Measurement

Electrical Power Analyzer​​ Performing Harmonic Analysis to Identify Signal

Electrical Power Analyzer​​ Performing Harmonic Analysis to Identify Signal
Share with

ปัจจุบันอุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์มีบทบาทสำคัญอย่างยิ่งในงานอุตสาหกรรมและมีความต้องการเพิ่มมากขึ้นตามการขยายตัวของเศรษฐกิจ อุปกรณ์และเครื่องมืออิเล็กทรอนิกส์ที่มีอยู่ในปัจจุบัน เช่น เครื่องสำรองไฟ

สวิทซ์ชิ่งเพาเวอร์ซัพพลาย อินเวอร์เตอร์ รวมไปถึงระบบในรถยนต์ไฟฟ้าด้วย สิ่งเหล่านี้จะต้องได้รับการออกแบบอย่างเหมาะสมเพื่อป้องกันการเกิดสัญญาณรบกวนขึ้นในระบบไฟฟ้า หลังจากที่มีการต่ออุปกรณ์ไฟฟ้าเข้าสู่ระบบไฟฟ้าแล้วนั้น การวัดคุณภาพของไฟฟ้าโดยรวมจะเป็นสิ่งสำคัญในการประเมินคุณภาพของระบบไฟฟ้าในสถานที่นั้น ๆ

ในการออกแบบและผลิตสินค้า อุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ จะมีมาตรฐานอุตสาหกรรมเช่น IEC 6100-3-2 Class A ถึง D ที่เข้ามาควบคุมดูแลด้านการรบกวนอันเนื่องมาจากความถี่ฮาร์มอนิก เพื่อเป็นการป้องกันปัญหาที่จะเกิดขึ้นกับระบบไฟฟ้า ดังนั้นการผลิตสินค้าออกสู่ท้องตลาดต้องผ่านมาตรฐานที่กำหนด ทั้งนี้ก็เพื่อลดการรับมือฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าโดยรวมที่ต้องอาศัยค่าใช้จ่ายที่สูง การหาต้นตอสาเหตุของการเกิดและทำการแก้ไขปัญหาที่ตัวอุปกรณ์เองจะช่วยให้สามารถประหยัดค่าใช้จ่ายส่วนนี้ไปได้

จากปัจจัยข้างต้นสิ่งที่จะช่วยในการออกแบบและตรวจสอบคุณภาพของอุปกรณ์เพาเวอร์อิเล็กทรอนิกส์ก็คือ เครื่องมือวัดที่มีชื่อเรียกว่า Power Analyzer ซึ่งโดยทั่วไปแล้วตัวเครื่อง Power Analyzer มีการแสดงผลออกมาเป็นตัวเลข ค่าแรงดัน กระแส กำลังงาน power factor เหมาะสำหรับติดตั้งถาวร สำหรับเฝ้าสังเกตการเปลี่ยนแปลของตัวเลขเพื่อดูภาพรวมของระบบไฟฟ้า และ Oscilloscope ที่เป็นเครื่องมือวัดที่แสดงผลออกมาเป็นรูปคลื่นไฟฟ้าเหมาะสำหรับการตรวจวิเคราะห์เชิงลึกสำหรับอุปกรณ์ไฟฟ้า แต่ไม่เหมาะสำหรับการวัดไฟฟ้ากำลังโดยตรงเนื่องจากไม่รองรับแรงดันอินพุทที่สูงมากนัก ปัจจุบันจึงมีการออกแบบเครื่องมือวัดที่รวมเอาเครื่องมือทั้ง 2 ชนิดเข้าหากันมีชื่อเรียกว่า Integrated Power Analyzer ทำให้สามารถวิเคราะห์ตัวเลขและรูปคลื่นไฟฟ้าได้ด้วยเครื่องมือตัวเดียว และมีความละเอียดมากกว่าและสามารถใช้ตรวจสอบเครื่องใช้ไฟฟ้า 1-3 เฟส

ตัวอย่างการวัดค่าพารามิเตอร์ทางไฟฟ้าด้วย Integrated Power Analyzer ตัวเครื่องสามารถแสดงผล ค่าแรงดันไฟฟ้า กระแสไฟฟ้า กำลังไฟฟ้า มุมต่างเฟสของกระแสและแรงดัน และ Power factor ออกมาเป็นตัวเลข ในขณะเดียวกันก็แสดงรูปคลื่นของสัญญาณข้างต้นในเวลาเดียวกันช่วยให้เราสามารวิเคราะห์พฤติกรรมการไหลของกระแสไฟฟ้าในตัวอุปกรณ์ไฟฟ้า ดูช่วงเวลาที่กระแสไฟฟ้าไหล และช่วงเวลาที่มีกำลังไฟฟ้าสูงสุดตัวอย่างการวัดค่าประสิทธ์ภาพ (Efficiency) ของอุปกรณ์ไฟฟ้าเช่นอินเวอร์เตอร์หรือเพาว์เวอร์ซับพลาย ที่มีการแปลงรูปแบบของไฟฟ้าเช่น จากไฟฟ้ากระแสตรง เป็นไฟฟ้ากระแสสลับโดยเป็นการวัดเปรียบเทียบระหว่างกำลังไฟฟ้าเข้าและกำลังไฟฟ้าที่ออกมาจากอุปกรณ์ไฟฟ้า

คำนวณออกมาเป็นค่าร้อยละตามสูตร

Electrical Power Analyzer​​ Performing Harmonic Analysis to Identify Signal

ซึ่งไม่มีอุปกรณ์ใดที่มีประสิทธิภาพได้เต็ม 100% เพราะภายใต้กระบวนการทางไฟฟ้าย่อมมีความสูญเสียเกิดขึ้นในรูปแบบต่าง ๆ เช่น ความร้อน

การมีฮาร์มอนิกในระบบไฟฟ้าเกินมาตรฐานนั้นส่งผลเสีย เช่น ทำให้เกิดความร้อนในสายส่งไฟฟ้าและหม้อแปลง  มีกระแสไฟฟ้าไหลในเส้นนิวตรอนส่งผลให้เบรกเกอร์ทริปบ่อย ๆ  มีการแพร่คลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าออกมารบกวนระบบอื่น ลดอายุการใช้งานของมอเตอร์และหม้อแปลง    Power Analyzer สามารถช่วยวัดฮาร์มอนิกทางไฟฟ้าออกมาในรูปแบบของกราฟแท่งเพื่อให้เราสามารถเห็นค่าแรงดันของความถี่ฮาร์มอนิกต่าง ๆ มีค่าเท่าไหร่ มีความถี่ใดบ้าง และสามารถนำไปเทียบกับมาตรฐาน IEC 61000-3-2

Electrical Power Analyzer​​ Performing Harmonic Analysis to Identify Signal
Electrical Power Analyzer​​ Performing Harmonic Analysis to Identify Signal

References: IRC Technologies Inc.