ค่ากระแสแอกชูเอเตอร์วาล์วไฟฟ้า: VA, W และกระแสสตาร์ท

คุณเปิดดาต้าชีตของแอกชูเอเตอร์วาล์วไฟฟ้าจากญี่ปุ่น แล้วเจอตัวเลขสามตัวเรียงกัน คือ mota W 20 W, 50 VA ที่พิกัดเอาต์พุต และ 100 VA ตอนสตาร์ท งานของคุณคือหาค่ากระแสเพื่อเลือกแหล่งจ่ายไฟ เบรกเกอร์ และหน้าสัมผัสของวงจรควบคุม

แต่ตัวเลขทั้งสามตัวนี้ไม่ใช่กระแส ค่า VA สองค่าแปลงเป็นแอมป์ได้ เมื่อรู้ระบบไฟที่ใช้ ส่วนค่า W ใช้วิธีเดียวกันไม่ได้

สรุปสั้น ๆ: VA คือกำลังไฟฟ้าปรากฏ (Apparent power) ไม่ใช่กระแส การแปลงเป็นแอมป์ต้องรู้ 3 อย่าง คือชนิดของไฟ (AC 1 เฟส, AC 3 เฟส หรือ DC) แรงดันไฟ และค่านั้นเป็นค่าตอนเดินปกติหรือตอนสตาร์ท ถ้าเป็น 1 เฟส 100 V และ 50 VA กระแสจะเท่ากับ 0.50 A แต่เอาค่า W (กำลังไฟฟ้าที่ใช้ หรือกำลังเอาต์พุตของมอเตอร์) มาหารด้วยแรงดันตรง ๆ แบบเดียวกันไม่ได้

บทความนี้อธิบายวิธีอ่านค่าแต่ละตัว วิธีคำนวณกระแสของระบบ 1 เฟส 3 เฟส และ DC และวิธีแยกกระแสพิกัด กระแสพุ่งเข้า และกระแสตอนโรเตอร์ถูกล็อก ท้ายบทความมีเช็กลิสต์และตัวอย่างอีเมลสอบถามซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นที่นำไปใช้ได้ทันที

สารบัญ

1. แอกชูเอเตอร์วาล์วไฟฟ้าทำหน้าที่อะไร
2. ศัพท์ในดาต้าชีตญี่ปุ่นเกี่ยวกับกระแสและกำลังไฟฟ้า
3. VA กับ W: ตัวเลขสามแบบที่ไม่เหมือนกัน
4. คำนวณกระแส: 1 เฟส 3 เฟส และ DC
5. กระแสพิกัด กระแสพุ่งเข้า และกระแสตอนโรเตอร์ถูกล็อก
6. เลือกแหล่งจ่ายไฟ เบรกเกอร์ และหน้าสัมผัสควบคุม
7. พลังงานไฟฟ้า: รวมเวลาเดินและเวลาสแตนด์บาย
8. ตารางสรุป: VA, W และ mota W
9. เช็กลิสต์ก่อนเลือกขนาดแหล่งจ่ายไฟ
10. คำถามที่ควรถามซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น
11. ขอบเขตของบทความนี้
12. FAQ
13. แหล่งอ้างอิง

แอกชูเอเตอร์วาล์วไฟฟ้าทำหน้าที่อะไร

วาล์วไฟฟ้า (Motorized Valve / dendo-ben) คือวาล์วอัตโนมัติที่เปิดปิดด้วยการหมุนก้านวาล์วด้วยมอเตอร์ ประกอบด้วยตัววาล์วที่รับของไหลในท่อ และแอกชูเอเตอร์ไฟฟ้าที่ติดอยู่ด้านบน

แอกชูเอเตอร์เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าเป็นการเคลื่อนที่เชิงกล ภายในมีมอเตอร์ เกียร์ทดที่ลดความเร็วรอบเพื่อให้ได้แรงบิดที่วาล์วต้องการ และกลไกที่หยุดวาล์วตรงตำแหน่งที่ตั้งไว้ รูปที่ 1 แสดงการเชื่อมต่อของส่วนเหล่านี้

รูปที่ 1: แอกชูเอเตอร์รับไฟฟ้า ส่วนตัววาล์วรับของไหล

การหมุนของมอเตอร์ผ่านเกียร์ทดและเพลาไปที่วาล์ว ให้ดูแยกกัน 3 ส่วน คือไฟเลี้ยง การส่งกำลังเชิงกล และทางไหลของของไหล

เป็นแผนภาพแสดงหน้าที่เท่านั้น โครงสร้างภายในและกลไกหยุดและกลไกคืนตำแหน่งต่างกันไปตามรุ่น สีน้ำเงินคือไฟฟ้า สีน้ำตาลคือการหมุนเชิงกล

แอกชูเอเตอร์มีแบบ On/Off ที่สลับระหว่างเปิดสุดกับปิดสุด และแบบ Modulating ที่เลื่อนวาล์วไปตำแหน่งกลางตามคำสั่ง วาล์วที่หยุดกลางทางได้ไม่ได้แปลว่าเหมาะกับการควบคุมต่อเนื่อง ให้เลือกวาล์วกับแอกชูเอเตอร์เป็นชุดที่เข้ากัน

