากกว่ามุมภาระวิกฤติ โรเตอร์จะหมุนตามสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ไม่ทันและโรเตอร์จะหยุดหมุน

รูปที่ 19. แรงบิดบังคับ(Reluctance torque)

มอเตอร์ RM แบ่งย่อยได้หลายแบบ แต่จะอธิบายเฉพาะ synchronous(SynRM) และ switched(SRM) เท่านั้นมอเตอร์ SynRMมีส่วนประกอบที่สำคัญได้แก่ สเตเตอร์ โรเตอร์ และระบบควบคุม รูปที่ 20.ก. โรเตอร์อยู่ด้านในของสเตเตอร์ซึ่งมีช่องสำหรับสอดขดลวดแบบกระจาย 6ช่องติดกันเป็นและ 6ช่องที่อยู่ตรงข้ามกันเป็นขดลวด 1ชุด จำนวนชุดต่อคู่ของขั้วแล้วแต่การออกแบบ รูปที่ 20.ข.โรเตอร์ทำจากแผ่นเหล็กซิลิกอนซ้อนกัน โรเตอร์แผ่นเหล็กซิลีกอนแต่ละแผ่นถูกเซาะร่องให้มีช่องอากาศเพื่อให้สนามแม่เหล็กวิ่งในเนื้อแผ่นโรเตอร์มีความหนาแน่นสูงขึ้น รูปที่ 20.ค.โรเตอร์ประกอบจากชิ้นส่วนในแนวแกนเพื่อให้มีเนื้อสำหรับสนามแม่เหล็กในลักษณะเดียวกัน โรเตอร์ทั้งสองแบบดีสำหรับการใช้วัสดุที่เป็นแม่เหล็กชั่วคราวเนื่องจากทำให้สนามแม่เหล็กไม่ผ่านช่องว่างที่เป็นอากาศจะวิ่งในส่วนที่เป็นเนื้อโลหะทำให้ความเป็นแม่เหล็กของโรเตอร์ดีกว่าทรงกลมตัน และทำให้โรเตอร์มีน้ำหนักลดลง จากรูปนี้โรเตอร์มีทั้งสิ้น 4ขั้ว

รูปที่ 20. รูปตัดมอเตอร์ Reluctance และลักษณะการสร้างโรเตอร์ 4ขั้ว

SynRM มีความเร็วรอบเท่ากับความเร็วซินโครนัส ขั้วแม่เหล็กของโรเตอร์จะล็อกไปกับสนามแม่เหล็กของสเตเตอร์โดยจะมีแรงบิดบังคับรักษาตำแหน่งขั้วให้ล็อกกัน ระบบควบคุมเป็นหัวใจสำหรับการทำงานของSynRM ระบบควบคุมจะตรวจสอบมุมภาระตลอดเวลา ขณะที่ภาระปกติระบบควบคุมจะปรับความเร็วรอบให้คงที่ด้วยการปรับความเข้มของสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ให้เหมาะสมกับภาระ เมื่อภาระเปลี่ยนกระทันหันมุมภาระจะเปลี่ยนตาม ระบบจะควบคุมจะปรับไม่ให้มุมภาระมากกว่าค่าวิกฤตซึ่งจะทำให้โรเตอร์ตามสนามแม่เหล็กไม่ทัน

SynRM มีแรงบิดสตาร์ทน้อยต้องใช้การหมุนจากภายนอกจนได้ความเร็วซินโครนัสก่อนจึงจะสามารถหมุนต่อไปด้วยตัวเองได้เช่นเดียวกับมอเตอร์ซินโครนัส การสตาร์ทด้วยตัวเองจึงต้องดัดแปลงการสร้างและระบบควบคุมให้เป็นมอเตอร์อินดักชั่นเฉพาะช่วงสตาร์ทซึ่งจะเสียข้อดีบางส่วนของระบบไป

