สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

รายงานการวจย สอการเรยนรวงจรอนเวอรเตอร

Inverter Toolkit

นายปฏวต บญมา นายสยามรฐ เพกอาภรณ

งานวจยน ไดรบงบประมาณจากเงนกองทนสงเสรมงานวจย ป พ.ศ. 2555 มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สอการเรยนรวงจรอนเวอรเตอร Inverter Toolkit

นายปฏวต บญมา นายสยามรฐ เพกอาภรณ

งานวจยน ไดรบงบประมาณจากเงนกองทนสงเสรมงานวจย ป พ.ศ. 2555 มหาวทยาลยเทคโนโลยราชมงคลสวรรณภม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ก

หวของานวจย สอการเรยนรวงจรอนเวอรเตอร ชอนกวจย นายปฏวต บญมา

นายสยามรฐ เพกอาภรณ สาขา วศวกรรมไฟฟา คณะ วศวกรรมศาสตรและสถาปตยกรรมศาสตร ปการศกษา 2555

บทคดยอ

โครงงานวจยฉบบนไดทาการสรางอนเวอรเตอรขนาด 300 วตต 1 เฟส 50 เฮรต โดยทาการออกแบบอนเวอรเตอรดงกลาว ซงประกอบดวยวงจรกาลงและระบบควบคมการทางานตางๆ ในการกาเนดแรงดนของอนเวอรเตอรอาศยหลกการสรางสญญาณไซนพลสวดมอดเลชน (Sinusoinal Pulse Width Modulation : SPWM) ในการควบคมการสรางแรงดนไฟฟาเพอแปลงแรงดนไฟฟากระแสตรงเปนแรงดนไฟฟากระแสสลบ ผานวงจรกรองความถตาผานแลวจงนาไปยกระดบแรงดนใหสงขนเปน 220 โวลต โดยใชหมอแปลงไฟฟา จากผลการทดลอง แสดงใหเหนวาอนเวอรเตอรทออกแบบไดนนมประสทธภาพการทางานได มากกวา 75 % และผลรวมความผดเพยนฮารมอนกสนอยกวา 5 %

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

ข

กตตกรรมประกาศ

งานวจยน “สอการเรยนรวงจรอนเวอรเตอร” สาเรจลลวงได ผจดทาไดรบความชวยเหลอและความอนเคราะหจากบคคลหลายๆ ทาน ในการนทางคณะผจดทาตองขอขอบพระคณทกทานทคอยใหคาปรกษา และขออานาจคณพระศรรตนตรยจงดลบนดาลใหทกทานประสบแตความสข ความเจรญ อดมไปดวยจตรพตรพรทกประการ สดทายนผจดทาหวงเปนอยางยงวางานวจย เลมน มคณคาและประโยชนทางดานวจยแกผทตองการศกษาขอมลตอไป คณะผจดทา สงหาคม 2555

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญ

หนา

บทคดยอ ก

กตตกรรมประกาศ ข

สารบญตาราง ค

สารบญภาพ ง

บทท 1 บทน า 1

1.1 ทมาและความส าคญของปญหา 1

1.2 วตถประสงคของโครงงาน 1

1.3 ขอบเขตของโครงการ 1

1.4 ขนตอนด าเนนงาน 3

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ 4

บทท 2 ทฤษฏทเกยวของ 5

2.1 ทฤษฏของอนเวอรเตอร 5

2.2 ทฤษฏพนฐานวงจรกรองความถต าดานออก 18

2.3 การออกแบบตวเหนยวน าดวยวธผลคณพนทส าหรบแกนเฟอรไรต 23

บทท 3 การออกแบบ สรางอนเวอรเตอรและวงจรกรองความถต าดานออก 28

3.1 สวนประกอบของอนเวอรเตอร 28

3.2 ขนาดพกดของวงจรอนเวอรเตอร 28

3.3 วงจรควบคม 31

บทท 4 การทดลองและผลการทดลอง 35

4.1 การทดลองหาประสทธภาพของอนเวอรเตอรทจายโหลดหลอดไฟฟา 35

4.2 เทยบคา %VTHD และ %ITHD ขณะจายโหลดทพกดตางๆ 37

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญ (ตอ)

หนา

บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ 61

5.1 ขอดของอนเวอรเตอรทออกแบบได 61

5.2 ขอเสยของอนเวอรเตอรทออกแบบได 61 5.3 ปญหาในการด าเนนโครงงาน 61 5.4 ขอเสนอแนะ 62 5.5 สงทควรไดรบการพฒนาตอไปส าหรบโครงงานน 62

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญตาราง

ตารางท หนา

1.1 คณสมบตของอนเวอรเตอรทใชในโครงการ 2

2.1 ฮารมอนกของ ( AoV

)h / 2

dV 13

2.2 แสดงการใชวงจรกรองอนดบหนงและสองใหเหมาะกบอมพแดนซดานแหลงจาย

และโหลด 20

2.3 แสดงการใชวงจรกรองอบดบสามและสใหเหมาะกบอมพแดนซดานแหลงจายและ

โหลด 20

2.4 คาอตราลดทอน (Lss) ในหนวย dB/Octave 22

4.1 แสดงผลการทดลองหาประสทธภาพของระบบรวมทจายโหลดหลอดไฟทพกดตางๆ 36

ค

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญรปภาพ

ภาพท หนา

1.1 ขนตอนและวธการด าเนนงาน 3

2.1 อนเวอรเตอรเฟสเดยวทหนงกง 6

2.2 การสรางสญญาณสวตชงแบบพดบเบลยเอม 9

2.3 พดบเบลยเอมแบบไซน (sinusoidal pulsewidth modulation: SPWM) 10

2.4 รปคลนพดบเบลยเอมแบบโอเวอรมอดเลชน 12

2.5 สเปคตราของรปคลนพดบเบลยเอมแบบโอเวอรมอดเลชน เมอ am = 2.5 , fm = 15 12

2.6 การควบคมคาแรงดนไฟฟาทางดานออกของอนเวอรเตอรพดบเบลยเอม 12

2.7 อนเวอรเตอรเฟสเดยวแบบฟลบรดจ 14

2.8 การสวตชงแรงดนแบบไบโพลาร 15

2.9 ผลของเดดไทมตอแรงดนไฟฟาดานออกของอนเวอรเตอร 17

2.10 การกนสญญาณของวงจรกรองแบบอดมคต 18

2.11 การกนสญญาณของวงจรกรองแบบปฏบต 18

3.1 วงจรผลตสญญาณรปคลนไซน 32

3.2 วงจรสรางสญญาณสามเหลยม 33

3.3 วงจรเปรยบเทยบไซนกบสามเหลยม 33

3.4 วงจรเดดไทมและแยกกนทางแสง 33

3.5 วงจรขบน าสวตช 34

4.1 แสดงวงจรทใชในการทดลองหาประสทธภาพของอนเวอรเตอร 35

4.2 กราฟเทยบคา %VTHD และ %ITHD ขณะจายโหลดทพกดตางๆ 37

4.3 แสดงการวดสญญาณรปคลนสามเหลยม ท f = 25 KHz, V = 2 v 38

4.4 แสดงการวดสญญาณรปคลนไซน ท f = 50 Hz, V = 1.8 v 38

ง

ง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญรปภาพ (ตอ)

ภาพท หนา

4.5 แสดงการวดสญญาณเอสพดบเบลยเอมทออกจาก IC TL081 39

4.6 แสดงการวดสญญาณเดดไทม ขนาด 2μs 39

4.7 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 40 วตต 40

4.8 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 40 วตต 40

4.9 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 40 วตต 41

4.10 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 40 วตต 41

4.11 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 40 วตต 42

4.12 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 40 วตต 42

4.13 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 60 วตต 43

4.14 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 60 วตต 43

4.15 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 60 วตต 44

4.16 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 60 วตต 44

4.17 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 60 วตต 45

4.18 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 60 วตต 45

4.19 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 100 วตต 46

4.20 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 100 วตต 46

4.21 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 100 วตต 47

4.22 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 100 วตต 47

4.23 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 100 วตต 48

4.24 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 100 วตต 48

4.25 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 160 วตต 49

4.26 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 160 วตต 49

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

สารบญรปภาพ (ตอ)