ไฟเลี้ยงมีทั้ง AC และ DC เช่น AC 100 V, AC 200 V และ DC 24 V จุดเริ่มต้นคือเทียบไฟที่มีหน้างานกับพิกัดของรุ่นแอกชูเอเตอร์ที่จะสั่งซื้อเป็นชุดเดียวกัน

ตัวเลขแรงดันเท่ากันก็ใช้แทนกันไม่ได้ ถ้า AC/DC, 1 เฟส/3 เฟส หรือความถี่ต่างกัน ในญี่ปุ่นฝั่งตะวันออกใช้ 50 Hz ฝั่งตะวันตกใช้ 60 Hz และเต้ารับทั่วไปจ่าย 100 V

ไฟฟ้าในโรงงานที่ไทยกับสเปกจากญี่ปุ่น

ไทยใช้ความถี่ 50 Hz ส่วนแรงดันในโรงงานโดยทั่วไปอยู่ที่ราว 220–230 V (1 เฟส) และ 380–400 V (3 เฟส) ค่าที่แน่นอนให้ยืนยันกับฝ่ายไฟฟ้าของโรงงาน เพราะสเปกที่เขียนว่า AC 100 V หรือ AC 200 V ในแค็ตตาล็อกญี่ปุ่นไม่ได้แปลว่านำมาต่อกับไฟที่โรงงานได้เลย

ก่อนสั่งซื้อ ให้ถามผู้ผลิตว่ารุ่นนั้นรองรับแรงดันและความถี่ 50 Hz ของโรงงานหรือไม่ และถ้าต้องใช้หม้อแปลงลดแรงดัน ให้เผื่อกำลังของหม้อแปลงตามค่าตอนสตาร์ทด้วย บางดาต้าชีตของญี่ปุ่นแยกตารางตามแรงดันและความถี่ ให้เลือกแถวที่ตรงกับรุ่นและไฟของคุณ

วาล์วไฟฟ้ากับโซลินอยด์วาล์ว

โซลินอยด์วาล์ว (Solenoid Valve / denjiben) ใช้แรงแม่เหล็กจากกระแสที่ไหลในคอยล์ขยับชิ้นส่วนภายใน ส่วนวาล์วไฟฟ้าส่งการหมุนของมอเตอร์ผ่านเกียร์ทด หลักการขับต่างกัน ค่ากระแสในแค็ตตาล็อกจึงต้องอ่านตามชนิดของตัวขับ

โซลินอยด์วาล์วบางแบบใช้แรงแม่เหล็กขยับวาล์วโดยตรง ส่วนแบบ Pilot ใช้ความดันต่างคร่อมวาล์วช่วย ดังนั้นแค่ชื่อว่าโซลินอยด์วาล์วยังสรุปไม่ได้ว่าใช้กับขนาดใหญ่หรือความดันสูงไม่ได้

เมื่อโซลินอยด์วาล์วสลับลมของวาล์วที่ขับด้วยลม (Air-operated valve) ลมอัดเป็นตัวให้แรงขยับวาล์วหลัก นี่คือเหตุผลที่โซลินอยด์วาล์วตัวเล็กควบคุมวาล์วหลักตัวใหญ่ได้

ความเร็วในการเปิดปิดและความดันต่างที่ใช้ได้ ก็ไม่ได้ขึ้นกับชนิดตัวขับอย่างเดียว ให้เปรียบเทียบรุ่นตามเงื่อนไขการใช้งานที่ระบุ โดยใช้เวลาทำงานที่ต้องการและแรงบิดที่วาล์วต้องใช้ ในระบบที่การปิดเร็วเป็นปัญหา อย่าเลือกด้วยความเร็วเพียงอย่างเดียว

ศัพท์ในดาต้าชีตญี่ปุ่นเกี่ยวกับกระแสและกำลังไฟฟ้า

ตารางสเปกของแอกชูเอเตอร์ญี่ปุ่นมักมีแรงดันไฟเลี้ยง กำลังไฟฟ้าที่ใช้ กำลังของมอเตอร์ และกระแสพิกัด ให้จับคู่ชื่อคอลัมน์กับหน่วยก่อนใช้ตัวเลขใด ๆ ตารางด้านล่างคือป้ายที่พบบ่อย

ศัพท์ในเอกสารญี่ปุ่น	อ่านว่า (โรมาจิ)	ความหมาย	หน่วย
電源電圧	dengen den'atsu	แรงดันไฟเลี้ยง (Supply voltage)	V
単相 / 三相	tanso / sanso	1 เฟส / 3 เฟส	–
消費電力	shohi denryoku	กำลังไฟฟ้าที่ใช้ (ต้องดูว่าเป็น W หรือ VA)	W หรือ VA
皮相電力	hiso denryoku	กำลังไฟฟ้าปรากฏ (Apparent power)	VA
有効電力	yuko denryoku	กำลังไฟฟ้าจริง (Active power / Real power)	W
(คะตะคะนะ) 出力 / (คะตะคะนะ) W	mota shutsuryoku / mota W	กำลังของมอเตอร์ (มักเป็นกำลังเชิงกลที่เพลา ให้ดูนิยามของคอลัมน์และหมายเหตุ)	W
定格電流	teikaku denryu	กระแสพิกัด (Rated current)	A
定格出力時	teikaku shutsuryoku-ji	ตอนเดินที่พิกัดเอาต์พุต	VA, A
起動時 / 起動電流	kido-ji / kido denryu	ตอนสตาร์ท / กระแสสตาร์ท	VA, A
突入電流	totsunyu denryu	กระแสพุ่งเข้า (Inrush current)	A
拘束電流	kosoku denryu	กระแสตอนโรเตอร์ถูกล็อก (Locked-rotor current)	A
(ผสมคันจิกับฮิรางานะ)	yobi-kei	ขนาดระบุของท่อ (Nominal Size) เช่น 50A	ขนาด ไม่ใช่หน่วยไฟฟ้า

