หม้อแปลงไฟฟ้า คืออุปกรณ์อะไร มีหลักการทำงานแบบไหน แล้วหน้าที่ของหม้อแปลงไฟฟ้าคืออะไร มีกี่ประเภทบ้าง และการบำรุงรักษาอย่างไรบ้าง ลองไปดูข้อมูลเพิ่มเติมด้วยกันได้เลย 

หม้อแปลงไฟฟ้าคืออะไร มีหลักการทำงานอย่างไร?

หม้อแปลงไฟฟ้าทำหน้าที่อย่างไร? คำตอบคือหม้อแปลงไฟฟ้าทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้าแรงดันสูงให้เป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำ ซึ่งอุปกรณ์นี้ถือเป็นเครื่องกลไฟฟ้าชนิดหนึ่งที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกล หรือพลังงานกลให้เป็นพลังงานไฟฟ้าได้เช่นกัน มีทั้งหม้อแปลงแบบอยู่กับที่และเคลื่อนที่ได้ 

ส่วนหลักการทำงานของหม้อแปลงไฟฟ้า คือ ขดลวดปฐมภูมิมีพลังงานไฟฟ้าไหลผ่านจึงเกิดเส้นแรงแม่เหล็กส่งผ่านแกนเหล็กไปยังขดลวดทุติยภูมิ และมีแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้น ซึ่งอัตราส่วนของแรงดันไฟฟ้าระหว่างสองขดลวดนั้นขึ้นอยู่กับจำนวนรอบที่พันขดลวดทั้งสอง 

ประเภทของหม้อแปลงไฟฟ้า แต่ละแบบต่างกันอย่างไร?

โดยทั่วไปแล้ว หม้อแปลงไฟฟ้าสามารถแบ่งประเภทได้ตามเกณฑ์ที่กำหนด ซึ่งส่วนใหญ่มักจะแบ่งตามลักษณะและการใช้งาน ดังนี้

แบ่งตามวัสดุของฉนวน

• หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดฉนวนของเหลวติดไฟได้ (Flammable Liquid - Insulated Transformer) หรือหม้อแปลงน้ำมัน (Oil Type Transformer) เป็นหม้อแปลงที่ใช้น้ำมันเป็นสารฉนวนและช่วยระบายความร้อน 
• หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดฉนวนของเหลวติดไฟยาก (Less-flammable Fluid-Insulated Transformer) นิยมใช้ฉนวนเป็นซิลิโคน จึงเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม ติดตั้งได้ทั้งในอาคารที่เป็นห้องหรือพื้นที่ปิด และภายนอกอาคาร
• หม้อแปลงไฟฟ้าชนิดฉนวนของเหลวไม่ติดไฟ (Non-Flammable Fluid-Insulated Transformer) นิยมใช้ปอร์คลอโรเอทิลีน (Perchloroethylene: PCE) หรือโพลีคลอริเนตไบฟีนีล (Polychlorinated Biphenyl: PCB) เป็นฉนวน แต่ไม่เป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จึงไม่ค่อยนำมาใช้งาน
• หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแห้ง (Dry-Type Transformers) ใช้สารเรซินเป็นฉนวน มักติดตั้งในอาคารสูงหรือสถานที่ที่ไวต่อไฟฟ้าสูง 

แบ่งตามลักษณะแกนเหล็ก

• หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็กแบบคอร์ (Core Type) มีลักษณะเป็นแผ่นเหล็กบางๆ รูป L-L หรือ U-I ประกบเข้าด้วยกัน โดยมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิพันแยกกันคนละข้างของแกนเหล็กทั้งสอง
• หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็กแบบทอร์รอยด์ (Toroid Type) เป็นแผ่นเหล็กรูปวงกลมที่ประกบเข้าด้วยกันเป็นรูปทรงกระบอก โดยมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิ พันเรียงเส้นรอบแกนเหล็กเป็นระเบียบ
• หม้อแปลงไฟฟ้าแกนเหล็กแบบเชลล์ (Shell Type) ใช้แผ่นเหล็กบางๆ รูป E-I ประกบเข้าด้วยกัน โดยมีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิพันทับอยู่ตรงแกนกลาง มีทั้งแบบเดี่ยวและแบบกระจายหลายวงจร

แบ่งตามลักษณะของขดลวด

• หม้อแปลงไฟฟ้าแบบแยกขด (Ordinary Transformer) มีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิแยกกันชัดเจน
• หม้อแปลงไฟฟ้าแบบอัตโนมัติ (Auto Transformer) มีขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิเป็นชุดเดียวกัน

