รายละเอียด

การควบคุมความเร็วของมอเตอร์ในชุดการทดลองปัจจุบันต้องใช้อุปกรณ์ในการทดลองจำนวนมากและไม่สามารถควบคุมความเร็วได้แบบเรียลไทม์ ซึ่งการทดลองนี้ได้จัดทำขึ้นเพื่อศึกษาชุดการทดลองการควบคุมความเร็วของมอเตอร์แบบเรียลไทม์ผ่านการควบคุมด้วยโปรแกรม Workbench  โดยมีวิธีการทดลองคือ ศึกษาการทำงานของโปรแกรมและชุดอุปกรณ์ที่ให้มาและศึกษาทฤษฎีที่เกี่ยวข้องและจำเป็นในการทำการทดลอง จากนั้นทำการทดลองเพื่อหาค่าพารามิเตอร์ และนำค่าที่ได้ไปออกแบบตัว PI controller เพื่อเป็นตัวควบคุมความเร็วมอเตอร์ ซึ่งผลการทดลองที่ได้นำมาออกแบบการควบคุมมอเตอร์ผ่านวงจร Simulation ในโปรแกรม Workbench และสามารถนำไปทดแทนชุดการทดลองปัจจุบันได้

วัตถุประสงค์

        ปัจจุบันการในรายวิชาการทดลองทางวิศวกรรมไฟฟ้าซึ่งประกอบด้วยหลากหลายหัวข้อรวมถึงการทดลองที่มีหัวข้อเกี่ยวกับเครื่องจักรกลไฟฟ้าและมอเตอร์ไฟฟ้าชนิดต่างๆ โดย เครื่องจักรกลไฟฟ้า คืออุปกรณ์ที่ทำหน้าที่เป็นตัวกลางสำหรับการแปรสภาพพลังงาน เมื่อป้อนอินพุตที่เป็นพลังงานไฟฟ้า (แรงดันและกระแส) ให้กับเครื่องจักรกลไฟฟ้าแล้วได้เอาต์พุตออกมาเป็นพลังงานกล แสดงว่าเครื่องจักรกลไฟฟ้าทำงาน ในรูปแบบ มอเตอร์ไฟฟ้า ทั้งนี้มอเตอร์ไฟฟ้ามีหลากหลายประเภท เช่น มอเตอร์ไฟฟ้ากระแสตรง มอเตอร์เหนี่ยวนำ และมอเตอร์ซิงโครนัส และทางกลับกันถ้าป้อนอินพุตเป็นพลังงานกลแล้วได้เอาต์พุต ออกมาเป็นพลังงานไฟฟ้า เครื่องจักรกลไฟฟ้าจะทำงานในรูปแบบเป็น เครื่องกำเนิดไฟฟ้า ทั้งนี้ความไม่สะดวกของการทดลองในปัจจุบันมีหลากหลายสาเหตุ ยกตัวอย่างเช่นการทดลองเพื่อหาค่าพารามิเตอร์ของมอเตอร์กระแสตรงที่ไม่สามารถหาค่าได้ทุกตัวแปรและไม่สามารถหาค่าความเร็วของมอเตอร์แบบเรียลไทม์ได้
        โดยระบบการควบคุมแบบ Real-time คือ การควบคุมที่ตอบสนองโดยทันทีและเป็นระบบที่มีคาบเวลาเข้ามาเกี่ยวข้อง เช่น ระบบ Sensor ที่ส่งข้อมูลให้คอมพิวเตอร์ เมื่อออกคำสั่งให้โปรแกรมทำงานและต้องทำการคำนวณผลลัพธ์ออกมาทันที โดย Real-time Programming จึงหมายถึง โปรแกรมที่ตอบสนองและแสดงเวลาต่อสถานะของเครื่องจริง โดยมีการทำควบคู่กับแบบ On-line processing (คือการทำงานแบบตอบสนอง หรือ การให้ Output แบบทันทีทันใด) ซึ่งบางครั้งจะเรียกว่า "on-line real-time"  การประมวลผลแบบทันที (real-time processing) นี้มีจุดประสงค์เพื่อนำ Output ที่ได้ไปใช้ในการตัดสินใจแก้ปัญหา และดำเนินการต่าง ๆ ได้อย่างรวดเร็ว หรือ ทันเวลา