ให้ระวังแถวสุดท้าย วาล์วที่เขียนว่า 50A คือขนาดท่อ (ประมาณ 50 mm หรือ NPS 2) ไม่ใช่กระแส 50 แอมแปร์ ถ้าหยิบตัวเลขจากตารางสินค้าโดยไม่ดูหัวคอลัมน์ อาจสับสนระหว่างขนาดวาล์วกับพิกัดไฟฟ้า

VA กับ W: ตัวเลขสามแบบที่ไม่เหมือนกัน

กระแสวัดเป็นแอมแปร์ (A) และแรงดันวัดเป็นโวลต์ (V) ส่วนกำลังไฟฟ้าในดาต้าชีตมีสองหน่วย คือวัตต์ (W) และโวลต์แอมแปร์ (VA) ค่า W เองก็มีสองความหมาย ตารางของแอกชูเอเตอร์จึงมีค่ากำลังได้สามแบบ

VA (กำลังไฟฟ้าปรากฏ): ระบบ AC 1 เฟสให้หารด้วยแรงดัน

ใน AC 1 เฟส กำลังไฟฟ้าปรากฏคือค่า RMS ของแรงดันคูณค่า RMS ของกระแส ถ้าสมมติพิกัด 1 เฟส 100 V และ 50 VA ให้เอา 50 หารด้วย 100 จะได้กระแส ตัวเลข 50 VA ตัวเดียวไม่ได้บอกว่ากระแสมากเท่าไร

ค่า VA ใช้กับแรงดันที่ระบุไว้คู่กันเท่านั้น ห้ามเอา 50 VA ของรุ่น AC 100 V ไปหารด้วย 220 V เพราะรุ่นนั้นอาจใช้กับ 220 V ไม่ได้ หรืออาจมีค่า VA อีกค่าสำหรับแรงดันนั้น ให้ถามผู้ผลิต

รูปที่ 2: สองช่องที่ต้องอ่านก่อนแปลง 50 VA เป็นแอมป์

ยืนยันจำนวนเฟสและแรงดันก่อน แล้วค่อยใช้กำลังไฟฟ้าปรากฏของเงื่อนไขนั้น

50 VA เท่ากันแต่เงื่อนไขเป็น 1 เฟส 200 V จะได้ 0.25 A ซึ่งไม่ได้แปลว่าป้อนแรงดันอื่นให้แอกชูเอเตอร์ตัวเดียวกันได้

ถ้าเขียนเป็นสูตร การคำนวณของ AC 1 เฟสเป็นดังนี้

W (กำลังไฟฟ้าจริง): ต้องรู้เพาเวอร์แฟกเตอร์ด้วย

ใน AC 1 เฟส กำลังไฟฟ้าจริง (W) เท่ากับแรงดันคูณกระแสคูณเพาเวอร์แฟกเตอร์ (PF) ถ้าแอกชูเอเตอร์ 50 VA ตัวเดิมรับกำลังไฟฟ้าจริง 30 W (ค่าสมมติ) PF จะเท่ากับ 0.60 การอ่าน 50 VA เป็น 50 W ทำให้ความต่างนี้หายไป

ในทางกลับกัน รู้แค่ค่า W กับแรงดันยังไม่พอ ถ้าไม่รู้ PF ก็หากระแสของ AC 1 เฟสเป็นค่าเดียวไม่ได้

mota W (กำลังเอาต์พุต): ไม่ใช่กำลังไฟฟ้าขาเข้าเลย

กำลังเอาต์พุตของมอเตอร์ (mota shutsuryoku) คืองานเชิงกลที่เพลาส่งให้โหลด ส่วนกำลังที่รับจากแหล่งจ่ายรวมความสูญเสียภายในด้วย กำลังเชิงกลกับกำลังไฟฟ้าที่ใช้จึงไม่ใช่ค่าเดียวกัน และทั้งสองใช้หน่วย W เหมือนกัน ดูแค่หน่วยจึงแยกไม่ได้

สมมติตารางเดียวกันมี "mota W 20 W" และ "50 VA ที่พิกัดเอาต์พุต" การเอา 20 หารด้วย 50 เป็นเพาเวอร์แฟกเตอร์ถือว่าเร็วเกินไป ถ้า 20 W เป็นกำลังเชิงกล ค่านั้นไม่ใช่กำลังไฟฟ้าจริงขาเข้า รูปที่ 3 ใช้ตารางที่เผยแพร่จริงในญี่ปุ่นเพื่อแสดงว่าแต่ละคอลัมน์ต่างกันอย่างไร

