เครื่องแปลงเฟส

alt=|thumb|เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารีอเมริกัน (American Rotary) พร้อมหม้อแปลง
**เครื่องแปลงเฟส** () เป็นอุปกรณ์ที่ใช้แปลงพลังงานไฟฟ้าที่จ่ายในรูปแบบ ไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียว (Single-phase) ให้เป็น ระบบหลายเฟส (Multiple phase) หรือในทางกลับกัน โดยส่วนใหญ่เครื่องแปลงเฟสถูกใช้เพื่อสร้าง ไฟฟ้ากระแสสลับสามเฟส (Three-phase) จากแหล่งเฟสเดียว ซึ่งช่วยให้สามารถใช้งานอุปกรณ์สามเฟสในพื้นที่ที่มีเพียงบริการไฟฟ้าเฟสเดียว เครื่องแปลงเฟสมักใช้ในพื้นที่ที่ไม่มีบริการสามเฟสจากผู้ให้บริการไฟฟ้าหรือพื้นที่ที่การติดตั้งสามเฟสมีค่าใช้จ่ายสูง โดยทั่วไป ผู้ให้บริการไฟฟ้าจะเรียกเก็บค่าธรรมเนียมสูงขึ้นสำหรับการให้บริการสามเฟส เนื่องจากต้องใช้อุปกรณ์เพิ่มเติม เช่น หม้อแปลงไฟฟ้า อุปกรณ์วัดไฟ และสายไฟฟ้าสำหรับการติดตั้งระบบให้สมบูรณ์

## ประเภทของเครื่องแปลงเฟส
มอเตอร์เหนี่ยวนำสามเฟสสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพแม้ใช้ไฟฟ้าที่มีความไม่สมดุล (Unbalanced supply) หากไม่ได้รับภาระหนักมาก สิ่งนี้ทำให้สามารถใช้เทคนิคการแปลงเฟสที่มีประสิทธิภาพต่ำได้ มอเตอร์เฟสเดียวสามารถขับเคลื่อนเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสที่สามารถสร้างแหล่งพลังงานสามเฟสคุณภาพสูงได้ แต่ค่าใช้จ่ายในการใช้งานจะส่งผลต่ออายุการใช้งานของระบบ แม้จะมีระบบแปลงเฟสหลายแบบ แต่ประเภทที่พบมากที่สุด ได้แก่:

* เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารี (Rotary Phase Converters) : ใช้มอเตอร์หรือเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสามเฟสที่เรียกว่า "ไอเดิล" (Idler) และวงจรเปิด/ปิดที่เรียบง่าย เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารีมีต้นทุนการดำเนินงานที่สูงขึ้นเนื่องจากการใช้พลังงานขณะ เดินเบา (Idling) ซึ่งไม่พบในเครื่องแปลงเฟสแบบอื่น โดยระบบนี้ถือเป็นระบบมอเตอร์สองตัว ตัวแรกไม่ได้เชื่อมต่อกับภาระและทำหน้าที่ผลิตพลังงานสามเฟส ส่วนตัวที่สองจะขับเคลื่อนภาระด้วยพลังงานที่ผลิตขึ้น 

* เครื่องแปลงเฟสดิจิทัล (Digital Phase Converter) : ใช้ เครื่องแปลงกระแสไฟฟ้า (Rectifier) และ อินเวอร์เตอร์ (Inverter) ในการสร้างพลังงานเฟสที่สาม ซึ่งจะถูกรวมเข้ากับเฟสทั้งสองของแหล่งจ่ายเฟสเดียวเพื่อสร้างพลังงานสามเฟส เครื่องแปลงเฟสดิจิทัลใช้หน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) เพื่อให้แน่ใจว่าพลังงานที่สร้างขึ้นมีแรงดันไฟฟ้าและความถี่ที่ตรงกับแหล่งจ่ายเดิม

* เทคนิคการแปลงแบบสถิต (Static Conversion) : ใช้การจ่ายพลังงานชั่วคราวในระดับที่จำเป็นในการ "สตาร์ท" มอเตอร์ก่อนที่จะลดลงกลับสู่ระดับเฟสเดียว ระบบนี้ไม่เหมาะสำหรับการใช้งานหลายเครื่องหรือเครื่องที่ต้องการความเร็วรอบสูงสุดเนื่องจากลักษณะการจ่ายพลังงานแบบชั่วคราว

## เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารี

เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารีเป็นวิธีการทั่วไปในการสร้างพลังงานสามเฟสในพื้นที่ที่ไม่มีบริการไฟฟ้าสามเฟสหรือไม่สามารถติดตั้งได้ เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารีใช้แผงควบคุมที่มีวงจรเริ่มต้นและวงจรการทำงานเพื่อผลิตพลังงานโดยไม่ทำให้แรงดันไฟฟ้าเกินพิกัด

## เครื่องแปลงเฟสดิจิทัล
เครื่องแปลงเฟสดิจิทัลสร้างแหล่งพลังงานสามเฟสจากแหล่งเฟสเดียว โดยใช้ หน่วยประมวลผลสัญญาณดิจิทัล (DSP) เพื่อควบคุมอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์กำลังในการสร้างแรงดันไฟฟ้าสำหรับเฟสที่สาม

## การใช้งานในระบบรางไฟฟ้า
ใน ยุโรป ไฟฟ้ามักถูกผลิตในรูปแบบสามเฟสกระแสสลับที่ความถี่ 50 เฮิรตซ์ อย่างไรก็ตาม 5 ประเทศในยุโรป ได้แก่ เยอรมนี, ออสเตรีย, สวิตเซอร์แลนด์, นอร์เวย์ และ สวีเดน ได้มาตรฐานระบบไฟฟ้ากระแสสลับเฟสเดียวที่ 15 กิโลโวลต์ 16⅔ เฮิรตซ์สำหรับระบบไฟฟ้าราง จึงต้องใช้เครื่องแปลงเฟสในการเปลี่ยนทั้งเฟสและความถี่

## ดูเพิ่ม
* เครื่องแปลงเฟสแบบโรตารี
* ตัวขับความถี่ปรับเปลี่ยนได้
* หม้อแปลงสก๊อตต์-ที

## อ้างอิง

### แหล่งที่มา
* RadioWorld Magazine featured article: Harris Impressed by Phase Technologies PT355 by Terry Cockerill, 12.31.2009 
* Wine Business Monthly featured article: What's Cool: Digital Phase Converters November 15, 2008 Whats Cool: Digital Phase Converters
* January/February 2008 Vineyard & Winery Management Magazine Featured article "The Digital Converter; A New Way to Generate Three-Phase Electricity for a Winery"] by Ben Guthrie.
* United States Patent #6297971
* Digital-to-phase-converter - US Patent 7050467 Abstract
* Circuit and method for reducing inrush current of phase converter motor "Circuit and Method for Reducing Inrush Current of Phase Converter Motor" Inventor Glen Floreancig, Phoenix Phase Converters.
* US Patent for Active single phase to three phase power converter Patent (Patent # 10,333,420 issued June 25, 2019) - Justia Patents Search
* Phase converter

หมวดหมู่:วิศวกรรมไฟฟ้า

หมวดหมู่:ไฟฟ้ากระแสสลับ