บทที่ 1 บทนํา - eestaff.kku.ac.theestaff.kku.ac.th/~krit/book_project4/Project...

1

บทท 1 บทนา

1.1 หลกการและเหตผล เทคโนโลยการคมนาคมของรถไฟฟาไดถกพฒนาขนเรอยๆ มาอยางตอเนอง จากเครองจกรไอนาจนปจจบนนใชระบบขบเคลอนดวยเครองยนตและไฟฟา ทมความเรวสงถง 500 กโลเมตรตอชวโมง ซงถกพฒนาโดยประเทศญปน และลาสดในการรถไฟแหงประเทศไทยกเรมกอสราง โครงการรถไฟฟาในเขตกรงเทพมหานครแลว รถไฟฟาไดถกพฒนาขนโดยใชหลกการของเสนแรงแมเหลก ความสมพนธระหวางสนามแมเหลกและการนากระแสของตวนา ตามกฎของแอมแปร (Ampere’s Law) หรอ สมการแรงของลอเรนท (Lorentz Force Equation) ทาใหเกดแรงและการเคลอนท

เพอใหสอดคลองกบเทคโนโลยของรถไฟฟาทไดพฒนาขนน จงไดจดทาโครงการเพอศกษาระบบพนฐานของรถไฟฟา หลกการทางานเบองตน โดยใชหลกการของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสน (Linear Induction Motor) ซงเปนอกรปแบบหนงของรถไฟฟาทมอยในปจจบน สบเนองจาก โครงงานของรนป 2000 แลว ไดออกแบบมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนแตยงประสบปญหาตางๆ คอ ปญหาทางดานโครงสราง ไดแก การเคลอนทตดขดในชวงของทางโคง และระบบจายพลงงานมการชารดเสยหาย ปญหาทางดานระบบวงจรไฟฟา ไดแก ระบบไฟฟาทจายใหกบ model เปนระบบไฟฟาแบบ 3 เฟสไมสะดวกตอการนาไปใชงานจรง ดงนนจงมการศกษาและออกแบบ Converter เพอนามาแปลงระบบไฟฟาจากแรงดนแบบเฟสเดยวใหเปนแรงดน 3 phase เพอใหนาไปใชงานทตางๆได 1.2 วตถประสงค

1. เพอศกษาและปรบปรงการทางานของ Linear Induction Motor Model 2. เพอปรบปรงระบบสงกาลงไฟฟาของ Model 3. เพอปรบปรงรางและโครงสรางของ Model 4. ศกษาและออกแบบ converter 3 เฟส ปรบความถได

1.3 ขอบขายของงาน 1. ปรบปรงโครงสรางของ Induction Motor และออกแบบ Model 2. ปรบปรง ชดปฐมภม (ตวรถ) และ ชดทตยภม (ราง) 3. สราง converter เพอใชในการควบคมความเรว

2

1.4 ผลทคาดวาจะไดรบ 1. เรยนรหลกการทางานของ Linear Induction Motor 2. เรยนรหลกการทางานของ converter ทใชในการแปลงไฟฟาจากระบบไฟ 1 เฟส ใหเปน ระบบ 3 เฟส ชนดปรบความถได 3. ไดทดลองประกอบตวรถไฟฟาทสามารถทางานไดจรง 4. ไดชดสาธตระบบของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสน 5. สามารถนาโครงงานนไปประยกตใชในงานอนๆได

3

บทท 2

ความรพนฐานของมอเตอรเหนยวนา

ในทางปฏบตเครองจกรไฟฟาชนดหมน (Rotating machine) จะมการหมนของสนามแมเหลก และเหนยวนาใหสวนของโรเตอรหมนไปทางเดยวกน แตในเครองจกรทมการเคลอนทแบบเชงเสน มการเคลอนทแบบเชงเสนซงเรยกวาระบบการเคลอนทเชงเสนสนามแมเหลกไฟฟา (Linear motion electromagnetic system ; LMES) โดยมลกษณะการเคลอนทของสวนหนงเทยบกบอกสวนหนงในแนวนอน และสวนใหญนยมเรยกแรงททาใหเกดการเคลอนทในแนวนอนนวา แรงขบดน (Thrust force) และเรยกแรงทอยในแนวตงฉากกบการเคลอนทวา แรงตงฉาก (Normal force) จากคณสมบตของระบบเคลอนทเชงเสนสนามแมเหลกไฟฟา จะประกอบดวยแรงขบดนและแรงตงฉากจงถกนาไปใชเปนมอเตอร (Motor) มากกวาเปนเจนเนอรเรเตอร (Generator)

เมอลกษณะโครงสรางของเครองจกรไฟฟาเปลยนไป คณลกษณะ คณสมบต การทางานและวธการออกแบบ จะตองเปลยนไปดวย ดงนนวธการวเคราะหแบบตองคานงถงโครงสรางดวย

2.1 ความแตกตางพนฐานระหวางเครองจกรไฟฟาแบบเชงเสนกบแบบชนดหมน

ทฤษฎตางๆเกยวกบ Linear induction motor (LIM) ครายกบทฤษฎของเครองจกรไฟฟาแบบชนดหมน ดงนนการจะศกษาเกยวกบเครองจกรแบบเชงเสนนน จะใชผลทไดจากเครองจกรชนดหมนมาผาแลวคลออกเปนแผนราบ ดงรปท 2.1

รปท 2.1 โครงสรางการประยกต เครองจกรไฟฟาชนดหมนเปนแบบเชงเสน

4

กอนทจะนาทฤษฎของเครองจกรไฟฟาแบบชนดหมนมาใชในการออกแบบนน จะตองศกษาถงความแตกตางของเครองจกรทเกดจากการผาคลออกและดผลทเกดขน เพอปรบปรงระบบใหมประสทธภาพและนามาใชงานไดตามตองการ ในทนจะพจารณาเฉพาะมอเตอรเหนยวนาแบบหลายเฟส (Poly phase induction motor) เทานน

แรงทเกดขนบนตวเครองจกรไฟฟา โดยปกตแรงทเกดขนบนตวมอเตอรจะม 2 แบบ คอ แรงแมเหลก (Magnetic force) และแมเหลกไฟฟา (Electromagnetic force) ซงอธบายแตละชนดดงน

2.1.1 แรงสนามแมเหลก แมเหลกถาวรกบวสดทมสภาพเปนแมเหลกจะดดตดกน หรอเกดแตแรงดดเสมอ

ไมวาแมเหลกนนจะเปนขวเหนอหรอขวใต และแมเหลกถาวรเราสามารถสรางหรอแทนไดจากขดลวดแมเหลกทปอนดวยไฟตรงหรอกระแสสลบ ดงนนเราสามารถสรปไดวาแมเหลกทสรางจากไฟฟา จะเกดเฉพาะแรงสนามแมเหลกเทานน

2.1.2 แรงสนามแมเหลกไฟฟา สามารถอธบายไดจากการใชขดลวดตวนา 2 ขด โดยทขดหนงปอนดวยไฟฟา

กระแสสลบและอกขดหนงลดวงจร (Short circuit) จะเกดแรงผลกกนขนระหวางขดลวดทงสอง เนองจากขดลวดทถกลดวงจรจะถกเหนยวนาโดยฟลกซแมเหลก (Magnetic flux) ทเกดจากไฟฟากระแสสลบ จาดขดลวดอกขดหนง ทาใหเกดกระแสไหลในทศทางตรงกนขาม และลกษณะของแรงทเกดขนนจะเรยกวา แรงสนามแมเหลกไฟฟา

รปท 2.2 แสดงแรงสนามแมเหลก

ลกษณะการเกดแรงดดไดจากรปท 2.2 ซงจะเหนความแตกตางระหวางแรงสนามแมเหลกกบแรงสนามแมเหลกไฟฟา และเมอนามาพจารณาในเครองจกรไฟฟาแบบเชงเสน จะเหนวาแรง

5

ทเกดจากสนามแมเหลกจะพยายามดงโรเตอร (Rotor) กบสเตเตอร (Stator) เขาหากน ทาใหเกดแรงทางกลทตวแมเหลกกบสเตเตอร

สาหรบแรงทเกดจากสนามแมเหลกไฟฟา ทาใหเกดการผลกกนระหวางขดลวดของโรเตอรจะเกดแรงสนามแมเหลกเชนกน โดยจะเกดในแนวรศม ทาใหแรงจากสนามแมเหลกหกลางกบแรงทเกดจากสนามแมเหลกไฟฟา แตยงคงเหลอแรงทเกดจากสนามแมเหลกอยบาง

การทาใหเครองกลไฟฟาแบบเชงเสนเคลอนทไดอกวธหนงกคอ ใชลอเพอแยกไมใหโรเตอรกบสเตเตอรดดตดกน และใชแรงสนามแมเหลกไฟฟาทาใหเกดการเคลอนท แตจะเกดปญหาคอ ถาระยะหางระหวางสเตเตอรกบโรเตอรหางกนมาก จะทาใหเกดการโคงงอได แตถานาเหลกทมคณสมบตทางแมเหลกทตวโรเตอรออกใหเหลอสวนทเปนตวนา ดงนนแรงสนามแมเหลกจะหายไปและสามารถใชตวนาทมลกษณะเปนแผนแทน กจะทาใหเกดแตแรงผลก จากผลนทาใหเกดการพฒนาเปนเครองจกรไฟฟาแบบเชงเสนทไมตองใชลอ เพราะมแรงททาใหโรเตอรกบสเตเตอรแยกจากกนได

ขอแตกตางทสอง คอ จากรปท 2.1 เหนไดวาเมอมการเคลอนทในแนวนอน อทธพลของสเตเตอรกบโรเตอรทปลายดานหนงจะหมดไป ซงทาใหสนามแมเหลกเคลอนท (Travelling magnetic field) ทเกดบนสเตเตอรมลกษณะไมตอเนอง ตลอดความยาวของเครองจกรไฟฟา ทาใหเกดทรานเซยนท (Transient) ขน และเรยกปรากฏการณนวา ผลปลายสด (End effect) ดวยเหตนทาใหคณลกษณะของเครองจกรไฟฟาแบบเชงเสนแตกตางจากเครองจกรไฟฟาแบบชนดหมน ทาใหทฤษฎของเครองจกรไฟฟาแบบเชงเสนยงยาก แตอยางไรกตาม เราสามารถละเลยผลปลายสดได เมอเครองจกรไฟฟาแบบเชงเสนนนมจานวนโพลพช (Pole pitch) ของสวนทสนมากกวา 4 โพลพช แตในทางปฏบตแลว ไมสามารถทาได ดงนนผลปลายสดยงมอยเสมอ