รูปที่ 3: W กับ VA อยู่คนละคอลัมน์ในดาต้าชีตจริง

ค่าที่ Nihon KOSO เผยแพร่ของรุ่น 3200R / 32A1RA ใช้แสดงความหมายของแต่ละคอลัมน์

mota W20 Wหัวคอลัมน์ในตารางคือ mota W (กำลังของมอเตอร์) อย่าเพิ่งสรุปว่าเป็นกำลังไฟฟ้าขาเข้าแล้วนำไปแปลง

ที่พิกัดเอาต์พุต50 VAกำลังไฟฟ้าปรากฏด้านแหล่งจ่าย ภายใต้เงื่อนไขการทำงานที่ระบุ

ตอนสตาร์ท100 VAการสตาร์ทเป็นคนละเงื่อนไขกับพิกัดเอาต์พุต ให้อ่านคอลัมน์ตอนสตาร์ทด้วย

ที่มา: Nihon KOSO "ตารางแรงบิดและแรงขับของแอกชูเอเตอร์ไฟฟ้า" (ภาษาญี่ปุ่น) เป็นค่าที่เผยแพร่ของรุ่นเดียว ไม่ใช่ค่ามาตรฐานของวาล์วไฟฟ้าทุกรุ่น ไม่ได้เติมแรงดันไฟเลี้ยงหรือเพาเวอร์แฟกเตอร์ เพราะตารางไม่ได้ระบุ

เพาเวอร์แฟกเตอร์คือกำลังไฟฟ้าจริงหารด้วยกำลังไฟฟ้าปรากฏ และอธิบายความสัมพันธ์ของแรงดัน กระแส และกำลังที่ด้านแหล่งจ่าย ส่วนประสิทธิภาพ (Efficiency) คือกำลังเชิงกลหารด้วยกำลังไฟฟ้าขาเข้า และอธิบายความสูญเสียตอนเปลี่ยนเป็นการเคลื่อนที่ อย่านำสองค่านี้มาใช้แทนกัน

ถ้าวาล์วต้องการแรงบิดสูงขึ้น อาจต้องเปลี่ยนไปใช้แอกชูเอเตอร์รุ่นอื่น แต่ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิดกับกระแสยังขึ้นกับความเร็วรอบ เกียร์ทด และชนิดมอเตอร์ ขนาดวาล์วเพิ่มเป็นสองเท่าจึงไม่ได้แปลว่ากระแสเพิ่มเป็นสองเท่า

ความดันต่างคร่อมวาล์วและความฝืดที่ซีทก็เพิ่มโหลดด้วย วาล์วขนาดระบุเท่ากันเปรียบเทียบกันไม่ได้ถ้าเงื่อนไขไม่เหมือนกัน ให้อ่านสเปกเป็นชุดของตัววาล์วกับแอกชูเอเตอร์

คำนวณกระแส: 1 เฟส 3 เฟส และ DC

อย่านำสูตร 1 เฟสไปใช้กับรุ่นที่ใช้ไฟ 3 เฟส ในระบบ 3 เฟสที่สมดุลและเป็นคลื่นไซน์ กำลังไฟฟ้าปรากฏเท่ากับ √3 คูณแรงดันระหว่างสาย (line-to-line) คูณกระแสในสาย (line current) ระวังอย่าสับสนระหว่างแรงดันระหว่างสายกับแรงดันเฟส

ถ้าสมมติพิกัด 3 เฟส 200 V และ 300 VA กระแสในสายจะประมาณ 0.87 A สูตรนี้ใช้เมื่อทุกเฟสมีเงื่อนไขเหมือนกัน อุปกรณ์ที่เฟสไม่สมดุลหรือคลื่นผิดรูปต้องประเมินแยกต่างหาก

ใน DC ที่สภาวะคงตัว กำลังไฟฟ้าคือแรงดันคูณกระแส แอกชูเอเตอร์ DC 24 V ที่รับกำลัง 6 W (ค่าสมมติ) จะใช้กระแส 0.25 A แต่ค่านี้ไม่ครอบคลุมกระแสตอนสตาร์ทหรือกระแสสูงสุดของวงจรอิเล็กทรอนิกส์ภายในแอกชูเอเตอร์

ในงานจริง ให้หาก่อนว่าผู้ผลิตระบุค่ากระแสไว้หรือไม่ แล้วค่อยคิดการแปลง ถ้าตารางแยกตามแรงดันหรือความถี่ ให้ใช้แถวของรุ่นที่จะสั่งซื้อ และอย่ายืมค่าจากแถวของไฟเลี้ยงอื่น

กระแสพิกัด กระแสพุ่งเข้า และกระแสตอนโรเตอร์ถูกล็อก

กระแสพิกัด (Rated current) คือค่าอ้างอิงตอนเดินภายใต้เงื่อนไขที่ผู้ผลิตกำหนด ตอนสตาร์ทจะมีกระแสต่างจากตอนเดินปกติ ถ้าเลือกอุปกรณ์ควบคุมหรือแหล่งจ่ายไฟจากกระแสพิกัดอย่างเดียว จะมองข้ามเงื่อนไขตอนสตาร์ท

กระแสตอนโรเตอร์ถูกล็อก (Locked-rotor current) คือกระแสในสภาวะที่มอเตอร์ถูกขวางจนหมุนไม่ได้ ให้แยกจากการสตาร์ทปกติ ที่มอเตอร์ยังเร่งความเร็วอยู่ ส่วนคำว่ากระแสสตาร์ทและกระแสพุ่งเข้า รวมถึงเงื่อนไขของแต่ละคำ ให้ยึดนิยามของผู้ผลิตแต่ละราย

