ความเชี่ยวชาญเทคโนโลยี

ห้องปฏิบัติการวิจัยการออกแบบมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบขับเคลื่อน

(Machine and Drive Design Laboratory: MDD)

เทคโนโลยีเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงพลังงาน (Energy Conversion) และการประหยัดพลังงานได้ทวีความสำคัญต่อการพัฒนาในด้านต่างๆ ของประเทศ ทั้งด้านเทคโนโลยี เศรษฐกิจ สังคม การขนส่ง อุตสาหกรรม หรือสิ่งแวดล้อม โดยเฉพาะอย่างยิ่งอุปกรณ์ที่ใช้ในการเปลี่ยนพลังานไฟฟ้าเป็นพลังงานกลคือมอเตอร์ และอุปกรณ์เพื่อผลิตกระแสไฟฟ้าจากพลังงานกลคือเครื่องกำเนิดไฟฟ้า ซึ่งปัจจุบันได้มีการพัฒนาอย่างต่อเนื่องเพื่อตอบสนองความต้องการต่างๆ ด้วย วัสดุชนิดใหม่ๆ เช่น วัสดุเหล็กทำมอเตอร์ (Ferromagnetic Materials) วัสดุแม่เหล็กถาวรจากแร่หายาก (Rare Earth Materials) และอุปกรณ์ควบคุมอิเล็กทรอนิกส์กำลัง (Power Electronics) รวมถึงเทคนิคการควบคุมที่มีประสิทธิภาพ จึงมีความจำเป็นในการจัดตั้งห้องปฏิบัติการเพื่อศึกษาและพัฒนาเทคโนโลยีทางด้านนี้อย่างจริงจัง

พันธกิจ (Mission)

ออกแบบ พัฒนา และทดสอบ ระบบมอเตอร์ ระบบขับเคลื่อน และระบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้า สำหรับงานประยุกต์แบบทั่วไปหรือแบบเฉพาะทางและใช้งานได้จริงเพื่อการพัฒนาเชิงพาณิชย์

เป้าหมาย/แนวทางการดำเนินงาน

ระยะสั้น (1-2 ปี)

มุ่งสู่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีเกี่ยวมอเตอร์ชนิดที่ไม่ใช้แม่เหล็กถาวร และชนิดที่ใช้แม่เหล็กถาวรเพื่องานประยุกต์แบบต่างๆ

มอเตอร์ชนิดไม่ใช้แม่เหล็กถาวร

มุ่งพัฒนามอเตอร์สวิตซ์รีลัคแตนซ์ (Switched Reluctance Motor: SRM) เป็นมอเตอร์และระบบขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพสูง สำหรับงานประยุกต์เฉพาะทางที่ไม่มีจำหน่ายในท้องตลาด มีระบบควบคุมแบบไม่ใช้ตัวตรวจจับตำแหน่งที่มีความน่าเชื่อถือ ใช้งานได้จริงในสภาวะแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตร เช่น มีความร้อน หรือความชื้นสูง อุปกรณ์ที่ได้ออกแบบมีมาตราฐานสากลรองรับ ตัวอย่าง งานประยุกต์คือ พัดลมระบายอากาศในโรงเลี้ยงไก่
มอเตอร์ความเร็วสูงที่มีความเร็วรอบมากกว่า 50,000 รอบต่อนาที นำไประยุกต์ใช้งานซูเปอร์ชาร์จเจอร์แบบไฟฟ้า (Electric Supercharger) เพื่อช่วยเพิ่มกำลังอัดของเครื่องยนต์ทำให้เครื่องมีสมรรถนะและประสิทธิภาพสูงขึ้น

มอเตอร์ชนิดที่ใช้แม่เหล็กถาวร

มุ่งพัฒนามอเตอร์ดีซีไร้แปลงถ่าน (Brushless DC Motor, BLDC motor: BLDCM) เป็นมอเตอร์และระบบขับเคลื่อนที่มีประสิทธิภาพสูง สำหรับงานประยุกต์ทางด้านพัดลมระบายความร้อนในอุตสาหกรรมเครื่องปรับอากาศในประเทศ ซึ่งเน้น มอเตอร์ประสิทธิภาพสูงขนาดเล็ก (ไม่เกิน 1 แรงม้า) มีระบบควบคุมแบบไม่ใช้ตัวตรวจจับตำแหน่งที่มีความน่าเชื่อถือ

ระยะกลาง (3-5 ปี)

มุ่งสู่การวิจัยและพัฒนาผลิตภัณฑ์มอเตอร์

มอเตอร์สวิตซ์รีลัคแตนซ์และระบบขับเคลื่อนสำหรับยานรถมอเตอร์ไซค์ไฟฟ้า ออกแบบมอเตอร์ประสิทธิภาพสูงสำหรับงาน Traction Drive ที่มีแรงบิดที่สูงในย่านความเร็วต่ำและสามารถทำงานได้ในย่านความเร็วรอบที่กว้าง เพื่อตอบโจทย์อุตสาหกรรมในประเทศ
มอเตอร์สวิตซ์รีลัคแตนซ์และระบบขับเคลื่อน แบบความเร็วสูงที่มีความเร็วรอบมากกว่า 100,000 รอบต่อนาที สามารถนำไประยุกต์ใช้งานได้อย่างกว้างขวางมากขึ้น เช่น Spindle motor, Nozzle pump
พัฒนามอเตอร์มอเตอร์ดีซีไร้แปลงถ่าน แบบต้นทุนต่ำ ร่วมกับภาคอุตสาหกรรม ที่สามารถประยุกต์ใช้กับเครื่องใช้ไฟฟ้า หรืออุปกรณ์ไฟฟ้าต่างๆที่มีการใช้งานในปริมาณมาก เช่น คอมเพรสเซอร์ พัดลม เครื่องซักผ้า เป็นต้น รวมถึงการทดลองนำมอเตอร์ลูกผสม (Hybrid) เช่น Interior Permanent-Magnet Motor (IPM motor) มาใช้งาน

ระยะยาว (6-10 ปี)

มุ่งสู่การวิจัยและพัฒนาเทคโนโลยีทางมอเตอร์และเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับอนาคตแบบยั่งยืน

ออกแบบและพัฒนาเครื่องกำเนิดไฟฟ้าสำหรับกังหันพลังงานลม และกังหันพลังงานน้ำ ด้วยเทคโนโลยีสวิตซ์รีลัคแตนซ์ สำหรับระบบ Smart Grid
พัฒนาซอฟต์แวร์การออกแบบของตัวเอง และพัฒนาความสามารถในการสร้างต้นแบบมอเตอร์แบบรวดเร็ว (Rapid Prototype SRM) ภายใน 1 สัปดาห์ เพื่อตอบโจทย์ความต้องการของภาพอุตสาหกรรม
ออกแบบและพัฒนาเทคโนโลยีมอเตอร์ และระบบขับเคลื่อนชนิดใหม่ๆ เช่น มอเตอร์ชนิดแม่เหล็กถาวรภายใน (Interior Permanent-Magnet Motor: IPM Motor) และวัสดุใหม่ๆ ในการผลิตมอเตอร์ เช่น Soft Magnetic Composite: SMC

กลยุทธ์ในการดําเนินงาน (Strategy)

ตอบโจทย์ที่ได้รับจากจากภาครัฐและเอกชนมาทำการวิจัยและพัฒนาเป็นต้นแบบเชิงพาณิชย์ เพื่อเป็นการพัฒนาทักษะและพิสูจน์องค์ความรู้ที่มี
ส่งเสริมและพัฒนาบุคลากรภายในให้ใช้ศักยภาพที่มีอย่างเต็มที่และพัฒนาความสามารถสู่ความเป็นเลิศตามความถนัด โดยมุ่งเน้นการจดสิทธิบัตร และ ตีพิมพ์ บทความวิชาการ
สร้างเครือข่ายการวิจัยกับสถาบันวิจัยทั้งในและต่างประเทศ เพื่อแลกเปลี่ยนบุคลากรและองค์ความรู้