ภาพท หนา

4.27 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 160 วตต 50

4.28 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 160 วตต 50

4.29 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 160 วตต 51

4.30 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 160 วตต 51

4.31 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 200 วตต 52

4.32 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 200 วตต 52

4.33 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 200 วตต 53

4.34 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 200 วตต 53

4.35 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 200 วตต 54

4.36 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 200 วตต 54

4.37 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 260 วตต 55

4.38 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 260 วตต 55

4.39 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 260 วตต 56

4.40 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 260 วตต 56

4.41 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 260 วตต 57

4.42 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 260 วตต 57

4.43 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 300 วตต 58

4.44 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 300 วตต 58

4.45 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 300 วตต 59

4.46 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 300 วตต 59

4.47 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 300 วตต 60

4.48 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 300 วตต 60

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

1

บทท 1 บทน า

1.1 ทมาและความส าคญของปญหา ปจจบนการใชพลงงานไฟฟามมากขน ซงเหนไดจากการด าเนนชวตประจ าวนลวนเกยวของกบพลงงานไฟฟาไมวาจะเปนการท างาน อปกรณเครองมอ เครองอ านวยความสะดวกตางๆ ลวนแตตองใชพลงงานไฟฟาทงสน แตแหลงก าเนดพลงงานไฟฟาทผลตจากกาซธรรมชาต ถานหน น ามน และพลงงานจากน ามาผลตกระแสไฟฟา ซงพลงงานเหลานนบวนจะยงลดนอยลงไป จงเกดแนวคดพลงงานทดแทน เปนพลงงานทางเลอก ตวอยางเชน พลงงานจากเซลลแสงอาทตย พลงงานเชอเพลง และพลงงานลม ส าหรบแหลงก าเนดไฟฟากระแสตรง กอนจะน ามาใชงานจ าเปนตองมอปกรณแปลงก าลงไฟฟากระแสตรงเปนพลงงานไฟฟากระแสสลบซงกคอ อนเวอรเตอร โดยถาหากสามารถท าการสรางใหอนเวอรเตอรสามารถผลตกระแสไฟฟาไดเปนลกษณะของรปคลน sine wave ซงเปนรปคลนทเหมอนกบระบบไฟฟากระแสสลบทใชทวไป

1.2 วตถประสงคของโครงงาน

1.2.1 ศกษาการท างานและการควบคมอนเวอรเตอรแบบตางๆ

1.2.2 สรางอนเวอรเตอรขนาด 300 วตต 1 เฟส 50 เฮรต ใชในหองทดลองอเลกทรอนกสก าลง

1.3 ขอบเขตของโครงการ

1.3.1 สรางอนเวอรเตอรขนาด 300 วเอ 1 เฟส 50 เฮรต รปคลนไซน

1.3.2 ใช IGBT เปนอปกรณสวตชชงทความถ 25 กโลเฮรต

1.3.3 การสวตชงดวยการมอดเลตกวางพลส (Sinusoinal Pulse Width Modulation : SPWM)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

2

ตารางท 1.1 คณสมบตของอนเวอรเตอรทใชในโครงการ

รายการ

ขอก าหนด

พกดแรงดนเขา วงจร Ac-Dc 24 Vdc

พกดดานออก

แรงดนไฟฟา หนงเฟส 220 Vac ± 5%

ความถ 50 Hz ± 1%

ก าลงไฟฟา 300 VA

พกดอนเวอรเตอร

เทคนคการควบคมสวตช SPWM

ตวตดสวตช IGBT

ความถในการสวตช 25 kHz

วงจรกรองดานออก Passive LC filter

ทมา : การเชอมตอระบบกรด ( นายอลงกรณ ปนเจรญ,พ.ศ.2550 : หนา 2 )

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

3

1.4 ขนตอนด ำเนนงำน

กจกรรม

ปงบประมาณ..2555 2554 2555

ต.ค. พ.ย. ธ.ค. ม.ค. ก.พ. ม.ค. เม.ย. พ.ค. ม.ย. ก.ค. ส.ค. ก.ย. ศกษาบทความวจยทเกยวของ จดซอวสดและสรางชนงาน ท าการทดลองและรวบรวมผล สรปผลการวจย

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

4

1.5 ประโยชนทคาดวาจะไดรบ

1.4.1 เขาใจถงหลกการท างานของอนเวอรเตอรและอปกรณทางอเลกทรอนกสก าลง

1.4.2 อนเวอรเตอรทสรางน ามาใชประโยชนอยางมประสทธภาพ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

5

บทท 2

ทฤษฏทเกยวของ

อนเวอรเตอรคอ อปกรณแปลงรปพลงงานจากไฟฟากระแสตรงใหเปนไฟฟากระแสสลบทม

แรงดนและความถตรงกบโหลดไฟฟาทใชในประเทศไทย กอนทจะท าการออกแบบอนเวอรเตอร

ในบทนจะกลาวถงทฤษฏของอนเวอรเตอรเพอใหเขาใจหลกการท างานของอนเวอรเตอรและ

ทฤษฏของวงจรกรองความถต าผานดานออก

2.1 ทฤษฏของอนเวอรเตอร

อนเวอรเตอรทท าการแปรงผนก าลงไฟฟาจากไฟฟากระแสตรงเปนกระแสสลบจะสามารถแบง

ออกไดเปนสองกลมคอ อนเวอรเตอรชนดแหลงจายแรงดน ( Voltage Source Inverter : VSI) กบ

อนเวอรเตอรชนดแหลงจายกระแส ( Current Source Inverter : CSI) อนเวอรเตอรชนดแหลงจาย

แรงดน มกจะเหมาะส าหรบงานทตองการก าลงไฟฟาไมสงมากนก แตอนเวอรเตอรชนดแหลงจาย

กระแสจะเหมาส าหรบงานทตองการก าลงไฟฟาสง อนเวอรเตอรชนดแหลงจายแรงดนอาจจะ

แบงเปนสองประเภททนยมน าไปใชงานคอ อนเวอรเตอรแบบพดบเบลยเอม ( Pulse Width-

Modulation Inverter : PWM Inverter) สวนอกประเภททนยมคออนเวอรเตอรแบบรปคลนสเหลยม

(Square-wave Inverter) ซงโครงสรางไมซบซอน แตมขอเสยคอขนาดของฮารมอนกสอนดบต าๆ

จะมคาสง

2.1.1 การสวตชงดวยการมอดเลตกวางพลส (Sinusoinal Pulse Width Modulation : SPWM)

ในวงจรอนเวอรเตอร ตองการสรางแรงดนไฟฟาดานออกเปนรปคลนไซนทสามารถปรบ

ขนาดและความถตามตองการไดโดยจะใชสญญาณควบคมรปคลนไซน ( Sinousidal Control

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

6

Signal ) ตามความถทตองการน ามาเปรยบเทยบกบรปคลนสามเหลยม(Triangular Waveform) เพอ

เขาใจการท างานของอนเวอรเตอร ในรปท 2.1 จะแสดงเพยงหนงกงของวงจรอนเวอรเตอรคอกง A

หรอเฟส A ทสมมตใหแรงดนไฟฟาดานเขามคาคงทและก าหนดใหการสวตชท างานแบบ พดบเบล

ยเอม

รปท 2.1 อนเวอรเตอรเฟสเดยวทหนงกง

ค ายอและความหมายทส าคญของการสวตชงแบบพดบเบลยเอม มดงตอไปน

controlV สญญาณควบคมรปไซนทตองการมาสรางแรงดนไฟฟาและความถทางดานออก

triV สญญาณสามเหลยมทเปนตวก าหนดความถสวตชง

1f ความถหลกมลฐานทางดานออกของอนเวอรเตอร

sf ความถของการสวตชงของอนเวอรเตอร

am อตราการมอดเลตดานแอมพลจด

fm อตราการมอดเลตดานความถ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

7

คา am และ fm จะนยามจากสมการท 2.1ก และ 2.1ข

am = control

tri

V

V

(2.1 ก)

fm = 1

sf

f (2.1 ข)

เมอ controlV

คอคายอดควบคมสญญาณไซน

triV

คอคายอดสญญาณรปสามเหลยม

ถาคา 0 am 1 จะเปนชวงการมอดเลตเชงเสน ซงหมายถงองคประกอบหลกมลของ

แรงดนไฟฟาดานออก ( Fundamental-frequency component of the output voltage)โดยจะแปรผน

เชงเสนกบคา am ในกรณ am > 1 จะเปนชวงการควบคมแบบโอเวอรมอดเลต ซงผลของแรงดนไฟฟาดานออก

จะมองคประกอบฮารมอนกสสงกวาชวงการมอดเลตเชงเสนส าหรบเงอนไขการสรางสญญาณ

สวตชงแบบพดบเบลยเอมคอ

controlV

> triV

, AT จะน ากระแส AoV = 1

2dV (2.2)

controlV

< triV

, AT จะน ากระแส AoV = - 1

2dV (2.3)

การท างานของสวตชง TA+ และ TA- จะขนอยกบผลการเปรยบเทยบของ controlV

กบ triV

โดย

จะมเงอนไขดงสมการท 2.2 และ 2.3 และจะไมขนกบทศทางของกระแส รปท 2.2 แสดงตวอยาง

เมอก าหนดเงอนไขท am = 0.8 และ m f = 15 ฮารมอนกสสเปคตรา ( harmonicspectrum) ของ AoV

โดยเขยนกราฟเทยบกบคาแกนตง ( AoV

)h / ( dV / 2 ) แสดงในรปท 2.2 (ค) จะมสวนส าคญสามสวน

คอ

2.1.1.1 คายอดของแรงดนไฟฟาทความถหลกมล ( AoV

)1 = am ( dV / 2 )

โดยมความสมพนธจาก

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

8

AoV = control

tri

V

V

.2

dV , controlV

≤ triV

(2.4)

controlV = controlV

sin 1t , controlV

≤ triV

( AoV )1= ( control

tri

V

V

.