รูปที่ 4: สตาร์ทกับโรเตอร์ล็อกเป็นคนละสถานะ แม้กระแสสูงทั้งคู่

แทนที่จะใช้ตัวคูณตายตัว ให้เช็กก่อนว่าค่าในดาต้าชีตหมายถึงสถานะไหน

สตาร์ท: จากหยุดนิ่งไปหมุน

ช่วงที่มอเตอร์เริ่มหมุน ดาต้าชีตอาจระบุกระแสหรือ VA ตอนสตาร์ทแยกจากการเดินคงตัว

เดินที่พิกัด: ทำงานภายใต้โหลดที่กำหนด

สถานะอ้างอิงที่ไฟเลี้ยง โหลด และเงื่อนไขอื่นตามที่ระบุ กระแสสแตนด์บายตอนหยุดเป็นอีกค่าหนึ่ง

โรเตอร์ล็อก: การหมุนถูกขวาง

กระแสในสภาวะที่มอเตอร์หมุนไม่ได้ อย่าถือว่าเป็นสภาวะที่สตาร์ทปกติต่อไปได้

ไม่ใช่รูปคลื่นเชิงปริมาณตามเวลา ค่าตอนสตาร์ท โรเตอร์ล็อก และการกลับทิศชั่วขณะ เปลี่ยนไปตามชนิดมอเตอร์ แรงดัน และกำลัง ให้ใช้สเปกของรุ่นที่เลือก

FAQ ของ Oriental Motor เรื่องกระแสของมอเตอร์ AC ก็แยกกระแสพิกัดออกจากกระแสพุ่งเข้า กระแสกลับทิศชั่วขณะ และกระแสโรเตอร์ล็อก สัดส่วนที่ระบุต่างกันตามชนิดและกำลังของมอเตอร์ อย่านำตัวคูณของมอเตอร์รุ่นหนึ่งไปใช้กับวาล์วไฟฟ้าทุกตัว

สำหรับสินค้าที่มีวงจรควบคุมอิเล็กทรอนิกส์ คุณสมบัติของมอเตอร์อย่างเดียวไม่ได้กำหนดกระแสขาเข้า ให้อ่านเงื่อนไขของแอกชูเอเตอร์ทั้งชุด เช่น กระแสสูงสุดรวมวงจรควบคุมและวงจรป้องกัน อัตราส่วนเวลาใช้งาน (Duty cycle) และจำนวนครั้งที่สตาร์ท

ค่า VA ตอนสตาร์ทและตอนยึดค้าง (Holding) ในแค็ตตาล็อกโซลินอยด์วาล์ว ก็ไม่ใช่ค่าเดียวกับค่าพิกัดและค่าตอนสตาร์ทของวาล์วไฟฟ้า อภิธานศัพท์ของ CKD แยกค่าสตาร์ทกับค่ายึดค้างของโซลินอยด์วาล์ว AC แต่นำกระแสยึดค้างของโซลินอยด์ไปใช้เป็นกระแสตอนหยุดของวาล์วไฟฟ้าไม่ได้

เลือกแหล่งจ่ายไฟ เบรกเกอร์ และหน้าสัมผัสควบคุม

วงจรที่จ่ายไฟให้แอกชูเอเตอร์กับวงจรที่ส่งคำสั่งเปิดปิด มีพิกัดของตัวเองทั้งคู่ ให้ดูจากสเปกอุปกรณ์และแบบวงจรว่า เอาต์พุตของตัวควบคุมขับแค่อินพุตควบคุมของแอกชูเอเตอร์ หรือสวิตช์โหลดมอเตอร์โดยตรง

ตัวอย่างเช่น หน้าสัมผัสที่เขียนว่า 5 A ไม่ได้แปลว่าสวิตช์โหลดมอเตอร์ได้ แค่ตัวเลขนั้น ให้ตรวจชนิดโหลดและเงื่อนไขตอนสตาร์ท แล้วเทียบเงื่อนไขการใช้งานที่ผู้ผลิตตัวควบคุมกับผู้ผลิตวาล์วระบุไว้ว่าตรงกัน

รูปที่ 5: พิกัดของหนึ่งตัว กับเงื่อนไขของการเดินหลายตัว

ความจุรวมของแหล่งจ่ายไฟขับ กับเงื่อนไขของเอาต์พุตควบคุม เป็นสองเรื่องที่ต้องเช็กแยกกัน

เส้นทึบสีน้ำเงิน: ไฟขับ เส้นประสีน้ำตาล: สัญญาณควบคุม เป็นผังแสดงหน้าที่เท่านั้น ไม่ได้แสดงจำนวนสายจริง การต่อขั้ว หรือความเป็นไปได้ที่จะใช้ร่วมกัน ให้ตรวจแต่ละเอาต์พุตและยอดรวมของกลุ่มกับพิกัดของตัวเองแยกกัน

