... บทความบทนี้ จึงเรียบเรียงขึ้นเป็นแนวทางเพื่อช่วยให้ผู้ใช้งานอินเวอร์เตอร์ ได้เกิดความเข้าใจหลักการทำงานพื้นฐานของอินเวอร์เตอร์ ได้มากยิ่งขึ้น และสามารถเลือกใช้อินเวอร์เตอร์ได้อย่างเหมาะสม

     inverter เป็นอุปกรณ์ทางไฟฟ้า ที่ใช้สำหรับเปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไฟฟ้ากระแสสลับ
โดย ไฟฟ้ากระแสตรงที่จะ นำมาทำการเปลี่ยนนั้นมาจาก แบตเตอรี่ เตรื่องกำเนิดไฟฟ้า
กระแสตรง หรือแผงโซล่าเซลล์ก็ได้ ไฟฟ้ากระแสสลับที่ได้มานั้น จะเหมือนกับไฟฟ้าที่ได้
จากปลั๊กไฟ ตามผนังบ้านทุกอย่าง โดย inverter ทำให้อุปกรณ์ต่างๆ เช่น มอเตอร์, พัดลม
หรืออุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ไฟฟ้ากระแสสลับ  สามารถใช้ได้กับไฟฟ้ากระแสตรง

Motor Control
         มอเตอร์เป็นอุปกรณ์ไฟฟ้า ที่ใช้ในการแปลงพลังงานไฟฟ้า ไปเป็นพลังงานกล
โดยนำพลังงานที่ได้นี้ไปทำ การขับเคลื่อนเครื่องจักร อื่นๆต่อไป ความเร็วของมอเตอร์
สามารถกำหนดได้โดย
       1. แรงบิดของโหลด
       2. จำนวนขั้วของมอเตอร์
       3. ความถี่ของแหล่งจ่ายไฟที่ใช้กับมอเตอร์
       4. แรงดันที่จ่ายให้กับมอเตอร์
   ความเร็วของมอเตอร์สามารถหาได้จากสูตร ดังต่อไปนี้

                    ความเร็วรอบ  N  =  {[120 * ความถี่ f (Hz)] / จำนวนขั้ว P} *  (1-S)

   โดยเทอม 1-S กำหนดโดยโหลด
         จากสูตรข้างต้นจะพบว่า ถ้าความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ เปลี่ยนแปลงไปก็มีผลทำให้
มอเตอร์มีความเร็วเปลี่ยนแปลงได้ด้วย แต่เมื่อทำการเปลี่ยนความถี่ โดยให้แรงดันคงที่
จะมีผลทำให้เกิดฟลักส์ แม่เหล็กเพิ่มมากขึ้นจนอิ่มตัว ซึ่งอาจทำให้มอเตอร์ ร้อนจนเกิด
ความเสียหายได้ ดังนั้นจึงต้องทำการเปลี่ยน แรงดันควบคู่ไปกับความถี่ด้วย  และการที่
จะเปลี่ยนแปลง ความถี่ของแหล่งจ่ายไฟ สามารถทำได้โดย การใช้อินเวอร์เตอร์  
         จากที่กล่าวมา พอจะอธิบายได้ว่า แหล่งจ่ายไฟกระแสสลับ จ่ายไฟฟ้ากระแสสลับ ไปยังคอนเวอร์เตอร์ ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสสลับให้เป็น ไฟฟ้ากระแสตรง แล้วนำไฟฟ้ากระแสตรงที่ได้ ต่อเป็นอินพุตเข้าไปในวงจรอินเวอร์เตอร์ ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้ากระแสตรงนี้ เป็นไฟฟ้ากระแส
สลับที่สามารถเลือกความถี่ได้ เพื่อไปควบคุมมอเตอร์ให้มีความเร็วตามต้องการได้

         การเปลี่ยนขนาดแรงดันของอินเวอร์เตอร์ตามความถี่ โดยวิธีการแปรรูปคลื่นของ
แรงดัน สามารถทำได้หลายวิธีดังนี้
           1. วิธีแปรขนาดแรงดันของไฟตรง (PAM : Pulae Amplitute Modulation)
           2. วิธีแปรความกว้างของพัลส์ที่ใช้เปิด-ปิดทรานซิสเตอร์ (PWM : Pulae Width Modulation)
               - เป็น Square Wave
               - เป็น Sine Wave

         วิธี PWM แบบ Sine Wave นั้นจะมีการเปิด-ปิดสวิทช์หลายๆครั้งในหนึ่งไซเคิล
และการเปิด-ปิดในแต่ละครั้งจะใช้เวลาไม่เท่ากัน จำนวนการเปิด-ปิดใน 1 วินาที เรียกว่า
ความถี่แคเรียร์ (Carrier Frequency) ซึ่งวิธี PWM แบบ Sine Wave มีรูปแบบควบคุมการ
เปิด-ปิดสวิตช์ 3 แบบ ดังตาราง ที่ 2

การควบคุมมอเตอร์

       1. การสตาร์ท
           ทำได้โดยให้สัญญาณตั้งความถี่แก่อินเวอร์เตอร์ด้วยความถี่สตาร์ท มอเตอร์ก็จะผลิต
แรงบิด จากนั้นอินเวอร์เตอร์จะค่อย ๆ เพิ่มความถี่ขึ้นไป  จนกระทั่งแรงบิดของมอเตอร์สูงกว่า
แรงบิดของ โหลด มอเตอร์จึงเริ่มหมุน