        เนื่องจากการทดลองเกี่ยวกับเครื่องจักรกลไฟฟ้า และ มอเตอร์ไฟฟ้า ที่มีการเรียนการสอนในการทำการทดลอง ณ ปัจจุบันนี้ไม่ครอบคลุมเนื้อหาบางส่วน เช่น การหาค่าพารามิเตอร์บางค่า การหาค่าลักษณะเฉพาะของทั้งมอเตอร์และเครื่องจักรกลไฟฟ้า ซึ่งต้องใช้หลายวิธีในการหาและอุปกรณ์ที่ต้องใช้ในการทดลองจำนวนมาก ทั้งยังมีความยุ่งยากในการทดลองและไม่สามารถหาค่าที่ต้องการศึกษาในความเร็วโหมดเรียลไทม์ได้ เพื่อให้การทำการทดลองมีความครอบคลุมและสามารถหาค่าความเร็วแบบเรียลไทม์และค่าพารามิเตอร์ในการทดลองที่ในปัจจุบันไม่สามารถทำได้ จึงเกิดเป็นโครงงานนี้ขึ้นมา โดยในโครงงานนี้จะศึกษาชุดการทดลองแบบเรียลไทม์สำหรับควบคุมมอเตอร์ซึ่งเป็นการทดลองที่มีในส่วนของซอฟแวร์และฮาร์ดแวร์ ในส่วนที่เป็นซอฟแวร์โดยปกติสามารถหาได้จากโปรแกรม MATLAB  Simulation เพื่อหาค่าความเร็วแบบเรียลไทม์ได้ แต่เนื่องจากโปรแกรม MATLAB เป็นเพียงการสร้างแบบจำลองในโปรแกรมไม่ใช้การทดลองจริงจากตัวอุปกรณ์และอาจเกิดความไม่สะดวกในการสร้างแบบจำลองได้ จึงเลือกใช้โปรแกรม workbench มาใช้ในการทดลองแทน ซึ่งโปรแกรมนี้สามารถดาวน์โหลดติดตั้งได้โดยไม่มีค่าใช้จ่ายและจะเป็นส่วนที่แสดงผลต่างๆ ที่ทำในการทดลองรวมทั้งควบคุมการทำงานของมอเตอร์ และในส่วนของฮาร์ดแวร์จะเป็นอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ต่างๆที่ต้องใช้ทั้งตัวมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้ากระแสตรงที่เชื่อมต่อกับคอมพิวเตอร์ผ่าน Inverter 3 phase เพื่อให้มอเตอร์สามารถรับคำสั่งจากโปรแกรมและทำงานตามการทดลองที่มีการออกแบบไว้แล้ว
        ด้วยเหตุนี้ผู้จัดทำจึงมุ่งเน้นที่จะศึกษาการใช้งานและปรับปรุงแก้ไขการทดลองที่มีอยู่ในปัจจุบันให้ดียิ่งขึ้นโดยที่สามารถเข้าใจเนื้อหาได้ง่ายขึ้นพร้อมทั้งใช้อุปกรณ์ในการทดลองน้อยลงซึ่งจะส่งผลดีต่อการเรียนมากยิ่งขึ้น

ผู้จัดทำ

เจษฎา หลักคำ

JEDSADA LUKKHAM

#นักศึกษา

สมาชิก

จิรนันท์ พูลสวัสดิ์

JIRANANT PHOOLSAWAT

#นักศึกษา

สมาชิก

ลดาวัลย์ อินทร์แก้ว

LADAWAN INKAEW

#นักศึกษา

สมาชิก

อานันทวัฒน์ คุณากร

Anantawat Kunakorn

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษา

สมภพ ผลไม้

Sompob Polmai

#อาจารย์

อาจารย์ที่ปรึกษาร่วม

โหวตนวัตกรรมนี้