SRM เป็น stepper motor ประเภทหนึ่ง ทำงานโดยอาศัยแรงบิดจากสนามแม่เหล็กของโรเตอร์และสเตเตอร์เพื่อให้โรเตอร์วิ่งเข้าหาและเปลี่ยนขดย้ายสนามแม่เหล็กสเตเตอร์ไปทำให้โรเตอร์หมุนตาม มีลักษณะการสร้างไม่ซับซ้อนจึงมีราคาถูก จำนวนขั้วของสเตเตอร์จะมากกว่าขั้วของโรเตอร์เพื่อให้ตำแหน่งขั้วเหลื่อมกันตลอด รูปที่ 21แสดงวงจรการควบคุมSRM และการสร้างที่มีสเตเตอร์ 8ขั้ว และโรเตอร์ 6ขั้ว มีระบบไฟกระแสตรงและระบบสวิทช์ 4เฟส(ในรูปซ้ายแสดงเพียงเฟสเดียว)

รูปที่ 21.วงจรการทำงานและลักษณะการสร้าง SRM

ระบบควบคุมของมอเตอร์SRM รับตำแหน่งของโรเตอร์มากำหนดการสวิทช์ของไฟเฟสต่างๆไปที่ขั้วของสเตเตอร์ เพื่อรักษาความเร็วและขณะเดียวกันก็ตรวจสอบมุมภาระ ขณะสตาร์ทแรงบิดบังคับของขั้วหลายขั้วทำให้มีแรงบิดมากกว่าและสามารถหมุนสตาร์ทได้โดยไม่ต้องใช้อุปกรณ์อื่นช่วย ระบบควบตุมจึงเป็นแบบที่ไม่ซับซ้อนและมีราคาที่ถูกว่า รูปที่ 22. แบ่งการทำงานออกเป็นช่วงแรกที่มอเตอร์ให้แรงบิดคงที่จนถึงความเร็วรอบพื้นฐานจากนั้นในช่วงที่สองความเร็วจะเพิ่มขึ้นโดยได้กำลังคงที่แต่แรงบิดจะลดลง และในช่วงสุดท้ายความเร็วเพิ่มขึ้นพร้อมกับกำลังมอเตอร์จะลดลงเนื่องจากเป็นขอบเขตของระยะการสวิทช์

รูปที่ 22.แผนภูมิแรงบิด-ความเร็วรอบของมอเตอร์ SRM

ข้อดีของมอเตอร์RMคือไม่มีขดลวดที่โรเตอร์จึงไม่มีกระแสที่เกิดจากการเหนียวนำ ไม่สูญเสียพลังงานในโรเตอร์ ไม่มีความร้อนจากกระแสในโรเตอร์จึงใช้กับงานที่มีอุณหภูมิแวดล้อมสูงได้ดีกว่า โรเตอร์มีน้ำหนักน้อยจึงมีความเฉื่อยน้อยใช้กับความเร็วได้สูงกว่า การบำรุงรักษาน้อย ประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์แบบอินดักชั่น ข้อเสียคือมีค่าเพาเวอร์แฟคเตอร์ต่ำ และมีขนาดจำกัดไม่ใหญ่มาก

มาตรฐานของมอเตอร์

มาตรฐานที่ยอมรับได้แก่ the National Electrical Manufacturers Association (NEMA) ใช้โดยผู้ผลิตมอเตอร์ในอเมริกาเหนือและ the International Electrotechnical Commission (IEC) ซึ่งเป็นมาตรฐานที่ยอมรับทั่วโลก

NEMAกำหนดมอเตอร์อินดักชั่นไว้ 5ประเภท(เริ่ม 4 Design เพิ่มภายหลัง 1 Design)ได้แก่

– Design A มีแรงบิดสตาร์ท 150-170%ของแรงบิดใช้งาน กระแสสตาร์ทค่อนข้างสูง รับภาระเกินได้ช่วงสั้นๆ slip<=5% ใช้กับเครื่องฉีด

– Design B เป็นมอเตอร์ที่ใช้มากที่สุด แรงบิดสตาร์ทใกล้เคียงClass Aแต่กระแสสตาร์ทน้อยกว่า แรงบิดสามารถสตาร์ทภาระในงานอุตสาหกรรมทั่วไป slip<=5% มีประสิทธิภาพและเพาเวอร์แฟคเตอร์สูง ใช้กับปั๊ม พัดลมและเครื่องจักร

