PLC, รับทำตู้คอนโทรล, สินค้าและบทความเทคนิค
วิธีเลือกขนาด Inverter (VFD Sizing) ให้เหมาะกับโหลดปั๊ม พัดลม และสายพานลำเลียง ฉบับวิศวกร
ก.ย.
💡 ข้อผิดพลาดอันดับ 1 ในการเลือกอินเวอร์เตอร์: วิศวกรและผู้จัดซื้อมักเลือกขนาด Inverter (VFD) โดยเทียบจาก แรงม้า (HP) หรือ กิโลวัตต์ (kW) เพียงอย่างเดียว แต่ในทางวิศวกรรม กฎเหล็กที่ถูกต้องที่สุดคือ “ต้องเทียบพิกัดกระแสโหลดเต็มพิกัด (Full Load Amps – FLA) จาก Nameplate มอเตอร์ ร่วมกับประเภทของภาระโหลด (Variable Torque vs Constant Torque)” เพื่อป้องกันปัญหา Inverter ทริปตัด Overcurrent หรือ Overload ตอนสตาร์ท
1. ทำความเข้าใจ 2 กลุ่มภาระโหลดหลัก (Load Characteristics)
ก่อนเลือกซื้ออินเวอร์เตอร์ ต้องจำแนกเครื่องจักรของคุณว่าจัดอยู่ในกลุ่มโหลดประเภทใด:
| ประเภทของโหลด (Load Type) | ตัวอย่างเครื่องจักรในโรงงาน | พฤติกรรมแรงบิดและกำลังไฟฟ้า | พิกัดอินเวอร์เตอร์ที่ต้องเลือก |
|---|---|---|---|
| 1. Variable Torque (VT) แรงบิดแปรผันตามความเร็ว |
ปั๊มน้ำหอยโข่ง (Centrifugal Pump), พัดลมระบายอากาศ (Ventilation Fan), โบลเวอร์ (Blower) | แรงบิดแปรผันตามความเร็วยกกำลังสอง ($T \propto N^2$) กำลังงานแปรผันตามความเร็วยกกำลังสาม ($P \propto N^3$) |
Normal Duty (ND) หรือ Fan & Pump Series (Overload 110–120% นาน 60 วินาที) |
| 2. Constant Torque (CT) แรงบิดคงที่ทุกย่านความเร็ว |
สายพานลำเลียง (Conveyor), เครื่องอัดรีด (Extruder), มิกเซอร์ผสมแป้ง/ยาง, เครื่องบด (Crusher), รอกยก/เครน (Hoist) | ต้องการแรงบิดสูงคงที่ตั้งแต่รอบต่ำ (0 Hz) จนถึงรอบพิกัด (50 Hz) เพื่อเอาชนะแรงเสียดทาน | Heavy Duty (HD) หรือ General Vector Control (Overload 150–200% นาน 60 วินาที) |
2. 5 ปัจจัยทางวิศวกรรมในการเลือกขนาด Inverter (Sizing Criteria)
📌 เช็กลิสต์ 5 ข้อก่อนสั่งซื้ออินเวอร์เตอร์:
- Full Load Amperage (FLA): ตรวจสอบพิกัดกระแสแอมป์เต็มพิกัดบน Nameplate มอเตอร์ที่แรงดันใช้งาน (เช่น 380V) แล้วเลือก Inverter ที่มี กระแสเอาต์พุตต่อเนื่อง (Continuous Output Current) สูงกว่าค่า FLA เสมอ
- แรงดันไฟฟ้าขาเข้า (Input Supply Voltage):
- 1-Phase 220VAC In → 3-Phase 220VAC Out (สำหรับมอเตอร์ขนาดเล็ก ≤ 2.2 kW / 3 HP)
- 3-Phase 220VAC In → 3-Phase 220VAC Out
- 3-Phase 380–480VAC In → 3-Phase 380–480VAC Out (มาตรฐานโรงงานอุตสาหกรรม)
- การทำงานที่รอบต่ำต่อเนื่อง (Low Speed Continuous Operation): หากมอเตอร์ต้องหมุนช้ากว่า 25 Hz ตลอดเวลา พัดลมระบายความร้อนที่ติดท้ายเพลามอเตอร์จะหมุนช้าลง ทำให้มอเตอร์ร้อนจัด $
