ไฟฟ้าโรงงานญี่ปุ่น 200V 3 เฟส และ 50/60Hz ใช้ในไทยได้ไหม

เครื่องจักรจากญี่ปุ่นมาถึงโรงงาน เนมเพลต (nameplate) เขียนว่า "3φ AC 200 V 50/60 Hz" แต่ไฟของโรงงานในไทยเป็นระบบ 3 เฟส 400 V (230/400 V) ความถี่ 50 Hz ก่อนใครจะต่อไฟ ต้องตอบ 3 ข้อนี้ให้ได้ก่อน: ต้องใช้หม้อแปลงหรือไม่ มอเตอร์จะทำงานเหมือนเดิมที่ความถี่ของเราหรือไม่ และแรงดันภายในเครื่อง (200 V, 100 V, 24 V DC) ตัวไหนที่เป็นปัญหาของเราจริง ๆ

สรุปสั้น ๆ: โรงงานญี่ปุ่นมักใช้มอเตอร์ 3 เฟส 200 V (โหลดใหญ่ใช้ระดับ 400 V) ไฟส่องสว่างและอุปกรณ์เล็กใช้ 1 เฟส 100 V และวงจรควบคุมใช้ 24 V DC ส่วนความถี่ของญี่ปุ่นคือ 50 Hz ทางตะวันออก และ 60 Hz ทางตะวันตก เครื่องที่ออกแบบสำหรับ 200 V มักต้องใช้หม้อแปลงลดแรงดัน (step-down) หรือสั่งรุ่นที่ใช้แรงดันอื่นจากซัพพลายเออร์ ก่อนจะต่อกับไฟ 380–480 V ของโรงงาน ส่วนความถี่ต้องตรวจแยกต่างหาก เพราะมีผลต่อความเร็วมอเตอร์และภาระของมอเตอร์กับคอยล์ AC

บทความนี้อธิบายแรงดันที่จะเจอในแบบและเนมเพลตของญี่ปุ่น เทียบกับไฟของโรงงานในไทยและประเทศอื่น แสดงว่าทำไมมอเตอร์ตัวเดียวกันกินกระแสลดลงครึ่งหนึ่งที่ 400 V และปิดท้ายด้วยเช็กลิสต์กับตัวอย่างอีเมลถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น เนื้อหาเป็นรายการที่ควรยืนยัน ไม่ใช่ขั้นตอนการติดตั้ง

แรงดันไฟฟ้าที่ใช้ในโรงงานญี่ปุ่น

โรงงานญี่ปุ่นไม่ได้ใช้แรงดันเดียวทั้งโรงงาน แต่เลือกตามประเภทโหลดและมาตรฐานการออกแบบของโรงงานนั้น ปั๊มและพัดลมขนาดใหญ่อาจใช้ 3 เฟสระดับ 400 V ส่วนโหลดมอเตอร์ทั่วไปใช้ 3 เฟส 200 V

ไฟส่องสว่าง เต้ารับ และอุปกรณ์เล็กใช้ 1 เฟส 100 V ส่วนเซนเซอร์ I/O ของ PLC และรีเลย์ มักใช้ 24 V DC

"ระดับ 400 V" ไม่ใช่ตัวเลขเดียว อุปกรณ์ในกลุ่มนี้อาจมีพิกัด 400 V, 415 V หรือ 440 V ดังนั้นของสองชิ้นที่เรียกว่า "400 V" เหมือนกัน ไม่ได้แปลว่าใช้แทนกันได้เสมอ

เครื่องเดียวก็อาจใช้หลายแรงดันพร้อมกัน เช่น มอเตอร์วาล์วไฟฟ้าใช้ 200 V ที่มอเตอร์ แต่สัญญาณสั่งเปิด/ปิดและสัญญาณสถานะอาจใช้แรงดันอีกค่าหนึ่ง

ไฟ 24 V DC ไม่ใช่แค่หม้อแปลงตัวเล็ก อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์อย่าง PLC และคอมพิวเตอร์ใช้ไฟ DC แรงดันต่ำที่นิ่ง จึงต้องมีวงจรแปลงเป็น DC (rectification) และรักษาแรงดัน (regulation) นอกเหนือจากการลดแรงดัน AC

สำหรับโรงงานนอกญี่ปุ่น การแยกแบบนี้สำคัญ วงจรควบคุม 24 V DC มักสร้างจากพาวเวอร์ซัพพลายในตู้ของเครื่อง ดังนั้นต้องดูเฉพาะพิกัดอินพุตของพาวเวอร์ซัพพลายตัวนั้นว่าเข้ากับไฟของเรา ส่วนมอเตอร์ 3 เฟสและโหลดที่ต่อกับ 1 เฟส 100 V ขึ้นกับไฟของโรงงานโดยตรง