– Design C มีแรงบิดสตาร์ทสูง (เช่น 200%) ใช้กับงานที่ต้องการแรงบิดมากเช่นสายพาน เครื่องกวน ปั๊มลูกสูบ ออกแบบให้ใช้ที่ความเร็วใช้งานโดยมีภาระเกินได้น้อย มีกระแสสตาร์ทน้อย slip<=5%

– Design D มีแรงบิดสตาร์ทสูงสุด กระแสสตาร์ทและที่จุดใช้งานต่ำ slip=5-13% เหมาะกัลงานที่ภาระเปลี่ยนแปลงเช่นงานที่มีล้อกำลัง(flywheel) เครื่องกด เครื่องตัด ลิฟท์ เครื่องยก และอื่นๆ

– Design E คล้าย Design B แต่มีประสิทธิภาพสูง กระแสสตาร์ทสูง กระแสใช้งานต่ำ แรงบิดกับความเร็วเหมือนมอเตอร์กำลังของ IEC

รูปที่ 23. แผนภูมิแรงบิด-ความเร็วรอบของ มอเตอร์ตามมาตรฐาน NEMA

IECกำหนดแรงบิดและความเร็วรอบมอเคอร์เหมือนNEMA มอเตอร์ สามารถสรุปได้ดังนี้

– IEC Design N เทียบได้กับ NEMA Design B :7jเป็นมอเตอร์ที่ใช้มากที่สุดในงานอุตสาหกรรม

– IEC Design H เทียบได้กับ NEMA Design C

– IEC ไม่กำหนดมอเตอร์เทียบเท่ากับ NEMA Design D.

IEC กำหนดลักษณะการทำงานของมอเตอร์ออกเป็น 9 ประเภท (IEC 34 -1) โดยที NEMA แบ่งการทำงานเป็นแบบต่อเนื่อง เป็นพักๆ หรือแบบพิเศษ

ตารางที่ 3. แบ่งลักษณะการทำงานของมอเตอร์ตามมาตรฐาน IEC

สำหรับประเทศไทยมีมาตรฐานเลขที่ มอก.๘๖๗ เรื่อง กําหนดมาตรฐานผลิตภัณฑ์อุตสาหกรรมมอเตอร์เหนี่ยวนําสามเฟส : ประสิทธิภาพขั้นต่ำ ซึ่งไม่ใช่มาตรฐานบังคับ

มอเตอร์ประสิทธิภาพสูง

เนื่องจากปัญหาเริ่องพลังงานจากราคาน้ำมัน ตามมาด้วยปัญหาสภาพแวดล้อมจากการใช้พลังงาน ซึ่งเป็นสาเหตุของปัญหาโลกร้อน ประเทศต่างๆจึงต้องกำหนดมาตรฐานมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงเนื่องจากเครื่องจักรและเครื่องใช้ไฟฟ้าแทบทุกชนิดต้องใช้มอเตอร์ การใช้มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงจึงช่วยให้ประหยัดพลังงานและลดปัญหาโลกร้อน มาตรฐานมอเตอร๋ประสิทธิภาพสูงมีทั้งทีเป็นมาตรฐานบังคับและมาตรฐานสมัครใจ

ตารางที่ 4. เปรียบเทียบมาตรฐานมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงของประเทศต่างๆ

เดือนมกราคม 2017 สหภาพยุโรปกำหนดมาตรฐานประสิทธิภาพต่ำสุด Minimum Energy Performance Standard (MEPS) สำหรับมอเตอร์ 0.75 to 375 kW จะต้องมีประสิทธิภาพระดับ IE3 และถ้าติดตั้งอินเวอร็เตอร์ต้องมีประสิทธิภาพระดับ IE2 ตามรูปที่ 24.

รูปที่ 24. ค่าประสิทธิภาพของมอเตอร์ IE classes ตามข้อกำหนด IEC/EN 60034-30-1:2014.

มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงIE5 หรือUltra Premium Efficiency Motors นั้น IECยังไม่ได้กำหนดออกมาป็นทางการแต่ผู้ผลิตหลายบริษัทก็ได้พัฒนาโดยมีจุดมุ่งหมายในการลดพลังงานสูญเสียมอเติร์ IE4ลง20% จากตารางที่ 5. มอเตอร์อินดักชั่นสามารถออกแบบให้ใช้ได้ในทุกระดับ แต่ที่ระดับ IE4 และ IE5 จะใช้เฉพาะมอเตอร์ขนาดใหญ่

ตารางที่ 5. ประเภทของมอเตอร์ที่พัฒนาใช้ตามระดับมอเตอร์ของ IECและขนาดของมอเตอร์

มอเตอร์แม่เหล็กถาวร PM ได้แก่ มอเตอร์กระแสตรง และ ECM ซึ่งใช้โรเตอร์แม่เหล็กถาวรอยู่ภายใน(Internal rotor)และโรเตอร์อยู่ภายนอก(External rotor) โดยมีสเตเตอร์เป็นแบบกระจายหรือกระจุกซึ่งตามรูปที่ 25.ซ้ายสเตเตอร์มีขดลวดเป็นแบบกระจาย มอเตอร์SR มีโรเตอร๋เป็นแผ่นเหล็กซ้อนกันทำงานเป็นแม่เหล็กชั่วคราวและมีสเตเตอร์แบบกระจุกตามรูปที่ 25.ขวา ส่วนมอเตอร์อินดักชั่น มีแท่งอลูมิเนียมหรือทองแดงในโรเตอร์แบบกรงกระรอกและสเตเตอร์แบบกระจายตามรูปที่ 25.กลาง

รูปที่ 25.ภาพตัดมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงบบต่างๆ

เพื่อประสิทธิภาพของมอเตอร์แม่เหล็กถาวร PM แม่เหล็กตัองใช้ออกไซด์ของธาตุหายาก(rare earth)เพื่อให้ความเข้มสนามแม่เหล็กสูงและไม่ให้ความเป็นแม่เหล็กถาวรเสื่อมสภาพ มีประสิทธิภาพสม่ำเสมอกว่ามอเตอร์อินดักชั่นแต่มีปัญหาเรื่องการออกแบบ การผลิต ความแข็งแรงและวัสดุทำแม่เหล็ก ทำให้มีราคาแพงกว่า

มอเตอร์SR เป็นมอเตอร์ที่มีประสิทธิภาพสูง มีโครงสร้างเรียบง่ายและแข็งแรง ในโรเตอร์ไม่มีแม่เหล็กถาวร แท่งอลูมิเนียมหรือทองแดง จึงมีประสิทธิภาพสม่ำเสมอกว่ามอเตอร์PM ใช้งานได้ในช่วงความเร็วที่กว้างกว่า ข้อเสียคือเรื่องเสียงและมีการกระเพื่อมของแรงบิด

มอเตอร์อินดักชั่นมีโครงสร้างเรียบง่ายและแข็งแรง ไม่มีปัญหาเรื่องเสียงและการกระเพื่อมของแรงบิด ใช้วัสดุน้อยและไม่ต้องใช้เซนเซอร์ เป็นเทคโนโลยีที่ยอมรับมานานมีความเสถียร แตมีประสิทธิภาพค่อนข้างต่ำ พลังงานสูญเสียในส่วนต่างๆของมอเตอร์อินดักชั่นแสดงในตารางที่ 6. เพื่อเพิ่มประสิทธิภาพต้องเลือกวัสดุเพื่อลด Copper lossและ Iron Loss เลือกใช้แม่เหล็กที่มีประสิทธิภาพ ลดMechanical Lossด้วยการเพิ่มประสิทธิภาพพัดลมและลดความดันสูญเสียของอากาศระบายความร้อน ลดstray lossด้วยการออกแบบและปรับปรุงกระบวนการผลิต ลดrotor lossด้วยการปรับปรุงกระบวนการหล่อ

