เรื่อง การควบคุมเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ
ขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับทำงานนั้น โหลดจะมีการเปลี่ยนแปลงตลอดเวลา ทำ
ให้แรงดันปลายสายเปลี่ยนแปลง ทำให้เกิดความเสียหายขึ้นกับโหลด ซึ่งโหลดอาจหยุดทำงานหรือ
เผาไหม้ ดังนั้นจึงต้องควบคุมแรงดันไฟฟ้าที่ป้อนให้กับโหลด ซึ่งปัจจุบันมีวิธีการควบคุมได้หลาย
วิธี สามารถแบ่งได้ 2 ประเภทใหญ่คือ
5.1.1 การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยมือ
5.1.2 การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยระบบอัตโนมัติ
5.1.1 การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยมือ
เป็นวิธีการที่นิยมใช้กับ เครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสสลับ 1 เฟสและมีกำลังเอาท์พุตไม่สูงนัก
การควบคุมโดยปรับเปลี่ยนความเร็วของตัวต้นกำลังให้น้อยลงหรือปรับกระแสไฟที่ป้อนขดลวด
สนามแม่เหล็กให้น้อยลง แต่ข้อเสียคือ ความแม่นยำน้อยและไม่รวดเร็ว
5.1.2 การควบคุมแรงดันไฟฟ้าด้วยระบบอัตโนมัติ
เป็นวิธีที่นิยมใช้กับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่ ที่มีกำลังเอาท์พุตสูง เช่น เครื่องกำเนิดไฟ
ฟ้าในโรงไฟฟ้า เนื่องจากเมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง กระแสโหลดและเพาเวอร์แฟกเตอร์ของโหลดจะ
เปลี่ยนแปลง ทำให้แรงดันไฟฟ้าปลายสายเปลี่ยนแปลง ดังนั้นจำเป็นต้องปรับเปลี่ยนแรงดันเพื่อ
รักษาระดับให้คงที่ ตัวอย่างการควบคุม
ขณะที่เครื่องกำเนิดไฟฟ้าทำงานป้อนแรงดันให้กับโหลด ขดลวดรีเลย์ A จะ
บังคับให้คอนแทค B เปิดและปิดหลายครั้ง ในเวลา 1 วินาที ทำให้ เอ็กไซด์เตอร์ป้อนแรงดันและ
กระแสไฟตรงให้กับขดลวดสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดไฟฟ้าด้วยขนาดคงที่ ถ้าแรงดันโหล
ดลดลง แรงดันที่รีเลย์ A จะลดลงด้วย ทำให้คอนแทค B ปิด แรงดันและกระแสไฟตรงจากเอ็กไซด์
เตอร์ป้อนให้กับขดลวดสนามแม่เหล็กของเครื่องกำเนิดจะเพิ่มสูงขึ้น ทำให้แรงดันปลายสายที่ป้อน
ให้กับโหลดเพิ่มขึ้น แต่แรงดันที่ป้อนโหลดสูงขึ้นเท่าเดิม แรงดันที่รีเลย์ A จะสูงขึ้นด้วย ทำให้คอร
แทค B สั่นเปิดและปิดหลายครั้ง ทำให้ความต้านทานที่ต่อกับวงจรสูงขึ้น ทำให้แรงดันและกระแส
ที่อ็กไซด์เตอร์ป้อนให้กับขดลวดสนามแม่เหล็กเครื่องกำเนิดลดลง ทำให้แรงดันปลายสายป้อนโหล
ดลดลงเท่าเดิม
ในปัจจุบันจะนิยมการควบคุมแรงดันแบบอัตโนมัติ ซึ่งมีความแม่นยำและรวดเร็ว ซึ่งมีการ
นำวงจรอิเล็กทรอนิกส์และคอมพิวเตอร์มาควบคุม ทำให้ความแม่นยำสูงขึ้น
5.2 โวลท์เตจเรกกูเรชั่น
เมื่อโหลดเปลี่ยนแปลง แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเครื่องกำเนิดไฟฟ้าจะเปลี่ยนแปลงด้วย ไม่ได้ขึ้น
กับกระแสของโหลดเพียงอย่างเดียว ยังขึ้นกับเพาเวอร์แฟกเตอร์ของโหลด การหาค่าโวลต์เตจเรกูเร
ชั่นเมื่อเครื่องกำเนิดจ่ายโหลดเต็มพิกัด(full-load) การคำนวณหาเปอร์เซ็นโวลต์เตจเรกูเรชั่นหาได้
ดังนี้
โวลต์เตจเรกูเรชั่น = (E0 – V) / V
%VR = (E0 – V) / V x 100
เมื่อ E0 = แรงเคลื่อนไฟฟ้าเหนี่ยวนำ
= แรงดันดันไฟฟ้าที่ขั้วเมื่อไม่โหลด
เมื่อเครื่องกำเนิดจ่ายโหลดที่มีเพาเวอร์แฟกเตอร์นำหน้า แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วจะสูงกว่าตอน
ไม่มีโหลด แต่เมื่อจ่ายโหลดมีค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ล้าหลังแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วลดลงมากกว่าเมื่อโหลด
มีค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์เป็น 1 หรือ 100% ดังรูปที่ 2
5.3 กาหาค่าของโวลต์เตจเรกกูเรชั่น
ในกรณีเป็นเครื่องกำเนิดขนาดเล็ก กาหาค่าโวลเตจเรกูกเรชั่นสามารถหาได้โดยการต่อ
โหลดเข้าไปที่ขั้วของเครื่องกำเนิดโดยตรง ทำได้ดังนี้
ขับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าให้หมุนด้วยความเร็วซิงโครนัส แล้วปรับแรงดันไฟฟ้าที่ขั้วให้ได้ค่า
แรงดันเต็มพิกัด จากนั้นค่อย ๆ เพิ่มโหลดเข้าไป จนกระทั่งวัตต์มิเตอร์และแอมมิเตอร์แสดงค่าเต็ม
พิกัดที่ค่าเพาเวอร์แฟกเตอร์ตามต้องการหลังจากนั้นจึงปลดโหลดออกทั้งหมด แล้วอ่านค่าแรงดัน
ไฟฟ้าที่ขั้วจากโวลต์มิเตอร์จะเป็นค่าแรงดันฟ้าที่ขั้วเมื่อไม่มีโหลด
%VR = (E0 – V) / V x 100
ในกรณีเครื่องกำเนิดไฟฟ้าขนาดใหญ่การหาค่าโวลต์เตจเรกกูเรชั่น ด้วยวิธีดังนี้
5.3.1 วิธีซิงโครนัสอิมพีแดนซ์
5.3.2 วิธีแรงเคลื่อนแม่เหล็ก
5.3.3 วิธีซีโรเพาเวอร์แฟกเตอร์
5.3.1 วิธีซิงโครนัสอิมพีแดนซ์
ลำดับขั้นตอนทดสอบมีดังนี้
1.วัดและคำนวณหาค่าความต้านทานของขดลวดอาเมเจอร์แต่ละเฟส ด้วย ดี.ซี.