2.2 มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสน (Linear Induction Motor)

มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนทเปนทรกนมากทสด คอ มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนหลายเฟส ซงในมอเตอรเหนยวนาแบบชนดหมน สนามแมเหลกในชองวาง (Air gap) จะเปนสนามเคลอนท แตในมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนนนจะแตกตางกนออกไป กลาวคอ จะประกอบดวย สวนประกอบแรงเคลอนทดานหนา (Forward) สวนประกอบแรงเคลอนทดานหลง (Backward) และสวนประกอบแรงผลก (Pulsating) ซงเกดมาจากความไมตอเนองของวงจรแมเหลก แตอยางไรกดสวนประกอบแรงเคลอนทดานหนามบทบาทมากกวา และเปนตวสรางแรงทตองการ

โดยการพจารณาของปฐมภม (Primary) และทตยภม (Secondary) แลว มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนอาจเปนชนดลดวงจรทางดานปฐมภม หรอลดวงจรทางดานทตยภม และอาจมปฐมภมสองขางหนหนาเขาหากน (Double side ; DSLIM) หรอมขดปฐมภมเพยงขางเดยว (Single side LIM ; SLIM) ดงแสดงในรปท 2.3

6

รปท 2.3 แสดงขดปฐมภม 2 ขาง และ ขดปฐมภมขางเดยว

มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนอาจประกอบดวยทตยภมทเปนแผนตวนา ซงบางครงอาจจะประกอบดวยวสดทมสภาพเปนแมเหลกไวทางดานหลง ซงรจกกนในชอของ แบคไอรอน (Back iron) หรออาจจะมลกษณะฝงอยบนแทงตวนาฝงอยบนวสดแมเหลกซงเรยกวา แลดเดอร (Ladder) สวนทเปนลกษณะของลวดพนอยพบเหนไมบอยนก โลหะเหลวอาจนามาเปนทตยภมได สวนปฐมภมของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนอาจม 1,2 หรอ 3 เฟสกได และในลกษณะของปฐมภมของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนจะมการลงขดลวด (Half-filled end slot) ดงรปท 2.4

รปท 2.4 การขดลวดปฐมภมของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสน

ตามทไดกลาวไวขางตนแลววา มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสน ไดมาจากการตดและคลมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนออก ทาใหเกดเปนลกษณะแผนราบ (Flat LIM) ถาเรามวนสวนของแฟลทปฐมภม (Flat primary) รอบแกนทขนานไปกบทศทางการเคลอนทของสนามแมเหลก ดงแสดงในรปท 2.5 จะไดลกษณะโครงสรางทเปนทรงกระบอกปลายสดและสนามแมเหลกจะเคลอนทไปตามรกลวงของปฐมภม เรยกมอเตอรใหมนวา เทอรโบลามอเตอร (Turbular motor) ขอไดเปรยบทเหนไดชดขอหนงของเทอรโบลา คอ ไมมผลของปลายสด (End connection)

รปท 2.5 การพฒนาของเทอรโบลามอเตอร

7

ทงแฟลตไพรแมรและเทอรโบลา เปนจาพวกทเสนแรงแมเหลกในแกนเหลกอยในทศทางการเคลอนท วงจรแมเหลกไฟฟาอาจดดแปลงใหทางเดนของฟลกซ (Flux path) อยในแนวตงฉากกบการเคลอนท ดงแสดงไวในรปท 2.6

รปท 2.6 แกนเหลกรปตวซ ประกบค (TFLIM) และขดลวดแบบกระจาย

2.3 การประยกตใชงานของระบบเหนยวนาแบบเชงเสน กอนทจะมมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนนน มอเตอรแบบเชงหมนและอปกรณสาหรบเปลยนการ

เคลอนทเชงมมเปนการเคลอนทเชงเสน เชน เกยร , ชดเฟอง ไดถกนามาใชใหเกดการทางาน ในแบบเชงเสน ขอดทเหนไดแบบชดเจนทสดของมอเตอรแบบเชงเสน คอ ไมตองใชชดเกยร ดงนนเมอเปรยบเทยบกบมอเตอรแบบเชงหมนแลว มอเตอรแบบเชงเสนนนคงทนและเชอถอไดดกวา และมขอดอนๆอก ดงน

1. มอตราเรงและอตราหนวงสง และการสกกรอนของลอและทางวงนอยกวา 2. การปองกนทางกล ทางไฟฟา และความสามารถในการทนตอสภาพเลวราย 3. ความสะดวกในการซอมบารงและการสบเปลยน 4. ความสามารถในการสรางแรงขบดน โดยปราศจากการสมผสทางกล 5. ความสะดวกในการควบคมแรงขบดนและความเรว 6. การทมแรงตงฉาก (Normal force)ซงเปนประโยชนในการยก (Levitation)

มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนไดถกนาไปใชงานหลายรปแบบ แตในรปแบบหนงทนาไปใชกนอยางกวางขวางและเปนทนาสนใจ คอ การประยกตใชในการขนสงทางบกดวยความเรวสง หรอความเรวปานกลาง ในการประยกตใชงานความเรงสง มอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนตองใหแรงขบดนและแรงยก เพอยกพาหนะใหลอยอยในอากาศ หรอในบางตวอยางอาจจะใชเพยงแคสรางแรงขบดนเทานน และพาหนะถกรองรบไวดวยลอหรอเบาะอากาศ (Air cushion) กได

ลกษณะเฉพาะของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนสาหรบงานทตองการความเรวตา คอ แฟลต แอล ไอ เอม ใชในงานอตสาหกรรม ซงถกนาไปใชงานทมการชวงการเคลอนทสนๆ (Short stroke) มระยะ 0.5-2 เมตร

8

2.4 การวเคราะหแบบประมาณโดยใชวงจรสมมลย 2.4.1 แรงในแนวแกน x หาไดดงน

จาก s

s)-(1R*I=P 222

(2.1)

จากสมการ 60

2**)1( πsNsV

−= (2.2)

ดงนนกาลงกลทเกดขนทตวมอเตอร คอ

VFt

WP x *== (2.3)

เนองจากเราหาคา I2 ไดอยากเพราะ เราใชแผนอลมเนยม ยดตดกนเพอใหดาน Rotor เกดการ short circuit เราจงใช I1 แทนในการหาคา Fx ไดจาก วงจรสมมลย

รปท2.7 วงจรสมมลย

ssG

II//1( 2

12 = (2.4)

นาไปแทนคา จะได

s

sRIsNF sx)1(*)1(* 222 −

=− (2.5)

9

2.4.2 แรงในแนวตงฉาก แรงในแนวตงฉากระหวางปฐมภมกบทตยภมมสวนประกอบ 2 สวนไดแก 1. แรงดด (Fna) เปนแรงแมเหลกทเกดขนระหวางแกนเหลกปฐมภม กบ back iron ของทตยภม 2. แรงผลก (Fnr) เปนแรงแมเหลกทเกดขนระหวางตวนาบนปฐมภมกบแผนตวนาทตยภมทมกระแสไหล ดงนนผลรวมในแนวตงฉาก (Fn) คอ

Fn=Fna+Fnr

ในชวงท slip มคาตา หรอวงดวยความเรวใกล synchronous speedในแนวตวฉากจะเกดแตแรงดด แตในขณะทชวง สลปมคาสงๆหรอมอเตอรเกอบหยดนง แรงในแนวตงฉากจะเปนแรงผลก โดยทมสมการแนนอน โดยทวไปแลวมอเตอรเหนยวนาเชงเสนความเรวตาคาของ Ge มคานอยและลดลงเมอสลปมคาเพมขนดวยเหตนเองแรงในแนวตงฉากจงมแรงดดเสยสวนใหญ

2.4.3 ขอพจารณาในการออกแบบ การออกแบบมอเตอรเหนยวนาเชงเสน คาพารามเตอรนนสามารถเปลยนแปลงได ซงผลของการเปลยนแปลงคาพารามเตอรมผลดงน

1. ความกวางของชองอากาศ เปนพารามเตอรทสาคญมาก ในการออกแบบเครองจกร ชองวางอากาศทกวางจะตองการกระแสในการสรางฟลกซแมเหลกมากและผลทตามมากคอคา Power Factor ตา ในกรณมอเตอรเหนยวนาเชงเสน Output force

2. จานวน pole สามารถลดผลปลายสดเนองจากสนามแมเหลกไมสมาเสมอไดโดยการเพมจานวน pole และยงสามารถเพม Ns ไดจาก Ns = 120f/p

3. ขดลวดปฐมภม ในการเปลยนแปลงคาของสเตเตอรเมอออกแบบใหพนทหนาตดของทองแดงใน slot คงท เครองจกรทซของปฐมภมนอยจะสรางแรงไดมาก ประสทธภาพด power factor สงทเปนเชนนทงปฐมภมและทตยภมมการรวไหลของสนามแมเหลกตา แตการหาขนาดซของปฐมภมจะตองพจารณาจากการอมตวของแกนเหลกทใชทาปฐมภมซงจะเปนตวกาหนดความหนาของซปฐมภม 4. นาหนกของปฐมภม(mt) จะเทากบ นาหนกของขดลวดทองแดง (mc) บวกกบ นาหนกของ slot (mi) mt = mi+mc

5. แผนทตยภม แผนทตยภม ตองกวางกวา ปฐมภม เพอผลของเสถยรภาพทางดานขาง บรเวณรมขอบของปฐมภม ความกวางของทตยภม สามารถหาไดจากสมการซง c คอ semiwidth of secondary a คอ semiwidth of primary zคอ pole pitch

10

(2.6) z/pi=a-c

รปท 2.8 แกนเหลก

2.4.4 การพนขดลวดใน slot 2.4.4.1 เฟส a

ขดแรกจะลงทชองแรก กบ ชองท 3 ขดท 2 ลงทชอง 4 กบ 6 ขดท 3ลงทชอง 7 กบ 9 ขดท 4 ลงชองท 10 กบ 12 และลงในลกษณะทสนามแมเหลกเสรมกนดงรปท 2.9