ightarrow$ ต้องติดตั้งพัดลมระบายความร้อนแยกอิสระ (Forced Cooling Fan) หรือเลือก Inverter Duty Motor (Class F/H) - แรงบิดตอนเริ่มสตาร์ท (Starting Torque): สำหรับสายพานลำเลียงที่มีชิ้นงานหนักวางค้างอยู่ ต้องเลือก Inverter ชนิด Sensorless Vector Control (SVC) ที่ให้แรงบิดสตาร์ทสูงถึง 150–200% ที่ 0.5 Hz
- การลดพิกัดตามสภาพแวดล้อม (Derating Factor): หากติดตั้งในตู้คอนโทรลที่อุณหภูมิสูงเกิน 40–50 °C หรือโรงงานอยู่สูงกว่าระดับน้ำทะเลเกิน 1,000 เมตร ต้องเผื่อขนาด Inverter ขึ้นอีก 1 สเต็ป
3. ตัวอย่างการคำนวณและเทียบขนาดจริง (Real-World Calculation Examples)
🔹 กรณีศึกษาที่ 1: มอเตอร์สายพานลำเลียง (Conveyor Belt) — โหลด Constant Torque
ข้อมูลมอเตอร์: 7.5 kW (10 HP), 380VAC 3-Phase, 50 Hz, 4 Poles, กระแส Nameplate FLA = 15.4 A
การวิเคราะห์: สายพานมีโหลดชิ้นงานสตาร์ทบ่อยครั้ง เป็นโหลด Heavy Duty (ต้องการ Overload 150%)
✅ การเลือก Inverter:
เลือกอินเวอร์เตอร์รุ่น 7.5 kW (10 HP) Heavy Duty ที่มีพิกัดกระแสเอาต์พุตต่อเนื่อง ≥ 17.0 – 18.0 A (เช่น Delta MS300 หรือ Mitsubishi FR-E800)
หมายเหตุ: หากสายพานมีความชันสูงหรือหยุดบ่อย ต้องติดตั้งตัวต้านทานเบรก (Braking Resistor) เพิ่มเติม
🔹 กรณีศึกษาที่ 2: มอเตอร์ปั๊มน้ำหอยโข่งส่งน้ำขึ้นถังพัก — โหลด Variable Torque
ข้อมูลมอเตอร์: 15 kW (20 HP), 380VAC 3-Phase, 50 Hz, 2 Poles, กระแส Nameplate FLA = 28.5 A
การวิเคราะห์: ปั๊มน้ำไม่มีแรงบิดกระชากตอนออกตัว เป็นโหลด Variable Torque / Normal Duty
✅ การเลือก Inverter:
สามารถเลือกอินเวอร์เตอร์รุ่น 15 kW (20 HP) Normal Duty ที่มีพิกัดกระแสเอาต์พุต ≥ 31.0 A ได้พอดี ช่วยประหยัดต้นทุนค่าอุปกรณ์ได้ 15–20% เมื่อเทียบกับรุ่น Heavy Duty
4. อุปกรณ์เสริมสำคัญที่ต้องติดตั้งร่วมกับ Inverter (Essential Accessories)
| อุปกรณ์เสริม (Accessory) | ตำแหน่งติดตั้ง | หน้าที่และความจำเป็น |
|---|---|---|
| AC / DC Reactor (โช้คดักฮาร์มอนิก) | ด้านไฟเข้า (Line Side) หรือ ขั้ว DC Bus | ลดกระแสกระชาก ป้องกันฮาร์มอนิกรบกวนหม้อแปลง (THDi) และเพิ่มค่า Power Factor |
| EMC / Noise Filter | ด้านไฟเข้าก่อนเข้าตัว Inverter | ดักจับสัญญาณรบกวนความถี่สูง (RFI/EMI) ไม่ให้กวนระบบเซนเซอร์และ PLC |
| Braking Unit & Resistor (DBR) | ต่อที่ขั้ว B1/B2 หรือ ขั้ว DC+/DC- | สลายพลังงานไฟฟ้าเหนี่ยวนำย้อนกลับ (Regenerative Energy) เมื่อมอเตอร์หยุดกะทันหัน ป้องกัน Overvoltage (OV) |
| Output Reactor / dv/dt Filter | ด้านไฟออก ระหว่าง Inverter กับ มอเตอร์ | จำเป็นเมื่อ ระยะสายมอเตอร์ยาวเกิน 30–50 เมตร เพื่อป้องกันแรงดันสะท้อนทำลายฉนวนขดลวดมอเตอร์ |
❓ คำถามที่พบบ่อย (FAQ)
Q1: สามารถใช้อินเวอร์เตอร์ขนาด 11 kW ไปขับมอเตอร์ขนาด 5.5 kW ได้หรือไม่?