เมื่อมีวาล์วหลายตัวทำงานพร้อมกัน ผลรวมกระแสพิกัดยังไม่พอ ให้บอกผู้ที่เลือกแหล่งจ่ายด้วยว่าวาล์วตัวไหนสตาร์ทพร้อมกันได้ เพราะการเดินสั้น ๆ ก็ยังมีโหลดตอนสตาร์ท การใช้ไฟเฉลี่ยต่อวันต่ำ กับความจุชั่วขณะที่ต้องมี เป็นคนละเรื่อง

หลักการแยกสตาร์ทกับเดินปกติใช้กับเบรกเกอร์และรีเลย์ป้องกันด้วย เช่น FAQ ของ Oriental Motor แนะนำให้เลือกเบรกเกอร์ที่ไม่ทริปเพราะกระแสพุ่งเข้าของมอเตอร์ ให้ถามผู้ผลิตแอกชูเอเตอร์เรื่องเบรกเกอร์และขนาดสายที่แนะนำ แล้วตรวจกับมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าที่โรงงานใช้ เช่น มาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าสำหรับประเทศไทย (วสท.) ฉบับ พ.ศ. 2564 หรือฉบับที่โรงงานของคุณอ้างอิงอยู่

การรวมสายควบคุมหลายเส้นเข้าหน้าสัมผัสเดียวกันได้หรือไม่ ก็ขึ้นกับวงจรที่ผู้ผลิตระบุ บทบาทของรีเลย์ในตัวและเงื่อนไขการเดินขนานอยู่ในเอกสารของผู้ผลิต อย่าตัดสินวิธีต่อสายจากค่ากระแสในแค็ตตาล็อกอย่างเดียว

เมื่อเปลี่ยนวาล์วไฟฟ้าหรือแอกชูเอเตอร์ ให้ส่งต่อข้อมูลทั้งขนาดท่อและขนาดการเชื่อมต่อ รวมทั้งความดันต่างคร่อมวาล์ว แรงบิดที่ต้องใช้ และเวลาทำงาน แอกชูเอเตอร์ตัวใหม่อาจเปลี่ยนแรงดัน กระแส อินพุตควบคุม และสัญญาณยืนยันตำแหน่ง จึงต้องเทียบรุ่นเก่ากับรุ่นใหม่ทีละหัวข้อ

ถ้ากระแสสูงกว่าเดิม อย่าเพิ่งสรุปว่าเกิดจากขนาดวาล์วหรือกำลังมอเตอร์ ให้พิจารณาโหลดกับเงื่อนไขการเดินแยกกัน

แนวคิดบางส่วนใช้ร่วมกับเรื่องกระแสปั๊มที่เปลี่ยนไปได้ แต่คุณสมบัติของปั๊มนำมาใช้กับโหลดเปิดปิดวาล์วตรง ๆ ไม่ได้

พลังงานไฟฟ้า: รวมเวลาเดินและเวลาสแตนด์บาย

การเลือกขนาดแหล่งจ่ายกับการวัดปริมาณไฟที่ใช้ เป็นงานคนละอย่าง พลังงานไฟฟ้า (kWh) คือกำลังไฟฟ้าจริงที่สะสมตามเวลา เอา VA คูณจำนวนชั่วโมงติดตั้งจึงไม่ได้ kWh ให้แยกเวลาที่วาล์วเดินออกจากเวลาที่หยุดนิ่ง

สมมติกำลังไฟฟ้าจริงตอนเดินคงที่ 30 W เดินครั้งละ 20 วินาที วันละ 20 ครั้ง ภายใต้เงื่อนไขนี้ ส่วนที่เป็นการเดินเท่ากับประมาณ 3.33 Wh ต่อวัน นี่เป็นเพียงตัวอย่างวิธีคิด ไม่ใช่ปริมาณการใช้ไฟต่อวันของสินค้าจริงรุ่นใด

รุ่นที่มีวงจรควบคุมหรือฮีตเตอร์ จะใช้ไฟตอนหยุดอยู่ด้วย ให้บวกส่วนนั้นเพิ่มต่างหาก อย่าคิดเองว่าวาล์วที่หยุดใช้ 0 W หรือใช้กำลังพิกัดทั้งวัน ให้รวมพลังงานจากองค์ประกอบของอุปกรณ์และบันทึกการเดินจริง

ในโรงงานที่มีวาล์วไฟฟ้าจำนวนมาก การสตาร์ทพร้อมกันเป็นข้อมูลของความจุแหล่งจ่าย ส่วนจำนวนครั้งเปิดปิดต่อวันและสแตนด์บายเป็นข้อมูลของพลังงานที่ใช้ ถ้าแยกเอกสารสองเรื่องนี้ไว้ ตอนขยายระบบ ผู้ออกแบบตู้ไฟกับซัพพลายเออร์อุปกรณ์จะใช้เงื่อนไขชุดเดียวกันได้ง่ายขึ้น

ตารางสรุป: VA, W และ mota W

VA กับ W สองแบบหน้าตาคล้ายกันแต่หน้าที่ต่างกัน ใช้ตารางนี้ตัดสินว่าแต่ละคอลัมน์ในดาต้าชีตนำไปใช้ทำอะไรได้