2

dV ) sin( 1t ) , am ≤ 1.0

( AoV )1 = am . 2

dV sin( 1t ), am ≤ 1.0

( AoV

)1= am . 2

dV , am ≤ 1.0 (2.5)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

9

( ก.)

( ข. )

( ค. )

รปท 2.2 การสรางสญญาณสวตชงแบบพดบเบลยเอม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

10

สมการท 2.5 พจารณาประกอบรปท 2.3 แสดงใหเหนวาแรงดนไฟฟาทความถหลกมลจะแปร

ผนเปนเชงเสนกบคา am ซง am จะมคาอยระหวาง 0 ถง 1

รปท 2.3 พดบเบลยเอมแบบไซน (sinusoidal pulsewidth modulation: SPWM)

2.1.1.2 คาไซดแบนดฮารมอนกส ( sideband harmonics) จะเกดขนรอบๆ 1 fm , 2 fm ,

3 fm ... ดงแสดงในสมการท 2.6 หรอ 2.7

hf = ( fjm k ) 1f (2.6)

h = j ( fm ) k (2.7)

เมอ h = 1 คอ ความถหลกมล (fundamental frequency)

ถาคา j เปนเลขค คาฮารมอนกสจะเทากบคา k ทเปนเลขค

ถาคา j เปนเลขค คาฮารมอนกสจะเทากบคา k ทเปนเลขค

2.1.1.3 คา fm ฮารมอนกสควรจะเปนเลขค เพราะถาก าหนดใหคา fm เปนเลขคกจะ

ท าใหเกดการสมมาตรเลขค ซงแสดงไดจากสมการ f (- t ) = - f ( t )ผลทไดคอจะมเพยงฮารมอ

นกสเลขคเทานนทยงปรากฏอยใน VAOสวนฮารมอนกสเลขคจะหกลางกน โดยทชวง fm >21จะถอ

วา fm มคามากโดยทขนาดของฮารมอนกสยอย (sub-harmonics) จะมคานอยเมอเทยบกบคา fm

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

11

ส าหรบกรณโอเวอรมอดเลชน ( am >1) จะเกดขนเมอ controlV

> triV

โดยคารปคลนพดบเบล

ยเอมจะมชวงทเปนบวกหรอลบกวางกวาหนงคาบการสวตชงแสดงดงในรปท 2 . 4 โอเวอรมอ

ดเลชน มขอดคอ ขนาดแรงดนไฟฟาของความถหลกมลจะมคาสงกวาในกรณ am 1 แตการ

เพมขนของแรงดนไฟฟาจะไมเปนเชงเสนจนถงคาคงทคาหนง และชวงแรงดนยอดทางดานออก

ของความถหลกมลจะมคาอยระหวาง dV / 2 ถง 4 dV / 2 π เขยนสมการไดดงน

2

dV < ( AoV

)1<4

2

dV (2.8)

จากสมการท 2.8 คา ( AoV

)1จะอยระหวางคาทท างานในโหมดเชงเสนและโหมดรปคลน

สเหลยม กรณโหมดสเหลยมจะเกดจากการท am >> 1 และตองมคามากพอในการทจะบอกวามาก

พอเทาใดจะขนอยกบคา fm ดวยหากคา fm มคามากพอ am กจะตองมคามากไปดวยทจะท าให

V control ไมตดยอดของปลายสามเหลยมของสญญาณอางองเลย

การเปรยบเทยบสญญาณสองสญญาณในเงอนไขหาก controlV > triV จะไดสญญาณพลสเปน

บวก ในท านองเดยวกนหาก controlV < triV จะไดพลสเปนลบ กรณโอเวอรมอดเลชนในรปท 2.4

ไซเคลบวกของ controlV จะมชวงยอดท c o n t r o lV มากกวา triV จนถอวาจะไดพลสบวกเปน

ระยะเวลาหนงเสมอนวาไมมการสวตชง เชนเดยวกบการเกดขนทครงไซเคลลบของ controlV ชวง

ลางจะท าใหคาพลสเปนลบหรอศนยเปนชวงขณะทไมมการสวตชง อยางไรกตามขอเสยของกรณ

โอเวอรมอดเลชนกคอท าใหเกดฮารมอนกสอนดบต าๆ ทอยใกลกบฮารมอนกสอนดบทหนงหรอ

ความถหลกมล เชนฮารมอนกสอนดบท 3 , 5, 7 เปนตน เชนในรปท 2.5 ซงจะเปนสาเหตท าให

เกดผลเสยมากหากน าไปใชงาน โดยเฉพาะอยางยงการน าไปขบมอเตอรเหนยวน า เพราะฮารมอ

นกสอนดบท 3 , 5, 7 จะท าใหเกดก าลงไฟฟาสญเสยและท าใหเกดความเรวหลายความเรวในเวลา

เดยวกนท าใหมอเตอรไฟฟาหมนไมสม าเสมอ ผลเสยทจะเกด เชน ในรปท 2.5 คอเกดฮารมอนกสท

ใกลๆ กบความถหลกมลหรอฮารมอนกสอนดบหนงและเกดฮารมอนกสรอบๆความถ sf

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

12

รปท 2.4 รปคลนพดบเบลยเอมแบบโอเวอรมอดเลชน

รปท 2.5 สเปคตราของรปคลนพดบเบลยเอมแบบโอเวอรมอดเลชน เมอ am = 2.5 , fm = 15

รปท 2.6 การควบคมคาแรงดนไฟฟาทางดานออกของอนเวอรเตอรพดบเบลยเอม

โดยการปรบคาดชนการมอดเลตดานแอมพลจด

78 . 0 6

1 () LLrms d V V

1.0 3.24 ( ส าหรบ

m f = 15)

Over- Modulation

ยานเชงเสน

Square -Wave

m a

612 . 0 2 2

3

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

13

ตารางท 2.1 ฮารมอนกของ ( AoV

)h / 2

dV

2.1.2 อนเวอรเตอรเฟสเดยวแบบฟลบรดจใชเทคนคการสวตชแรงดนไฟฟาแบบไบโพลาร

วงจรอนเวอรเตอรแบบฟลบรดจเฟสเดยวจะประกอบไปดวยสองกงคอ กง A และ กง B ใน

รปท 2.7โดยแบบฟลบรดจจะมก าลงไฟฟาสงกวาแบบฮารฟบรดจสองเทาทเงอนไขแรงดนดานเขา

( dV ) เทากน จงเหมาะทจะเลอกใชเมอตองการจายก าลงไฟฟาโหลดสงขนเงอนไขส าคญท

อนเวอรเตอรเฟสเดยว แบบฟลบรดจคอการท างานของสวตชงของ AT และ AT ตองไมท างาน

พรอมกนในทกชวงเวลา มฉะนนแลวจะเกดการลดวงจรระหวางบสบวกกบบสลบ ในอดมคตเวลา

การสวตชงของ AT และ AT จะตรงขามกน แตในทางปฏบตจะตองการชวงเวลาทสวตชงทงคไม

น ากระแส ซงจะเรยกวา เดดไทม ( deadtime) โดยเดดไทมจะอยในชวงเวลากอนจะเปลยน

สถานะการสวตชจากน ากระแสเปนไมน ากระแส หรอจากไมน ากระแสเปนน ากระแส

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

14

รปท 2.7 อนเวอรเตอรเฟสเดยวแบบฟลบรดจ

การสวตชงแรงดนไฟฟาแบบไบโพลาร ( bipolar voltage switching) คอการควบคมใหสวตช

แบบบรดจท างานพรอมกนเปนค เชน ในรปท 2.7 การท างานของสวตช AT และ AT จะถกควบคม

ใหท างานพรอมกนในแตละชวงเวลา อกคหนงคอการท างานของสวตช AT และ AT ดงนน

แรงดนไฟฟาดานออกของกง A จะเทากบ

AoV = 1

2dV เมอ controlV > triV , สวตช AT และ AT จะน ากระแส (2.9)