ตารางที่ 6. การสูญเสียพลังงานประเภทต่างๆของมอเตอร์อินดักชั่น

สำหรับประเทศไทย มอเตอร์อินดักชั่นสามเฟสที่มีประสิทธิภาพสูง ต้องมีค่าประสิทธิภาพไม่น้อยกว่าค่าที่กําหนดตามประกาศกระทรวงพลังงาน เรื่อง กําหนดค่าประสิทธิภาพพลังงาน หน่วยงานทดสอบและมาตรฐานและวิธีการทดสอบ หาค่าประสิทธิภาพพลังงานของมอเตอร์เหนี่ยวนําสามเฟสที่มีประสิทธิภาพสูง พ.ศ. ๒๕๖๐ ประกาศในราชกิจจานุเบกษา เล่ม ๑๓๔ ตอนพิเศษ ๕๗ ง ๒๓ กุมภาพันธ์ ๒๕๖๐

การเลือกประเภทมอเตอร์

การเลือกมอเตอร์จะต้องให้เหมาะสมกับลักษณะของภาระ เช่นสกรูดอมเพ่สเซอร์ สายพาน และเครื่องส่งว้สดุ ต้องการแรงบิดสม่ำเสมอตลอดช่วงความเร็วตามรูปที่ 28.ก. พัดลมและปั๊มต้องใช้กำลังเท่ากับกำลังสองของความเร็วรอบตามรูปที่ 26.ข. บางอุตสาหกรรม(ซึ่งหายาก)ต้องการกำลังคงที่ตลอดช่วงความเร็วคามรูปทื่ 26.ค. ภาระเครื่องจักรในโรงงานกระดาษต้องการแรงบิดคงที่ช่วงความเร็วหนึ่งและเมื่อพ้นความเร็วนั้นไปต้องการกำลังคงที่คามรูปที่ 26.ง. เครื่องฉีดและสกรูคอมเพรสเซอร์ต้องการแรงบิดสูงที่ความเร็วรอบต่ำตามรูปที่ 26.จ.

รูปที่ 26. ลักษณะของภาระแบบต่างๆที่ต้องการสำหรับงานต่างๆ

เครื่องปรับอากาศระบบแยกส่วนระบายความร้อนด้วยอากาศมีอุปกรณ์ที่ใช้มอเตอร์ได้แก่ พัดลมส่งอากาศเย็น พัดลมระบายความร้อน และคอมเพรสเซอร์ ระบบปรับอากาศน้ำเย็นระบายความร้อนด้วยน้ำมีอุปกรณ์ที่ใช้มอเตอร์ได้แก่ ปั๊มน้ำเย็นเพื่อส่งน้ำเย็นไปที่เครื่องเป่าลมเย็นและแฟนดอยล์ พัดลมซึ่งใช้ส่งลมเย็นในเครื่องเป่าลมเย็นและแฟนคอยล์ ปั๊มน้ำใช้ระบายความร้อนจากเครื่องทำน้ำเย็นไปที่หอผึ่งน้ำ พัดลมที่หอผึ่งน้ำใช้ระบายอากาศร้อนและชื้นออกจากหอผึ่งน้ำ พัดลมระบายอากาศใช้ระบายอากาศที่ปนเปื้อนสิ่งสกปรกจากห้องปรับอากาศ และคอมเพรสเซอร์ และอื่นๆ

คอมเพรสเซอร์ของเครื่องปรับอากาศเป็นแบบปิดมิดชิด(hermetic) หรือกึ่งปิดมิดชิด(semi-hermetic) มอเตอร์ติดคั้งสำเร็จมากับเครื่อง การเลือกคอมเพรสเอร์จึงรวมประสิทธิภาพของมอเคอร์ไม่สามารถแยกพิจารณาได้ แต่ผู้ผลิตเครื่องปรับอากาศหรือผู้ติดตั้งสามารถเลือกพัดลมและปั๊มได้ พัดลมและปั๊มมีการทำงานคล้ายกันสามารถใช้ Affinity law อธิบายการทำงานได้ ดังต่อไปนี้