ไฟ 100 V ของญี่ปุ่นเป็นเรื่องแปลกในประเทศอื่น สหรัฐฯ ใช้ 120 V ส่วนไทยใช้ 1 เฟส 230 V ดังนั้นต้องไล่ดูให้ครบว่าเครื่องมีโหลด 100 V ตัวไหนบ้าง

ญี่ปุ่นตะวันออก 50 Hz ตะวันตก 60 Hz

ระบบไฟของญี่ปุ่นแบ่งเป็นสองฝั่ง ญี่ปุ่นตะวันออก รวมโตเกียว ใช้ 50 Hz ญี่ปุ่นตะวันตก รวมโอซาก้า ใช้ 60 Hz เส้นแบ่งอยู่ราว ๆ ตั้งแต่แม่น้ำฟูจิ (จังหวัดชิซูโอกะ) ถึงอิโตอิกาวะ (จังหวัดนีงาตะ) และไม่ใช่เส้นตรง

ที่มาย้อนไปทศวรรษ 1890 โตเกียวติดตั้งเครื่องกำเนิดไฟฟ้า 50 Hz จากเยอรมนี ส่วนโอซาก้าติดตั้งเครื่อง 60 Hz จากสหรัฐฯ

นี่คือเหตุผลที่เนมเพลตและสเปกชีตของญี่ปุ่นมักเขียนสองความถี่ ซัพพลายเออร์แถวนาโงย่าหรือโอซาก้าอาจทดสอบเครื่องที่ 60 Hz ส่วนแถวโตเกียวทดสอบที่ 50 Hz

ความถี่ของไทยคือ 50 Hz จึงควรถามเสมอว่าเครื่องตั้งค่าและทดสอบ (FAT) ที่ความถี่ไหน อย่าคิดเองว่า "Made in Japan" แปลว่าทดสอบที่ 50 Hz

"แรงต่ำ" (teiatsu) ไม่ได้แปลว่าปลอดภัย

เอกสารญี่ปุ่นใช้การแบ่งแรงดันตามกฎหมาย 3 ระดับ จากกฤษฎีกากระทรวงว่าด้วยมาตรฐานทางเทคนิคของอุปกรณ์ไฟฟ้า (ข้อ 2) ทั้ง 200 V และ 400 V AC อยู่ในระดับ "แรงต่ำ" (teiatsu)

ตัวอย่างเช่น 3,300 V และ 6,600 V AC อยู่ในระดับ "แรงสูง" (koatsu) ซึ่งการจัดการต่างจากไฟกำลังแรงต่ำ 200 V และ 400 V ดังนั้นเมื่อเอกสารญี่ปุ่นเขียนว่า "แรงสูง" ไม่ได้หมายถึง 400 V

ชื่อตามกฎหมายไม่ใช่ระดับความปลอดภัย สำหรับโหลดความต้านทาน กฎของโอห์ม (V = RI) บอกว่ากระแสเพิ่มขึ้นตามแรงดันเมื่อความต้านทานคงที่ แต่ร่างกายคนไม่ใช่ความต้านทานค่าเดียว และไม่มีค่ากระแสเดียวที่แบ่งว่า "ปลอดภัย" กับ "อันตราย"

ความรุนแรงของไฟดูดขึ้นกับจุดที่สัมผัส เส้นทางของกระแส ระยะเวลา และความชื้น แม้ 100 V ก็มีอันตรายจากไฟดูดจริง การใช้แรงดันต่ำจึงไม่ได้ทำให้ไม่ต้องป้องกันชิ้นส่วนที่มีไฟ ต่อสายดินและป้องกันอย่างถูกต้อง และทำตามขั้นตอนตัดไฟ/ล็อก (Lockout/Tagout หรือ LOTO)

ญี่ปุ่นเทียบกับโรงงานของเรา: แรงดันและความถี่ที่พบบ่อย

ตารางด้านล่างวางญี่ปุ่นเทียบกับประเทศที่ผู้อ่านมักทำงานเกี่ยวข้อง ให้ใช้เป็นจุดเริ่มต้นเท่านั้น ค่าระบุในเอกสารกับค่าที่วัดได้จริงที่โรงงานอาจต่างกัน และระบบเก่าในบางประเทศยังใช้ 380 V หรือ 415 V แม้ค่าทางการจะเป็น 400 V

มีสองประเด็นที่เห็นชัด ข้อแรก เครื่องญี่ปุ่น 200 V แทบทุกที่นอกญี่ปุ่นมีแรงดันไม่ตรงกัน ในไทยคือ 200 V เทียบกับ 400 V จึงต้องเลือกว่าจะใช้หม้อแปลงลดแรงดัน หรือสั่งเครื่องรุ่นระดับ 400 V กรณีที่ใกล้เคียงที่สุดคือระบบ 208 V ของสหรัฐฯ ซึ่งใกล้ 200 V ของญี่ปุ่น แต่ก็ยังต้องเทียบกับช่วงพิกัดของเครื่อง