AoV = - 1

2dV เมอ controlV < triV , สวตช AT และ AT จะน ากระแส (2.10)

โดยอาศยหลกการตามรปท 2.1 อนเวอรเตอรเฟสเดยวแบบหนงกงจะไดแรงดนไฟฟาดานออก

ของกง B จะเทากบคาลบของแรงดนไฟฟาดานออกของกง A คอ BoV = - AoV ดงนนแรงดนไฟฟา

ดานออกของอนเวอรเตอรหรอแรงดนไฟฟาระหวางกง A กบกง B คอ

oV = AoV – BoV = AoV – ( - AoV ) = 2 AoV = 2 ( 1

2dV ) = dV

เทยบเคยงกบสมการท 2.5 จะได

1oV

= am . dV เมอ am ≤ 1.0 (2.11)

และเทยบเคยงกบสมการท 2.8 จะได

dV < 1oV

< dV เมอ am > 1.0 (2.12)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

15

หรออาจจะสรปไดวาแรงดนไฟฟายอดดานออกจะเทากบสมการท 2.11 เมอ am อยในยานเชง

เสน และแรงดนไฟฟายอดดานออกจะเทากบสมการท 2.12 อยในชวงโอเวอรมอดเลชน โดยท

แรงดนไฟฟาดานออกจะสวตชอยระหวาง + dV กบ - dV ดงแสดงในรปท 2.8 สวนไซดแบนฮารมอ

นกสจะเกดขนรอบๆ fm ,2 fm ,3 fm ,... เชน หากความถสวตชงเทากบ 20 kHz ไซดแบนฮารมอ

นกสกจะเกดขนท 20 kHz, 40 kHz และ 60 kHz เปนตน ดงเชนทไดอธบายในสมการท 2.6

รปท 2.8 การสวตชงแรงดนแบบไบโพลาร

สงทระบวาเปนการสวตชงแบบไบโพลาร คอ

1. มการสวตชของแรงดนระหวางสาย oV ระหวางขวบสบวกกบบสลบ

2. ความถของพลสทโหลดจะเทากบความถของ triV

3. จะเกดความถจากสเปคตราคอ เรมตนทรอบๆ sf และจ านวนเทาของ sf

2.1.3 ผลของเดดไทมตอแรงดนไฟฟาดานออกของอนเวอรเตอร

ในทางปฏบตกงใดๆของอนเวอรเตอร สวตชตวบนและตวลางตองไมน ากระแสพรอมกนดงนน

จงตองการชวงเวลาทสวตชทงคหยดน ากระแสกอนทสวตชจะเปลยนสถานะ เพอปองกนการ

ลดวงจรระหวาง บสบวกกบบสลบ ชวงเวลานจะเรยกวา เดดไทม ( dead time หรอ blanking time )

ซงเวลาเดดไทมดงกลาวจะตองมความเหมาะสม คอหากมคานอยเกนไปอาจท าใหมโอกาสลดวงจร

ไดงาย หรอถาหากมคามากเกนไปกอาจจะท าใหแรงดนไฟฟาดานออกของอนเวอรเตอรผดเพยนไป

สวตชทมความเรวในการเปลยนสถานะคอมชวงเวลาเรมน ากระแส และเรมหยดน ากระแสสนๆ

(เปนหลกสบของนาโนวนาท) เชน สวตชทเปนมอสเฟตจะมคาเดดไทมนอยๆ ประมาณ 1-2

ไมโครวนาท สวนสวตชทเปนไธรสเตอรมกจะตองการคาเดดไทมทมากกวาทงนเพราะชวงเวลาเรม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

16

น ากระแส และเรมหยดน ากระแสทมากกวา ดงนนเดดไทมจะขนอยกบชนด ของสวตชสารกงตวน า

ทเลอกใช

ผลของเดดไทมตอแรงดนไฟฟาดานออกของอนเวอรเตอรดงทแสดงอยในรปท 2.9 โดยรปท

2.9 (ก) เปนวงจรฟลบรดจอนเวอรเตอรหนงกง รปท 2.9 (ข) เปนแรงดนควบคมเกต ในอดมคต รป

ท 2.9 (ค) คอ แรงดนควบคมเกตของสวตช ทไดชดเชยผลของเดดไทมแลว โดยมหลกการงายๆ คอ

ทกๆขาลงและขาขนของแรงดนควบคมเกต ใหหนวงเวลาไปเทากบเดดไทมเพอไมใหสวตชในกง

เดยวกนท างานพรอมกนแรงดนไฟฟาทเกดขนในชวงเวลาเดดไทมจะขนอยกบทศทางของกระแส

โหลด กลาวคอ

เมอกระแสโหลดไฟฟาทโหลดเปนบวก ( oi ) มทศทางไหลออกจากจด A ในรปท 2.9 (ง) หาก

โหลดเปนโหลดความเหนยวน าและตวตานทานรวมกน เมอ oi > 0 ในชวงเวลาเดดไทม

แรงดนไฟฟาดานออกจะมคาลดลงเพราะไดโอด AD จะน ากระแส ท าให ANV ลดลงเปนศนย

เฉพาะในชวงเวลาเดดไทมท าใหคาแรงดนเฉลยของ ANV ลดลง

เมอกระแสไฟฟาทโหลดเปนลบ ( oi ) มทศทางไหลเขาจด A ในรปท 2.9 ( จ ) เมอ oi < 1

ในชวงเวลาเดดไทมแรงดนไฟฟาดานออก จะมคาเพมขนเพราะไดโอด AD จะน ากระแส ท าให

ANV มคาเปน dV เฉพาะในชวงเวลาเดดไทมท าใหคาแรงดนเฉลยของ ANV มคาเพมขน

คาแรงดนผดเพยนจะเทากบแรงดนไฟฟาในอดมคตลบดวยแรงดนไฟฟาทเกดขนจรง เชนท

เกดขนในรปท 2.10 มคาดงสมการท 2.13 และ 2.14 สรปไดวาเดดไทมมากมผลใหแรงดนไฟฟา

ดานออกของอนเวอรเตอรผดเพยนไปดวย

eV = ( AoV )indeal - ( AoV )actual (2.13)

eV = ± 2.( )

s

deadtime

T dV (2.14)

ขอดของเดดไทมคอการท าหนาทปองกนการลดวงจรระหวางบสบวกกบบสลบ แตหากมคาเดด

ไทมมากเกนไป กจะมผลตอรปคลนสญญาณทางดานออก โดยขนอยกบทศทางการไหลของ

กระแสโหลด

ขอเสยของเดดไทมคอการเกดฮารมอนกสทความถรอบขางความถสวตชงและเกดความถทฮาร

มอรนกสล าดบต าๆ อนจะเปนผลเสยตอสมรรถนะของอนเวอรเตอร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

17

(ก)

รปท 2.9 ผลของเดดไทมตอแรงดนไฟฟาดานออกของอนเวอรเตอร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

18

2.2 ทฤษฏพนฐานวงจรกรองความถต าดานออก

วงจรกรองความถต าผาน คอ วงจรทยอมใหสญญาณความถต าผานแตจะกนสญญาณความถสง

เอาไว

รปท 2.10 การกนสญญาณของวงจรกรองแบบอดมคต

จากรปแสดงผลตอบสนองทางความถของวงจรกรองความถต าผานในอดมคต โดยนยามเราจะ

เรยกยานความถทวงจรยอมใหผานวา ยานความถผาน ( pass band) หรอแบนดวดธ( bandwidth :

BW) ของวงจร สวนยานความถทวงจรไมยอมใหผานไปจะเรยกวา ยานความถหยด ( stop band) ซง

จากรปจะเหนไดวายานความถผานจะอยระหวาง 0 และ o โดยเราจะเรยกความถ o วาความถคท

ออฟ (cut-off frequency)

ในทางปฏบตเราไมสามารถสรางวงจรกรองทมผลตอบสนองในแบบอดมคตได

รปท 2.11 การกนสญญาณของวงจรกรองแบบปฏบต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