– อัตราการไหล Q = ค่าคงที่ C คูณด้วยความเร็วรอบ N

– ความดันที่สร้าง H = ค่าคงที่ C คูณด้วยความเร็วรอบ N ยกกำลัง 2

– กำลังไฟฟ้า P = ค่าคงที่ C คูณด้วยความเร็วรอบ N ยกกำลัง 3

จาก Affinity Law ความดันที่ต้องการของอุปกรณ์สัมพันธ์กับความเร็วรอบของอุปกรณ์นั้นๆยกกำลังสอง แรงบิดของพัดลมและปั๊มจึงสัมพันธ์กับความเร็วรอบยกกำลังสอง นั้นคือค่าแรงบิดและความเร็วรอบมีความสัมพันธ์ตามรูปที่ 26.ข. มอเตอร์ที่ใช้ได้คือ ECM และ มอเตอร์อินดักชั่นตามขนาดของมอเตอร์เนื่องจากสามารถเลือกให้มอเตอร์มีแรงบิดมากกว่าแรงบิดที่ต้องการตลอดช่วงความเร็ว เพื่อให้สามารถสตาร์ทได้และเร่งความเร็วไปที่ความเร็วที่ต้องการซึ่งเป็นจุดที่แรงบิดของมอเตอร์จะเท่ากับแรงบิดที่อุปกรณ์ต้องการ มีอายุการใช้งานและราคาที่ยอมรับได้

มักจะใช้มอเตอร์ECM กับพัดลมขนาดเล็กติดตั้งมาพร้อมกับพัดลม โดยออกแบบระบบควบคุมให้เหมาะกับความต้องการของพัดลมนั้นๆ จึงทำให้มีประสิทธิภาพสูง ถึงมอเตอร์จะมีต้นทุนสูงแต่เมื่อเป็นราคารวมพัดลมทั้งชุดก็สามารถยอมรับได้ มอเตอร์ขนาดใหญ่ขึ้นจะใช้มอเตอร์อินดักชั่นซึ่งสามารถเลือกได้ตามความเหมาะสม

รูปที่ 27.พัดลมที่ใช้มอเตอร์ECM แบบโรเตอร์อยู่ภายนอก

เครื่องเป่าลมเย็นสำหรับงานพิเศษต้องการอัตราการส่งลมคงที่ แต่เมื่อใช้งานไประยะเวลาหนึ่งความดันตกของระบบท่อลมจะสูงขึ้นเนื่องที่กรองอากาศเริ่มอุดตัน จาก Affinity law จำเป็นต้องเพิ่มความเร็วรอบพัดลม งานด้านการประหยัดพลังงานก็จำเป็นต้องปรับลดความเร็วรอบพัดลมเพื่อลดกำลังของมอเตอร์ซึ่งเป็นวิธีที่ประหยัดพลังงานได้มากที่สุด มอเตอร์ทั้ง ECM และมอเตอร์อินดักชั่นสามารถปรับความเร็วได้จากระบบควบคุมภายนอก

รูปที่ 28.แสดงมอเตอร์ ECM ที่มีขั้วสำหรับต่อระบบควบคุมความเร็วภายนอก

ความเร็วรอบของมอเตอร์กระแสสลับถูกออกแบบให้ทำงานตามความเร็วซิงโดรนัส การปรับความเร็วทำได้ด้วยการปรับความถี่ของระบบไฟฟ้าที่จ่ายให้มอเตอร์ด้วย Variable Frequency Drives(VFD) หรือ Variable Speed Drives(VSD) หรืออินเวอร์เตอร์ ไฟฟ้ากระแสสลับ 3เฟสจะถูกเปลี่ยนเป็นไฟฟ้ากระแสสลับ 3เฟสที่มีความถึ่สูงขึ้นเพื่อเพิ่มความเร็วซิงโดรนัสตามรูปที่ 29.

รูปที่ 29.หลักการทำงานของระบบ VFD

ECMเมื่อออกแบบให้ทำงานเฉพาะเทียบกับVFDจะมีประสิทธิภาพสูงกว่ามอเตอร์อินดักชั่นเนื่องจากแม่เหล็กถาวรในมอเตอร์ซึ่งไม่มีการสูญเสียจากสนามแม่เหล็กไฟฟ้าของสเตเตอร์ในมอเตอร์อินดักชั่น และการใช้ระบบควบคุมที่ออกแบบพิเศษเฉพาะงานของECM