ข้อสอง ความถี่ของไทยและอาเซียนส่วนใหญ่เป็น 50 Hz ส่วนสหรัฐฯ และฟิลิปปินส์เป็น 60 Hz ญี่ปุ่นมีทั้งสองแบบ ดังนั้นเรื่องความถี่ขึ้นกับว่าซัพพลายเออร์อยู่ที่ไหนด้วย ไม่ใช่แค่โรงงานของเราอยู่ที่ไหน

ทำไมแรงดันถึงเปลี่ยนกระแสและความสูญเสียในสายไฟ

ถ้ากำลังไฟฟ้าเท่ากัน แรงดันที่สูงขึ้นทำให้กระแสต่ำลง นี่คือเหตุผลที่โรงงานใช้มอเตอร์ใหญ่ที่ระดับ 400 V หรือ 480 V แทน 200 V กำลังไฟฟ้าคืออัตราการใช้พลังงานไฟฟ้า มีหน่วยเป็นวัตต์ (W) หรือกิโลวัตต์ (kW)

กรณี DC คำนวณจากแรงดันคูณกระแส กรณี AC ต้องคิดจำนวนเฟสและตัวประกอบกำลัง (power factor) ด้วย

ที่กำลังไฟฟ้าจริงและตัวประกอบกำลังเท่ากัน แรงดันที่เพิ่มเป็นสองเท่าทำให้กระแสลดลงครึ่งหนึ่ง นี่คือการเทียบมอเตอร์สองตัวที่ออกแบบมาสำหรับแรงดันของตัวเอง ไม่ได้แปลว่าเอา 400 V ไปต่อกับมอเตอร์ 200 V ได้

ตัวอย่าง: กระแสสายของมอเตอร์ 7.5 kW ที่แรงดันต่างกัน

ตัวเลข kW บนเนมเพลตมอเตอร์ โดยปกติคือกำลังขับที่เพลา (shaft output) ตามพิกัด ไม่ใช่กำลังไฟฟ้าที่ป้อนเข้า ประสิทธิภาพ (efficiency) คือกำลังที่เพลาหารด้วยกำลังไฟฟ้าที่ป้อนเข้า ส่วนตัวประกอบกำลังคือกำลังจริงหารด้วยกำลังปรากฏ (apparent power) ถ้าจะหากระแสจากกำลังที่เพลา ต้องใช้ทั้งสองค่า

สมมติมอเตอร์ 3 เฟสตัวหนึ่ง: กำลังที่เพลา 7.5 kW ประสิทธิภาพ 90% ตัวประกอบกำลัง 0.80 เพื่อให้เห็นภาพ สมมติว่าทุกรุ่นแรงดันมีประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังเท่ากัน พิกัดกระแสจริงให้ดูจากดาต้าชีตของแต่ละรุ่น

ที่ประสิทธิภาพ 90% มอเตอร์ทั้งสองตัวกินกำลังไฟฟ้าเข้าประมาณ 8.33 kW การเปลี่ยนไปใช้ 400 V ไม่ได้ทำให้ใช้พลังงานลดลงครึ่งหนึ่ง แต่ลดกระแสลงครึ่งหนึ่ง สูตรเดียวกันให้ค่าสำหรับแรงดันอื่นที่น่าจะเจอ ดังนี้

กระแสต่ำลง ความสูญเสียความต้านทานในสายก็ลดลง

ความร้อนที่สูญเสียในสายเป็นสัดส่วนกับกระแสยกกำลังสอง ถ้าวัสดุตัวนำ ความยาว และพื้นที่หน้าตัดเท่ากัน การลดกระแสลงครึ่งหนึ่งทำให้ความสูญเสียความต้านทานในสายเหลือหนึ่งในสี่

กระแสที่ต่ำลงอาจทำให้ใช้สายเล็กลงได้ แต่หลังลดขนาดสายแล้ว ความสูญเสียก็ไม่จำเป็นต้องเหลือหนึ่งในสี่ของเดิม ให้เลือกขนาดสายที่ผ่านทั้งกระแสที่รับได้ (ampacity) แรงดันตก ความทนกระแสลัดวงจร และสภาพการเดินสาย แล้วประเมินใหม่ด้วยสายนั้น