ความร่วมมือกับพันธมิตร

นำโจทย์ที่ได้รับจากเครือข่ายพันธมิตรจากภาคอุตสาหกรรม ภาคเอกชน ภาคการศึกษา และต่างประเทศ มาทำการวิจัยและพัฒนาเป็นต้นแบบเชิงพาณิชย์เพื่อตอบสนองโจทย์ที่ได้รับโดยตรง

ร่วมมือกับภาคเอกชนภายในประเทศหลายบริษัทที่นำผลงานไปผลิตจำหน่าย (บ.ทีโอ บ.ก๊าซเทค เอนจิเนียริ่ง บ.เอิร์น เป็นต้น) ปัจจุบันกำลังมีงานวิจัยร่วมกับ ปตท.
ภาคการศึกษา ร่วมมือกับภาควิชาวิศวกรรมเครื่องกล คณะวิศวกรรมศาสตร์ และบัฒฑิตวิทยาลัยร่วมด้านพลังงานและสิ่งแวดล้อม (JGSEE) มหาวิทยาลัยพระจอมเกล้าธนบุรี
ร่วมมือกับหน่วยงานภาครัฐ การไฟฟ้าฝ่ายผลิต
ต่างประเทศ ได้ร่วมกับหน่วยงาน Japan Automobile Research Institute (JARI) และบริษัท Techno-Link จากประเทศญี่ปุ่น

Core Technology (เทคโนโลยีหลัก) /ความเชี่ยวชาญ

ขอบเขตของเทคโนโลยี

การออกแบบทางแม่เหล็กไฟฟ้า (Electromagnetic Design) เน้นการออกแบบและพัฒนามอเตอร์ที่ไม่มีแม่เหล็กถาวรและมีแม่เหล็กถาวร คือ มอเตอร์สวิตซ์รีลัคแตนซ์ และ มอเตอร์ดีซีไร้แปลงถ่าน ซึ่งเป็นเทคโนโลยีมอเตอร์ทั้งสองประเภทมีจุดเด่นที่ต่างกันไป คือ มอเตอร์สวิตซ์รีลัคแตนซ์มีประสิทธิภาพสูง ไม่มีแม่เหล็กถาวร มีโครงสร้างที่ง่ายไม่ซับซ้อน ทำให้ง่ายในการผลิตและประหยัดต้นทุน มีขดลวดพันเฉพาะส่วนสเตเตอร์ช่วยให้สามารถระบายความร้อนได้ดี ส่วน มอเตอร์ดีซีไร้แปลงถ่านนั้นมีจุดเด่นคือ มีประสิทธิภาพสูง การควบคุมทำได้ง่าย มอเตอร์มีขนาดเล็กกระทัดรัด แรงบิดเรียบ และมีเสียงรบกวนต่ำ ทำให้มอเตอร์ทั้งสองประเภทเหมาะสมกับการประยุกต์ที่แตกต่างกัน ทั้งนี้จะมุ่งเน้นเทคโนโลยีดังต่อไปนี้

High speed motor เทคโนโลยีมุ่งเน้นสมรรถนะการทำงานของมอเตอร์เป็นหลัก เร่งความเร็วสูงได้อย่างรวดเร็ว ที่พิกัดกำลังเดียวกันมอเตอร์ความเร็วสูงจะมีขนาดขนาดเล็กกว่า กะทัดรัด ประหยัดพื้นที่ใช้สอยในการติดตั้ง น้ำหนักน้อย
Hybrid motor (Interior Permanent-Magnet Motor: IPM motor) เป็นเทคโนโลยีที่ผสมผสานหลักการสร้างแรงบิดจากมอเตอร์ทั้งสองประเภท จุดเด่นคือประหยัดวัสดุแม่เหล็กและสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานได้สูง เหมาะสำหรับงานประยุกต์ ประเภท High torque แล ะTraction