VFDและECMมีปัญหาเรื่องฮาร์โมนิกส์เนื่องจากเกิดกระแสไฟฟ่าเป็นจังหวะไม่สม่ำเสมอเมื่อผ่านrectifier ฮาร์โมนิกส์ที่เกิดขึ้นถ้าไม่มีอุปกรณ์ลดฮาร์โมนิกส์จะมีค่า 80-90%ทำให้เกิดปัญหาการทำงานผิดพลาดของระบบอิเลคโทรนิกอื่นๆ ระบบปรับอากาศจะกำหนดให้VFDมี DC link choke ในตัวซึ่งสามารถลดฮาร์โมนิกส์เหลือ 30-35% มอเตอร์ECMบางผลิตภัณฑ์ที่มีอุปกรณ์ป้องกันในตัวก็จะมีราคาแพง มาตรฐาน. IEEE 519 จำกัดขนาดของฮาร์โมนิกส์ของระบบต่างๆที่จะใช้งาน จึงควรตรวจสอบฮาร์โมนิกส์ของVFDและECMว่าเป็นไปตาม IEEE 519เป็นอย่างน้อย

สรุปข้อแตกต่างระหว่าง ECMและVFDจากตารางที่7.เมื่อขนาดมอเตอร์เกิน 10แรงม้า ECMจะมีราคาสูงกว่า VFDจึงไม่นิยมใช้ ECMมีระบบควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ในตัวจึงไม่สามารถจะใช้ในสิ่งแวดล้อมที่อุณหภูมิสูงได้ และมีความยืดหยุ่นน้อยกว่า VFDที่สามารถควบคุมปรับเปลี่ยนจากภายนอกได้ เช่นจาก Building automation system (BAS) การที่ECMออกแบบเฉพาะงานทำให้การเปลี่ยนอะไหล่ทำได้ยากกว่าVFDและมอเตอร์อินดักชั่นที่ผลิตตามมาตรฐาน

ตารางที่ 7.เปรียบเทียบข้อแตกต่างระหว่าง ECMและVFD

ส่งท้าย

การเลือกใช้มอเตอร์และระบบควบคุมต้องอาศัยคำแนะนำจากผู้ผลิตและผู้เชื่ยวชาญเรื่องมอเตอร์โดยเฉพาะ บทความนี้เพียงให้ความรู้ความเข้าใจในเรื่องการทำงานของมอเตอร์เพื่อช่วยให้ทราบทางเลือกต่างๆ ช่วยเป็นข้อคิดเพื่อการตัดสินใจเลือกใช้มอเตอร์ให้เหมาะสมสำหรับงาน

เอกสารอ้างอิง

– Rakesh Parekh, “AC Induction Motor Fundamentals”, AN887, Microchip Technology Inc.

– Blesswin Alexander,”Study of Torque and speed characteristics of an DC machine, https://skill-lync.com/student-projects/Study-of-Torque-and-speed-characteristics-of-a-DC-Machine-77877

– Christopher Mohalley, ELECTRONICALLY COMMUTATED MOTORS, Part 1: History and Overview of ECMs, Service Application Manual, SAM Chapter 650-003 Section 6A, the Refrigeration Service Engineers Society, Supplement to the Refrigeration Service Engineers Society

– .LARRY GARDNER, How to choose between an ECM and a VFD, JANUARY 7, 2021

– EC Motors & Fan Applications, https://continentalfan.com/what-is-an-electronically-commutated-ec-motor/

– Difference between Induction Motor and Synchronous Motor, https://www.etechnophiles.com/difference-between-induction-motor-and-synchronous motor/

– https://www.thomasnet.com/articles/machinery-tools-supplies/emc-motors-vs-psc-motors/

– High-efficiency motors and sustainability. https://www.electricmotorengineering.com/high-efficiency-motors-and-sustainability/

– Speed Control of DC Motor (Shunt, Series, and Compound), https://www.electrical4u.com/speed-control-of-dc-motor/

– Synchronous Motor, https://circuitglobe.com/synchronous-motor.html

– Basics of Synchronous reluctance motor, https://www.lesics.com/basics-of-synchronous-reluctance-motor.html

– How synchronous reluctance motor work?, https://www.lesics.com/how-synchronous-reluctance-motor-work.html

Daniel Liang,High efficiency motors: Standards and Solutions, International Copper Association, Energy Efficiency Conference 2015.