แรงดันตก (voltage drop) ก็ขึ้นกับกระแส ความต้านทาน และรีแอคแตนซ์ของสาย แรงดันที่สูงขึ้นจึงช่วยได้เช่นกัน อย่าลดขนาดสายลงครึ่งหนึ่งตามอัตราส่วนแรงดันอย่างเดียว โดยไม่ตรวจชนิดวงจร ตัวประกอบกำลัง และความยาวสาย

50 Hz กับ 60 Hz เปลี่ยนอะไรบ้าง

การทำให้แรงดันตรงกันเป็นแค่ครึ่งเดียวของงาน ความเร็วของมอเตอร์เหนี่ยวนำ (induction motor) ตามความถี่ไฟ ความเร็วซิงโครนัส = 120 × f / จำนวนขั้ว มอเตอร์ 4 ขั้วจึงมีความเร็วซิงโครนัส 1,500 rpm ที่ 50 Hz และ 1,800 rpm ที่ 60 Hz ความเร็วจริงต่ำกว่าเล็กน้อยเพราะสลิป (slip)

แคตตาล็อกของญี่ปุ่นแสดงให้เห็นว่าบนเนมเพลตเป็นอย่างไร มอเตอร์ SF-PR ระดับ 400 V 4 ขั้ว 5.5 kW ของ Mitsubishi Electric มีพิกัด 4 ชุด แต่ละชุดมีกระแสและความเร็วของตัวเอง

จากตรงนี้ได้สองข้อ ข้อแรก ปั๊ม พัดลม หรือสายพานที่ขับโดยตรงด้วยมอเตอร์ จะหมุนเร็วขึ้นประมาณ 20% ที่ 60 Hz เมื่อเทียบกับ 50 Hz ซึ่งเปลี่ยนทั้งอัตราการส่งและภาระของมอเตอร์ ให้ถามว่าซัพพลายเออร์เลือกขนาดและทดสอบเครื่องที่ความถี่ของเราหรือไม่

ข้อสอง มอเตอร์ที่ระบุพิกัดเฉพาะ 60 Hz ไม่ได้ใช้ที่ 50 Hz ที่แรงดันเดิมได้โดยอัตโนมัติ อัตราส่วนแรงดันต่อความถี่ (V/f) สูงขึ้นประมาณ 20% ทำให้ฟลักซ์แม่เหล็กเพิ่มและมอเตอร์อาจร้อนเกิน อีกทั้งความสามารถด้านกำลังก็ลดลง การลดพิกัด (derating) หรือการปรับแรงดันต้องมาจากผู้ผลิตมอเตอร์เท่านั้น

ชิ้นส่วนอื่นที่ไวต่อความถี่

ไม่ใช่แค่มอเตอร์ที่ต้องตรวจ คอยล์ AC ของคอนแทคเตอร์ รีเลย์ และโซลินอยด์วาล์ว มีพิกัดแรงดันและความถี่เฉพาะ และคอยล์ AC กับ DC ใช้แทนกันไม่ได้ พัดลมระบายความร้อน AC ในตู้ และอุปกรณ์ที่จับเวลาจากความถี่ไฟ ก็ควรตรวจด้วย

หลายรุ่นเขียนว่า "50/60 Hz" แต่ให้ยืนยันทีละรายการในรายการชิ้นส่วน อย่าคิดเอาเอง

อินเวอร์เตอร์ (VFD)

VFD ซึ่งเอกสารญี่ปุ่นเรียกว่า "อินเวอร์เตอร์" ทำให้ภาพเปลี่ยนไป ความถี่เอาต์พุตตั้งด้วยพารามิเตอร์ มอเตอร์ที่ต่อหลัง VFD จึงไม่เห็นความถี่ของไฟโรงงานโดยตรง แต่ยังต้องตรวจสองจุดแยกกัน

• ด้านอินพุต: คลาสแรงดันของไดรฟ์ (ระดับ 200 V หรือระดับ 400 V) ต้องครอบคลุมแรงดันไฟของเรา ไดรฟ์ระดับ 200 V ต่อกับไฟ 400 V หรือ 480 V ไม่ได้
• ด้านเอาต์พุตไปมอเตอร์: ไดรฟ์และมอเตอร์ต้องตรงกันที่แรงดัน Mitsubishi Electric ระบุว่าไม่ควรใช้อินเวอร์เตอร์ 400 V ขับมอเตอร์ 200 V เพราะแรงดันพีกเอาต์พุตของอินเวอร์เตอร์อาจเกินแรงดันที่มอเตอร์ทนได้ แม้ลดค่าเอาต์พุตที่ตั้งไว้แล้วก็ตาม มอเตอร์ 200 V ให้ใช้อินเวอร์เตอร์ 200 V และถ้าเป็นการจับคู่แบบอื่น ให้ถามผู้ผลิตเรื่องแรงดันพีกเอาต์พุตและฉนวนของมอเตอร์

