ເຄື່ອງປ່ຽນໄຟຟ້າເດີ່ມຟີສ ແລະ ໄຟຟ້າສາມຟີສ - ວິທີແກ້ໄຂດ້ານພະລັງງານທີ່ມີປະສິດທິພາບສຳລັບອຸປະກອນອຸດສາຫະກຳ

ເຕັກໂນໂລຢີການຄວບຄຸມດິຈິຕອນທີ່ສຸກເສີນທີ່ຖືກຜະສົມເຂົ້າໃນເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າເດີ່ມນີ້ ຈາກໄຟຟ້າເດີ່ມໜຶ່ງເຟດ ແລະ ໄຟຟ້າສາມເຟດ ແມ່ນເປັນການກ້າວຫຼານທີ່ໃຫຍ່ຫຼວງໃນດ້ານປະສິດທິພາບ ແລະ ຄວາມເຊື່ອຖືໄດ້ຂອງການປ່ຽນແປງພະລັງງານ. ລະບົບທີ່ທັນສະໄໝນີ້ໃຊ້ອັລກົຣິດີມການຄວບຄຸມທີ່ອີງໃສ່ໄມໂຄຣໂປເຊສເຊີເປັນຫຼັກ ເຊິ່ງຕິດຕາມສະພາບການເຂົ້າ, ຄວາມຕ້ອງການຂອງເຄື່ອງຈັກ, ແລະ ຄຸນນະພາບຂອງໄຟຟ້າອອກຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເພື່ອໃຫ້ບັນລຸປະສິດທິພາບທີ່ດີທີ່ສຸດໃນສະພາບການໃຊ້ງານທີ່ປ່ຽນແປງໄປ. ແຜ່ນພື້ນການຄວບຄຸມດິຈິຕອນມີຄຸນສົມບັດການຖ່ວງດຸນເຟດໃນເວລາຈິງ ເຊິ່ງປັບຄ່າຂອງໄຟຟ້າອອກອັດຕະໂນມັດເພື່ອຮັກສາຄວາມສົມດຸນຂອງໄຟຟ້າສາມເຟດຢ່າງແທ້ຈິງ ເຮັດໃຫ້ອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຮັບລັກສະນະຂອງໄຟຟ້າທີ່ຕ້ອງການຢ່າງແນ່ນອນເພື່ອບັນລຸປະສິດທິພາບສູງສຸດ. ວົງຈອນການຮັບຮູ້ທີ່ທັນສະໄໝໃນເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າເດີ່ມໜຶ່ງເຟດ ແລະ ໄຟຟ້າສາມເຟດ ຈະວັດແທກຄ່າຄວາມຕ້ານ, ຄ່າປະຈຸບັນ, ແລະ ຄ່າຄວາມຖີ່ຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນທຸກໆໄມໂຄຣວິນາທີ (microsecond) ເພື່ອໃຫ້ສາມາດປັບປຸງສະພາບການອອກຢ່າງທັນທີທັນໃດ ເພື່ອຮັກສາຄວາມສະຖຽນຂອງໄຟຟ້າອອກ. ລະບົບການຄວບຄຸມທີ່ສຸກເສີນນີ້ມີອັລກົຣິດີມການຮຽນຮູ້ທີ່ປັບຕົວໄດ້ ເຊິ່ງວິເຄາະຮູບແບບການໃຊ້ງານຂອງເຄື່ອງຈັກ ແລະ ປັບຄ່າການປ່ຽນແປງອັດຕະໂນມັດເພື່ອໃຫ້ບັນລຸປະສິດທິພາບສູງສຸດ ແລະ ຄຸ້ມຄອງອຸປະກອນໃຫ້ປອດໄພ. ເຕັກໂນໂລຢີນີ້ໄດ້ກຳຈັດບັນຫາຄວາມຫຼຸດລົງຂອງຄວາມຕ້ານ, ຄວາມບໍ່ສົມດຸນຂອງເຟດ, ແລະ ການເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຮູບຂອງຄວາມຖີ່ (harmonic distortions) ທີ່ມັກເກີດຂຶ້ນກັບວິທີການປ່ຽນແປງແບບດັ້ງເດີມ, ໂດຍໃຫ້ໄຟຟ້າສາມເຟດທີ່ບໍ່ມີມົລະພິດ ແລະ ສະຖຽນ, ເຊິ່ງມີຄຸນນະພາບເທົ່າທຽບກັບໄຟຟ້າສາມເຟດທີ່ໄດ້ຮັບຈາກເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າ. ຈໍສະແດງຜົນການຄວບຄຸມດິຈິຕອນໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຕິດຕາມທີ່ຄົບຖ້ວນ, ໂດຍສະແດງຂໍ້ມູນການເຮັດວຽກໃນເວລາຈິງ ເຊັ່ນ: ຄວາມຕ້ານເຂົ້າ, ຄວາມຕ້ານອອກ, ລະດັບປະຈຸບັນ, ການບໍລິໂພກພະລັງງານ, ແລະ ອຸນຫະພູມຂອງລະບົບ. ຜູ້ໃຊ້ງານສາມາດເຂົ້າເຖິງຂໍ້ມູນການເຮັດວຽກໃນອະດີດ, ຂໍ້ມູນການວິເຄາະບັນຫາ, ແລະ ຂໍ້ຄຳເຕືອນກ່ຽວກັບການບໍາລຸງຮັກສາທີ່ຄາດການໄດ້ ຜ່ານຈໍສະແດງຜົນທີ່ເຂົ້າໃຈງ່າຍ ຫຼື ລະບົບການຕິດຕາມຈາກໄລຍະໄກ. ອັລກົຣິດີມການປ້ອງກັນທີ່ສຸກເສີນທີ່ຖືກຝັງຢູ່ໃນລະບົບການຄວບຄຸມດິຈິຕອນນີ້ ໃຫ້ການປ້ອງກັນອຸປະກອນຫຼາຍຊັ້ນ, ລວມທັງ: ການປ້ອງກັນຈາກປະຈຸບັນເກີນ, ການລ็ອກອັດຕະໂນມັດເມື່ອຄວາມຕ້ານຕ່ຳເກີນໄປ, ການປິດລະບົບອັດຕະໂນມັດເມື່ອອຸນຫະພູມສູງເກີນໄປ, ແລະ ການກວດພົບການສູນເສຍເຟດ. ຄຸນສົມບັດຄວາມປອດໄພທີ່ສຸກເສີນເຫຼົ່ານີ້ຈະຕອບສະຫນອງພາຍໃນບໍ່ເຖິງໜຶ່ງມິລີວິນາທີເພື່ອປ້ອງກັນທັງເຄື່ອງປ່ຽນແປງໄຟຟ້າເດີ່ມໜຶ່ງເຟດ ແລະ ໄຟຟ້າສາມເຟດ ແລະ ອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ໄວ້ຈາກສະພາບການໄຟຟ້າທີ່ອາດເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມເສຍຫາຍ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຂອງການເກີດຄວາມລົ້ມເຫຼວຂອງອຸປະກອນ ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ເກີດຈາກການຢຸດເຮັດວຽກ.

ເຄື່ອງປ່ຽນແປງຈາກໄຟຟ້າເດີ່ມ (single phase) ເປັນໄຟຟ້າສາມເຟດ (three phase) ສະເໜີປະສິດທິພາບດ້ານພະລັງງານທີ່ດີເລີດ ເຊິ່ງສາມາດປ່ຽນເປັນການປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ມີນ້ຳໜັກຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໃຫ້ແກ່ທຸລະກິດທັ້ງໝົດໃນທຸກໆຂະແໜງການອຸດສາຫະກຳ. ເຕັກໂນໂລຊີການປ່ຽນແປງພະລັງງານທີ່ທັນສະໄໝ ໄດ້ເຮັດໃຫ້ການນຳໃຊ້ພະລັງງານໄຟຟ້າມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ ໂດຍຮັບປະກັນວ່າມໍເຕີສາມເຟດຈະເຮັດວຽກຢູ່ໃນລະດັບປະສິດທິພາບທີ່ຖືກອອກແບບໄວ້ ໂດຍທົ່ວໄປຈະບັນລຸປະສິດທິພາບລະບົບທັງໝົດໄດ້ 85-95% ເມື່ອທຽບກັບປະສິດທິພາບທີ່ຕ່ຳຫຼາຍກວ່າເມື່ອອຸປະກອນສາມເຟດເຮັດວຽກຢູ່ໃນການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າເດີ່ມທີ່ບໍ່ເໝາະສົມ. ການປັບປຸງປະສິດທິພາບນີ້ຈະຫຼຸດຜ່ອນການບໍລິໂພກໄຟຟ້າລົງ 15-30% ເມື່ອທຽບກັບວິທີແກ້ໄຂອື່ນໆທີ່ໃຊ້ໄຟຟ້າເດີ່ມ ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການຫຼຸດຜ່ອນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການດຳເນີນງານທັນທີ ແລະ ຕໍ່เนື່ອງ ເຊິ່ງຈະຊົດເຊີຍຄ່າທຶນທຳອິດທີ່ລົງທຶນໃນເຕັກໂນໂລຊີການປ່ຽນແປງຈາກໄຟຟ້າເດີ່ມເປັນໄຟຟ້າສາມເຟດໄດ້ຢ່າງໄວວ່າ. ຄຸນສົມບັດການຄວບຄຸມຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າຢ່າງແນ່ນອນ ສາມາດຮັກສາຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າໃຫ້ຢູ່ໃນລະດັບທີ່ເໝາະສົມສຳລັບອຸປະກອນທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ ເພື່ອປ້ອງກັນການສູນເສຍພະລັງງານທີ່ເກີດຈາກຄວາມປ່ຽນແປງຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າ ແລະ ຮັບປະກັນວ່າມໍເຕີຈະດຶງໄຟຟ້າເພີ່ງພໍຕໍ່ຄວາມຕ້ອງການຂອງພາລະບັນທຸກທີ່ເຈາະຈົງ. ໂດຍການກຳຈັດຄວາມຈຳເປັນທີ່ຈະຕ້ອງໃຊ້ມໍເຕີໄຟຟ້າເດີ່ມທີ່ມີຂະໜາດໃຫຍ່ເກີນໄປ ຫຼື ວິທີແກ້ໄຂທີ່ບໍ່ມີປະສິດທິພາບ, ເຄື່ອງປ່ຽນແປງຈາກໄຟຟ້າເດີ່ມເປັນໄຟຟ້າສາມເຟດຈະຊ່ວຍໃຫ້ທຸລະກິດສາມາດນຳໃຊ້ອຸປະກອນສາມເຟດທີ່ມີຂະໜາດເໝາະສົມ ແລະ ມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ. ເຕັກໂນໂລຊີນີ້ຍັງກຳຈັດຄ່າທຳນຽມທີ່ເກີດຈາກປັດໄຈການຈ່າຍຄ່າພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີປະສິດທິພາບ (power factor penalties) ທີ່ບໍລິສັດໄຟຟ້າມັກຈະເກັບຈາກລູກຄ້າເມື່ອອຸປະກອນທີ່ບໍ່ມີປະສິດທິພາບສ້າງຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານທີ່ບໍ່ມີປະໂຫຍດ (reactive power) ໃສ່ລະບົບໄຟຟ້າ. ຄຸນສົມບັດການຈັດການພະລັງງານຢ່າງສຸກເສີນ (Smart power management) ທີ່ມີຢູ່ໃນລະບົບການປ່ຽນແປງຈາກໄຟຟ້າເດີ່ມເປັນໄຟຟ້າສາມເຟດທີ່ທັນສະໄໝ ລວມເຖິງຄຸນສົມບັດການເລີ່ມຕົ້ນຢ່າງນຸ້ມນວນ (soft-start) ເຊິ່ງຈະຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການໄຟຟ້າທີ່ສູງເກີນໄປໃນເວລາເລີ່ມຕົ້ນອຸປະກອນ (inrush current) ເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຄ່າທີ່ຕ້ອງຈ່າຍເນື່ອງຈາກການໃຊ້ໄຟຟ້າສູງສຸດ (peak demand charges) ແລະ ຍືດອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງມໍເຕີໄດ້ດີຂື້ນ ໂດຍການຫຼຸດຜ່ອນຄວາມເຄັ່ງຕຶງທາງກົລະກຳ ແລະ ອີເລັກໂຕຣນິກ. ເຄື່ອງປ່ຽນແປງເຫຼົ່ານີ້ຮັກສາການສົ່ງພະລັງງານທີ່ເໝາະສົມຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ ເຖິງແມ່ນວ່າຈະມີການປ່ຽນແປງຂອງຄ່າຄວາມຕ້ານທາງໄຟຟ້າທີ່ເຂົ້າມາ (input voltage fluctuations) ເພື່ອປ້ອງກັນອຸປະກອນທີ່ອ່ອນໄຫວຈາກຄວາມເສຍຫາຍ ແລະ ຮັບປະກັນຄຸນນະພາບການຜະລິດ ແລະ ຄວາມໄວໃນການຜະລິດທີ່ສົມ່ຳເສີມ. ຜົນປະໂຫຍດດ້ານຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນໄລຍະຍາວລວມເຖິງ: ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງອຸປະກອນທີ່ຍືດຍາວຂື້ນ ເນື່ອງຈາກສະພາບການເຮັດວຽກທີ່ເໝາະສົມ, ຄວາມຕ້ອງການການບໍາຮຸງຮັກສາທີ່ໜ້ອຍລົງ, ແລະ ຄວາມເປັນໄປໄດ້ທີ່ຈະເກີດຄວາມເສຍຫາຍຂອງອຸປະກອນກ່ອນເວລາທີ່ໜ້ອຍລົງ. ການລົງທຶນໃນເຕັກໂນໂລຊີການປ່ຽນແປງຈາກໄຟຟ້າເດີ່ມເປັນໄຟຟ້າສາມເຟດ ມັກຈະຄືນທຶນໄດ້ພາຍໃນ 12-24 ເດືອນ ຜ່ານການປະຢັດຄ່າໃຊ້ຈ່າຍດ້ານພະລັງງານ, ຄ່າບໍາຮຸງຮັກສາທີ່ໜ້ອຍລົງ, ແລະ ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍທີ່ຖືກຫຼີກເວີ້ນໄດ້ຈາກການປ່ຽນອຸປະກອນ.