รปท 2.9 การพนเฟส a

11

2.4.4.2 เฟส b

เฟส b จะหางจากเฟส a เปนมม 120 องศาไฟฟา ขดแรกจะลงชองท 3 กบชองท5 ขดท 2 ลงชองท 6 กบชองท8 ขดท 3 ลงชองท 9 กบชองท11 ขดท 4 ลงชองท 12 กบชองท 14 ดงรป

รปท 2.10 การพนเฟส b

2.4.4.3 เฟส c เฟส c จะหางจากเฟส b 120 องศาทางไฟฟา ขดแรกจะลงทชอง 5 กบชองท 7

ขดท 2 ลงชองท 8 กบชองท 10 ขดท 3 ลงชองท 11 กบชองท 13 ดงรป

รปท 2.11 การพนเฟส c

12

เมอนา 3 เฟส มารวมกนจะไดการพนทสมบรณแบบ เมอเราคลมอเตอรชนดหมนออกมาเปนแผนระนาบ จะมจานวนทงหมด 14 slot โดยจะม slot ทมขดเพยงชนเดยวทงหมด 4 slot ทปลายทง 2 ขางของมอเตอรโดยจะมขางละ 2 slot และจานวนขวจะเพมมาเปน 5 ขว ซงขวทเพมมาเปนการพนแบบชนเดยว ดงรป

รปท 2.12 การพนทง 3 เฟส และตอแบบเดลตา เพอรบจากแหลงจาย 3 เฟส 220 V ขดลวดถกออกแบบไว ท 380 V line to line ดงรป

รปท 2.13 การตอแบบเดลตา

13

บทท 3 การปรบปรงระบบรางและโครงสราง

3.1 ปญหากบตวโครงสรางจากโครงงานเดม ปญหาสวนใหญของ model คอ

1. การเคลอนทตดขดอนเกดจาก ความโคงของตวรางมากเกนไป เนองจากรศมความโคงของตวรางนนแคบมากเมอเปรยบเทยบกบตวรถ ทาใหในเวลาเขาโคงทาใหรถไฟฟาเกดการตดขด

2. ชดลอทใชในการลดความฝด บรเวณทขนานกบตวรางมจานวนมากเกนไป และยงถกยดอยกบท ทาใหเวลาทรถวงมาในทางโคงถกปงคบไวดวยชดลอ จนเกดการตดขดไมสามารถวงตอไปได

3. รางระบบจายพลงงานใหกบตวรถมการรดเสยหาย และเนองจากรางจายพลงงานนทาดวยวสดอลมเนยมเสน และคณสมบตของอลมเนยมนนมความลนนอย และความตานทานไฟฟามาก เมอเสยดสกบแปลงถานแลวทาใหคราบของคารบอนตดอยทราง เปนอปสรรคตอการนาไฟฟา

ดงนนจงไดมการออกแบบทงโครงสรางของตวรถและตวรางขนมาใหม โดยคานงถงความสมพนธของการ

เคลอนททตวรถและตวรางเปนหลก อกทงตองเปลยนอปกรณบางอยางใหมเพอใหเหมาะสม 3.2 ราง

การทางานของระบบแมเหลกไฟฟา อาศยการควบคมแรงแมเหลก เพอทาใหรถไฟเคลอนทไดดวยแรงผลกและแรงดงดดของเสนแรงแมเหลกซงเกดขนจากสวน ปฐมภม(primary) เหนยวนาผานราง(secondary) ทาใหเสนแมเหลกครบวงจร จงเกดแรงลพธขนทาใหรถไฟฟาเคลอนท ดงนน รางจงเปนเสมอนสวนหนง ของวงจรแมเหลก

จากหลกการของมอเตอรเหนยวนาแบบเชงเสนพบวาจะเกดทงแรงดดและแรงผลก เพอกาจดแรงดดใหนอยลง เราจงนาวสดทเปนตวนาแตไมมคณสมบตทางแมเหลก ในทนเราเลอกใชอลมเนยม ซงอลมเนยมมคณสมบตเบาและมความแขงแรงทางกลนอย ดดแปลงเปนโครงสรางไดยากและยงมราคาแพง เราจงนาเหลกและอลมเนยมมาประกอบเปนโครงสรางของรางรวมกน ทงนเพราะเหลกมความแขงแรงดดแปลงเปนโครงสรางไดงาย และมราคาถก

เนองจากเปนโครงการตอเนอง ในสวนของการออกแบบรางนนไมมความจาเปนตองออกแบบใหม สามารถนารางเดมนมาใชงานได การออกแบบรางเดมนนประกอบดวยแผนเหลกและอลมเนยมประกบกน ในสวนทเปนเหลก จะประกอบเปนรปตวท (T) เพอใชเปนตวยดเกาะของรางรถไฟฟา และยดตดกบโครงสรางไดงาย

14

1. ความกวางของแผนตวนาอลมเนยม สามารถหาไดจากสมการ

C = a + 7

= 30 + 45/π = 44.32 mm

CS = 2*C = 88.64 mm ~ 90 mm

ความกวางของตารางตองมากกวา 90 mm เลอกใชแผนอลมเนยม กวาง 100 mm 2. ความกวางของแผนตวนาเหลก จะตองมขนาดมากกวา หรอเทากบแผนตวนาอลมเนยม

จงเลอกความกวางของตวนาแกนเหลก 110 mm

รปท 3.1 ลกษณะภาพตดขวางของราง

15

รปท 3.2 ลกษณะของรางจากภาพ Top view

3.3 โครงสราง

ในโครงงานน ตองการใหรถไฟฟาเคลอนทในลกษณะวนรอบ โดยตวรถไฟฟาจะประกบอยทางดานลางของราง จากโครงงานรนทแลวนน ไมเหมาะสมกบรถไฟฟาทออกแบบมาใหม จงตองมการปรบปรงในบางสวน อกทงในโครงสรางเดมประกอบดวยเสารบนาหนกเพยง 2 เสาเทานน ทาใหเวลาใชงานจรงไมเกดความสมดล ดงนนเพอความสมดลและรบนาหนกไดดยงขน จงออกแบบโครงสรางใหมใหมเสารบนาหนกทงหมด 4 เสา และเพอใหงายตอการเคลอนยายเราจงออกแบบใหโครงสรางแตละสวนสามารถถอดประกอบได 3.4 การออกแบบโครงสรางตวรถ

โครงสรางแบบจาลองเปนสวนทรองรบนาหนกทงหมดของตวรถ ฉะนนสวนนจามความสาคญมาก ถาออกแบบไมเหมาะสมแลวแบบจาลองจะไมสามารถทางานไดตามทออกแบบ เนองจากตวรถจะเคลอนทไมตรงราง ซงเปนเหลกรปตวท(T) ดงนนโครงสรางของตวรถจงถกดวยลกษณะของราง

3.4.1 ลกษณะโครงสรางของรถไฟฟาจากโครงงานรนทแลว จากโครงงานรนทแลวนน โครงสรางของตวรถไฟฟามลกษณะแบบโอบรางไวทงสองขาง มลอ

ประคองทางดานบน ทใชลดแรงเสยดทานขณะทยงไมไดจายไฟ ลอประคองดานลาง ใชลดแรงเสยดทานขณะทจายไฟแลวและยงใชปองกนดดตดกนระหวางรางและรถไฟฟาดวย และลอทางซายและขวา ใชในการประคองดานขาง ดงรปท 3.3

16

รปท 3.3 แสดงภาพตดขวางของรางและรถไฟฟาโครงสรางเดม

ถามองรถไฟฟาจากภาพ Top view จะเหนวาชดลอทเรยงกนเปนจานวนมาก ทใชในการ

บงคบลอใหวงไปตามตวรางนนมจานวนมากเกนไป และลอทอยทางหวทายถกตรงใหอยกบท ไมสามารถยดหยนหรอเคลอนทได ทาใหในเวลาเขาโคงจงเกนการตดขดได ดงรปท 3.4

รปท 3.4 แสดงภาพ Top view โครงสรางตวรถของรถไฟฟารนกอน

3.4.2 ลกษณะโครงสรางของรถไฟฟาททาการปรบปรงแลว จากหวขอทผานมา เราไดทราบถงปญหาของรถและราง จงสามารถสรปแนวทางการแกปญหา

ในแตละประเดนตางๆดงน คอ

17

1. ในประเดนแรก หากตองการแกปญหาทราง เนองจากความโคงของรางนนมากเกนไป หรอพดอกนยหนงนนคอ รศมความโคงแคบเกนไป ดงนนถาเราขยายความกวางของรางออกไปอก จะทาใหรศมความโคงกวางกวาเดม จะทาใหรถไฟฟาเลยงโคงไดงายขน

2. แบบทสองคอ การแกไขทรถไฟฟา โดยการทาใหลอทประคองรางทตาแหนงหวทายมการยดหยนไดจาก รปท 3.4 นนคอหาวธการตดสปรงทดานขางของลอตาแหนงหวทาย เพอการยดหยนใหสมผสกบรางทงในเวลาเขาโคงและในทางตรง จะทาใหรถไฟฟาวงไดดขน

3. แบบสดทายคอ การแกไขทรถไฟฟาเชนเดยวกน ดวยการออกแบบโครงสรางรถไฟฟาขนมาใหม โดยทใหรถไฟฟามจดรบนาหนกเพยงสองจดคอ ลอทเกาะอยกบสนของรางในลกษณะคลายกบกระเชาดง รปท 3.5 ซงเมอเขาโคงนนจะเปนไปไดงายกวาแบบเดมมาก เนองจากไมมลอทบงคบมากจนเกนไป

รปท 3.5 แสดงโครงสรางรถไฟฟากบรางในลกษณะ Front view

3.5 ระบบปอนพลงงาน การใหรถไฟฟาเลอนทไปตามรางได จะตองมการปอนพลงงานใหกบตวรถไฟฟาดวยแรงดนไฟฟา 0-220

โวลท 3 สาย เนองจากตวรถไฟฟามการเคลอนทอยตลอดเวลา ดงนนไมสามารถปอนพลงงานไฟฟาใหกบตวรถไฟฟาไดโดยตรง