       2. การเร่งความเร็วและการเดินเครื่องด้วยความเร็วคงที่
           หลังจากสตาร์ทอินเวอร์เตอร์และมอเตอร์แล้ว ความถี่ขา ออกจะค่อยๆ เพิ่มขึ้น จนถึง
ความถี่ที่ต้องการ ช่วงเวลาในการเพิ่มความถี่นี้คือเวลาการเร่งความเร็ว และเมื่อความ ถี่ขาออก
เท่ากับความถี่ที่ต้องการ การเร่งความเร็วก็จบ อินเวอร์เตอร์จะเข้าสู่การทำงานในช่วงเวลาการ
เดินเครื่อง ด้วยความเร็วคงที่

       3. การลดความเร็ว
           ทำได้โดยตั้งความถี่ให้ต่ำกว่าความถี่ขาออก อินเวอร์เตอร์จะลดความถี่ลงมาเรื่อย ๆ
ตามช่วง เวลาการลดความเร็วที่ได้ตั้งไว้ ในขณะลดความถี่ ความเร็วรอบของมอเตอร์จะมีค่า
มากกว่าความถี่ขาออกของอินเวอร์เตอร์ มอเตอร์จะทำงาน เหมือนเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ผลิต
ไฟจ่ายกลับไปให้อินเวอร์เตอร์ (regeneration) ทำให้แรงดันไฟตรง (แรงดัน คร่อม
คอนเดนเซอร์) มีค่าเพิ่มขึ้น ดังนั้นภายในอินเวอร์เตอร์จะมีวงจรที่ทำหน้าที่รับพลังงานที่เกิด
จากการ regeneration ซึ่งจะมีผลทำให้เกิดการเบรคมอเตอร์ วงจรนี้เรียกว่า วงจรเบรคคืน
พลังงาน
         ในช่วงการลดความเร็วจะทำงานในลักษณะนี้หลาย ๆ ครั้ง ถ้าพลังงานมีค่าน้อย (แรง
บิดที่จำเป็นสำหรับการลด ความเร็วมีขนาดเล็ก) อัตราการใช้งานวงจรเบรคก็จะต่ำ บางครั้ง
อาจจะไม่ทำงานเลยก็มี
          อัตราการใช้งานวงจรเบรคนี้ ได้รับการออกแบบโดยการพิจารณาในแง่ของการระบาย
ความร้อนไว้ที่ 2-3 % เท่านั้น ถ้ามีการใช้เบรคบ่อย หรือใช้เบรคนานเกินไป จะทำให้เกิดปัญหา
การระบายความร้อนของตัวต้านทาน และอาจ ทำให้อุปกรณ์ที่ทำหน้าที่สวิทช์์เสื่อมได้

       4. การหยุด
           อินเวอร์เตอร์จะลดความถี่ลงจนถึงระดับหนึ่ง และจะผลิตไฟตรงเข้าไปในมอเตอร์
เพื่อทำงานเป็นเบรค จนมอเตอร์หยุด เรียกว่า การเบรคด้วยไฟตรง


แนวคิดในการเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ 

         ถ้าคิดว่าอินเวอร์เตอร์เหมือนกับแหล่งจ่ายไฟที่ใช้จ่ายพลังงานเพื่อขับมอเตอร์ ก็จะ
คิดว่ายิ่งเลือกอินเวอร์เตอร์ ขนาดยิ่งใหญ่เท่าใดก็ยิ่งดี สามารถติดตั้งสวิทช์ที่เอาท์พุตของ
อินเวอร์เตอร์ เพื่อเปิดปิดจ่ายกระแสให้มอเตอร์ได้ทันที เหมือนกับแหล่งจ่ายไฟ แต่แนวความ
คิดนี้ ไม่ถูกต้อง เนื่องจากต้องสิ้นเปลืองค่าใช้จ่ายสูง และอินเวอร์เตอร์มีขนาดใหญ่ เกินความจำเป็น
         ในการเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ให้เหมาะสมกับมอเตอร์ จะต้องคำนึงถึงข้อต่างๆ
ดังต่อไปนี้
       1. ความสามารถในการขับมอเตอร์ขณะเร่งความเร็ว และความเร็วรอบคงที่  ต้องพิจารณา
ว่าอินเวอร์เตอร์สามารถจ่ายกระแสที่มอเตอร์ต้องการได้หรือไม่
      2. ความสามารถในการขับมอเตอร์ขณะลดความเร็ว ในขณะที่ลดความเร็วมอเตอร์จะทำ
งานเป็นเครื่องกำเนิดไฟฟ้าและคืนพลังงาน กลับไปให้อินเวอร์เตอร์ ดังนั้น อินเวอร์เตอร์ต้อง
มีความสามารถในการรับคืนและใช้พลังงานนี้ให้หมดไป
      3. การเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ โดยดูจากขนาด และจำนวนมอเตอร์นั้น ให้เลือก
อินเวอร์เตอร์ที่มีกระแสพิกัดมากกว่าผลรวมของกระแสมอเตอร์ทุกตัว
       จุดเด่นของอินเวอร์เตอร์อีกอย่างหนึ่งคือสามารถขับมอเตอร์หลาย ๆ ตัวด้วยอินเวอร์เตอร์
เพียงตัวเดียว แต่วิธีการเดินเครื่องบางแบบอาจต้องเลือกขนาดอินเวอร์เตอร์ที่มีขนาดใหญ่มาก
จึงไม่เป็นการประหยัด และเกิดการผิดพลาดในการเลือกขนาดได้ง่ายด้วย อินเวอร์เตอร์ที่ทำ
งานในโหมดการควบคุมฟลักซ์เวกเตอร์ ไม่สามารถขับมอเตอร์ ได้หลายตัวพร้อมกันจะต้อง
เปลี่ยนโหมดการควบคุมไปเป็นแบบแรงดันต่อความถี่เท่านั้นจึงจะขับมอเตอร์ได้หลายตัว

โดย numnoii