ถ้าเครื่องมีไดรฟ์ ให้ทำรายการทุกตัวพร้อมรุ่นและคลาสแรงดัน แล้วถามซัพพลายเออร์ว่ามีรุ่นระดับ 400 V สำหรับโรงงานของเราหรือไม่

ต้องใช้หม้อแปลงหรือไม่

การเลือกเครื่องให้ตรงกับไฟของโรงงานช่วยตัดอุปกรณ์แปลงแรงดันออกได้ ถ้าโรงงานมีไฟ 200 V และเครื่องเป็นรุ่น 200 V ก็อาจไม่ต้องใช้หม้อแปลงลดแรงดันที่ไฟเมนเลย หลักคิดเดียวกันใช้กับโหลดเล็ก: ถ้าใกล้ ๆ มีไฟ AC 200 V อยู่แล้ว การเลือกอุปกรณ์ AC 200 V อาจตัดหม้อแปลงเฉพาะที่ลดเป็น AC 100 V ออกได้

แต่โรงงานนอกญี่ปุ่นส่วนใหญ่ รวมถึงโรงงานในไทยที่ใช้ 400 V ต้องเลือกระหว่างสองทาง คือสั่งเครื่องรุ่นที่ตรงกับไฟของเรา หรือใช้รุ่น 200 V ต่อไปแล้วเพิ่มหม้อแปลงลดแรงดัน (400 V เป็น 200 V)

แม้หม้อแปลงจะดูง่ายกว่า แต่ก็ไม่ใช่ปัจจัยเดียว อะไหล่ แรงดันควบคุมที่เป็นแบบเดียวกันทั้งโรงงาน การเปลี่ยนเมื่อเสีย การป้องกันไฟดูด และพฤติกรรมตอนไฟดับ ล้วนชี้ไปทางการทำตามมาตรฐานไฟฟ้าของโรงงานเอง

เมื่อเปลี่ยนอะไหล่ ให้เทียบแรงดัน AC หรือ DC จำนวนเฟส ความถี่ กำลัง กระแสที่ยอมรับได้ ฉนวน และการป้องกัน ไม่ใช่แค่แรงดัน บางผลิตภัณฑ์สลับระหว่าง 200 V กับ 400 V ได้ แต่การต่อขั้วและเงื่อนไขการใช้งานต้องยึดตามคู่มือของผลิตภัณฑ์นั้น ไม่ใช่เนมเพลตอย่างเดียว

การเลือกแรงดันไม่ได้แก้ทุกเรื่อง การทำงานต่อเนื่องเมื่อไฟดับต้องทบทวนเรื่อง UPS แยกต่างหาก และการแยกสัญญาณ (signal isolation) ต้องทบทวนเรื่อง isolator แยกต่างหาก

ถ้าอุปกรณ์มีทั้งรุ่น 100 V และ 200 V เช่นมอเตอร์วาล์วบางรุ่น ให้เปรียบเทียบสัญญาณสั่งงาน กระแสตอนสตาร์ต ความจำเป็นต้องแปลงไฟ และอะไหล่สำรองสำหรับซ่อมบำรุง ไม่ใช่แค่ไฟเมน

ตรวจวงจร 24 V DC ที่ปลายทางด้วย

ระบบควบคุม 24 V DC ไม่ขึ้นกับไฟของโรงงาน แต่มีข้อจำกัดของตัวเอง คือแรงดันตก เมื่อติดตั้งเครื่องญี่ปุ่นโดยเดินสายภาคสนามยาวกว่าที่โรงงานซัพพลายเออร์ แรงดันตกเล็กน้อยก็อาจทำให้อุปกรณ์ได้รับไฟต่ำกว่าอินพุตต่ำสุดที่รับได้

ให้ตรวจไม่เฉพาะตอนปกติ แต่รวมถึงกระแสตอนโซลินอยด์วาล์วและโหลดคล้ายกันทำงานพร้อมกัน และนับสายให้ครบวงจร (ไปและกลับ) จากแหล่งจ่ายถึงอุปกรณ์

ตัวอย่าง สมมติแหล่งจ่าย 24 V กระแสโหลด 2 A ความต้านทานรวมของสายไป–กลับ 1 Ω สายจะทำให้แรงดันตก 2 V อุปกรณ์จึงได้ 22 V ให้เทียบค่านี้กับแรงดันอินพุตต่ำสุดในดาต้าชีตของอุปกรณ์

พาวเวอร์ซัพพลายที่มีกำลังเหลือเฟือ ก็ยังทำให้ปลายทางไฟไม่พอได้ เพราะความต้านทานของสายหรือกระแสพุ่งตอนเริ่มทำงาน ก่อนจะเพิ่มเอาต์พุตของแหล่งจ่าย ให้ตรวจขนาดและระยะทางของสาย ช่วงอินพุตที่อุปกรณ์แต่ละตัวรับได้ และดูว่าจะมีอุปกรณ์ตัวไหนได้รับแรงดันเกินหรือไม่

