เครื่องจักรกลไฟฟ้า ซึ่งแบ่งออกเป็น 3 อย่างคือ มอเตอร์(Motor) เครื่องกำเนิดไฟฟ้าหรือ ไดนาโม(Generator or Dynamo) และหม้อแปลงไฟฟ้า(Transformers)  แต่เราจะไม่พูดถึงหม้อแปลงเพราะหม้อแปลงเป็น Static Machine หรือเครื่องจักรกลไฟฟ้าที่อยู่นิ่ง

หลายๆคนคงจะรู้จักกับมอเตอร์กันนะครับ  ตัวเล็กบ้างตัวใหญ่บ้าง  ที่หมุนๆ  ถ้าเป็นเด็กก็ใส่ในรถบังคับ  ทำให้ล้อหมุนได้  ในเครื่องบินบังคับก็ใช้เป็นตัวขับใบพัด  ถ้าเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าก็ใช้เป็นแหล่งจ่ายพลังงานไฟฟ้า ยกตัวอย่างเช่น  ไดนาโมในรถยนต์ ที่ผลิตกระแสไฟฟ้าให้เราสามารถใช้ไฟฟ้าในรถได้ซึ่ง 

เครื่องจักรกลไฟฟ้ามีหลักการง่ายๆแต่สำคัญคือ

1.เมื่อตัวนำเคลื่อนที่ในสนามแม่เหล็กทำให้เกิดแรงดันเหนนี่ยวนำ

2.เมื่อผ่านกระแสเข้าไปยังตัวนำที่วางอยู่ในสนามแม่เหล็กทำให้เกิดแรงทางกลขึ้นบนตัวนำ

จากหลักการทั้งสอง

กรณีผ่านกระแสเข้าไปยังตัวนำซึ่งวางในสนามแม่เหล็ก เครื่องจักรกลไฟฟ้าจะทำงานในกริยาเป็นมอเตอร์

กรณีของการเกิดแรงคลื่อนเหนี่ยวนำจากการเคลื่อนที่ของตัวนำในสนามแม่เหล็ก เครื่องจักรกลไฟฟ้าจะทำงานในกริยาเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้า

สรุปให้เข้าใจง่ายๆอีกทีคือ

ถ้าให้กระแสแก่มอเตอร์ ก็จะเกิดแรงทางกลออกมา  และถ้าให้แรงทางกลแก่มอเตอร์มอเตอร์ก็จะเห็นพลังงานไฟฟ้าออกมา

ระบบไฟฟ้า

การเชื่อมโยงทางสนามแม่เหล็ก

ระบบทางกล

มอเตอร์เป็นที่แพร่หลายมากทั้งในชีวิตประจำวันและทางอุตสาหกรรม

แต่ใครเลยจะรู้ว่ากว่ามันจะหมุนได้มันต้องเจอกับอะไรบ้าง

การสูญเสียในเครื่องจักรกลไฟฟ้า

1.การสูญเสียเนื่องจากขดลวดทองแดง(Copper losses) 

1.1 การสูญเสียที่ขดลวดอาร์เมเจอร์ P_a=I_a²R_a

1.2 การสูญเสียที่ขดลวดสร้างสนามแม่เหล็ก P_F=I²_FR_F

2.การสูญเสียที่แกนเหล็ก(Core losses)

   การสูญเสียที่แกนเหล็กเนื่องจากฮีสเตอรีซีส  และกระแสไหลวน  P_core=P_e+P_h

3.การสูญเสียที่แปลงถ่าน(Brush losses)

เกิดจากแรงดันตกคร่อมแปลงถ่าน  P_bd=V_bdI_a

4.การสูญเสียทางกล (Machanical losses)

4.1การสูญเสียเนื่องจากแรงเสียดทาน 

4.2การสูญเสียที่เกิดจากลูกปืน(Bearing)ในเครื่องจักรกล

4.3การสูญเสียเนื่องจากลมต้าน  จากแรงเสียดทานระหว่างส่วนเคลื่อนที่(moving part)ของเครื่องจักรกล กับอากาศด้านในของโครงมอเตอร์

4.4การสูญเสียเนื่องจากความไม่สม่ำเสมอของสนามแม่เหล็กและความหนาแน่นของกระแสไฟฟ้า(Stray load losses)

ผลจากกระแสในตัวอาร์เมเจอร์ จะทำให้ค่าความหนาแน่นของสนามแม่เหล็ก  เพิ่มขึ้นที่ปลายด้านหนึ่งของของขั้วแม่เหล็กและลดลงที่ปลายอีกด้านหนึ่ง  ทำให้ความหนาแน่นในตัวโรเตอร์ไม่สม่ำเสมอ

จากกำลังในอุดมคติที่ P_in=P_out  การสูญเสียที่มานี้จะเป็นตัวที่ทำให้กำลังลดลง

ไม่น่าเชื่อเลยว่าปัญหาเยอะขนาดนี้มอเตอร์ยังหมุนได้อยู่

  มอเตอร์มีปัญหามากมาย ยังไม่นับรวมถึงปัญหาของ สนามแม่เหล็กสะท้อนจากอาร์เมเจอร์ ปัญหาเนื่องจาก L di/dt และปัญหาอื่นๆแต่มันก็ยังทำงานได้  หมุนต่อไป  ทำหน้าที่ของมันไป  ไม่เหมือนกับคนเราบางคนเจอปัญหาแค่อย่างเดียวก็คิดสั้น  ทางออกที่ดีคือการที่ลืมปัญหาไป หรืออย่าคิดว่ามันคือปัญหา  จะทำให้เรามีสมาธิแล้วปัญญาก็จะเกิด  แล้วก็ค่อยๆแก้ปัญหาไป