19

จากรปแสดงผลตอบสนองทางความถทสามารถสงเคราะหไดในทางปฏบต จะเหนวาในทาง

ปฏบตแลวคาความถคทออฟจะหมายถง คาความถทขนาดของสญญาณดานออกของวงจรซง

โดยทวไปนยมใชกนคอ มคาเทากบ 0.707 เทา (หรอประมาณ-3db) ของขนาดสญญาณสงสด

2.2.1 ลกษณะวงจรกรองความถต าผานแบบตางๆ

โดยทวไปแลววงจรกรองความถต าผานจะประกอบไปดวยองคประกอบส าคญสองสวนคอ ตว

เหนยวน าและตวเกบประจซงมหลายรปแบบดวยกน ถาหากแบงตามสมการโครงขายไฟฟาวงจร

กรองไดแก

2.2.1.1 วงจรกรองอนดบหนง ( first order) ประกอบดวย วงจรกรองทมตวเหนยวน า หรอ

ตวเกบประจเพยง1 ตว

2.2.1.2 วงจรกรองอนดบสงขนไป ( higher order) คอวงจรกรองทประกอบไปดวยตว

เหนยวน าและตวเกบประจรวมกนตงแตสองตวขนไป ไดแก วงจรกรองแบบแอล แบบท และแบบ

ไพนเปนตน

2.2.2 ล าดบขนตอนการออกแบบวงจรกรองความถต าผาน

การออกแบบวงจรกรองความถต าผานเพอลดทอนผลของสญญาณรบกวนแมเหลกไฟฟา

สามารถสรปเปนล าดบขนตอนไดดงน

2.2.2.1 จะตองทราบคณลกษณะของแหลงจายหรอแหลงก าเนดสญญาณรบกวนและ

ลกษณะของโหลดวามลกษณะเปนอยางไร เชน

- มความถสายก าลงเทาไร (power line frequency) เชน 50 z หรอ 60 z

- คาแรงดนของแหลงจายกโวลต (Vs,rms)

- คากระแสสงสดทพกดโหลด (Is,rms)

- ลกษณะของโหลด วาเปนอยางไร มอมพแดนซต าหรอสงเมอเทยบกบแหลงจาย

ยานความถของสญญาณรบกวนทตองการลดทอน

2.2.2.2 เลอกรปแบบของวงจรกรองความถต าผานทตองการน าไปใชงาน

เลอกรปแบบวงจรกรองตามตาราง โดยดทอมพแดนซของโหลดและแหลงจายและดวาจะตอง

เลอกวงจรกรองอนดบใด ตองดถงความจ าเปน และขนาดของสญญาณรบกวนทตองการลดทอนวา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

20

มคามากหรอนอยเพยงใดตามมาตรฐาน เพราะถาหากเลอกวงจรกรองทมอปกรณมากผลทตามมาก

คอ ราคาและน าหนกทมากตามไปดวย

ตารางท 2.2 แสดงการใชวงจรกรองอนดบหนงและสองใหเหมาะกบอมพแดนซดานแหลงจายและ

โหลด

ตารางท 2.3 แสดงการใชวงจรกรองอบดบสามและสใหเหมาะกบอมพแดนซดานแหลงจายและ

โหลด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

21

2.2.2.3 ค านวณหาคา Rd จากสมการ

1 2

1 2

v vR

I I

(2.15)

และ

d

LR

C (2.16)

จะได

d

V LR

I C

(2.17)

เนองจากในทนคาความเหนยวน า และความจไฟฟาเปนตวแปลงทยงไมทราบคา จงตองใช

สมการ

1 2

1 2

V VR

I I

(2.18)

จะไดวา

min,

max,I

rms

d

rms

VR

(2.19)

โดยท min,rmsV คอคาแรงดนไฟฟาต าสดทใชงาน

min,rmsI คอคากระแสไฟฟาสงสดทใชงาน

ถาหากมองจากสมการนแลวกคอ คาความตานทานต าสด หรอ โหลดสงสดทใชงานนนเอง ซง

ถาหากตองการกรองสญญาณรบกวนดานเขาหรอดานออกกใชแรงดนและกระแสของดานนน

2.2.2.4 หาคาความถคทออฟของวงจรกรอง

โดยเรมตนตองทราบความถทตองการก าจด (F) และขนาดของมน (dB) สามารถหาไดจากการ

วด โดยใชออสซลโลสโคปทสามารถแตก FFT ไดหรอจากการจ าลองดวยโปรแกรมคอมพวเตอร

โดยมตวแปรทก าหนดดงตอไปน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

22

F คอ ความถของสญญาณทตองการก าจด

dB คอ คาการลดทอนทตองการ ณ ความถทตองการก าจด

Lss คอ คาความสญเสย (loss) หรอคาอตราการลดทอน ในหนวย

dB/decade ของวงจรกรองทเลอกใชตามตาราง แบบไพนและทมคา Lss = (2N+1)6 และวงจรกรอง

แบบแอลมคา Lss =12N

N คอ จ านวนชดวงจรกรองแตละแบบทน ามาตออนกรมกน

(number of filters in tandem) ยกตวอยางเชนในกรณของวงจรกรองแบบแอลประกอบดวยตว

เหนยวน าและตวเกบประจอยางละ 1 ตว ถอวาเปน 1 ชด จะได N = 1 ถามการตอคาสเคดกนไปอก

ชดจะได N = 2 เปนตน

ในกรณของวงจรกรองแบบท กกลาวในท านองเดยวกนโดยสรปไดดงน

ตารางท 2.4 คาอตราลดทอน (Lss) ในหนวย dB/Octave

Filter Number of filters in tandem

1 2 3 4 5 6 7

L 12 24 36 48 60 72 24

T 18 30 42 54 66 78 90

เมอไดคาความถทตองการก าจด และขนาดของมนพรอมทงคาอตราการลดทอนของรปแบบ

วงจรกรองทเลอกใช ในทสดกสามารถหาคาความถ ณ จดคทออฟ ไดดงน

F0 คอ ความถคทออฟ

จะได

02

2dBx

Lss

F FF

(2.20)

2.2.2.5 ค านวณหาคาตวเหนยวน าและตวเกบประจ โดยการน าคา dR และคา 0F ท

ไดมาไปแทนในสมการ 2.21 และ 2.22 ไดดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

23

0

dRL

F

(2.21)

0

1

d

CF R

(2.22)

2.3 การออกแบบตวเหนยวน าดวยวธผลคณพนทส าหรบแกนเฟอรไรต

ส าหรบวธการออกแบบตวเหนยวน าในทางปฏบตจะมหลายวธดวยกนแตทจะกลาวถงในทนจะ

ไดแกวธผลคณพนทส าหรบตวเหนยวน าทใชแกนเฟอรไรตในการออกแบบเทานน โดยอธบายถง

ทฤษฎการออกแบบและแทนคาตวแปรจรงๆในตอนทาย

(ก) ค านวณคาความเหนยวน า โดยน าคาทไดมาแลวมาใชในการค านวณ

(ข) ผลคณพนท ( pA )

พลงงานทสะสมอยในตวเหนยวน าจะมคาเทากบ

21

2mE LI (2.23)

โดยท E หมายถง พลงงานทสะสมในตวเหนยวน า (joules)

L หมายถง คาความเหนยวน า (H)

Im หมายถง กระแสยอดของวงจร (A)

โดยพนทในการพนขดลวดจะตองเหมาะสมกบจ านวนรอบ (N) และพนทหนาตดของขดลวด

(a) ดงน

.w wK A N a (2.24)

แทนคา Ia

J ลงในสมการท 2.8 จะได

.w w

IK A N

J

เนองจากนยม creast factor : cK จะไดวา

mc

IK

I

mL หมายถง คายอดกระแส (A)

I หมายถง คารากของก าลงสองเฉลยของกระแส (A)

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

24

แทนคา m

c

II

K ลงในสมการขางตนจะได

.w c w mK K A J N I (2.25)

และจากสมการแรงดนไฟฟาของฟาราเดยจะได

di de L N

dt dt

และ

m c mLI NA B (2.26)

แทนคาสมการท 2.8 ลงในสมการท 2.5 จะได

1

2m c mE NI A B (2.27)

แทนคา mI ในสมการท 2.9 ลงในสมการท 2.7 จะได

2p w c

w c m

EA A A

K K JB (2.28)

และเนองจากตวเหนยวน ามขดลวดมแคหนงชด เพราะฉะนน wK จะเลอกใหมคาเทากบ 0.6

ส าหรบแกนแมเหลกจะตองท าการเลอกโดยให pA ของแกนนน ใหมคาทไดจากสมการท (3.12)

