มอเตอร์ไฟฟ้า เป็นเครื่องใช้ไฟฟ้าที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นพลังงานกล ประกอบด้วยขดลวดที่พันรอบแกนโลหะที่วางอยู่ระหว่างขั้วแม่เหล็ก โดยเมื่อผ่านกระแสไฟฟ้าเข้าไปยังขดลวดที่อยู่ระหว่างขั้วแม่เหล็กจะทำให้ขดลวดหมุนไปรอบแกน และเมื่อสลับขั้วไฟฟ้าการหมุนของขดลวดจะหมุนกลับทิศทางเดิม เปรียบเสมือนหัวใจสำคัญที่ขับเคลื่อนโลกยุคใหม่ เต็มไปด้วยเทคโนโลยีล้ำสมัย พบได้ในหลากหลายอุปกรณ์ ตั้งแต่เครื่องใช้ไฟฟ้าภายในบ้าน ยานยนต์ไฟฟ้า ไปจนถึงระบบอุตสาหกรรมขนาดใหญ่ เราจะพาคุณไปเจาะลึกหลักการทำงาน ประเภท การใช้งาน และเทรนด์ใหม่ ๆ ที่น่าจับตามอง

หลักการทำงาน

ทำงานโดยอาศัยหลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า เมื่อกระแสไฟฟ้าไหลผ่านขดลวด จะเกิดสนามแม่เหล็กขึ้น ซึ่งจะดึงดูดหรือผลักแกนกลางมอเตอร์ ทำให้เกิดแรงหมุน ซึ่งมีหลายประเภท และมีโครงสร้างและหลักการทำงานที่แตกต่างกัน ส่งผลต่อประสิทธิภาพ แรงบิด ความเร็ว และการใช้งาน

ประเภทของมอเตอร์ไฟฟ้า

• มอเตอร์ AC: มอเตอร์กระแสสลับ นิยมใช้ในอุตสาหกรรม เครื่องใช้ไฟฟ้า และยานยนต์ไฟฟ้า มีหลายประเภท เช่น มอเตอร์เหนี่ยวนำ มอเตอร์ซิงโครนัส สามารถควบคุมความเร็วได้ 2 วิธีคือ แบบเลือกความเร็ว สามารถเลือกได้ว่าต้องการให้มอเตอร์หมุนด้วยความเร็วต่ำหรือความเร็วสูง แบบที่ 2 คือแบบควบคุมให้หมุนเรียงตามลำดับความเร็ว แบบนี้มอเตอร์จะหมุนที่ความเร็วต่ำก่อนเสมอแล้วจึงไปหมุนที่ความเร็วสูง ทำได้โดยการใช้รีเลย์ช่วยในการควบคุม ส่วนการลดความเร็วจากสูงมาต่ำ ต้องหยุดมอเตอร์ก่อนแล้วจึงเริ่มใหม่ที่ความเร็วต่ำ เหมาะสมกับงานที่มีโหลดที่เพลาของมอเตอร์มาก
• มอเตอร์ DC: มอเตอร์กระแสตรง พบได้ในเครื่องใช้ไฟฟ้าพกพา อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ของเล่น ฯลฯ สามารถควบคุมความเร็วได้โดยการปรับแรงดันที่จ่ายให้มอเตอร์ โดยสามารถปรับได้ไม่เกินค่าแรงดันสูงสุดที่จ่ายให้มอเตอร์ ส่วนการควบคุมแรงบิด ทำได้โดยการควบคุมกระแสที่ผ่านขดลวดอาเมเจอร์และขดลวดสเตเตอร์ ซึ่งในปัจจุบันนิยมใช้การควบคุมด้วยวงจร Pulse Width Modulator หรือ PWM (ใช้วิธีจ่ายไฟให้แก่มอเตอร์เป็นช่วง ๆ โดยการควบคุมแรงดัน คือการปรับช่วงกว้างของพัลซ์ที่จ่ายให้)
• มอเตอร์แบบพิเศษ: มอเตอร์ที่มีการออกแบบเฉพาะ เช่น มอเตอร์สเต็ปเปอร์ มอเตอร์เซอร์โว ฯลฯ

การใช้งานมอเตอร์ไฟฟ้า

ในปัจจุบันมีการนำมอเตอร์ทั้งแบบกระแสสลับและมอเตอร์กระแสตรงมาประยุกต์ใช้ในงานอุตสาหกรรม ระบบควบคุมอัตโนมัติ งานหุ่นยนต์ รวมไปถึงงานอิเล็กทรอนิกส์ ตัวอย่างมอเตอร์กระแสตรงที่นิยมใช้มากในงานอิเล็กทรอนิกส์และงานหุ่นยนต์ คือ มอเตอร์ขนาดเล็กที่ใช้แรงดันในย่าน +1.5 ถึง +12V ซึ่งจะมีชุดเฟืองขับแบบต่าง ๆ ประกอบใช้งานอยู่ด้วย ตัวอย่างการใช้งานที่พบได้ทั่วไป:

• เครื่องใช้ไฟฟ้า: พัดลม ตู้เย็น เครื่องปรับอากาศ เครื่องซักผ้า เครื่องปั่นน้ำผลไม้ ฯลฯ
• ยานยนต์ไฟฟ้า: มอเตอร์เป็นหัวใจหลักของรถยนต์ไฟฟ้า ทำหน้าที่ขับเคลื่อนล้อ
• ระบบอุตสาหกรรม: มอเตอร์ใช้ในเครื่องจักร สายพานลำเลียง ปั๊มน้ำ ระบบขนส่ง ฯลฯ

เทรนด์ใหม่ของมอเตอร์ไฟฟ้า

• การทำงานมีประสิทธิภาพสูง: มุ่งเน้นการลดการสูญเสียพลังงาน เพิ่มประสิทธิภาพการใช้งาน
• มีขนาดเล็ก: เทคโนโลยีใหม่ช่วยให้มอเตอร์มีขนาดเล็กลง กะทัดรัด เหมาะกับอุปกรณ์พกพา
• มอเตอร์อัจฉริยะ: เชื่อมต่อกับระบบออนไลน์ ควบคุมและตรวจสอบการทำงานผ่านระบบดิจิทัล

• แรงดันไฟฟ้า : มีเต้ารับที่ผนังหรือไม่ หรือมีความต้องการผลิตภัณฑ์ที่สามารถใช้งานแบตเตอรี่ได้ หากมีเต้ารับบนผนัง แรงดันไฟฟ้ามาตรฐานอาจเป็น 230VAC หรือมากกว่าสำหรับใช้ในอุตสาหกรรมนั่นเอง
• ความถี่ : มอเตอร์ทำงานที่ 60Hz สำหรับผลิตภัณฑ์ที่ทำงานในสหรัฐอเมริกา แต่ถ้าผลิตภัณฑ์จะใช้งานนอกสหรัฐอเมริกา จำเป็นต้องพิจารณาตัวเลือก 50Hz ความเร็ว  มีช่วงความเร็วที่มอเตอร์ต้องทำงานหรือไม่ หากความเร็วที่ปรับได้หรือความเร็วที่แน่นอนใกล้เข้ามา อาจจำเป็นต้องปรับปรุงการควบคุมมอเตอร์
• แรงบิด : ต้องใช้แรงบิดเริ่มต้นเท่าไหร่ สำหรับการใช้งาน แรงบิดที่ต้องการจากมอเตอร์เปลี่ยนแปลงตลอดระยะเวลาการทำงานของมอเตอร์หรือไม่? ต้องพิจารณาจำนวนแรงบิดของสถานการณ์ในกรณีที่เลวร้ายที่สุดของงาน
• กำลังไฟ : เมื่อเสนอข้อมูลจำเพาะ ควรทราบว่า มอเตอร์จะทำงานด้วยกำลังสูงสุดหรือเปล่า
• รอบการทำงาน : จำเป็นต้องทราบรอบการทำงานของมอเตอร์ หากงานจะทำงานอย่างต่อเนื่องเพื่อให้มอเตอร์ถึงอุณหภูมิการทำงานเต็มหรือในช่วงสั้นๆ เพื่อให้ มอเตอร์เย็นลงอย่างสมบูรณ์ระหว่างรอบ มอเตอร์ที่ทำงานไม่ต่อเนื่องบางครั้งอาจใช้งาน มอเตอร์ขนาดเล็กที่มีแรงบิดและความเร็วเท่าเดิม แต่ทำงานต่อเนื่องนั่นเอง
• งานที่ใช้ : งานไม่ต่อเนื่องในบางครั้งอาจมีวงจรชีวิตสั้นและต้องการการบำรุงรักษาสูงสำหรับมอเตอร์อเนกประสงค์และมอเตอร์กระแสตรง แอปพลิเคชันที่ทำงานอย่างต่อเนื่องและต้องทำงานเป็นเวลาหลายชั่วโมงโดยไม่ต้องบำรุงรักษา อาจต้องการมอเตอร์กระแสตรงแบบไร้แปรงถ่านหรือมอเตอร์กระแสสลับที่มีอายุการใช้งานยาวนานมาก

สรุป

         มอเตอร์มีบทบาทสำคัญต่อการขับเคลื่อนโลกยุคใหม่ เทคโนโลยีใหม่ ๆ ที่พัฒนาอย่างต่อเนื่อง ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ การใช้งาน และความสะดวกสบาย และยังคงเป็นหัวใจสำคัญของอุปกรณ์ต่าง ๆ ในอนาคต