การออกแบบระบบการปอนพลงงานใหกบตวรถไฟฟา โดยการฝงแผนตวนาทองเหลองขนาด 4 มม. จานวน 3 เสน บนฉนวนเบกาไลททตดอยเปนชวงตามความแขงแรงของรางทองเหลอง และดงพลงงานจากตวนาทองเหลองผานแปรงถาน เขาสตวรถไฟฟา ซงแปรงถานมสปรงเปนตวกดใหหนาสมผสของแปรงถานสมผสกบตวนาทองเหลองตลอดการเคลอนทของรถไฟฟา แปรงถานมคณสมบตลดการเกดประกายไฟและลดแรงเสยดทางขณะรถไฟฟาเคลอนท

18

รปท 3.6 ระบบปอนพลงงาน

19

บทท 4

การออกแบบ Inverter

Inverter คอกตวแปลงแรงดนไฟฟากระแสตรง ใหเปนแรงดนกระแสสลบ ซงประกอบดวย 3

สวนหลกคอ สวน supply สวน control และสวน main ดงรป 4.1 สวน supply สรางเพอจายไฟเลยงวงจร control สวน control จะใหสญญาณ PWM ไปขบ MOSFET ประกอบดวย วงจรสรางสญญาณ sine

วงจรขยายสญญาณ sine วงจร filter วงจร summing วงจรสรางสญญาณ สามเหลยม วงจร comparator วงจร dead time และ วงจร driver

สวน main จะให แรงดน AC สามเฟส ประกอบดวย full bridge regtifier และ ขบ MOSFET driver

frequency control sine 3 phasemain

supply

รปท 4.1 แสดง Block Diagram ของ inverter

4.1 วงจร Supply

เราจาเปนตองมวงจร supply เพอทจะจายพลงงานใหกบวงจรควบคม ซงกจะมแรงดนท Icตองการคอ ϒ5 , ϒ15

20

9 volt

2200 uF

2200uF

7805

7905

2.2 uF

2.2uF

+ 5 volt

- 5volt

รปท 4.2 แสดงวงจร supply ϒ5volt

15 volt

2200 uF

2200uF

7815

7915

2.2 uF

2.2uF

+ 5 volt

- 5volt

รปท 4.3 แสดงวงจร supply ϒ15 volt

15 volt

2.2 uF

2.2uF

+ 5 volt

- 5volt

21

รปท 4.4 แสดงวงจร supply ϒ15 volt ของวงจร Driver

4.1.1 อธบายวงจร เราไดใช หมอแปลงแรงดน 9 โวลต สาหรบ supply ϒ5 และใชหมอแปลงแรงดน

15 โวลต สาหรบsupply ϒ15 1 ชด และใชหมอแปลงแรงดน 12 โวลต ใหกบ supply ϒ15 สาหรบวงจร driver 4 ชด แตชด supply นจะไมม IC regulator เนองจากไมตองการความเรยบมากนก เหตทเราตองแยก supply ϒ15 ทใชกบวงจร ควบคมและdriver กเพอปองกนการผดพลาด เชน ลดวงจรทเกด ขนท Driver กระแสลดวงจรจะไดไมไปทวงจรควบคม ทาใหวงจรควบคมปลอดภย

capacitor 2200 µF ใชเพอใหม การกระเพอมของสญญาณแรงดนนอยทสด แลวไปท ic regulator 7805,7905,7815,7915 ใชในการสรางแรงดน ϒ5 V และ ϒ15 V ตามลาดบ เขา capacitor 2.2 µF เพอใหมการกระเพอม และ ลดnoise 4.2 วงจร Control

4.2.1 การสรางสญญาณ Sine Wave ในการควบคมการทางานของ inverter ตองการสญญาณ sine เพอทจะไปเปนตวเปรยบเทยบ

กบสญญาณสามเหลยม ใหไดสญญาณ PWM ซงถาเราทา Filter ท output ของ MOSFET จะไดแรงดนทมขนาดตามขนาดของสญญาณ sine

ขนตอนแรกจะเกบขอมลของคา sine wave 1 ลกคลนทถก sampling ดวยความถตาม address ทตองการ คอ 32768 ตาแหนง แลวจะแปลงคาทไดเปนเลขฐาน 16 เกบคาใน EPROM เบอร 27C256 -70 เรมตนในการทางาน สามารถพจารณาไดจาก รปท 2.5 เรมตน counter ตวท 1 จะรบสญญาณ clock วงจรสราง clock ซงจะใช IC counter 8 bit 2 ตว ตอกบ EPROM ซงม input เพยงแค 15 bit ดงนนเราจงไมใชขาแรกของ counter ตอกบ EPROM แตจะเรมใชขา Q1 จนถง Q7 ของ counter ตอกบ ขา address A0-A6 ของ EPROM และ counter ตวท 2 จะรบสญญาณจาก Q7 ของ counter ตวท 1 มาเปน clock ซง output ของ counter ตวท 2 จะตอกบ A7-A14 ของ EPROM ดงนนความถของสญญาณ clock ทใชจะเปน 2 เทา ของความถทตองการ

ซง counter จะชตาแหนงขอมลทมอยใน EPROM ไปเรอยๆ ตงแตตาแหนง 0000H ไปจนถง 7FFFH โดยEPROM เมอไดรบสญญาณอาง address จาก counter กจะสง output ออกไปยง IC latch ซงจะทาหนาทปองกนความผดพลาดจากการอาง address ไมพรอมกน เมอขอมลออกจาก IC latch จะผาน digital to analog converter (DAC) ซงจะได output ออกมาเปนลบ จงตองทาการ offset ใหสญญาณทไดเปน sine wave ทมทงครงบวกและครงลบ

การคานวณหาคาของ sine wave ทเกบในแตละตาแหนง และทาการแปลงเปนเลขฐาน 16 ทาไดโดยการเขยน program ใน MATLAB ดงตอไปน col = 0; T = 0.02/32768;

22

fprintf(‘\tdb\t’); for t = 0:T:0.02; s =127*(1+sin(2*pi*50*t)); s1 = round(s); col = col+1; if col <=7 fprintf(‘%03Xh, ‘,s1); end if col >=8; fprintf(‘%03Xh ‘,s1); fprintf(‘\n’); col=0; fprintf(‘\tdb\t’); end end

จากนนนาผลทไดไปเกบใน notepad แลวแกไขโดยเพม ORG 0000h ทบรรทดแรกกอนขอมลทไดและ end ทบรรทดสดทายของขอมล ผลทไดจากการ run program ขางบนและแกไขแลว ซงแสดงดงตวอยางการเกบคาเพยง 256 ตาแหนง

ซงคาทไดนจะนาไป save เปนนามสกล .ASM แลวใช sxa51 RUN โปรแกรมจะสรางไฟลนามสกล .HEX ไปทาการ program ลงใน EPROM

สวน Program ทใชในการสรางสญญาณ sine wave ทม phase shift ไป 120° นนสามารถดดแปลงสวนโปรแกรมไดดงน

col = 0; T = 0.02/32768; fprintf(‘\tdb\t’); for t = 0:T:0.02; s =127*(1+sin(2*pi*50*(t+120pi/180))); s1 = round(s); col = col+1; if col <=7 fprintf(‘%03Xh, ‘,s1); end

23

if col >=8; fprintf(‘%03Xh ‘,s1); fprintf(‘\n’); col=0; fprintf(‘\tdb\t’); end end

นนคอตองการเปลยนแปลงเฉพาะคาเรมตน จาก sine wave ทเรมจากมม 0 องศา ไปเปน เรมตนจากมม 120 องศา

4.5 วงจรสรางสญญาณ sine

4.2.1.1 การสรางสญญาณนาฬกา (clock) การสรางสญญาณนาฬกาจะใชหลกการ การ charge Discharge ของ C กบ การเปลยนแปลงคาของ logic ของ Schmitt Trigger ทมการเปลยนแปลง output ทนททนใด เมอถงระดบของการรบรวาเปน logic ใด ซงจะใช IC เบอร 74HC14

24

4.6 วงจร clock

การคานวณหาคาความถสญญาณนาฬกา สตรการคานวณ τ= 1.2 / RC เลอก C = 150 pf R =1220.7 Ω เลอกตวตานทานปรบคาได 4.7 KΩ ในการสรางสญญาณนาฬกา เพอทจะสามารถปรบความถของสญญาณ sine wave เพอใหไดความถ 1.25 - 50 Hz ไดเมอเกดขอผดพลาดจาก time delay

4.2.1.2 การสรางวงจร Digital To Analog Converter (DAC) การสรางวงจร DAC จะใชการทาแบบ R-2R ladder network เนองจากสญญาณ Digital ทไดออกมาเปน 8 bit การคานวณหา output ทออกมาเปน Analog หาไดจากสตร VOUT = -Vref* B / 27 = -Vref* B / 128 เมอ B เปนเลข Decimal ทแปลงจากเลขฐานสองแลว ถาใชคา Voltage reference เปน +5 Voltage output สงสดมคาเทากบ VOUT = -5 (255) / 128 = -9.99609 V เนองจากคา Voltage Output ทไดนนตดลบ ดงนนจงตองทาการ Offset Voltage ขน เพอใหไดคาทเปน สญญาณ sine wave ทมทงครงบวกและลบ โดยตวตานทานปรบคาไดทขาบวกของ Op-amp โดมแหลงจาย ϒ 15 ตอดานบนและดานลางของตวตานทานปรบคาได

25

รปท 4.7 วงจร Digital To Analog แบบม ออฟเซต

4.2.2 วงจร ขยายสญญาณ sine

เราทาวงจรนกเพอ ทาใหไดอตราสวนแรงดนออกกบความถ (v/Hz) คงท เมอ volt per herze คงทกจะทาใหแกนเหลกไมอมตว เราจะเรมจาก แผงวงจร sine สงสญญาณ sine มาแลวเขาวงจร voltage divider เพอลดแรงดน ใหนอยสดเพอให voltage ในการเรมตน ท 1.25 Hz นอยๆ และหลงจากนนกเพม voltage ทแปรผนตาม ความถ

หลงจากผาน วงจร voltage divider แลวกเขาวงจร buffer กเพอแยกวงจร voltage divider และวงจรขยาย แรงดนออกจากกน ไมเชนนนจะทาให gain ลดลงเนองจากคาความตานทานทเพมขนท Ri จากนนกผานเขาวงจรขยาย gain เพอเพมแรงดนได และลดแรงดนได โดยการปรบ pot 100K Ω โดยจะปรบรวมกบ pot 100K Ω อกตวททาหนาทปรบ ความถ โดย pot ทง 2 ตวจะมแกนเชอมถงกนทาใหปรบ แรงดนไปพรอมกบความถได

pot 100K Ω ททาหนาทปรบความถ เราไดทาการ lock ความถไวท 1.25 - 53 Hz โดยนาคาความตานทาน 2.5 K Ω มาตออนกรมกบ pot 100K Ω ททาหนาทปรบความถ