ຄວາມຫຼາກຫຼາຍທີ່ເປີດເຜີຍຂອງຕົວແປງໄຟຟ້າຈາກເຟສດຽວໄປເປັນເຟສສາມເຮັດໃຫ້ພວກມັນເປັນວິທີແກ້ໄຂທີ່ຈຳເປັນຢ່າງຍິ່ງສຳລັບການນຳໃຊ້ໃນອຸດສາຫະກຳທີ່ກວ້າງຂວາງ, ຈາກການດຳເນີນງານໃນຮ້ານເຮັດວຽກຂະໜາດນ້ອຍໄປຫາສະຖານທີ່ຜະລິດຂະໜາດໃຫຍ່ທີ່ຕ້ອງການການແປງໄຟຟ້າຈາກເຟສດຽວໄປເປັນເຟສສາມທີ່ເຊື່ອຖືໄດ້. ລະບົບທີ່ມີຄວາມຍືດຫຼາຍເຫຼົ່ານີ້ສາມາດເຊື່ອມຕໍ່ໄດ້ຢ່າງລຽບງ່າຍກັບອຸປະກອນທີ່ແຕກຕ່າງກັນຫຼາຍປະເພດ ເຊັ່ນ: ເຄື່ອງຈັກ CNC, ເຄື່ອງຈັກຕັດແລະເຈາະ, ເຄື່ອງຈັກເຈາະ, ລະບົບການເຊື່ອມ, ເຄື່ອງອັດອາກາດ, ລະບົບເຄື່ອງສົ່ງ, ແລະ ເຄື່ອງຈັກຜະລິດທີ່ມີຄວາມຊຳນິຊຳນານທີ່ຕ້ອງການໄຟຟ້າເຟສສາມເພື່ອປະຕິບັດງານຢ່າງມີປະສິດທິພາບສູງສຸດ. ຊ່ວງຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ທີ່ກວ້າງຂວາງຂອງເຕັກໂນໂລຊີຕົວແປງຈາກເຟສດຽວໄປເປັນເຟສສາມສາມາດຮອງຮັບກຳລັງມໍເຕີຕັ້ງແຕ່ເຄື່ອງມໍເຕີທີ່ມີກຳລັງຕ່ຳກວ່າ 1 ຕີ່ນ (fractional horsepower) ຫາກຳລັງຫຼາຍຮ້ອຍຕີ່ນ, ເຮັດໃຫ້ເປັນວິທີແກ້ໄຂທີ່ສາມາດຂະຫຍາຍໄດ້ຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງທຸລະກິດ. ຄວາມງ່າຍດາຍໃນການຕິດຕັ້ງເປັນຂໍ້ດີທີ່ສຳຄັນໃນການແຂ່ງຂັນ, ເນື່ອງຈາກຕົວແປງຈາກເຟສດຽວໄປເປັນເຟສສາມຕ້ອງການຄວາມຊຳນິຊຳນານດ້ານໄຟຟ້າເພີຍງເລັກນ້ອຍ ແລະ ສາມາດເຂົ້າໃຊ້ງານໄດ້ພາຍໃນບໍ່ກີ່ເຖິງ 24 ຊົ່ວໂມງ ແທນທີ່ຈະໃຊ້ເວລາເປັນອາທິດ ຫຼື ເປັນເດືອນເຊັ່ນດຽວກັບການຕິດຕັ້ງເຄືອຂ່າຍໄຟຟ້າເຟສສາມແບບດັ້ງເດີມ. ຂະບວນການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ງ່າຍດາຍນີ້ປະກອບດ້ວຍການເຊື່ອມຕໍ່ໄຟຟ້າທີ່ມາດຕະຖານ ເຊິ່ງຊ່າງໄຟຟ້າທີ່ມີຄວາມຊຳນິຊຳນານສາມາດເຮັດໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວໂດຍບໍ່ຕ້ອງມີການຝຶກອົບຮົມ ຫຼື ການຮັບຮອງໃດໆເພີ່ມເຕີມ. ຮຸ່ນທີ່ສາມາດນຳໄປໃຊ້ໄດ້ທຸກບ່ອນ (portable models) ໃຫ້ຄວາມຍືດຫຼາຍຢ່າງຍິ່ງສຳລັບຜູ້ຮັບເໝາະ ແລະ ການດຳເນີນງານທີ່ເคลື່ອນໄຫວ, ເຮັດໃຫ້ສາມາດນຳໃຊ້ອຸປະກອນເຟສສາມໄດ້ທຸກບ່ອນທີ່ມີໄຟຟ້າເຟສດຽວ. ການອອກແບບທີ່ມີຂະໜາດນ້ອຍຂອງຕົວແປງຈາກເຟສດຽວໄປເປັນເຟສສາມໃນປັດຈຸບັນເຮັດໃຫ້ມີປະສິດທິພາບໃນການນຳໃຊ້ພື້ນທີ່ຢ່າງສູງ ແລະ ຍັງໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການປະຕິບັດງານທີ່ເຂັ້ມແຂງ, ເຮັດໃຫ້ເຫມາະສຳລັບສະຖານທີ່ທີ່ມີຂໍ້ຈຳກັດດ້ານພື້ນທີ່ ໂດຍທີ່ອຸປະກອນໄຟຟ້າແບບດັ້ງເດີມຈະບໍ່ສາມາດນຳໃຊ້ໄດ້. ຄວາມຍືດຫຼາຍໃນການຈັດຕັ້ງລະບົບເຮັດໃຫ້ສາມາດປັບແຕ່ງໃຫ້ເໝາະສົມກັບຄວາມຕ້ອງການໃນການນຳໃຊ້ເປັນພິເສດ ເຊັ່ນ: ການຈັບຄູ່ຄ່າຄວາມຕ້ານ (voltage matching), ການປັບຄ່າຄວາມຖີ່ (frequency adjustment), ແລະ ການປັບສົມດຸນໄຫຼ່ການໃຊ້ງານ (load balancing optimization) ເພື່ອຮັບປະກັນຄວາມເຂົ້າກັນໄດ້ຢ່າງສົມບູນກັບອຸປະກອນທີ່ມີຢູ່. ຄຸນສົມບັດການຕິດຕາມຈາກໄລຍະໄກ (remote monitoring capabilities) ໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຕິດຕາມລະບົບໃນເວລາຈິງ ແລະ ຈັດຕັ້ງການລ່ວງໆ ສຳລັບການບຳລຸງຮັກສາເພື່ອປ້ອງກັນບັນຫາ, ເຊິ່ງຊ່ວຍຫຼຸດຜ່ອນການຢຸດເຄື່ອງຢ່າງບໍ່ເປັນທີ່ຄາດຄິດ ແລະ ປັບປຸງປະສິດທິພາບໃນການດຳເນີນງານ. ວິທີການອອກແບບແບບມີລະບົບເປັນສ່ວນ (modular design approach) ສະໜັບສະໜູນການຂະຫຍາຍ ແລະ ການຈັດຕັ້ງລະບົບໃໝ່ເມື່ອຄວາມຕ້ອງການໃນການດຳເນີນງານປ່ຽນແປງ, ເຮັດໃຫ້ການລົງທຶນມີຄວາມປອດໄພໃນໄລຍະຍາວ ແລະ ມີຄວາມຍືດຫຼາຍໃນການດຳເນີນງານ. ການສະໜັບສະໜູນດ້ານເຕັກນິກທີ່ຄົບຖ້ວນ ແລະ ເອກະສານທີ່ມີຄວາມເປັນມາດຕະຖານຮັບປະກັນການນຳໃຊ້ງານທີ່ສຳເລັດຜົນ ແລະ ການດຳເນີນງານຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ, ໃນຂະນະທີ່ສ່ວນປະກອບທີ່ມີມາດຕະຖານເຮັດໃຫ້ການບຳລຸງຮັກສາ ແລະ ການປ່ຽນແທນງ່າຍຂຶ້ນໃນທຸກຂະບວນການຂອງວົฏຈັກຊີວິດຂອງລະບົບ.