AC 24 V กับ DC 24 V เป็นแหล่งจ่ายคนละแบบ และอุปกรณ์ DC บางรุ่นแยกขั้วบวกลบ ให้ยืนยันทั้งชนิดแรงดันและขั้วจากแผนภาพขั้วต่อ

หน้าสัมผัสแห้ง (dry contact หรือ voltage-free contact) ไม่ได้จ่ายแรงดันเอง ให้ดูแผนภาพขั้วต่อของวงจรอินพุตฝั่งรับ และไฟภายนอกที่ต้องใช้ ข้อมูลว่าไฟเมนของเครื่องเป็น 200 V ไม่ได้บอกเงื่อนไขของสัญญาณ จึงต้องทบทวนสเปกไฟฟ้ากับสเปก I/O แยกกัน

เช็กลิสต์ก่อนสั่งซื้อหรือต่อไฟ

• ไฟของโรงงาน: แรงดันที่วัดได้ ความถี่ จำนวนเฟส และชนิดของระบบที่จุดต่อไฟ
• ไฟเมนของเครื่อง: แรงดันพิกัด ความถี่ จำนวนเฟส และกระแสเต็มพิกัดจากเนมเพลตและแบบไฟฟ้า
• มอเตอร์ทุกตัว: ชุดแรงดันและความถี่ที่ระบุ และกระแสกับความเร็วในแถวที่ตรงกับไฟของเรา
• ไดรฟ์ทุกตัว (อินเวอร์เตอร์/VFD): คลาสแรงดันอินพุตเทียบกับไฟของเรา และแรงดันมอเตอร์เทียบกับคลาสเอาต์พุตของไดรฟ์
• โหลด 1 เฟส 100 V: ตัวไหนบ้าง และจะจ่ายไฟให้อย่างไร
• หม้อแปลงควบคุม: มีแท็ปด้านปฐมภูมิอะไรบ้าง และมีแท็ปที่ตรงกับแรงดันของเราหรือไม่
• คอยล์ AC พัดลมตู้ และชิ้นส่วนที่ไวต่อความถี่: พิกัด 50/60 Hz ในรายการชิ้นส่วน
• พาวเวอร์ซัพพลาย 24 V DC: พิกัดอินพุต กำลัง และแรงดันที่อุปกรณ์ไกลสุด
• เงื่อนไขการทดสอบ: แรงดันและความถี่ที่ซัพพลายเออร์ใช้ใน FAT
• หม้อแปลง (ถ้าต้องใช้): ใครเป็นผู้จัดหา ขนาด kVA รวมกระแสสตาร์ตมอเตอร์ และการป้องกัน
• กฎหมายและมาตรฐานท้องถิ่น: งานติดตั้งต้องเป็นไปตามมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าและข้อกำหนดของการไฟฟ้าในพื้นที่ใด และใครเป็นผู้ตรวจรับรอง

คำถามถึงซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

• เครื่องถูกสร้างและทดสอบที่ 50 Hz หรือ 60 Hz และเคยทดสอบที่ความถี่ของเราด้วยหรือไม่
• สามารถส่งเครื่องรุ่นระดับ 400 V (หรือ 460 V, 60 Hz) แทนรุ่น 200 V ได้หรือไม่ ชิ้นส่วนไหนจะเปลี่ยน
• ขอรายการมอเตอร์และไดรฟ์ทั้งหมด พร้อมรุ่น คลาสแรงดัน และชุดแรงดัน/ความถี่พิกัด
• โหลดไหนใช้ 1 เฟส 100 V และกระแสรวมเท่าไร
• หม้อแปลงควบคุมมีแท็ปปฐมภูมิสำหรับแรงดันของเราหรือไม่
• ถ้าเราใช้หม้อแปลงลดแรงดัน แนะนำขนาด kVA และแรงดันเท่าไร รวมกระแสตอนสตาร์ตด้วย
• มีชิ้นส่วนที่ใช้ได้เฉพาะความถี่เดียวหรือไม่ (คอยล์ พัดลม ไทม์เมอร์)
• ช่วงแรงดันไฟที่เครื่องทั้งเครื่องยอมรับได้คือเท่าไร

ตัวอย่างอีเมลสอบถาม

คัดลอกไปเติมข้อมูลในวงเล็บแล้วส่งได้เลย ควรเขียนเป็นข้อสั้น ๆ มีหมายเลข เพราะวิศวกรญี่ปุ่นตอบและแปลได้ง่ายกว่า (ตัวอย่างเป็นภาษาอังกฤษ ใช้ส่งถึงซัพพลายเออร์ได้โดยตรง)