รปท 4.8 แสดงวงจร ขยายแรงดน sine

4.2.3 การกรองความถตา (Low-pass filter)

สญญาณทสรางขนจากวงจรสรางสญญาณ sine wave นนจะมสญญาณทมคาเปนจดไมตอเนอง และเมอนาไปผานวงจรขยายสญญาณแลวจะยงทาใหสญญาณทไดนนไมเรยบมากขน จงตองมการใชวงจรกรองความถตา (Low-pass filter) โดยคานวณจาก fLPF = 1/RC fOSC = 10fOSC

26

และตามทฤษฏตองการของวงจรกรองความถท 50 Hz

รปท 4.9 แสดงวงจร Filter

4.2.3 วงจร Summing วงจร summing สรางเพอ สราง sine 240 องศา โดยการรบสญญาณ sine มาจาก วงจรfilter

จาก V0+ V120+ V240 = 0

V 240= - ( V 0+ V 120 )

เลอกคาความตานทาน 10K Ω ทงหมดเพอใหได gain =1 จะไดม sine 3 ชดท ขนาด เทากนและให input impedance เขาใกล อนนต เมอผาน วงจร summing แลวกจะไปเขาวงจร เปรยบเทยบ กบ สญญาณ สามเหลยม วงจรแสดงดงรปท 4.10

10ksine 0

10k

sine120

10k

sine240

รปท 4.10 แสดงวงจร summing

4.2.4 วงจรสรางสญญาณ สามเหลยม

เหตทตองสรางสญญาณสามเหลยม กเพอทจะนาสญญาณสามเหลยมมา เปรยบเทยบ กบสญญาณ sine วงจรสามเหลยมในรปท 4.11

27

รปท 4.11 แสดงวงจร Triangular

ทมาของวงจรสามเหลยม มาจากการ oscilator โดยการปอนกลบแบบ positive

feedback เพอใหเกดเสถยรภาพนอยลง แตอตราขยายเพมขน ซงกเปนวงจรประเภทเดยวกบวงจร รแลกเซชน ออสซเลเตอร หรออกนยหนงกคอ วงจรบทสแตป ออสซเลเตอร นนเอง

อธบายวงจรไดดงน คอ ตอนเรมตนแรงดนทขาบวกของออปแอมปตวท 1 มแรงดนมากกวาขาลบ เพราะฉะนน output ของออปแอมปตวท 1 ออก 15 โวลต กไป เขาวงจร integrator จงได สญญาณ ramp ทม slope เปนลบ เนองจากคาตวเกบประจทเกบประจไดมากขน

เมอเกบจนเตมก discharge ทาใหแรงดนของออปแอมปตวท 2 นอยลง แตตอนนน แรงดนทขาลบของออปแอมปตวท 1 มแรงดนมากกวาขาบวก เพราะฉะนน แรงดนของออปแอมปตวท 1 ออก-15 กเปนเชนนเรอยไปดงรป

ในทนความถได

3*1*1*4

2RCR

Rf =

เลอกคา R1=R3 = 2.2K Ω R2 เปน ความตานทานปรบคาได ใช 39 KΩ

ตวเกบประจ ใช 0.1ไมโครฟารด เพราะฉะนน

kHzkE

kf 1.202.2*6*1.0*4

39=

−=

voltage ทออกมาไดนนมคานอยมากจงตองเขาวงจรขยาย gain โดยเราจะขยาย

สญญาณแบบ noninverting โดยเลอกคาความตานทานทง Ri และ Rf = 10k ohm เราจะได gain = 11

28

และทตองการความถสงถง 20.1kHz กเพอใหม Harmonic นอยทสด เมอไดรปสญญาณ สามเหลยมแลวกไปเขาวงจร compare พรอมกบวงจร sine

4.2.5 วงจร Comparator จากทไดสญญาณ sine และสญญาณสามเหลยม กจะไปเขาวงจร compare เพอได PWM ทง

สาม phase วงจรดงรป

รปท 4.12 แสดงวงจร compare

ซง output กคอ PWM หรอ Pulse Width Modulation ทคายอดอยท ± 15 V เมอไดสญญาณ PWM แลวกจะนาไปเขาวงจร Dead Time ตอไป

4.2.6 Dead Time Circuit เนองจากการ ON-OFF ของ Mosfet ไมไดเกดขนทนททนใด การนาสญญาณ PWM ทไดมาขบ

โดยตรง จะทาใหเกดการ ON ท Overlap กน ดงนนจงตองสรางสญญาณทเกดการ Shift phase และสราง dead time ระหวางสญญาณดวยเพอทจะทาให Mosfet On-Off ไมพรอมกน

รปท 4.13 แสดงวงจร Dead Time

29

การทางานของ dead time circuit จากรปวงจรจะเหนวาจาก input เขามาวงจรจะแบงเปนสองสวนคอดานบนและดานลาง สามารถอธบายไดดงนคอ ขณะท input ของวงจรชดบนม logic เปน “0” Votage ทตกครอม VC1 จะม logic เปน “1” output จะมคา logic เปน “0” และเมอ input ของวงจรชดบนเปน “1” VC1 จะคอยๆลดลงตามการ discharge ของตวเกบประจ จนกระทงถงระดบ Voltage ทรบรวาเปน logic “0” output จงจะมคา logic “1” และขณะท input ของวงจรชดลางม logic เปน “0” voltage ทตกครอม VC2 จะม logic เปน “0” output จะมคาเปน logic “1” เมอ input ของวงจรชดลางม logic เปน “1” VC2 จะม logic เปน “0” output จะมคาเปน logic “0” และเมอ input ของวงจรชดลางม logic “0” VC2 จะคอยๆลดลงตามการ discharge ของ C จนกระทงถงระดบVoltage ทรบรวาเปน logic “0” จงจะได output ทมคา logic “1” ดงนน output ชดบน จะมคาเปน “1” ไมพรอมกบ output ชดลาง

4.2.7 Mosfet Driver Mosfet Driver เปนสวนทขยายสญญาณเพอทจะไปควบคมการ ON-OFF ของ Mosfet ประกอบดวย 2 สวน คอ Opto Isolator กบสวนทเปน current boost Opto Isolator มหนาทแยกไฟแรงสงกบแรงตา โดยใชแสงเปนตวกลางในการเชอมระบบโดยใชแสงทไดไปขบในสวนของ current boost เพอขยายกระแสนนใหมากขน ในสวนของ Driver นนจะใช IC TLP250 เปน Mosfet Driver ซงสามารถพจารณา การทางานของ TLP250 ไดจากวงจรดงรป

รปท 4.14 แสดงวงจร Driver Mosfet

และขณะทนาไปตอใชงานตองมการตอตวตานทาน R เพอจากดกระแสขาเขา Opto Isolator ดวย และตองตอตวเกบประจ C ทระหวางขา Supply ทงสองขางเพอลดสญญาณรบกวน

30

4.3 วงจร Main

การแปลงไฟกระแสสลบ 1 เฟส ใหเปนกระแสตรงในภาคนเราจะใช diode และ inductor โดยการใชวงจร Full Bridge ดงรป

รปท 4.15 แสดงวงจร Full Bridge

C ทาหนาทเปนตวชวย ในการทาใหแรงดนของ output ลดลงอยางชาๆเมอเทยบกบเวลา Diode ทาหนาทเปนตว ลาเรยงกระแสใหเปนรป Full wave

อธบายการทางานของวงจร(โดยคดวาเปน ideal ) เมอแรงดน input เปนชวงบวก กระแสจะผานไดโอด 1 และ 4 ทาให Vout เปนเหมอนแรงดนซกบวกของแรงดน input ในชวง 0 องศา ถง 90 องศา จะ charge ตวเกบประจ ในชวง 90 องศา เปนตนไป แรงดน output กจะลดลงตามสมการ exponential

พอถงจดทแรงดน input เปนซกลบ กระแสกจะผาน ไดโอด 2 และ 3 แตตองเปนไปตามเงอนไข คอ เมอแรงดนซกลบ เรมทจะมากกวา แรงดน output กจะ on ไดโอด 2 และ 3 เพราะฉะนน

แรงดน output กจะเปนไปตามแรงดนซกลบทผานไดโอด ดงรป

v input

t

31

รปท 4.16 แรงดน input

voutput

t

รปท 4.17 แรงดน output ไมม ตวเกบประจ

v output

t

รปท 4.18 แรงดน output ม ตวเกบประจ

จากรปกจะเหนไดวา แรงดน output จะกระเพอม หรอเรยกวา ripple จากแรงดน DC กจะเปนแรงดน input ตอไปทจะไปรอท ขา Drain เพอทจะออกไปท load แตกตองรอสญญาณจาก Ic Drive ทขา gate ซงกคอ สญญาณ pwm ดงรป

32

รปท 4.19 แสดงสญญาณ pwm ทไดจากสญญาณ sine กบ triangular

บทท 5 ผลการทดลอง

5.1 การทดลองวงจร Supply

9 volt

2200 uF

2200uF

7805

7905

2.2 uF

2.2uF

+ 5 volt

- 5volt

รปท 5.1 วงจร supply ± 5

15 volt

2200 uF

2200uF

7815

7915

2.2 uF

2.2uF

+ 5 volt

- 5volt

รปท 5.2 วงจร supply ±15

ผลการทดลองวงจร Supply ± 15 V ได Output เปน + 14.9 V และ – 15.1 V ผลการทดลองวงจร Supply ± 5 V ได Output เปน +5.01 V และ –5.02 V

5.2 การทดลองวงจร Sine wave จากการทดลองวงจร sine wave โดยการปอน supply แรงดน 5V ใหกบ

33

- Schmitt Trigger เพอสรางสญญาณนาฬกา - Counter IC เบอร 74LS393 เพอหารความถ - EPROM IC เบอร 27C256 เพอเกบคาขอมล sine

- Latch IC เบอร 74LS373 เพอทาการ latch คาเกบไว และปอน supply แรงดน ϒ15V ใหกบ Op-amp IC เบอร LF353 เพอทาการ offsetคาและ

