การสตาร์ทมอเตอร์สตาร์เดลต้า       3 เฟสด้วย PLC

          รูปแบบการสตาร์ทมอเตอร์แบบ 3 เฟสนั้นมีกันหลากหลายวิธีไม่ว่าจะเป็นการสตาร์ทแบบตรง (Direct On Line: DOL) การสตาร์ทแบบสตาร์เดลต้า (Star-Delta) การใช้ซอฟต์สตาร์ทเตอร์ (Soft Starter) และการใช้เครื่องควบคุมความเร็วรอบมอเตอร์ (Variable Frequency Drive: VFD) ซึ่งแต่ละรูปแบบนั้นจะแตกต่างกันออกไปตามลักษณะของการใช้งานรวมไปถึงข้อดีข้อเสียอีกด้วย โดยในบทความนี้จะเป็นการนำ PLC มาใช้ในการสตาร์ทมอเตอร์ในรูปแบบสตาร์เดลต้า (Star-Delta) เพื่อเป็นแนวทางในการประยุกต์ใช้ความรู้พื้นฐานของ PLC ที่ทางเราได้ทำบทความเอาไว้ก่อนหน้านี้ (สามารถชมได้ที่ https://plantequipment.co.th/basic-programming-in-plc/ และ https://plantequipment.co.th/basic-functions-commonly-used-in-plc/) เพื่อไม่ให้เสียเวลาเริ่มกันเลยดีกว่าครับ

การสตาร์ทมอเตอร์แบบสตาร์เดลต้า

          การสตาร์ทมอเตอร์แบบสตาร์เดลต้า (Star-Delta) นั้นเป็นวิธีที่ใช้กันแพร่หลายเป็นอย่างมาก เนื่องจากสามารถลดปัญหาจากแบบ DOL ได้ เนื่องจากแบบ DOL นั้นจะเหมาะสมกับขนาดมอเตอร์ไม่เกิน 7.5 kW ขณะที่สตาร์ทมอเตอร์ทำให้เกิดปัญหาทางไฟฟ้าคือ เกิดกระแสไฟฟ้ากระชาก (Inrush Current) ประมาณ 6 เท่าจากปกติเลยทีเดียว นอกจากนี้อาจทำมอเตอร์เกิดการสึกหรอไวยิ่งขึ้นอีกด้วย ดังนั้นหากมีการใช้งานมอเตอร์ขนาดเกิน 7.5kW แนะนำให้ต่อใช้งานแบบสตาร์เดลต้า (Star-Delta) จึงเป็นสิ่งที่ดีกว่า (ถ้างบที่ใช้จำกัดไม่สามารถซื้อ Soft Starter และ VFD ได้) โดยลักษณะวงจรของสตาร์เดลต้าจะมีส่วนประกอบด้วยกัน 2 ส่วนคือ

          1. การเริ่มสตาร์ทมอเตอร์ด้วยวงจรสตาร์ (Star) สามารถลดกระแสไฟฟ้าที่ใช้ลดลงได้ประมาณ 1/3 เมื่อเทียบกับการใช้แบบเดลต้าทำให้ลดกระแสไฟฟ้ากระชากได้ แต่ก็จะแลกกับแรงบิดของมอเตอร์ลดลงด้วยเช่นกัน

วงจรต่อแบบสตาร์

          2. การรันมอเตอร์ด้วยวงจรเดลต้า (Delta) ในเมื่อสตาร์ทมอเตอร์แบบสตาร์ก่อนแล้ว จึงเกิดแรงเฉื่อยเข้ามาช่วยทำให้ลดแรงบิดขณะหมุนได้ แต่ก็จะเกิดไฟฟ้ากระชากไม่มาก (ถ้าโหลดไม่มากจนเกินไป) ตอนที่เปลี่ยนจากสตาร์เป็นเดลต้า แต่ข้อดีของเดลต้าคือ มีแรงบิดที่สูงมากกว่าแบบสตาร์