การใช้งาน	VA (กำลังไฟฟ้าปรากฏ)	W (กำลังไฟฟ้าจริง)	W (mota W: กำลังเอาต์พุตมอเตอร์)
แทนอะไร	แรงดัน × กระแส ด้านแหล่งจ่าย	กำลังด้านแหล่งจ่ายที่ทำงานจริง	งานเชิงกลที่เพลาส่งให้โหลด
กระแสของ AC 1 เฟส	หารด้วยแรงดัน	หารด้วยแรงดันและ PF	ไม่ใช้คำนวณกระแส
เพาเวอร์แฟกเตอร์	ตัวหารของ P/S	ตัวตั้งของ P/S	ไม่ใช้
พลังงาน (kWh)	ใช้ตรง ๆ ไม่ได้	คูณเวลาเดินเป็นชั่วโมงได้ Wh แล้วหาร 1,000 เป็น kWh	ไม่ใช้
สิ่งที่ต้องเช็ก	ตอนสตาร์ทหรือพิกัด	ต้องบวกสแตนด์บายแยกหรือไม่	นิยามของคอลัมน์และหมายเหตุ

เช็กลิสต์ก่อนเลือกขนาดแหล่งจ่ายไฟ

ถือดาต้าชีตแล้วไล่รายการเหล่านี้ให้ครบ ก่อนสรุปแหล่งจ่ายไฟ เบรกเกอร์ สายไฟ และเอาต์พุตควบคุม

• รหัสรุ่นที่แน่นอนของชุดวาล์วกับแอกชูเอเตอร์
• ชนิดไฟเลี้ยง: AC หรือ DC, 1 เฟสหรือ 3 เฟส, แรงดัน และความถี่ (50 Hz, 60 Hz หรือรองรับทั้งคู่) และตรงกับไฟของโรงงานที่ไทยหรือไม่
• ค่ากำลังแต่ละค่าเป็น VA (กำลังไฟฟ้าปรากฏ) หรือ W และถ้าเป็น W เป็นกำลังไฟฟ้าขาเข้าหรือกำลังเอาต์พุตของมอเตอร์
• กระแสพิกัดที่แรงดันและความถี่ของคุณ จากแถวที่ตรงกัน
• กระแสหรือ VA ตอนสตาร์ท (กระแสพุ่งเข้า) และใช้เวลานานเท่าไร
• กระแสตอนโรเตอร์ถูกล็อก และการป้องกันที่แอกชูเอเตอร์มี
• กระแสสูงสุดรวมวงจรควบคุม ฮีตเตอร์ และโหลดภายในอื่น ๆ
• กำลังไฟสแตนด์บายตอนหยุด
• Duty cycle และจำนวนครั้งสตาร์ทที่ยอมให้
• จำนวนวาล์วที่สตาร์ทพร้อมกันได้บนแหล่งจ่ายเดียวกัน
• ชนิดอินพุตควบคุม และพิกัดหน้าสัมผัสที่แอกชูเอเตอร์ต้องการ
• เบรกเกอร์และขนาดสายที่แนะนำ แล้วตรวจกับมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าที่โรงงานใช้
• กรณีเปลี่ยนของเดิม: เทียบแรงบิด เวลาทำงาน ความดันต่าง อินพุตควบคุม และสัญญาณยืนยันตำแหน่งของรุ่นเก่ากับรุ่นใหม่

คำถามที่ควรถามซัพพลายเออร์ญี่ปุ่น

ดาต้าชีตอาจไม่ได้ระบุเงื่อนไขของทุกค่า ตัวอย่างอีเมลด้านล่างถามข้อมูลที่ต้องใช้ในข้อความเดียว เขียนเป็นภาษาอังกฤษเพื่อส่งให้ซัพพลายเออร์ญี่ปุ่นได้ทันที ให้แก้ส่วนในวงเล็บเหลี่ยมให้ตรงกับโครงการของคุณ

Subject: Electrical data request for [model number] motorized valve

We plan to use [quantity] units of [valve and actuator model number] on a [single-phase / three-phase] [voltage] V, [50] Hz supply in Thailand. To size the power supply, breakers, and control circuits, please confirm the following:

1. Rated current (A) at our voltage and frequency, and whether the unit can be used on this supply as is.
2. Whether the VA values on the datasheet (rated output and startup) are apparent power, and the voltage and frequency they apply to.
3. Whether "motor W" is mechanical output or electrical input, and the active power input (W) or power factor at rated operation.
4. Startup (inrush) current and its duration, and locked-rotor current.
5. Maximum current including control circuits, plus standby power and any heater load.
6. Duty cycle and allowable number of starts.
7. Required contact rating and recommended wiring for the control input, including whether several actuators can share one contact.
8. Recommended breaker rating and characteristic, and recommended wire size.

Thank you for your support.