(ค) จ านวนรอบในการพนตวเหนยวน า

จ านวนรอบในการพนตวเหนยวน าจะสามารถหาไดจาก

m

c m

LIN

A B (2.29)

(ง) ขนาดขดลวดของตวน า

พนทหนาตดของขดลวดตวน าสามารถค านวณไดจากสมการ

Ia

J (2.30)

ส าหรบขดลวดตวน าจะตองท าการเลอกโดยใหพนทหนาตด ( a ) ทแสดงในภาคผนวกท 2 มคา

มากกวาคาทไดจากการค านวณ แตในกรณทกระแสไฟฟามความถสง ตองพจารณาถงผลของ

ก าลงไฟฟาสญเสยเนองจากปรากฏการณทางผว (Skin effect) ดวยซงมสตรโดยสรปดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

25

75

f mm (2.30 ก)

หมายถง ระยะทคาความหนาแนนกระแสลดลงเหลอ 37 เปอรเซนตจากคา

กระแสไฟฟาทผวเนองจากผลของปรากฏการณทางผว หรอ ความหนาของผวตวน าทองแดง

กระแส (skin depth)

f หมายถง ความถใชงาน

ยกตวอยางเชน

ความถใชงาน ( f ) 50 Hz 5 kHz 25 kHz 500 kHz

ความหนาของผวตวน าทองแดงกระแส ( ) 10.6 mm 1.06 mm 0.47 mm 0.106 mm

ดงนน ขนาดของลวดตองมคานอยกวาหรอเทากบ ในสมการท 5.14ก แลวคอยน ามาตเกลยว

ใหไดตามขนาดทค านวณไดตามสมการ ท 5.14 เพอเพมประสทธภาพในการไหลของกระแสไฟฟา

( จ ) ตรวจสอบสามารถท าไดโดยอาศยเงอนไข

.w wA K a N ( 2.31)

ซงอสมการดงกลาวจะตองเปนจรง และส าหรบกรณทอสมการดงกลาวไมเปนจรงจะตองท าการ

เลอกขนาดของแกนแมเหลกใหใหญขน จากนนท าการค านวณหาจานวนรอบและขนาดของขดลวด

ตวน าดวยขนตอนทกลาวมาใหมทงหมด

(ฉ) ชองอากาศ

จากสมการแรงดนไฟฟาของฟาราเดยจะได

d die N L

dt dt

c

LIB

NA ( 2.32)

โดย c

BA

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

26

จากกฎของแอมแปรจะได

m

NIH

l ( 2.33)

ดงนน

m

NIB

l ( 2.34)

จากสมการท 2.15 และ 2.16 จะได

2

m

c

l N

A L ( 2.35)

โดยท m

c

l

A หมายถงคาความตานทานแมเหลกซงจะมคาเทากบ

0 0

lgm c

c r c c

l l

A A A ( 3.36)

โดยท cl หมายถง เสนทางเดนแมเหลก ( m )

lg หมายถง ระยะหางชองอากาศ ( m )

cA หมายถง พนทหนาตดของแกนแมเหลก ( 2m )

ถาแกนแมเหลกมคาความทราบซมแมเหลกสง จะท าใหคาความตานทานแมเหลกทเกดจากชอง

อากาศจะมคาสงมากเมอเทยบกบความตานทานแมเหลกของแกนแมเหลกจะท าให

0 0

lgc

r c c

l

A A

ดงนนจากสมการท 2.18 สามารถรจกรปสมการใหมเพอหาคา lg ไดดงน

2

0l cg

N A

L

( 2.37)

ในการค านวณเพอหาระยะหางของชองอากาศจะท าการสมมตคา N และ mB ซงจะไมเทากบ

คาทเปนจรงของ mB ในแกนแมเหลก ท าใหชองอากาศทค านวณไดอาจจะไมเทยงตรง ดงนนในทาง

ปฏบต คาความเหนยวน าทตองการ อาจจะตองมการปรบแตงดวยการปรบระยะชองอากาศ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

27

2.4 สตรการหาคา vTHD และ iTHD

1/ 2

2

1

1rmsv

VTHD

V

(2.38)

1/ 2

2

1

1rmsi

ITHD

I

(2.39)

เมอ

vTHD = คาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดน

iTHD = คาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแส

1V = คารากก าลงสองเฉลยของแรงดนไฟฟาดานออก

rmsV = คาแรงดนทอานไดจากมเตอร

1I = คารากก าลงสองเฉลยของกระแสไฟฟาดานออก

rmsI = คากระแสทอานไดจากมเตอร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

28

บทท3

การออกแบบ สรางอนเวอรเตอรและวงจรกรองความถต าดานออก

การออกแบบและสรางอนเวอรเตอร บทนจะกลาวถงการค านวณพกดของวงจรก าลง

อนเวอรเตอร วงจรและเทคนคการควบคมอนเวอรเตอรรวมถงการออกแบบคาตวเกบประจและคา

ความเหนยวน าของวงจรกรองความถต าดานออก ในตอนทายจะแสดงสญญาณรปคลนทจดตางๆ

ของวงจรอนเวอรเตอร และ คณสมบตของระบบอนเวอรเตอรโดยรวม

3.1 สวนประกอบของอนเวอรเตอร

อนเวอรเตอรมสวนประกอบทส าคญแบงเปน 3 สวนหลกๆ คอ

3.1.1 แหลงจายไฟฟากระแสตรง ( dV )

3.1.2 วงจรอนเวอรเตอร (Inverter circuit)

3.1.3 ระบบควบคม (control system)

3.2 ขนาดพกดของวงจรอนเวอรเตอร

ในโครงการน ไดเลอกสรางตนแบบอนเวอรเตอรหนงเฟสแบบฮารฟบรดจ โดยมขนตอน

การออกแบบดงตอไปน

3.2.1 การหาขนาดพกดก าลงของอนเวอรเตอร

3.2.1.1 หาพกดแรงดนดานออกของอนเวอรเตอร

เมอก าหนดคาแรงดนไฟฟากระแสตรงดานเขา dV = 24 โวลต และคามอดเลชนท

สภาวะปกต am = 0.8 สามารถค านวณหาคาแรงดนดานออกของอนเวอรเตอรไดดงสมการ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

29

01 1ˆ ˆ

INV a dV V m V

01ˆ 0.8 400 320V V

0101

ˆ 320226.27

2 2

VV V

ส าหรบเงอนไขการแรงดนไฟฟาดานเขาต าสด ทจะไมท าเกดการท างานในโหมดโอเวอรมอ

ดเลชน am > 1.0 โดยทคาแรงดนดานออกยงคงเดมนน สามารถหาไดดงน

01ˆ 226.27

226.271

d

a

VV

m V

ดงนนแรงดนไฟฟากระแสตรงดานเขาของอนเวอรเตอรตองไมต ากวา 19.2 โวลต เพอไมใหเกด

การโอเวอรมอดเลชน

3.2.1.2 หาพกดกระแสดานออกของอนเวอรเตอร โดยก าหนดพกดก าลงดานออก

300W และ คาตวประกอบก าลง 0.90 จะได

01 01 01 cosP V I

0101

01

3001.47

cos 226.27 0.9

PI

V

V

01 01ˆ 2 2 1.47 2I I A

3.2.1.3 หาขนาดพกดก าลงไฟฟาดานเขาโดยในทนก าหนดคาพกดก าลงดานออก

เทากบ 300 W และ ประสทธภาพของอนเวอรเตอรไว 80% จากสตร

100%out

in

P

P

300100% 100% 400

75%

outin

PP

W

3.2.1.4 หาพกดของกระแสตรงดานเขา โดยทมแรงดนกระแสตรงดานเขา 24 V

หาคาไดดงน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

30

d d dP I V

4001

400dI A

จากการค านวณเบองตน สามารถสรปพกดก าลงของอนเวอรเตอรไดดงน

แรงดนกระแสตรงดานเขา( dV ) 24- 30 โวลต ( เฉลย ) ( ปกตใช 24 โวลต )

กระแสดานเขา( dI ) 1 แอมแปร ( เฉลย )

ก าลงไฟฟาจรงดานเขา( dP ) 400 วตต

แรงดนดานออก( 1oV ) 226.27 โวลต ( ดานแรงดนต าของหมอแปลงก าลง )

กระแสดานออก( 1oI ) 1.47 แอมแปร ( ดานแรงดนต าของหมอแปลงก าลง )