ขยายขนาดสญญาณ

รปท 5.3 แสดงวงจร sine สญญาณ output วงจร sine wave วงจรท1 ทความถ 50 Hz

รปท 5.4 แสดงสญญาณ sine ของวงจรท 1 ได Vp-p = 17.6V

สญญาณ output วงจร sine wave วงจรท2 ทความถ 50 Hz

34

รปท 5.5 แสดงสญญาณ sine ชองวงจรท 2 ได Vp-p = 16.4V

5.3 การทดลองวงจรขยายสญญาณ จากวงจรขยายสญญาณเพอทจะให Amplitude ของสญญาณsine wave เพมขนตามความถทเพมขน

โดยการนาตวตานทานปรบคาได R ทใชในการปรบความถ มาLock กบตวตานทานปรบคาไดทใชในวงจรขยาย amplitude

รปท 5.6 วงจรขยายสญญาณ

สญญาณทผานมาจากวงจรขยายสญญาณ ทความถสงสด คอ 50 Hz

รปท 5.7 สญญาณ sine ทขยายโดยปรบ gain มากทสด

35

ได Vp-p = 8.24V สญญาณทผานมาจากวงจรขยายสญญาณ ทความตาสงสด คอ 1.25 Hz

รปท 5.8 สญญาณ sine ทขยายโดยปรบ gain นอยทสด ได Vp-p = 1V 5.4 การทดลองวงจรสามเหลยม (Triangle circuit)

จากการปอนแรงดน supply ± 15 V ใหกบวงจรจะไดสญญาณสามเหลยม (Triangle wave)

รปท 5.9 แสดงวงจรสรางสามเหลยม

สญญาณรปสามเหลยม ทความถ 20k Hz

36

รปท 5.10 แสดงสญญาณสามเหลยมทความถ 20 kHz Vp-p = 17.2V เนองจากเมอนาไปขบรถไฟฟา แลวม Modulation Index นอยเกนไปจงตองมการปรบคาแอมพลจดของสญญาณสามเหลยมลงอกโดยมความถเทาเดมคอ 20k Hz ไดสญญาณดงรป

รปท 5.11 แสดงสญญาณสามเหลยมท 20 kHz ททาการปรบคาแลว Vp-p = 10.3V 5.5 การทดลองวงจร Summing

จากสญญาณทสรางมาจากวงจร sine wave จะไดสญญาณ sine wave ทมมม 0 องศา และสญญาณ sine wave ทมมม 120 องศา นาสญญาณมาผานวงจรกรองความถ แลวนาสญญาณทไดมาเขาท input ของวงจร summing

37

รปท 5.12 วงจร summing

สญญาณท output ของวงจร summing เทยบกบสญญาณ input ทเปนสญญาณ sine ท 240 องศา

รปท 5.13 สญญาณเปรยบเทยบระหวาง sine 0 องศากบ sine 240 องศา

Vp-p , channel 1 = 7.6 V Vp-p , channel 2 = 8.1 V 5.6 กาทดลองวงจรเปรยบเทยบสญญาณ (Comparator)

วงจรนจะนาสญญาณ sine wave และสญญาณสามเหลยม มาเปรยบเทยบเทยบกน ถาสญญาณ

ไหนมากกวากนกจะขนเปน logic “1” หรอเรยกวาเปนการ Modulation

38

รปท 5.14 แสดงวงจร Comparator

สญญาณทเปน PWM ทออกจากวงจรเปรยบเทยบ (compare) ทความถ 50 Hz

รปท 5.15 สญญาณ PWM

5.7 การทดลองวงจร Dead Time สญญาณ PWM ทไดมาจากวงจร Comparator นนจะนามาเขาวงจร dead time เพอให Mosfet

ทางานไมพรอมกนพรอมกน

39

รปท 5.16 วงจร Dead Time

สญญาณ Dead time ทเปรยบเทยบระหวางสญญาณชดบนกบชดลาง ทความถ 50 Hz

รปท 5.17 แสดงสญญาณ Dead time เปรยบเทยบกนระหวาง ชดบนกบชดลาง

ไดชวงของ Dead time = 2 µS หรอทความถ = 500 kHz 5.8 การทดลองวงจร Driver Mosfet

สญญาณทไดมาจากวงจรDead time จะถกสงไปยงชด Driver Mosfet เพอทจะสงไปยง gate ของMosfet

40

รปท 5.18 แสดงวงจร Driver Mosfet

สญญาณ PWM ทออกจากวงจร Driver Mosfet ทความถสงสด คอ 50 Hz

รปท 5.19 สญญาณ PWM ทไดจาก MOSFET 5.9 การทดลองวงจร Main

จากชดวงจร Main ไดคาดงน

รปท 5.20 วงจร Main

41

5.9.1 ยงไมมการตอโหลด (No-load) สญญาณ output ของเฟส A ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 100 Vdc และผานการกรองความถตาและไมไดตอโหลด (No-load)

รปท 5.21 แรงดน output ของ MOSFET เฟส A Vp-p = 68 V Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส B ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 100 Vdcและผานการกรองความถตา และไมไดตอโหลด(No-load)

รปท 5.22 แรงดน output ของ MOSFET ระหวาง เฟส A และเฟส B

Vp-p = 98 V

42

5.9.2 ตอ Load เปนโหลด Resistive และ Inductive Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลด R 1 ตว โหลด L 2 ตว

รปท 5.23 แรงดน output ทตอโหลด R 1 ตว L 2 ตว Ch1 : Vp-p = 37.5V

Ch2 : IA,p-p = 0.4 A Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลด R 3 ตว โหลด L 2 ตว

รปท 5.24 แรงดน output ทตอโหลด R 3 ตว L 2 ตว

43

Ch1 : Vp-p = 100V

Ch2 : IA,p-p = 0.5A Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลด R 8 ตว โหลด L 2 ตว

รปท 5.25 แรงดน output ทตอโหลด R 8 ตว L 2 ตว Ch1 : Vp-p = 450V Ch2 : IAp-p = 0.5A Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลด R 8 ตว โหลด L 8 ตว

รปท 5.26 แรงดน output ทตอโหลด R 8 ตว L 8 ตว

44

Ch1 : Vp-p = 362.5V Ch2 : IAp-p = 0.5A

5.9.3 ตอโหลดเปนมอเตอร 3 เฟส ขนาด 1 แรงมา Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถ 50 Hz โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลดMotor 3 phase

รปท 5.27 แรงดน output ทตอโหลด เปน Motor 50 Hz

Ch1 : Vp-p = 300V Ch2 : IAp-p = 0.5A Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถปานกลาง โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลดMotor 3 phase(ขนาด 400V)

รปท 5.28 แรงดน output ทตอโหลด เปน Motor ทความถ ปานกลาง

45

Ch1 : Vp-p = 300V Ch2 : IA,p-p = 0.2A Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถตาสด โดยการปอน input 300 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลดMotor 3 phase

รปท 5.29 แรงดน output ทตอโหลด เปน Motor ทความถ 1.25 Hz Ch1 : Vp-p = 250V Ch2 : IA,p-p = 0.2A Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถใดๆ โดยการปอน input 100 Vacและผานการกรองความถตา และตอโหลดMotor 3 phase

รปท 5.30 แรงดน output ทตอโหลด เปน Motor ทความถ ใดๆ

46

Ch1 : Vp-p = 90V Ch2 ; IA,p-p = 0.3A

5.9.4 ตอโหลดเปนรถไฟฟา (Linear Induction Motor Model) Voltage output ระหวางเฟส A กบเฟส C ทความถใดๆ โดยการปอน input 150-200 Vac และตอโหลด Linear Induction motor model ทมการ modify Modulation ratio แลว

รปท 5.31 แรงดน output ทตอโหลด เปน Linear Induction motor model ท modulation index = 1 Ch1 : Vp-p = 250V Ch2 : IA,p-p = 2A

47

บทท 6 สรป วจารณ และขอเสนอแนะ

6.1 ดานโครงสราง 6.1.1 ความกาวหนาทางดานโครงสราง

• มการเปลยนแปลงรางสมผสทใชในการจายพลงงานใหกบรถไฟฟา จากเสนอลมเนยมมาเปนเสนทองเหลองซงมความเลอนมากกวา และเนองจากรางเกาใชพลาสตกยดดวยกาวกบตวรางจายหลงงาน จงทาใหไมมความแขงแรงเพยงพอ เราจงเปลยนมาใชทองเหลองเสนยดกบเบกาไลท ซงเปนฉนวนอยางดดวยอพรอกช ทาใหแขงแรงกวา

• ออกแบบโครงสรางทรบนาหนก เนองจากโครงสรางเดมมความไมสมดลขณะใชงาน และมขนาดไมเหมาะสม จงทาการเปลยนแบบโครงสรางใหมใหมลกษณะแบบ 4 ขา และมขนาดทเหมาะสม

• มการดดแปลงลอทใชประคองเพอใหรถวงไปกบรางไดดยงขน โดยการทาใหลอประคองรถไฟฟามการเคลอนท หรอกลาวอกนยหนงคอ ทาใหลอมการยดหยนไดเพอการทรงตวขณะทเลยวไดดยงขน

• เนองจากแปลงถานตวเดมชารดเสยหายมาก จงเปลยนและออกแบบโครงสรางการสมผสใหมใหมประสทธภาพดยงขน

นอกจากนยงมการปรบปรงโครงสรางภายนอกของรถไฟฟาใหมความเหมาะสมไมใหญจนเกนไป และสายไฟทชารด

6.1.2 ปญหาและแนวทางแกไข การพฒนาแบบจาลองรถไฟฟา จากโครงสรางเดม เพอใหมประสทธภาพดยงขน จงมการ

แกไขปญหาตางๆทงตวรถไฟฟาและรางดงน 6.1.2.1 การตดขดในทางโคง

เนองจากรถไฟฟาเดมนน มปญหาดานการเลยวโคงทเกดมาจากลอทใชประคองรถดงนนจงมแนวทางแกไขอย 2 วธคอ

1. ทาใหลอทใชประคองมการเคลอนทหรอยดหยนได 2. ออกแบบโครงสรางรถไฟฟาใหม ใหมลกษณะเปนกระเชาแขวนอยกบรางเพยง

ขางเดยว แตเนองจากการทดลองจรงพบวา ในวธการท 2 เกดปญหาขนมาก ไมสามารถทาใหรถวงไดอยางคลองตวดงน