การออกแบบอิเล็กทรอนิกส์กำลังและระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ (Power Electronics and Motor Drive Design) เน้นการออกแบบระบบขับเคลื่อนมอเตอร์ให้เหมาะสมแก่เทคโนโลยีมอเตอร์ 3 ประเภทที่ได้กล่าวมาแล้ว ซึ่งระบบการทำงานประมวลผลด้วยไมโครคอนโทรลเลอร์เพื่อควบคุมการทำงานแบบเรียลไทม์ มีการพัฒนาอัลกอริทึมในการประมวลผลและควบคุมระบบให้มีการทำงานที่รวดเร็วและถูกต้องแม่นยำทั้งนี้จะมุ่งเน้น เทคโนโลยีดังต่อไปนี้

การควบคุมแบบไม่มีตัวตรวจวัดตำแหน่ง (Sensorless control) สำหรับงานประยุกต์ในสภาวะแวดล้อมที่ไม่เป็นมิตร เช่น สถานที่อุณหภูมิสูงมากๆ ซึ่งสามารถรบกวนการทำงานของระบบควบคุมแบบใช้ตัวตรวจวัดตำแหน่งได้
Low cost controller พัฒนาระบบควบคุมที่มีประสิทธิภาพสูง มีเสถียรภาพ และประหยัดต้นทุน สำหรับงานประยุกต์ที่ไม่ซับซ้อน เช่น พัดลม อุปกรณ์ระบายอากาศ

มอเตอร์และระบบขับเคลื่อนสำหรับงานประยุกต์ทางอุตสาหกรรม รวมทั้งการออกแบบทางแม่เหล็กไฟฟ้าสำหรับงานประยุกต์ด้านอื่นๆ เช่น linear motors and actuators, magnetic bearing, magnetic clutch

Technology Roadmap

ดัชนีความสำเร็จ/สมรรถนะเปรียบเทียบ

เทคโนโลยีที่พัฒนาไปแล้วก่อนปี 2559 ได้แก่ เทคโนโลยีการออกแบบมอเตอร์และระบบขับเคลื่อน ที่ใช้งานทั้งในย่านความเร็วต่ำและสูงมากๆ เทคโนโลยีการออกแบบมอเตอร์ที่มีและไม่มีแม่เหล็กถาวร (SRM/BLDCM) เทคโนโลยีการออกแบบเครื่องกำเนิดไฟฟ้าประเภทต่างๆ เป็นต้น โดยเทคโนโลยีดังกล่าวยังสามารถถูกนำมาใช้ให้เหมาะสมกับโจทย์ได้ในอนาคต

เทคโนโลยีอื่นๆ ที่จะวิจัยได้หลังปี 2559

แนวทางวิจัยหลังจากปี 2559 จะพัฒนาต่อยอดเทคโนโลยีให้มีความสามารถทางด้านการจ่ายกำลังให้สูงมากขึ้น (มากกว่า 100Kw) โดยจะเน้นให้นำไปประยุกต์ใช้กับ พลังงานทดแทน เพื่อรองรับระบบโครงข่ายไฟฟ้าอัจริยะ (Smart grid) และระบบขนส่งมวลชนแบบรางที่ใช้พลังงานไฟฟ้า

การติดต่อ

ห้องปฏิบัติการวิจัยการออกแบบมอเตอร์ เครื่องกำเนิดไฟฟ้าและระบบขับเคลื่อน
(Machine and Drive Design Laboratory: MDD)
112 อุทยานวิทยาศาสตร์ประเทศไทย ถนนพหลโยธิน ตำบลคลองหนึ่ง อำเภอคลองหลวง จังหวัดปทุมธานี 12120
โทรศัพท์ 02-564-6900