ก าลงไฟฟาจรงดานออก( oP ) 300 วตต

ประสทธภาพ 75% ( โดยประมาณ )

3.2.2 การหาขนาดพกดของตวสวตช

จากการค านวณพกดกระแสดานออกสงสดเทากบ 2 แอมป และแรงดนดานเขาสงสดทก าหนด

เทากบ 24 โวลต ตวสวตชทใชตองมขนาดพกดมากกวา สองเทาของกระแสและแรงดนทค านวณได

โดยทมพกดกระแส 2×2 = 4แอมป และแรงดน 2×400=800โวลต ดงนนจงเลอกใช IGBT เบอร

HGTG20N60B3D ของบรษท FAIRCHILD CEMICONDUCTOR ซงมพกดกระแส 40 แอมแปร

และมพกด แรงดน 600 โวลต

3.2.3 การหาขนาดพกดหมอแปลงก าลง

พกดก าลงดานออกทก าหนดไว คอ 300 วตต แตเนองจากการทดสอบพบวากระแสและ

ก าลงไฟฟามโอกาสเกนพกด จงใชหมอแปลงก าลงมพกดดงตอไปน

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

31

พกดก าลงไฟฟาขนาด 400 โวลต-แอมป

พกดดานแรงดนต า ( 1V ) และ กระแส ( 1I ) 400 โวลต 1.4 แอมป

พกดดานแรงดนสง ( 2V ) และ กระแส ( 2I ) 220 โวลต 1.77 แอมป

3.3 วงจรควบคม

งานวจยนเลอกใชวงจรอนาลอกและวงจรรวมในการสรางสญญาณควบคม โดยเปนระบบ

ควบคมแบบเปด เพอความสะดวกในการปรบคาพารามเตอรในการทดสอบ จากรปท 3.4 ในสวน

ของระบบควบคม ประกอบสวนตางๆดงน

(1) วงจรสรางสญญาณรปคลนไซน (sine wave signal)

(2) วงจรสรางสญญาณสามเหลยม (triangle signal)

(3) วงจรเปรยบเทยบสญญาณไซนกบสามเหลยม (comparator)

(4) วงจรเดดไทม (dead time) และวงจรแยกกนทางแสง (opto isolator)

(5) วงจรขบน าสวตช (gate driver)

3.3.1 วงจรสรางสญญาณรปคลนไซน (sine wave singnal)

วงจรสรางสญญาณรปคลนไซนนนเราเลอกใช IC XR2206 ผลตสญญาณรปคลนสเหลยม

สามเหลยม และไซน โดยใชสญญาณไซนตอทขา 2 ออกไปใชโดยม R ปรบคา 50 ตอกบขา

3 เปนตวปรบแรงดนดานออก ตวตานทานปรบคา 2 เปนตวปรบความถและ C ทขา 5 และ 6

เปนตวก าหนดความถโดยใชสตร 1f

Rc เชน R มคา 2 1 2001 ถาใช C

ขนาด 0.1 F จะไดความถเทากบ 3 6

15

200 10 0.1 10f z

ถาปรบ R 2 ลดลง

มาความถจะเพมขนในทนจะอยประมาณ 5 10z z แตโครงการนใชความถท 50 z

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

32

รปท 3.1 วงจรผลตสญญาณรปคลนไซน

3.3.2 วงจรสรางสญญาณสามเหลยม (triangle signal)

IC XR 2206 ท าหนาทสรางสญญาณสามเหลยมโดยตอใชทขา 2 ของ IC โดยม R ปรบคา

50 ตออยกบขา 3 เปนตวปรบแรงดนดานออก และ R ปรบคา 100 เปนตวปรบความถโดย

ใชสตร 1f

Rc โดยมความถท 9010 10z G z แตส าหรบโครงการนใชความถท 25 z

รปท 3.2 วงจรสรางสญญาณสามเหลยม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

33

3.3.3 วงจรเปรยบเทยบสญญาณไซนกบสามเหลยม (comparator)

ท าหนาทน าสญญาณสามเหลยมและไซนทผานการเลอนเฟสแลว มาเปรยบเทยบกนเพอสราง

สญญาณ SPWM

รปท 3.3 วงจรเปรยบเทยบไซนกบสามเหลยม

3.3.4 วงจรเดดไทม (Dead time) และวงจรแยกกนทางแสง (Opto isolator)

สญญาณ SPWM ทออกมาจากวงจรเปรยบเทยบสญญาณไซนกบสามเหลยมมาเขาท IC 40106

ซงเปน IC อนเวอรเตอรเกต จาก 1 เปน 0 และจาก 0 เปน 1 เพอแยกสญญาณออกเปน 2 ชด เขาท

ไดโอด 1N4148 และ R ปรบคา 20 ซงตอขนานกนอยเพอปรบระยะหางของสญญาณท าให

เกดเดดไทมขนในโครงการนใชท 2 s เขาท IC TLP550 เปนตวแยกกนทางแสงเพอแยกกราวด

ออกจากกนและไปเขาท IC 4049 ซงเปนอนเวอรเตอรเกต เพอขยายสญญาณไฟทวงจรขบน าสวตซ

รปท 3.4 วงจรเดดไทมและแยกกนทางแสง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

34

3.3.5 วงจรขบน าสวตช (gate driver)

วงจรขบน าสวตซประกอบดวย IC IR2113 ท าหนาทขบขาเกตของ IGBT โดยขาท 1 เปน

สญญาณ Low ใชตอกบขาเกตตวท 2 และขา 7 ของ IC IR2113 เปนสญญาณ High ใชขบขาเกตของ

IGBT ตวท 1

รปท 3.5 วงจรขบน าสวตช

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

35

บทท 4

การทดลองและผลการทดลอง

จากบทท 3 ไดท าการสรางอนเวอรเตอรทไดออกแบบทมพกด 300 วตต 1 เฟส 220 โวลต 50 เฮรต เพอท าการจายพลงงานไฟฟาใหกบโหลด ซงการทดลองจะแบงออกเปน 5 สวนคอ

1. การทดลองวดสญญาณรปคลนสามเหลยม (Triangle Wave) 2. การทดลองวดสญญาณรปคลนไซน (Sine wave) 3. การทดลองวดสญญาณแบบเอสพดบเบลยเอม (Sinusoidal Pulse Width - Modulation

:SPWM) 4. การทดลองวดสญญาณเดดไทม (Deadtime) 5. การทดลองวดคาแรงดน กระแส และฮารมอนกสทเกดขนทพกดโหลดคาตางๆ

เครองมอทใชในการทดลองมดงน 1.ดจตอลออสซลโลสโคปรน Tektronix TPS2014 100MHz 1GS/s ใชในการวดรป

คลนสญญาณการทดลอง 2.MULTIMETER ใชในการวดแรงดนและกระแสไฟฟา

4.1 การทดลองหาประสทธภาพของอนเวอรเตอรทจายโหลดหลอดไฟฟา 4.1.1 การทดลองหาประสทธภาพของอนเวอรเตอรทจายโหลดหลอดอนแคนเดสเซนต ทพกด 5, 25, 60 และ 100 วตต อตรามอดเลต ( am ) มคาคงทซงมวงจรการทดลองดงรป 4.1

รปท 4.1 แสดงวงจรทใชในการทดลองหาประสทธภาพของอนเวอรเตอร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

36

ตารางท 4.1 แสดงผลการทดลองหาประสทธภาพของระบบรวมทจายโหลดหลอดไฟทพกดตางๆ

โหลด 40วตต 60วตต 100วตต 160วตต 200วตต 260วตต 300วตต

Vd(V)

24 24 24 24 24 24 24

Id(A)

3.7 4.7 6.4 8.7 10 11.7 12.7

Pd(W)

88.8 112.8 153.6 208.8 240 280 304.8

Vo(V)

223 212 196 175 163 146 137

Io(A)

0.17 0.26 0.5 0.8 0.86 1.1 1

Po(W)

37.9 55.12 98 140 156.48 160 137

THDv(%)

3.94 4.21 4.18 4.33 4.72 5.10 5.25

THDv(%) ค านวน

83.4 84 85.2 87 87.6 87.7 87.9

THDi(%)