ขอบเขตของบทความนี้

• ตารางแรงดันอ้างอิงจากค่าระบุที่เผยแพร่ แรงดันจริงของโรงงาน ค่าเผื่อ (tolerance) และชนิดระบบ (การต่อสายดิน แบบสตาร์หรือเดลต้า) ต่างกันไปตามหน้างานและการไฟฟ้า ซึ่งบทความนี้ไม่ได้ครอบคลุม
• ตัวเลขกระแสและความสูญเสียเป็นของมอเตอร์สมมติที่ประสิทธิภาพและตัวประกอบกำลังคงที่ มอเตอร์จริงต่างกันตามรุ่นแรงดันและผู้ผลิต
• ข้อมูลมอเตอร์ของ Mitsubishi เป็นตัวอย่างจากแคตตาล็อกเดียว ผู้ผลิตและรุ่นอื่นมีชุดพิกัดต่างกัน
• การลดพิกัดมอเตอร์ที่ความถี่นอกพิกัด การเลือกขนาดหม้อแปลง การเลือกขนาดสาย และค่าตั้งของอุปกรณ์ป้องกัน เป็นการตัดสินใจด้านการออกแบบของวิศวกรไฟฟ้าของโรงงานและผู้ผลิตอุปกรณ์
• ในประเทศไทย งานไฟฟ้าอยู่ภายใต้ พ.ร.บ.ความปลอดภัย อาชีวอนามัย และสภาพแวดล้อมในการทำงาน พ.ศ. 2554 และกฎกระทรวงที่เกี่ยวข้อง ให้สอบถาม จป. (เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยในการทำงาน) และวิศวกรไฟฟ้าของโรงงานเรื่องข้อกำหนดฉบับล่าสุด บทความนี้ไม่ใช่การตีความทางกฎหมาย
• การตรวจและเปลี่ยนอุปกรณ์ต้องทำตามขั้นตอนที่ผู้รับผิดชอบของโรงงานกำหนด คือการตัดไฟ การป้องกันการจ่ายไฟกลับ (preventing re-energization) และการตรวจยืนยันว่าไม่มีแรงดัน ควบคู่กับมาตรฐานไฟฟ้าท้องถิ่น ให้ระวังแหล่งจ่ายแยก เอาต์พุตของ UPS และพลังงานที่สะสมอยู่ภายในอุปกรณ์จ่ายไฟ และตรวจให้แน่ใจว่าระบุแหล่งจ่ายไฟทุกแหล่งที่เข้าบริเวณทำงานครบแล้ว

คำถามที่พบบ่อย

โรงงานญี่ปุ่นใช้แรงดันไฟฟ้าเท่าไร

ที่พบบ่อยที่สุดคือ 3 เฟส 200 V สำหรับมอเตอร์ ระดับ 400 V (400, 415 หรือ 440 V) สำหรับโหลดใหญ่ 1 เฟส 100 V สำหรับไฟส่องสว่างและอุปกรณ์เล็ก และ 24 V DC สำหรับระบบควบคุม ความถี่คือ 50 Hz ทางญี่ปุ่นตะวันออก และ 60 Hz ทางญี่ปุ่นตะวันตก

เครื่องญี่ปุ่น 200 V ต่อกับไฟ 400 V ของโรงงานในไทยโดยตรงได้ไหม

ไม่ได้ ห้ามต่อแรงดันที่สูงกว่าพิกัด เว้นแต่เครื่องระบุไว้ชัดเจนว่ารองรับ ให้ใช้หม้อแปลงลดแรงดันที่วิศวกรเลือกขนาดให้ หรือขอรุ่นระดับ 400 V จากซัพพลายเออร์ แล้วยืนยันการต่อสาย ความถี่ และค่าตั้งของอุปกรณ์ป้องกันจากเอกสารของผู้ผลิต

มอเตอร์ญี่ปุ่น 60 Hz ใช้กับไฟ 50 Hz ของไทยได้ไหม

ได้เฉพาะเมื่อมีพิกัด 50 Hz มอเตอร์ญี่ปุ่นหลายรุ่นระบุทั้งสองความถี่ พร้อมค่ากระแสและความเร็วแยกกัน มอเตอร์ที่มีพิกัดเฉพาะ 60 Hz จะหมุนช้าลงประมาณ 17% ที่ 50 Hz และที่แรงดันเดิม ฟลักซ์จะสูงขึ้นจนอาจร้อนเกิน จึงต้องขอคำแนะนำจากผู้ผลิตก่อนใช้