คำตอบ: ทำได้สบายมาก (Oversizing) แต่ต้องเข้าไป ตั้งค่าพารามิเตอร์กระแสมอเตอร์ (Motor Rated Current) ในตัว Inverter ให้ตรงกับ 5.5 kW และทำ Auto-Tuning เสมอ เพื่อให้ฟังก์ชันป้องกันความร้อนอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Thermal Overload Relay) ทำงานตัดวงจรได้อย่างถูกต้องเมื่อมอเตอร์ติดขัด
Q2: สามารถต่ออินเวอร์เตอร์ 1 ตัว เพื่อขับมอเตอร์หลายตัวพร้อมกัน (Multi-Motor) ได้ไหม?
คำตอบ: ทำได้เฉพาะในโหมด V/F Control เท่านั้น (ห้ามใช้โหมด Vector Control) โดยต้องเลือกขนาด Inverter ให้มีพิกัดกระแสมากกว่า ผลรวมของกระแส FLA มอเตอร์ทุกตัวรวมกัน + เผื่อ 15% และต้องติดตั้ง Thermal Overload Relay แยกประจำมอเตอร์แต่ละตัว เพราะ Inverter ไม่สามารถตรวจจับกระแสแยกตัวได้
Q3: อินเวอร์เตอร์แบบไฟเข้า 1 เฟส 220V สามารถนำไปต่อขับมอเตอร์ 3 เฟส 380V ได้หรือไม่?
คำตอบ: ไม่ได้โดยตรง หากอินเวอร์เตอร์รับไฟเข้า 1 เฟส 220V แรงดันขาออกสูงสุดจะได้เพียง 3 เฟส 220V เท่านั้น มอเตอร์ที่จะนำมาต่อต้องเป็นแบบที่รองรับการต่อขดลวดแบบ Delta (Δ) ที่แรงดัน 220V จึงจะทำงานได้เต็มกำลัง
📚 แหล่งข้อมูลอ้างอิงและมาตรฐานสากล (References)
- National Electrical Manufacturers Association (NEMA): NEMA MG-1 (Part 31): Inverter Fed Polyphase Motors Guidelines & Insulation Specifications — nema.org
- International Electrotechnical Commission (IEC): IEC 61800-2 / IEC 61800-3: Adjustable speed electrical power drive systems – Rating and EMC requirements — iec.ch
- Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE): IEEE 519: Standard for Harmonic Control in Electric Power Systems — ieee.org
- Delta Electronics & Mitsubishi Electric: Industrial Inverter Application & Sizing Engineering Manuals
เขียนและตรวจสอบทางเทคนิคโดย: ทีมวิศวกรรม VR Automation
ผู้เชี่ยวชาญด้านระบบขับเคลื่อน Inverter มอเตอร์โรงงาน, รับประกอบตู้ควบคุม Inverter ประหยัดพลังงาน, จำหน่าย PLC/HMI และ บริการปลดล็อค PLC ทุกรุ่น
ต้องการสั่งซื้อ Inverter หรือปรึกษาการคำนวณขนาดมอเตอร์?
VR Automation จำหน่ายอินเวอร์เตอร์แบรนด์ชั้นนำ (Delta, Mitsubishi, Inovance) พร้อมบริการตั้งค่าพารามิเตอร์และประกอบตู้คอนโทรลครบวงจร
📞 โทรปรึกษาวิศวกร: 083-848-8314
💬 LINE: @vrautomation | ✉️ อีเมล: [email protected]