48

• เนองจากทออกแบบใชเหลกฉากเปนวสด และเมอทาการออกแบบแลวนนจะพบวาตองขยายความกวางของรถออกไปอก ซงเมอเทยบกบขนาดของตวสเตเตอรแลวมขนาดใหญกวามาก ดเทอะทะไมสวยงาม

• แบบทออกมานนเปนลกษณะการใชแขนขางเดยวอยกบราง ดงนนจงทาใหเกดความไมสมดล และการใสลอประคองสองดานทาไดยาก

• เนองจากขอบของรางเดมมความไมเรยบไมสมาเสมอ ดงนนขณะทดลองวงจงทาใหเกดการสายของรถไฟ

ดงนนการแกปญหาจงสามารถทาไดโดยวธแรก 6.1.2.2 ความฝดของรางสมผสจายไฟ

เนองจากรถไฟเดมใชรางจายไฟททาดวยอลมเนยม จากคณสมบตของอลมเนยมคอ นาไฟฟา ความลนทผวนอย ดงนนทาใหแปลงถานสกไดงาย

แนวทางการแกไชคอ ใชทองเหลองแทน ชงคณสมบตของทองเหลอง คอ ความลนทผวดกวาอลมเนยม

6.1.2.3 ความโคงของรางเดมไมสมาเสมอ เนองจากความโคงของสนรางไมสมาเสมอทาใหขณะเลยวโคงเกดการตดขด แนวทางการแกไขคอ ตองทาการดดโคงใหมใหมความเรยบมากขน หลงจากการดด

โคงแลวทดลองวง ผลปรากฏวา รถไฟวงไดดขนการตดขดนอยลงมาก และปญหาอยางอนสวนใหญนน เกดจากการหาซออปกรณตางๆทสามารถนามา

ดดแปลงใชกบตวรถไฟฟา เนองจากอปกรณบางอยางนนไมสามารถหาซอไดทงไป เชนทองแดงเสน(ใชทองเหลองเสนแทน) หรออปกรณบางอยางหาซอยาก เชน เบกาไลท

6.2 ดาน Inverter

6.2.1 ความกาวหนาทางดาน Inverter Inverter เปนตวแปลงแรงดนไฟฟากระแสตรงใหเปนแรงดนไฟฟากระแสสลบ โดยใน

โครงการนจะแปลงแรงดนไฟฟาออกมาเปนแรงดนไฟฟากระแสสลบ 3 เฟส ซงม Modulation index = 1 ทสามารถนาไปขบ Load ใหแบบจาลอง Linear Induction Motor ทไดทาการปรบปรงแลวใน ภาคการศกษาแรก

6.2.2 ปญหาและแนวทางแกไข 6.2.2.1 การขบเคลอนรถไฟฟาทดนน ควรเรมดวยความถตา และเรงจนไปถงทความถ

50 Hz แตวาท ความถตากวา 50 Hz ลงมาเพยงเลกนอยเทานน กระแสไฟฟาสงถง 4 แอมป ซงขดลวดท Stator ทนได 5 แอมป ถาเราลดความถลงไปอกกระแสไฟฟาจะทาใหฉนวนไหมได และในทสดกจะเกดการลดวงจรในทสด

แนวทางแกไขทาไดโดยการเปลยนอตราสวน แรงดนตอความถใหเหมาะสม เพอไมใหกระแสเกน 5 แอมป ซงจะทาใหขดลวดเสยหายได แตวธนเปนแบบ Open Loop Control ซงไมเปนระบบ Automatic แตเรามอกวธหนงคอ Feed Back Control แบบ PI Controller ทเปนระบบ Automatic เพราะระบบนจะจากดกระแสตามทเรากาหนดไว

49

6.2.2.2 ลาดบการเปด Switch ถาเปดผดอาจทาใหเกดการลดวงจรได คอการทเราเปด Main Switch กอน Control Switch ซงวงจร Dead Time ยงไมสามารถสรางสญญาณ PWM ทชวงของการ ปด เปด ทไมพรอมกนของ Mosfet ได จงเกดการลดวงจร

แนวทางแกไขทาไดโดยการใช Timer ในการทาลาดบการ เปด ปด Switch หลก อาจจะใช Magnetic Contactor

แสดงวงจร Control circuit ทงหมด

Linear Induction Motor ModelEE2002-6

อาจารยทปรกษา ผศ.ดร. สมฤทธ หงสะสตร

นน..สส.. เบญญาเบญญา ลญฉนลญฉนวฒนวฒน รหสรหส 421765421765--00นายนาย พรชยพรชย องกลนาคองกลนาค รหสรหส 421801421801--66

วตถประสงควตถประสงคเพอศกษาและปรบปรงการทางานของ Linear induction motor modelเพอปรบปรงระบบสงกาลงไฟฟาของ modelเพอปรบปรงรางและโครงสรางของ modelศกษาและออกแบบ Inverter 3 เฟส ปรบความถได

ขอบขายของการทางานขอบขายของการทางานปรบปรงโครงสรางของ Induction motor และออกแบบ modelปรบปรง ชดปฐมภม (ตวรถ) และ ขดทตยภม(ราง)สราง Inverter เพอใชในการควบคมความเรว โดยการปรบความถ

Inverter

เนองจากตว Linear Induction Motor Model นนตองกระแสไฟทเปน Three phase ดงนน เราจงสราง Inverter เพอทจะแปลงกระแสไฟจาก Single phase ไปเปนกระแสไฟ Three phase จงจะทาใหสามารถนาModel ไปทาการตดตงไดสะดวก

โครงการนใชการทา Inverter แบบแปลงกระแสsingle

phase ไปเปนกระแสThree phase โดยการใชสวน control

circuit ไปควบคมการสวทชงของMosfet

วงจรรวมของ Control Circuit

วงจรสญญาณ sine วงจร Voltage aplifier

วงจร summing

วงจร comparator

วงจรสรางสามเหลยม

วงจร dead time

Driver Mosfet

วงจรหลก(Main circuit)

การทางานของวงจร main จะอาศยการ switching ของ Mosfet โดยใช PWM ทสงมาจาก driver Mosfet ในการควบคม

Inverter

การสรางสญญาณ sine 3 phase

วงจรสญญาณ sine วงจร Voltage aplifier

วงจร summing

การสรางสญญาณ sine 3 phase

Vp-p= 17.6V Vp-p= 16.4V

Sine 0° Sine 120°

ผลการสราง Sine 3 phase

แสดงสญญาณ output เทยบกบ สญญาณ input sine 0°

Vp-p , channel 1 = 7.6 VVp-p , channel 2 = 8.1 V

วงจร Voltage Amplifier68k

1k

10k

100k 12k

Minimum

Vp-p = 8.24VVp-p = 1V

Maximum

ภาพแสดงวงจร Voltage Amplifier

วงจรรวมของ Control Circuit

วงจร comparator

วงจรสรางสามเหลยม

วงจร dead time

วงจรสราง sine 3 phase

ผลการทดลองวงจร Dead Time

74HC14

ชวง Dead time = 2µS หรอทความถ = 500 kHz

วงจรรวมของ Control Circuit

วงจร dead time

Driver Mosfet

ผลการทดลองของวงจร Main

ผลการทดลองวงจร Main

No-loadoutput ระหวางเฟส A กบเฟส B f = 52.3 Hzinput 100 V

Vp-p = 98 V

Input 300 V โหลด R 1 ตว โหลด L 2 ตว

ตอ Resistive,Inductive Load

Ch1 : Vp-p = 37.5VCh2 : IA,p-p = 0.4 A

Input 300 Vตอโหลด R 3 ตว โหลด L 2 ตว

Ch1 : Vp-p = 362.5VCh2 : IAp-p = 0.5A

ตอ load เปน motor 3 phase

Ch1 : Vp-p = 300VCh2 : IAp-p = 0.5A

Input 300 V ท fmax

Ch1 : Vp-p = 250VCh2 : IA,p-p = 0.2A

Input 300 V ท fmin

Load เปน LIM

Input 150-200 V

Ch1 : Vp-p = 250VCh2 : IA,p-p = 2A

สรปผลโครงการสวนของงานโครงสรางแบบจาลอง

มการเปลยนรางสมผสทใชในการจายพลงงานใหกบรถไฟฟาออกแบบโครงสรางทใชรบนาหนกของรางมการดดแปลงลอทใชประคองเพอใหรถวงไปกบตวรางไดดยงขน และยงมการปรบแตงตวรถไฟฟาใหมความเหมาะสมอกดวยเปลยนและออกแบบแปรงถานใหมความแขงแรงและเหมาะสม

สวนของ Inverter

มการสรางวงจร Inverter ทงในสวนของ control circuit และ main circuitจากการทดลอง Inverter สามารถแปลงกระแสไฟจาก single phase ไปเปน three phase ซงสามารถนาไปควบคมรถไฟฟา ใหมการปรบความเรวไดโดยอาศยการปรบความถ

ปญหาและแนวทางแกไขปญหาและแนวทางแกไข

สวนของโครงสราง

รศมความโคงของรางแคบจนเกนไป ถาสามารถปรบใหกวางมากกวานจะทาใหรถไฟ วงไดคลองตวมากขนลอทใชประคองดานขางยงมความฝดอย ตองปรบปรงแกไขในสวนของความเลอนของลอ และลอทอยดานลางของตวรถกควรจะมความลนดวยเชนกน

สวนของ Inverter

ตววงจร Inverter ยงไมมการ feedback เพอควบคมกระแสใหอยในชวงทตองการ ดงนนควรใชการควบคมโดยใช PI controller ซงจะมความสะดวกดานการปองกนคากระแสทเกนมากกวาวงจรควบคมทใชอย เพราะวาการควบคมกระแสจะเปนไปอยางอตโนมตปญหาลาดบการเปดสวทชของวงจรควบคม และวงจร main หากมการลาดบสวทชไมถกตอง จะทาใหเกดการลดวงจรระหวาง Mosfet ได ควรเปดวงจรควบคมกอนมการเปดวงจร main หรอใชการ Interlocking โดย contactor relay เขามาชวยควบคมในการเปด-ปด สวทช