ขอบเขตของบทความนี้

การคำนวณทั้งหมดในบทความนี้ใช้ค่าสมมติเพื่อแสดงวิธีคิด ไม่ใช่พิกัดของสินค้าจริงรุ่นใด และค่าในรูปที่ 3 เป็นของรุ่นเดียวที่เผยแพร่เท่านั้น

ศัพท์ในดาต้าชีต เช่น กระแสสตาร์ทและกระแสพุ่งเข้า ผู้ผลิตแต่ละรายนิยามเอง และแอกชูเอเตอร์ที่มีวงจรอิเล็กทรอนิกส์อาจไม่ทำงานเหมือนมอเตอร์เปล่า การเลือกเบรกเกอร์ ขนาดสาย และค่าตั้งของอุปกรณ์ป้องกัน ให้วิศวกรไฟฟ้าหรือผู้รับผิดชอบของโรงงานเป็นผู้ตัดสิน โดยใช้ข้อมูลจากผู้ผลิตและมาตรฐานการติดตั้งทางไฟฟ้าที่ใช้อยู่ และสอบถาม จป. (เจ้าหน้าที่ความปลอดภัยในการทำงาน) ของโรงงานเกี่ยวกับข้อกำหนดด้านความปลอดภัยไฟฟ้าตามกฎหมายของไทย

FAQ

วาล์วไฟฟ้า 50 VA ใช้กระแสกี่แอมป์

ที่ 1 เฟส 100 V เท่ากับ 0.50 A และที่ 1 เฟส 200 V เท่ากับ 0.25 A แต่ถ้าไม่รู้แรงดันและจำนวนเฟสก็ตอบเป็นค่าเดียวไม่ได้ นอกจากนี้ต้องเช็กว่า 50 VA เป็นค่าตอนสตาร์ทหรือตอนเดินที่พิกัด แล้วเทียบกับคอลัมน์สเปกของรุ่นที่เลือก

เอาวัตต์หารด้วยแรงดันได้กระแสเลยหรือไม่

ถ้าเป็น DC ที่สภาวะคงตัวทำได้ แต่ถ้าเป็นกำลังไฟฟ้าจริงของ AC ต้องรู้เพาเวอร์แฟกเตอร์ด้วย และถ้า W ที่ระบุเป็นกำลังเอาต์พุตเชิงกลของมอเตอร์ ค่านั้นก็ไม่ใช่กำลังไฟฟ้าขาเข้า ให้เช็กความหมายของคอลัมน์ก่อน

หน้าสัมผัสที่พิกัดสูงกว่ากระแสพิกัดของแอกชูเอเตอร์ใช้ได้เลยหรือไม่

ดูจากตัวเลขอย่างเดียวไม่ได้ หน้าสัมผัสต้องเหมาะกับชนิดโหลด เงื่อนไขไฟเลี้ยง และกระแสตอนสตาร์ทด้วย ให้เช็กว่าหน้าสัมผัสนั้นสวิตช์แค่สัญญาณควบคุม หรือสวิตช์วงจรมอเตอร์เอง

วาล์วไฟฟ้าที่ขนาดท่อเท่ากันเปลี่ยนแทนกันได้หรือไม่

ขนาดเท่ากันยังไม่พอ ยังต้องดูเงื่อนไขของไหล ความดันต่าง แรงบิดที่ต้องใช้ และเวลาทำงาน นอกจากตัววาล์ว ให้เช็กไฟเลี้ยงของแอกชูเอเตอร์ อินพุตควบคุม สัญญาณยืนยันตำแหน่ง และพฤติกรรมตอนไฟดับ

เอา VA ในแค็ตตาล็อกคูณ 24 ชั่วโมง ได้ปริมาณไฟที่ใช้ต่อวันหรือไม่

ไม่ได้ VA เป็นกำลังไฟฟ้าปรากฏจึงนำไปคิด kWh ตรง ๆ ไม่ได้ ให้ใช้กำลังไฟฟ้าจริงขาเข้ากับเวลาเดินจริง และรวมโหลดตอนสแตนด์บาย เช่น วงจรควบคุมและฮีตเตอร์ด้วย

แหล่งอ้างอิง

• mota W, VA ที่พิกัดเอาต์พุต และ VA ตอนสตาร์ท แยกตามรุ่น (3200R / 32A1RA: 20 W, 50 VA, 100 VA): Nihon KOSO ตารางแรงบิดและแรงขับของแอกชูเอเตอร์ไฟฟ้า (ภาษาญี่ปุ่น)
• กระแสพิกัด กระแสพุ่งเข้า กระแสกลับทิศชั่วขณะ กระแสโรเตอร์ล็อก และการเลือกเบรกเกอร์: Oriental Motor FAQ เรื่องกระแสที่ไหลในมอเตอร์ AC และการเลือกเบรกเกอร์
• VA ตอนสตาร์ทและตอนยึดค้างของโซลินอยด์วาล์ว AC และกำลังไฟฟ้าที่ใช้ของแบบ DC: CKD อภิธานศัพท์ (ภาษาญี่ปุ่น)
• กำลังไฟฟ้าขาเข้า กำลังเชิงกล ความสูญเสีย และประสิทธิภาพ: Nidec "มอเตอร์คืออะไร" (ภาษาญี่ปุ่น)
• การคำนวณกำลังไฟฟ้า 1 เฟสและ 3 เฟส: Mitsubishi Electric หลักสูตรพื้นฐานไฟฟ้า (ภาษาญี่ปุ่น)
• การคำนวณกำลังไฟฟ้า 3 เฟสเมื่อรูปคลื่นผิดรูป: HIOKI สูตรคำนวณกำลังไฟฟ้า PW4001 (ภาษาญี่ปุ่น)
• ความถี่ 50 Hz / 60 Hz ของญี่ปุ่นและเต้ารับ 100 V: KEK (องค์กรวิจัยเครื่องเร่งอนุภาคพลังงานสูง) "Japanese Electricity" (ภาษาอังกฤษ)