การแก้ปัญหาสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้าด้วยหม้อแปลงไฟฟ้า Linear

ประเด็นสำคัญของบทความ

Electromagnetic Interference (EMI) ส่งผลกระทบต่อระบบไฟฟ้า – ไฟฟ้าที่เดินทางผ่านสายส่งเต็มไปด้วย Inter-System EMI (จากฟ้าผ่า สัญญาณวิทยุ) และ Intra-System EMI (จากอุปกรณ์ไฟฟ้า เช่น EV Charger, Switching Power Supply)
ปัญหาหลักของ EMI – แรงดันไฟไม่นิ่ง (Voltage Fluctuation, Power Frequency Variation, Waveform Distortion) ส่งผลต่อประสิทธิภาพของอุปกรณ์ไฟฟ้า โดยเฉพาะเครื่องเสียงและระบบอุตสาหกรรม
Common Mode Noise – สัญญาณรบกวนที่มาพร้อมไฟฟ้า เป็นสาเหตุให้คุณภาพเสียงและภาพลดลง แม้เดินสายไฟใหม่ก็ไม่สามารถแก้ไขได้หมด
แนวทางลด EMI – การใช้ Isolation Transformer, Harmonic Filter และ Ferroresonance System สามารถช่วยลดสัญญาณรบกวนและทำให้ระบบไฟฟ้ามีเสถียรภาพมากขึ้น
โซลูชันจาก STT – Pulito Powerline Conditioner และ Ferroresonant Transformer ออกแบบมาเพื่อลดสัญญาณรบกวนและเพิ่มคุณภาพพลังงาน สำหรับอุตสาหกรรมและเครื่องเสียงระดับไฮเอนด์

Solar panels in foreground with power lines in background, set against a bright sky with the sun shining. Mood is clean and renewable. — แหล่งที่มา: Canva

หม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าแบบ Linear ไม่ว่าจะเป็น EI, Toroidal, Cut-Core หรือ R-Core ล้วนทำงานโดยอาศัย หลักการเหนี่ยวนำแม่เหล็กไฟฟ้า ผ่านแกนหม้อแปลงและขดลวด เพื่อถ่ายโอนพลังงานจากวงจรหนึ่งไปยังอีกวงจรหนึ่ง หม้อแปลงแต่ละประเภทถูกออกแบบให้เหมาะสมกับ แรงดันไฟฟ้า (100V, 115V, 230V) และ ความถี่ไฟฟ้า (50Hz, 60Hz หรือ 400Hz) ตามลักษณะการใช้งานที่แตกต่างกัน

ในห้องทดลอง หม้อแปลงไฟฟ้าจะถูกทดสอบภายใต้ สภาวะไฟฟ้าที่สมบูรณ์แบบ โดยมีการควบคุม รูปคลื่น, ความถี่, ความเพี้ยน และอุณหภูมิ อย่างแม่นยำ

แต่ในความเป็นจริง ระบบไฟฟ้าที่ใช้งานจริงแตกต่างจากสภาวะในห้องทดลองอย่างมาก เนื่องจากไฟฟ้าที่ถูกผลิตจากโรงไฟฟ้าต้องเดินทางผ่านสายส่งเป็นระยะทางไกล ผ่านภูมิประเทศที่หลากหลาย ก่อนเข้าสู่สถานีย่อยและกระจายไปยัง โรงงานอุตสาหกรรมและอาคารที่พักอาศัย ระหว่างการเดินทางนี้ ไฟฟ้าจะต้องเผชิญกับปัญหาสัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า หรือ Inter-System EMI (Electromagnetic Interference) ซึ่งอาจส่งผลให้ แรงดันไฟไม่นิ่ง, ระบบไฟฟ้าขาดเสถียรภาพ และเกิดสัญญาณรบกวนที่ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ไฟฟ้า

Inter-System EMI: ปัญหาหลักในระบบไฟฟ้า

Inter-System EMI เป็นสัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นจากทั้ง ธรรมชาติและมนุษย์ โดยแพร่กระจายผ่าน ชั้นบรรยากาศ และ เหนี่ยวนำเข้าสู่ระบบสายส่งไฟฟ้า ตัวอย่างแหล่งกำเนิด EMI ได้แก่:

✔ ปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ เช่น ฟ้าผ่า

✔ คลื่นสัญญาณ จากวิทยุ เรดาร์ ไมโครเวฟ และการรับ-ส่งข้อมูลระหว่างสถานีสื่อสาร

สัญญาณรบกวนเหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในรูปแบบ Common Mode Noise ซึ่งแรงดันไฟฟ้า เฟส และทิศทางจะเหมือนกันทั้งบนสาย Line และ Neutral เมื่อกระแสไฟฟ้าเดินทางมาถึงผู้ใช้งานปลายทาง ไฟฟ้าก็ปนเปื้อนด้วยสัญญาณรบกวนในระดับที่หลีกเลี่ยงไม่ได้

Intra-System EMI: ปัญหาภายในระบบไฟฟ้าท้องถิ่น

สัญญาณรบกวนอีกประเภทหนึ่งคือ Intra-System EMI เกิดขึ้น ภายในระบบไฟฟ้าท้องถิ่น โดยตรง เมื่อกระแสไฟฟ้าถูกจ่ายจากสถานีย่อยไปยัง โรงงานอุตสาหกรรม บ้านพักอาศัย และอาคารพาณิชย์ อุปกรณ์ทุกชนิดที่เชื่อมต่อกับระบบ—เช่น เครื่องจักรอุตสาหกรรม เครื่องใช้ไฟฟ้าในบ้าน คอมพิวเตอร์ และระบบความบันเทิง—ล้วนเป็นแหล่งกำเนิดสัญญาณรบกวนเพิ่มเติม อุปกรณ์ที่ใช้พลังงานสูง เช่น Switching Power Supply, Inverter และ EV Charger ก่อให้เกิดสัญญาณรบกวนและความเพี้ยนของกระแสไฟ ส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ที่ไวต่อสัญญาณ เช่น เครื่องมือแพทย์ เครื่องมือทดสอบ เครื่องเสียง โฮมเธียเตอร์