แบ่งตามความถี่

• หม้อแปลงไฟฟ้ากำลัง ใช้งานโดยมีความถี่ตามระบบไฟฟ้ากำลัง
• หม้อแปลงไฟฟ้าความถี่แคบ ไว้ใช้งานกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ถูกออกแบบมาให้ใช้งานในย่านความถี่เฉพาะ
• หม้อแปลงไฟฟ้าความถี่กว้าง เป็นหม้อแปลงที่ใช้งานกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีย่านความถี่กว้าง
• หม้อแปลงไฟฟ้าความถี่สูง ใช้งานกับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่มีย่านความถี่สูงมาก
• หม้อแปลงไฟฟ้าสัญญาณพัลซ์ (Pulse Transformer) ใช้กับวงจรอิเล็กทรอนิกส์ที่ส่งสัญญาณพัลซ์ ซึ่งทำงานด้านไฟฟ้ากำลังหรืออิเล็กทรอนิกส์กำลัง 

แบ่งตามการใช้งาน

• หม้อแปลงอิเล็กทรอนิกส์ (Electronic Transformer) วงจรอิเล็กทรอนิกส์จะได้รับการจ่ายไฟมาจากหม้อแปลงประเภทนี้ ซึ่งจะมีขนาดไม่เกิน 110VA
• หม้อแปลงกำลัง (Power Transformer) มีการจ่ายกำลังไฟฟ้าอย่างต่อเนื่องและค่ากำลังไฟฟ้าสูง
• หม้อแปลงไฟฟ้าเพิ่ม (Step-up Transformer) ใช้แปลงแรงดันไฟฟ้าให้สูงขึ้น มักใช้แปลงจากขนาด 220V เป็น 230V ไว้ใช้ในบ้านเรือน ส่วนในโรงงาน ใช้เป็นขนาด 380V 
• หม้อแปลงไฟฟ้าลด (Step-down Transformer) ใช้แปลงแรงดันไฟฟ้าให้ต่ำลง โดยแปลงจากขนาด 22,000V ให้เหลือ 220V ไว้ใช้ในครัวเรือน
• หม้อแปลงเครื่องมือวัด (Instrument Transformer) ใช้ในการวัดค่าแรงดันไฟฟ้าและค่ากระแสไฟฟ้า ในวงจรไฟฟ้ากำลังและวงจรอิเล็กทรอนิกส์ 

แบ่งตามระบบไฟฟ้า

• หม้อแปลงไฟฟ้าเฟสเดียว (Single Phase Transformer) ประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิหนึ่งชุดเพื่อใช้งานกับระบบไฟฟ้าเฟสเดียว
• หม้อแปลงไฟฟ้าสามเฟส (Three Phase Transformer) ใช้งานกับระบบไฟฟ้าสามเฟส ประกอบด้วยขดลวดปฐมภูมิและทุติยภูมิสามชุด ต่อเชื่อมกันแบบ วายหรือสตาร์ (Wye or Star Connection) หรือแบบเดลตา (Delta Conncetion) 

วิธีตรวจสอบและบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า

หม้อแปลงไฟฟ้าเหมือนกับอุปกรณ์ไฟฟ้าอื่นเช่นกันที่ต้องได้รับการบำรุงรักษา ซึ่งควรมีการวางแผนในการบำรุงรักษา โดยจะขึ้นอยู่กับปัจจัยต่างๆ รวมถึงยังมีข้อแนะนำเพื่อให้บำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้าได้ดีขึ้น

ปัจจัยในการตรวจสอบและบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า

การพิจารณาช่วงเวลาที่เหมาะสมในการตรวจสอบและบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า เราสามารถสังเกตได้จากปัจจัยหรือองค์ประกอบต่างๆ ดังนี้

• อายุของการใช้งาน ควรตรวจสอบหม้อแปลงที่ใช้งานมานานให้ละเอียดและบ่อยขึ้น เพราะอาจเกิดปัญหาได้ง่ายกว่าหม้อแปลงใหม่ 

• สภาวะการใช้งาน การใช้งานที่ผิดปกติของหม้อแปลง อย่างการใช้งานเกินพิกัด หรือไฟฟ้าลัดวงจรที่ระบบจ่ายไฟ จึงควรรีบตรวจสอบเป็นพิเศษ 

• หน้าที่สำคัญของหม้อแปลง บางหม้อแปลงมีหน้าที่สำคัญ เช่น จ่ายไฟฟ้าให้เขื่อนหรือสถานีสูบจ่ายน้ำ หากเกิดปัญหาจะทำให้ไม่สามารถจ่ายไฟฟ้าได้ จึงควรตรวจสอบและบำรุงรักษาเป็นพิเศษ 