วงจรต่อแบบเดลต้า

          ก่อนจะทำการต่อแบบสตาร์เดลต้านั้นให้ดูเนมเพลตของมอเตอร์ด้วยว่าใช้แรงดันเท่าไหร่ แล้วระยะเวลาที่ใช้ในการเปลี่ยนจากสตาร์เป็นเดลต้าขึ้นอยู่กับขนาดของมอเตอร์และจำนวน Pole อีกด้วย หลังจากที่รู้จักการใช้วงจรสตาร์เดลต้า (Star-Delta) แล้ว ไปเริ่มการเขียน PLC ในการควบคุมมอเตอร์ 3 เฟสกันเลยดีกว่าครับ

การต่อสายไฟของแม็กเนติกกับมอเตอร์

วงจร SLD ของสตาร์ทมอเตอร์แบบสตาร์เดลต้า

ภาพหลังจากการต่อสายไฟของแม็กเนติก

การเขียนโปรแกรม PLC

          โดยจะใช้ PLC Amsamotion รุ่น AMX-FX3U-M26MR-E ในการเขียน Ladder ควบคุมการทำงานมอเตอร์ 3 เฟสแบบสตาร์เดลต้า (Star-Delta) แล้วใช้ฟังก์ชั่น Timer มาช่วยในการนับเวลาเพื่อเปลี่ยนการทำงานจากสตาร์เป็นแบบเดลต้าและใช้การเขียนรูปแบบ Interlock ระหว่างวงจรสตาร์กับเดลต้าเพื่อป้องกันการทำงานพร้อมกัน ดังนั้นลักษณะการต่อวงจร Ladder เป็นดังนี้

          ในโปรแกรมที่ทำนั้นจะประกอบไปด้วย ปุ่มสตาร์ท (X0), ปุ่มหยุด (X1), แม็กเนติกหลัก (Y0) , แม็กเนติกของวงจรสตาร์ (Y1) , แม็กเนติกของวงจรเดลต้า (Y2), หลอดไฟแสดงสถานะสตาร์ท (Y3), หลอดไฟแสดงสถานะหยุด (Y4) และตัวจับเวลา (T0) วิธีการทำงานจะเป็นดังนี้

          1. เริ่มทำการ Simulation เห็นได้ว่า หลอดไฟแสดงสถานะหยุด (Y4) ทำงานอยู่แค่ตัวเดียว

          2. ทำการกดปุ่มสตาร์ท (X0) เพื่อจ่ายไฟให้แม็กเนติกหลัก (Y0) ทำงาน แล้ว Self-holding ค้างเอาไว้ หลังจากนั้นก็สั่งให้แม็กเนติกของวงจรสตาร์ (Y1) กับตัวจับเวลา (T0) ทำงาน จากนั้นจับเวลา 10 วินาที ส่วนหลอดไฟแสดงสถานะสตาร์ท (Y3) ติดขึ้นมาพร้อมกับตัดการทำงานของหลอดไฟแสดงสถานะหยุด (Y4) ลง

          3. หลังจากตัวจับเวลา (Timer) นับครบแล้วจะทำการสลับการทำงานแม็กเนติกของวงจรสตาร์ (Y1) กับ แม็กเนติกของวงจรเดลต้า (Y2)

          4. หากมีการกดปุ่มหยุด (X1) จะทำการตัดการทำงานแม็กเนติกหลัก (Y0) ส่งผลให้การทำงานทั้งหมดหยุดลงด้วยเช่นกัน ส่วนหลอดไฟแสดงสถานะหยุด (Y4) จะติดขึ้นมา แล้วหลอดไฟแสดงสถานะสตาร์ท (Y3) จะดับลง

          หลังจากมีการสาธิตการต่อวงจร Ladder ของการสตาร์ทมอเตอร์แบบสตาร์เดลต้าแล้ว ก็สามารถนำ Input และ Output ของ PLC ไปต่อใช้งานได้เลย นอกจากนี้สามารถปรับเปลี่ยนลักษณะวงจรได้ตามความเหมาะสมขึ้นอยู่กับความถนัดแต่ละบุคคลรวมไปถึงปัจจัยอื่นๆที่มีผลต่อการทำงานของระบบ หวังว่าจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่เริ่มศึกษาการใช้งาน PLC ในการควบคุมมอเตอร์ 3 เฟสครับ