โวลต์มิเตอร์และ ดี.ซี. แอมป์มิเตอร์ แล้วนำมาคำนวณหาค่า Ra จากสมการ
Ra(Effective armature resistance) = 1.5 Rd.c
หรือจะใช้ไฟฟ้ากระแสสลับป้อนเข้าไปในขดลวดอาเมเจอร์แต่ละเฟส แล้ววัดกระแสและวัดกำลัง
ไฟฟ้าที่ป้อนให้โหลดขดลวด คำนวณจากสมการ
Ra(Effective armature resistance) = P/I2
2.ค่าซิงโครนัสอิมพีแดนซ์(ZS) หาได้จากการทดสอบในสภาวะวงจรเปิดและการทดสอบ
ในสภาวะลัดวงจร
2.1 ทดสอบในสภาวะวงจรเปิด
1.ต่อขดลวดสนามแม่เหล็ก ของเครื่องกำเนิดเข้ากับแหล่งจ่ายไฟตรงโดยผ่าน
ดี.ซี.แอมป์มิเตอร์ และรีโอสตาท
2.ต่อ เอ.ซี. โวลต์มิเตอร์ระหว่างปลายสายของขดลวดอาเมเจอร์คู่หนึ่ง
V = แรงดันไฟฟ้าที่ขั้วเมื่อมีโหลดเต็มพิกัด

3.ขับเครื่องกำเนิดให้หมุนด้วยความเร็วเต็มพิกัด หรือความเร็วซิงโครนัส
4.บันทึกค่า If และ E0 ที่เกิดขึ้น โดยปรัค่ากระแสฟิลด์ จาก If = 0 จนกระทั่ง E0 มี
ค่าประมาณ 1.5 เท่าของแรงดันดันเต็มพิกัด
5.เขียนกราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างแรงเคลื่อนไฟฟ้ากับกระแสฟิลด์ดังรูป
ที่ 5
2.2 การทดสอบในสภาวะวงจรปิด
1.ต่อ เอ.ซี.แอมป์มิเตอร์อนุกรมกับขดลวดอาเมเจอร์แต่ละเฟสแล้วลัดวงจร
2.ขับเครื่องกำเนิดให้หมุนด้วยความเร็วเต็มพิกัด
3.ปรับ If = 0 จนกระทั่งกระแสลัดวงจร ISC มีค่าประมาณ 1.5 เท่าของกระแสเต็ม
พิกัด
4.บันทึกค่า If และ ISCC แล้วนำไปเขียนกราฟความสัมพันธ์ระหว่าง If กับ ISCC
การหาค่าทำได้ดังนี้ คือ
E0 = ISCCZS
ZS = E0(o.c.c)/ISC(s.c.c)
Xa = √(Za)2 – (Ra)2
เมื่อทราบค่า Ra และ Xa ของเคืร่องกำเนิด สามารถหาค่า E0 เมื่อโหลดมีค่าเพาเวอร์แฟก
เตอร์ต่าง เช่น โหลดมีเพาเวอร์แฟกเตอร์ล้าหลังหาค่า E0
E0 = (Vcosθ + IRa) + j(Vsinθ + IXa)
%VR = (E0 – V)/V x 100
5.4 ประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดไฟสลับ
การสูญเสียของเครื่องกำเนิด
1.ความสูญเสียคงที่(fixed loss)
2.ความสูญเสียจากลม(windage loss)
3.ความสูญเสียในแกนเหล็ก(iron loss)
4.ความสูญเสียกระแสไหลวน(eddy cureent loss)
5.ฮีสเตอร์เรสซิส(hysteresis loss)
6.ความสูญเสียในลวดตัวนำ(copper loss)
เมื่อนำไปใช้งานกับโหลด จะหาประสิทธิภาพของเครื่องกำเนิดดังนี้
ประสิทธิภาพ(%Eff) = (กำลังเอาท์พุต/กำลังอินพุต) x 100
หรือ
**********************************
ประสิทธิภาพ(%Eff) = ((KVAcosθ)/(KVAcosθ + total copper losses
+ fixed losses )) x 100