ปัญหานี้ทำให้สัญญาณรบกวนทางไฟฟ้า เป็นสิ่งที่หลีกเลี่ยงไม่ได้ สำหรับผู้ใช้พลังงานทุกคน ไม่ว่าระบบไฟฟ้าของอาคารจะถูกออกแบบมาอย่างดีเพียงใด หรือมีการแยกสายเมนออกจากกันมากแค่ไหน สัญญาณ EMI ก็ยังคงอยู่ในระดับที่แตกต่างกัน ขึ้นอยู่กับ ความเข้มข้นของสัญญาณรบกวนในระบบ

แหล่งที่มา: ดัดแปลงภาพจาก Electromagnetic Compatibility Handbook โดย JL. Norman Violette, Donald R.J. White และ Michael F. Violette

ประเภทของสัญญาณรบกวนในระบบไฟฟ้า

ประเภทหลักๆ ของสัญญาณกวนจะะมีหลากหลาย อย่างเช่น:

1️⃣ Voltage Fluctuation – แรงดันไฟฟ้าผันผวน

2️⃣ Power Frequency Variation – การเปลี่ยนแปลงความถี่ไฟฟ้า

3️⃣ Waveform Distortion – รูปคลื่นไฟฟ้าบิดเบือน ความถี่ Harmonic Noise

สัญญาณรบกวนเหล่านี้สามารถปรากฏได้ทั้งในรูปแบบ

✔ Differential Mode Noise – สัญญาณรบกวนที่เกิดขึ้นระหว่างสายไฟสองเส้น

✔ Common Mode Noise – สัญญาณรบกวนที่มีทิศทางเดียวกันในสาย Line และ Neutral

แนวทางลดผลกระทบจากสัญญาณรบกวน

เนื่องจาก สัญญาณรบกวน โดยเฉพาะ Intra-System EMI ส่วนใหญ่มาจากอุปกรณ์ไฟฟ้าที่ใช้งานร่วมกันในระบบไฟฟ้า การออกแบบมาตรการป้องกันและลดผลกระทบจึงมีความสำคัญ ซึ่งสามารถทำได้โดย:

🔹 ออกแบบวงจรอิเล็กทรอนิกส์ ให้ลดการปล่อยสัญญาณรบกวน

🔹 ปรับปรุงวัสดุและโครงสร้างของอุปกรณ์ เพื่อลด EMI ที่แพร่ออกไป

🔹 ติดตั้งอุปกรณ์กรองสัญญาณรบกวน เช่น:

✔ Regenerator – ช่วยสร้างกระแสไฟฟ้าที่สะอาดขึ้น

✔ Isolation Transformer – แยกการเชื่อมต่อทางไฟฟ้า ลดการปนเปื้อนของสัญญาณรบกวน

✔ Harmonic Filter – ลดสัญญาณรบกวนจาก Harmonic ในระบบไฟฟ้าในรูปแบบ Passive และ Active

✔ Ferroresonance System – ควบคุมความเสถียรของแรงดันไฟฟ้า

STT: โซลูชันหม้อแปลงไฟฟ้าคุณภาพสูงสำหรับระบบไฟฟ้าที่เสถียร

ที่ Saengthong Transformers (STT) เราเข้าใจถึงปัญหาสัญญาณรบกวนและความท้าทายของระบบไฟฟ้าในโลกจริง เราพัฒนาและผลิตหม้อแปลงไฟฟ้าและอุปกรณ์กรองไฟที่สามารถช่วยแก้ไขปัญหานี้ได้

🔹 หม้อแปลง EI & Toroidal – ออกแบบเพื่อลด EMI และเพิ่มเสถียรภาพไฟฟ้า

🔹 Isolation Transformer – แยกกระแสไฟฟ้าเพื่อลดการปนเปื้อนของสัญญาณรบกวน

🔹 Pulito Powerline Conditioner – ช่วยกรองสัญญาณรบกวนและปรับปรุงคุณภาพพลังงานสำหรับระบบเสียงและโฮมเธียเตอร์

🔹 Ferroresonant Transformer – ป้องกันแรงดันไฟกระชากและรักษาความเสถียรของระบบไฟฟ้า สำหรับงานในภาคอุตสาหกรรม

ติดต่อเราวันนี้ เพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับผลิตภัณฑ์ของเรา และค้นหาหม้อแปลงที่เหมาะสมที่สุดสำหรับโครงการของคุณ

Email: info@sttransformers.com

Website: www.sttransformers.com

Line: @sttransformers

📌 บทความถัดไป

ในบทความต่อไป เราจะกล่าวถึง Waveform Distortion ที่ส่งผลกระทบต่อผู้ใช้งานตามบ้านเรือนมากที่สุด พร้อมอธิบาย การทำงานของ Isolation Transformer (Pulito) และ Ferroresonance Transformer ที่ช่วยปรับปรุงคุณภาพไฟฟ้าให้ดียิ่งขึ้น