400 V ถือเป็น "แรงสูง" ในญี่ปุ่นหรือไม่

ไม่ใช่ ตามกฤษฎีกาว่าด้วยอุปกรณ์ไฟฟ้าของญี่ปุ่น AC ไม่เกิน 600 V คือ "แรงต่ำ" (teiatsu) ดังนั้น 400 V เป็นแรงต่ำ ชื่อนี้ไม่ได้แปลว่าแตะได้อย่างปลอดภัย ยังต้องมีการป้องกันชิ้นส่วนมีไฟและการตัดไฟ/ล็อก (LOTO)

24 V DC ปลอดภัยจากไฟดูดและไฟไหม้ใช่ไหม

ไม่แน่เสมอไป แรงดันต่ำมีข้อดี แต่ไม่ได้ทำให้วงจรปลอดภัยด้วยตัวเอง การลัดวงจรยังทำให้กระแสสูงได้ ให้ตรวจคุณสมบัติการป้องกันของพาวเวอร์ซัพพลายและการป้องกันของวงจรแยกแต่ละสาย

เปลี่ยนจาก 200 V เป็น 400 V แล้วค่าไฟลดลงครึ่งหนึ่งไหม

ไม่ลด ที่งานเท่ากัน ประสิทธิภาพ และตัวประกอบกำลังเท่ากัน กระแสลดครึ่งหนึ่ง แต่กำลังไฟฟ้าที่อุปกรณ์ใช้ไม่ได้ลดครึ่ง ความสูญเสียในสายลดลง แต่ผลด้านต้นทุนจริงขึ้นกับประสิทธิภาพของอุปกรณ์ ความสูญเสียของหม้อแปลง และอัตราค่าไฟของเรา

แหล่งอ้างอิง

• การแบ่งระดับแรงดันตามกฎหมายญี่ปุ่น (ข้อ 2): e-Gov, Ministerial Ordinance on Technical Standards for Electrical Equipment (ภาษาญี่ปุ่น)
• การแบ่ง 50/60 Hz ของญี่ปุ่นและที่มา: Wikipedia, "Fuji River"; IEEE Milestone, Sakuma Frequency Converter Station
• เส้นแบ่งแม่น้ำฟูจิ–อิโตอิกาวะ: Jackery Japan, 50 Hz/60 Hz mixed areas (ภาษาญี่ปุ่น); Joshin, frequency by region (ภาษาญี่ปุ่น)
• แรงดัน 3 เฟสและความถี่ตามประเทศ: WorldStandards, "Three-phase electric power"
• แรงดันและความถี่ของประเทศไทย: WorldStandards, Thailand; Power-Sonic, Single-Phase and Three-Phase Voltage by Country
• แรงดันระบบของสหรัฐฯ เทียบกับแรงดันบนเนมเพลตมอเตอร์: NEMA, "NEMA Motor Standards vs. IEC Motor Standards"; Power Transmission Engineering, Baldor Basics
• แรงดันระบุของอินเดีย: BIS, IS 12360:1988 Voltage Bands for Electrical Installations
• ตัวอย่างพิกัดมอเตอร์ (SF-PR ระดับ 400 V 4 ขั้ว 5.5 kW): Mitsubishi Electric, SF-PR specifications (ภาษาญี่ปุ่น)
• อินเวอร์เตอร์ 400 V กับมอเตอร์ 200 V: Mitsubishi Electric FA FAQ (ภาษาญี่ปุ่น)
• สมการกำลังไฟฟ้าและตัวประกอบกำลัง: HIOKI, PW4001 measurement equations (ภาษาญี่ปุ่น); Japan Electrical Engineers Association, two-wattmeter method (ภาษาญี่ปุ่น)
• พาวเวอร์ซัพพลาย AC เป็น DC พิกัด และการป้องกัน: OMRON, power supply glossary (ภาษาญี่ปุ่น); OMRON, S8VK-WA ratings (ภาษาญี่ปุ่น)
• คอยล์รีเลย์ AC/DC และขั้ว: OMRON, general relay technical guide (ภาษาญี่ปุ่น)
• พาวเวอร์ซัพพลายเทียบกับอินพุตหน้าสัมผัสแห้ง: OMRON, WT21 I/O specifications (ภาษาญี่ปุ่น)
• ปัจจัยของไฟดูดและอุบัติเหตุแรงดันต่ำ: กระทรวงสาธารณสุข แรงงานและสวัสดิการของญี่ปุ่น (MHLW), "Electric shock" (ภาษาญี่ปุ่น); MHLW, low-voltage work accident case (ภาษาญี่ปุ่น)
• มาตรการสำหรับงานในวงจรที่ตัดไฟ (เป็นข้อบังคับแยกจากกฤษฎีกาการแบ่งระดับแรงดัน): MHLW, Ordinance on Industrial Safety and Health (ภาษาญี่ปุ่น)