2.22 2.77 2.98 1.95 3.84 4.63 4.53

THDi(%) ค านวน

90.9 90 89.2 88.7 88.5 88.2 88.4

η

42.69 48.86 63.8 67.3 65.2 57.1 49.99

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

37

จากการทดลองหาประสทธภาพของระบบรวม ทพกดโหลดตางๆ ก าหนดใหคาอตรามอดเลตม

คาคงท การทดสอบสรปไดวา จะพบวาแรงดนดานเอาตพต และประสทธภาพของระบบรวม มคา

ลดลงเมอพกดโหลดมคาเพมขน ส าหรบคาความผดเพยนฮารมอนกสรวมของระบบ จะมคามากขน

4.2 เทยบคา THDv(%) และ THDi(%)ขณะจายโหลดทพกดตางๆ จากกราฟแสดงความผดเพยนฮารมอนกสเมอจายโหลดมากขนจะท าใหความผดเพยนฮารมอ

นกสมากขนตามไปดวย

รปท 4.2 กราฟเทยบคา THDv(%) และ THDi(%) ขณะจายโหลดทพกดตางๆ

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

38

รปท 4.3 แสดงการวดสญญาณรปคลนสามเหลยม ท f = 25 KHz, V = 2 v

รปท 4.4 แสดงการวดสญญาณรปคลนไซน ท f = 50 Hz, V = 1.8 v

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

39

รปท 4.5 แสดงการวดสญญาณเอสพดบเบลยเอมทออกจาก IC TL081

รปท 4.6 แสดงการวดสญญาณเดดไทม ขนาด 2μs

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

40

รปท 4.7 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 40 วตต

รปท 4.8 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 40 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

41

รปท 4.9 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 40 วตต

รปท 4.10 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 40 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

42

รปท 4.11 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 40 วตต

รปท 4.12 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 40 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

43

รปท 4.13 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 60 วตต

รปท 4.14 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 60 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

44

รปท 4.15 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 60 วตต

รปท 4.16 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 60 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

45

รปท 4.17 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 60 วตต

รปท 4.18 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 60 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

46

รปท 4.19 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 100 วตต

รปท 4.20 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 100 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

47

รปท 4.21 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 100 วตต

รปท 4.22 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 100 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

48

รปท 4.23 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 100 วตต

รปท 4.24 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 100 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

49

รปท 4.25 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 160 วตต

รปท 4.26 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 160 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

50

รปท 4.27 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 160 วตต

รปท 4.28 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 160 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

51

รปท 4.29 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 160 วตต

รปท 4.30 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 160 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

52

รปท 4.31 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 200 วตต

รปท 4.32 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 200 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

53

รปท 4.33 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 200 วตต

รปท 4.34 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 200 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

54

รปท 4.35 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 200 วตต

รปท 4.36 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 200 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

55

รปท 4.37 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 260 วตต

รปท 4.38 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 260 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

56

รปท 4.39 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 260 วตต

รปท 4.40 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 260 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

57

รปท 4.41 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 260 วตต

รปท 4.42 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 260 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

58

รปท 4.43 แสดงแรงดนของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 300 วตต

รปท 4.44 แสดงกระแสของอนเวอรเตอรขณะจายโหลด 300 วตต

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

59

รปท 4.45 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 300 วตต

รปท 4.46 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของแรงดนขณะจายโหลด 300 วตต

THDv(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

60

รปท 4.47 แสดงคาความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 300 วตต

รปท 4.48 แสดงกราฟความผดเพยนฮารมอนกสของกระแสขณะจายโหลด 300 วตต

THDi(%)

Number

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

61

บทท 5 สรปและขอเสนอแนะ

จากวตถประสงคและทฤษฏทกลาวมาขางตนสามารถท าการออกแบบอนเวอรเตอรขนาด300 วตต 1 เฟส 50 เฮรต เพอชวยในการจายโหลด ผลการทดลองและผลการด าเนนงานของโครงงานทงหมดสรปไดวาในการสรางสญญาณไซนพลลสวดมอดเลชน ( Sinnusoinal Pulse Width Modulation:SPWM) เพอน าไปขบสวตช IGBT ทง 2 ตว ไดโดยมเดดไทม2 s ผานวงจรกรองความถต าผาน เอาตพตทไดเปนสญญาณรปคลนไซน จากนนท าการยกระดบแรงดนโดยผานหมอแปลงความถต าผานทพกดดานอนพต 110 โวลต เอาตพต 220 โวลต 50 เฮรต จากนนท าการทดสอบจายโหลดทพกดตางๆแลวสามารถวดสญญาณรปคลนไซนและฮารมอนกสทเกดขนได สงส าคญในการสรางอนเวอรเตอรนนคอ ความรเกยวกบอปกรณอเลกทรอนกส การเลอกอปกรณและความรทางดานไฟฟาก าลง ในสวนของผจดท าโครงงานควรจะตองมความรพนฐานทางดานอเลกทรอนกสและรจกสงเกตหากอปกรณท างานผดปกตและไดรบความเสยหาย เชนความสามารถในการทนกระแส แรงดน และอณหภมของอปกรณ เพอความรวดเรวในการพฒนาโครงงานนอยางมประสทธภาพ 5.1 ขอดของอนเวอรเตอรทออกแบบได 5.1.1 พกดก าลงของอนเวอรเตอรสามารถจายโหลดไดจรง 5.1.2 เอาตพตทไดเปนสญญาณรปคลนไซน 5.1.3 วงจรทออกแบบสามารถปรบไดทงความถและแรงดน 5.2 ขอเสยของอนเวอรเตอรทออกแบบได 5.2.1 ตนทนในการจดท าโครงการมราคาสง 5.2.2 ขาดระบบปองกนกระแสเกน ท าใหอปกรณไดรบความเสยหาย 5.2.3 วงจรควบคมเปนวงจรอเลกทรอนกส ทซบซอนจงยากในการปรบคาใหไดตามตองการ 5.2.4 มการสญเสยจากอปกรณสวตชง

5.3 ปญหาในการด าเนนโครงงาน 5.3.1 ดานวงจรอเลกทรอนกสเนองจากขาดประสบการณในดานการตอวงจรและการเลอกพกดคาตางๆท าใหเกดปญหาในชวงแรก แตกสามารถท าการแกไขส าเรจลลวงไปดวยด

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

62

5.3.2 ดานอปกรณทใชในการท าโครงงาน เนองจากอปกรณทใชหาซอตามทองตลาดทวไปไดยาก ตองเดนทางไปซอทบานหมอพลาซา 5.3.2 ดานเครองมอวด เนองจากในหองทดลองมเครองมอไมเพยงพอส าหรบใชในการวดคาและทดสอบเกบผล

5.4 ขอเสนอแนะ

5.4.1 ควรมการเพมอปกรณปองกน เพอความปลอดภยของวงจร 5.4.2 ควรมการเพมพกดก าลงของอนเวอรเตอรใหสามารถจายโหลดไดสงขน

5.5 สงทควรไดรบการพฒนาตอไปส าหรบโครงงานน

5.4.1 ควรมการเพมอปกรณปองกน เพอความปลอดภยของวงจร 5.4.2 สามารถน าอนเวอรเตอรพฒนาเปนอนเวอรเตอรแบบคอนเนคกต เพอตอเขากบระบบ

ไฟฟาของการไฟฟา

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

63

ภาคผนวก ก.

รปวงจรการทดลอง

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

64

รปท ก-1 วงจรผลตสญญาณรปคลนไซน

รปท ก-2 สญญาณรปคลนไซนทวดไดจากออสซลโลสโคป

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

65

รปท ก-3 ลายปลนวงจรผลตสญญาณรปคลนไซน

รปท ก-4 วงจรผลตสญญาณรปคลนสามเหลยม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

66

รปท ก-5 สญญาณรปคลนสามเหลยมทวดไดจากออสซลโลสโคป

รปท ก-6 ลายปลนวงจรผลตสญญาณรปคลนสามเหลยม

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

67

รปท ก-7 วงจรเดดไทมและแยกกนทางแสง

รปท ก-8 สญญาณทออกจากวงจรเดดไทมโดยมคา 2 μs

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

68

รปท ก-9 ลายปลนวงจรเดดไทมและแยกกนทางแสง

รปท ก-10 วงจรขบน าสวตช

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

69

รปท ก-11 ลายปลนวงจรขบน าสวตช

รปท ก-12 วงจรก าลงอนเวอรเตอร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

70

รปท ก-13 ลายปลนวงจรก าลงอนเวอรเตอร

รปท ก-14 วงจรกรองความถต าผานแบบแอล

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

71

รปท ก-15 หมอแปลงยกระดบแรงดน

รปท ก-16 สญญาณแรงดนดานออกของอนเวอรเตอร

สวพ.

มทร.ส

วรรณภ

ม

72

รปท ก-17 ภาพรวมโครงงานอนเวอรเตอร