ขอขอบคณขอขอบคณอาจารยทกทานทมสวนใหงานนสาเรจอาจารยทกทานทมสวนใหงานนสาเรจ

โดยโดยนางสาวเบญญานางสาวเบญญา ลญฉนลญฉนวฒนวฒน

นายพรชยนายพรชย องกลนาคองกลนาค

Linear Induction Motor Linear Induction Motor ModelModelEE2002EE2002--66

อาจารยทปรกษาอาจารยทปรกษา ผศผศ..ดรดร.. สมฤทธสมฤทธ หงหงสะสตรสะสตร

นน..สส.. เบญญาเบญญา ลญฉนลญฉนวฒนวฒน รหสรหส 421765421765--00นานนาน พรชยพรชย องกลนาคองกลนาค รหสรหส 421801421801--66

วตถประสงควตถประสงคเพอศกษาและปรบปรงการทางานของ Linear induction motor modelเพอปรบปรงระบบสงกาลงไฟฟาของ modelเพอปรบปรงรางและโครงสรางของ modelศกษาและออกแบบ Converter 3 เฟส ปรบความถได

ขอบขายของการทางานขอบขายของการทางานปรบปรงโครงสรางของ Induction motor และออกแบบ modelปรบปรง ชดปฐมภม (ตวรถ) และ ขดทตยภม (ราง)สราง converter เพอใชในการควบคมความเรว

การออกแบบรางและการออกแบบรางและโครงสรางรถไฟฟาโครงสรางรถไฟฟา

ปญหาของโครงสรางจากโครงงานเดม

การเคลอนทตดขด เนองจากรศมความโคงของรางนนแคบมากเมอเปรยบเทยบกบรถไฟฟา ทาใหเวลาเขาโคงตดขดชดลอทใชในการลดความฝด ทขนานกบตวรางดานบนมจานวนมากเกนไปอกทงยงถกยดอยกบท เมอรถวงมาในทางโคงจะถกบงคบไวดวยชดลอเหลานรางจายพลงงานมการชารดเสยหาย เนองจากรางจายพลงงานนทาจากอลมเนยม และคณสมบตของอลมเนยมนนมความลนนอย เมอเสยดสกบแปลงถานแลวเกดคราบคารบอนเปนอปสรรคตอการนาไฟฟา

แนวทางการแกปญหาทเกดขนกบโครงงานเดมแนวทางการแกปญหาทเกดขนกบโครงงานเดม ในประเดนแรก หากตองการแกปญหาทราง เนองจากความโคงของ

รางนนมากเกนไป หรอพดอกนยหนงนนคอ รศมความโคงแคบเกนไป ดงนนถาเราขยายความกวางของรางออกไปอก จะทาใหรศมความโคงกวางกวาเดม จะทาใหรถไฟฟาเลยวโคงไดงายขน

แบบทสองคอ การแกไขทรถไฟฟา โดยการทาใหลอทประคองรางทตาแหนงหวทายมการยดหยนไดจาก นนคอหาวธการตดสปรงทดานขางของลอตาแหนงหวทาย เพอการยดหยนใหสมผสกบรางทงในเวลาเขาโคงและในทางตรง จะทาใหรถไฟฟาวงไดดขน

แบบสดทายคอ การแกไขทรถไฟฟาเชนเดยวกน ดวยการออกแบบโครงสรางรถไฟฟาขนมาใหม โดยทใหรถไฟฟามจดรบนาหนกเพยงสองจดคอ ลอทเกาะอยกบสนของรางในลกษณะคลายกบกระเชา ซงเมอเขาโคงนนจะเปนไปไดงายกวาแบบเดมมาก เนองจากไมมลอทบงคบมากจนเกนไป

โครงสรางของรางโครงสรางของรางเนองจากเปนโครงการตอเนองเนองจากเปนโครงการตอเนอง ในสวนของการออกแบบรางนนไมมในสวนของการออกแบบรางนนไมมความจาเปนตองออกแบบใหมความจาเปนตองออกแบบใหม สามารถนารางเดมนมาใชงานไดสามารถนารางเดมนมาใชงานได การออกแบบรางเดมนนประกอบดวยแผนเหลกและอลมเนยมประกบการออกแบบรางเดมนนประกอบดวยแผนเหลกและอลมเนยมประกบกนกน ในสวนทเปนเหลกในสวนทเปนเหลก จะประกอบเปนรปตวทจะประกอบเปนรปตวท ((TT)) เพอใชเปนเพอใชเปนตงยดเกาะของรางรถไฟฟาตงยดเกาะของรางรถไฟฟา และยดตดกบโครงสรางไดงายและยดตดกบโครงสรางไดงายแตเนองจากรางเดมมความโคงทไมเรยบจงมการแกไขแตเนองจากรางเดมมความโคงทไมเรยบจงมการแกไข โดยการเคาะรางโดยการเคาะรางใหมใหม

ภาพโครงสรางของราง

ภาพตดขวางของราง

ภาพ Top view ของราง

ภาพของรางจรงททาการตดรางจายพลงงานและปรบปรงภาพของรางจรงททาการตดรางจายพลงงานและปรบปรงแลวแลว

รางจายพลงงานและรถไฟฟาขณะเลยวโคง

โครงสรางของรถไฟฟาโครงสรางของรถไฟฟาลกษณะโครงสรางของรถไฟฟาจากโครงงานรนทแลวลกษณะโครงสรางของรถไฟฟาจากโครงงานรนทแลว

จากโครงงานรนทแลวนนจากโครงงานรนทแลวนน โครงสรางของตวรถไฟฟามลกษณะโครงสรางของตวรถไฟฟามลกษณะแบบโอบรางไวทงสองขางแบบโอบรางไวทงสองขาง มลอประคองทางดานบนมลอประคองทางดานบน ทใชลดแรงทใชลดแรงเสยดทานขณะทยงไมไดจายไฟเสยดทานขณะทยงไมไดจายไฟ ลอประคองดานลางลอประคองดานลาง ใชลดแรงเสยดใชลดแรงเสยดทานขณะทจายไฟแลวและยงใชปองกนดดตดกนระหวางรางและทานขณะทจายไฟแลวและยงใชปองกนดดตดกนระหวางรางและรถไฟฟาดวยรถไฟฟาดวย และลอทางซายและขวาและลอทางซายและขวา ใชในการประคองดานขางใชในการประคองดานขาง

จะเหนวาชดลอทเรยงกนเปนจานวนมากจะเหนวาชดลอทเรยงกนเปนจานวนมาก ทใชในการบงคบลอใหทใชในการบงคบลอใหวงไปตามตวรางนนมจานวนมากเกนไปวงไปตามตวรางนนมจานวนมากเกนไป และลอทอยทางหวทายถกและลอทอยทางหวทายถกตรงใหอยกบทตรงใหอยกบท ไมสามารถยดหยนหรอเคลอนทไดไมสามารถยดหยนหรอเคลอนทได

ภาพโครงสรางของรถไฟฟา

แสดงภาพตดขวางของรางและรถไฟฟา

ภาพ Top view ของรถไฟฟาแบบเดม

ภาพแสดงโครงสรางของรถไฟฟาขณะทเกาะอยบนราง

ภาพแสดงลอทสามารถยดหยนไดตดอยบนตวรถภาพแสดงลอทสามารถยดหยนไดตดอยบนตวรถ

ระบบปอนพลงงานระบบปอนพลงงานการใหรถไฟฟาเลอนทไปตามรางไดการใหรถไฟฟาเลอนทไปตามรางได จะตองมการปอนพลงงานใหกบตวจะตองมการปอนพลงงานใหกบตวรถไฟฟาดวยแรงดนไฟฟารถไฟฟาดวยแรงดนไฟฟา 00--220220 โวลทโวลท 33 สายสาย เนองจากตวรถไฟฟามการเนองจากตวรถไฟฟามการเคลอนทอยตลอดเวลาเคลอนทอยตลอดเวลา ดงนนไมสามารถปอนพลงงานไฟฟาใหกบตวรถไฟฟาดงนนไมสามารถปอนพลงงานไฟฟาใหกบตวรถไฟฟาไดโดยตรงไดโดยตรงการออกแบบระบบการปอนพลงงานใหกบตวรถไฟฟาการออกแบบระบบการปอนพลงงานใหกบตวรถไฟฟา โดยการฝงแผนตวนาโดยการฝงแผนตวนาทองเหลองขนาดทองเหลองขนาด 44 มมมม.. จานวนจานวน 33 เสนเสน บนบนฉนวนเบกาไลทฉนวนเบกาไลททตดอยเปนทตดอยเปนชวงตามความแขงแรงของรางทองเหลองชวงตามความแขงแรงของรางทองเหลอง และดงพลงงานจากตวนาทองเหลองและดงพลงงานจากตวนาทองเหลองผานแปรงถานผานแปรงถาน เขาสตวรถไฟฟาเขาสตวรถไฟฟา ซงแปรงถานมสปรงเปนตวกดใหซงแปรงถานมสปรงเปนตวกดใหหนาสมผสของแปรงถานสมผสกบตวนาทองเหลองตลอดการเคลอนทของหนาสมผสของแปรงถานสมผสกบตวนาทองเหลองตลอดการเคลอนทของรถไฟฟารถไฟฟา แปรงถานมคณสมบตลดการเกดประกายไฟและลดแรงเสยดทางขณะแปรงถานมคณสมบตลดการเกดประกายไฟและลดแรงเสยดทางขณะรถไฟฟาเคลอนทรถไฟฟาเคลอนท

ภาพแสดงรางจายพลงงาน 3 เสนทยดตดกบรางดวยฉนวนเบกาไลท ทสมผสอยกบแปรงถาน

เนองจากไมสามารถจายพลงงานใหกบรถไฟฟาไดโดยตรง ดงนนจงตองจายพลงงานผานรางจายพลงงาน

ภาพแสดงการจายพลงงานใหกบรางเพอปอนเขาสแปลงถาน

สรปความกาวหนาของงานสรปความกาวหนาของงานดานโครงสรางดานโครงสราง

สวนของรางมการเปลยนรางสมผสทใชในการจายพลงงาน

ใหกบรถไฟฟาออกแบบโครงสรางทใชรบนาหนกของราง

สวนของรถไฟฟามการดดแปลงลอทใชประคองเพอใหรถวงไป

กบตวรางไดดยงขน และยงมการปรบแตงตวรถไฟฟาใหมความเหมาะสมอกดวยเปลยนและออกแบบแปรงถานใหมความ

แขงแรงและเหมาะสม

THE END