• สภาพแวดล้อมของพื้นที่ติดตั้ง การระบายอากาศ ฝุ่นละออง ความชื้นหรือสถานที่ติดตั้ง โดยเฉพาะพื้นที่ใกล้ทะเล สามารถส่งผลต่อสภาพของฉนวนได้ โดยอาจทำให้ฉนวนที่เป็นโลหะถูกกัดกร่อน ควรดูแลรักษาให้ถูกวิธี

ข้อแนะนำในการบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า

สำหรับการบำรุงรักษาหม้อแปลงไฟฟ้า มีสิ่งที่ควรทำและไม่ควรทำ ดังนี้

• เมื่อได้รับหม้อแปลงมาจากบริษัท ควรตรวจสอบสภาพทันที 
• ไม่ควรป้อนพลังงานไฟฟ้าให้กับหม้อแปลง หากน้ำมันยังไม่ถึงระดับที่กำหนดไว้
• ระหว่างการเคลื่อนย้ายหรือการขนส่ง ควรหลีกเลี่ยงการสั่นสะเทือนหรือการกระแทก ซึ่งอาจจะเป็นอันตรายต่อส่วนประกอบภายใน
• ตรวจสอบบุชชิ่งและส่วนประกอบอื่นๆ ให้อยู่ติดกันแน่นหนา ก่อนนำไปใช้งาน
• ระวังทุกครั้งที่เติมน้ำมันหม้อแปลง ไม่ให้มีความชื้นหรือสารเจือปนลงไปในหม้อแปลง
• ควรยกหม้อแปลงที่หูหิ้ว ไม่ควรยกที่ส่วนบุชชิ่งหรือส่วนที่ติดแน่นอยู่กับตัวหม้อแปลง
• ควรยึดหม้อแปลงให้อยู่ในแนวดิ่ง หากเป็นหม้อแปลงที่ติดตั้งกับเสาไฟฟ้า
• ตรวจสอบส่วนประกอบภายนอกทั้งหมด ว่ามีสนิมหรือรอยรั่วซึมหรือไม่ 
• ตรวจเช็กระดับน้ำมันและทดสอบสภาพความเป็นฉนวนของน้ำมัน หากมีค่าต่างจากมาตรฐานให้กรองความบริสุทธิ์น้ำมันทันที (โดยหม้อแปลงขนาดใหญ่ควรทำทุก 3-6 เดือน ส่วนขนาดเล็กให้ทำทุกปี)  
• ทุกการเปิดตัวถังเพื่อตรวจสอบ จะต้องปิดฝาถังให้สนิทและเช็กสภาพปะเก็นให้มีความสมบูรณ์ด้วย 
• สำหรับหม้อแปลงที่ต่อขนานกันหลายตัวเพื่อช่วยจ่ายโหลด เมื่อมีตัวใดที่กำลังซ่อมอยู่ควรปลดออก เพื่อป้องกันอันตรายจากแรงดันไฟฟ้าย้อนกลับ

ประโยชน์ของหม้อแปลงไฟฟ้าที่ควรรู้

ประโยชน์หรือความสำคัญของหม้อแปลงไฟฟ้ามีอยู่หลายด้าน ดังนี้

• ช่วยแปลงไฟฟ้าระดับแรงดันสูงให้ส่งผ่านระยะไกลได้ง่ายขึ้น จึงลดการสูญเสียพลังงาน
• แปลงไฟฟ้าแรงดันสูงให้เป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำ เพื่อให้ปลอดภัย เหมาะสำหรับการใช้งานในบ้านเรือนและโรงงานอุตสาหกรรม 
• การแปลงไฟฟ้าแรงดันสูงให้เป็นแรงดันต่ำ ก่อนส่งไปตามระบบส่งจ่ายไฟฟ้า ทำให้ปลอดภัยต่อผู้ใช้ไฟฟ้า
• แรงดันไฟฟ้าถูกแปลงให้คงที่และเหมาะสมกับอุปกรณ์ไฟฟ้า
• ควบคุมกระแสไฟฟ้าแรงสูง 
• ช่วยแยกวงจรไฟฟ้า เพื่อเพิ่มความปลอดภัยมากขึ้น
• ช่วยเพิ่มประสิทธิภาพในการส่งผ่านกำลังไฟฟ้า ด้วยการส่งผ่านไฟฟ้าแรงดันสูงก่อน แล้วค่อยแปลงเป็นแรงดันต่ำ 

สรุป

หม้อแปลงไฟฟ้าคืออุปกรณ์ที่เปลี่ยนพลังงานไฟฟ้าให้เป็นพลังงานกลหรือกลับกัน ซึ่งทำหน้าที่เปลี่ยนไฟฟ้าแรงดันสูงให้เป็นไฟฟ้าแรงดันต่ำ ผ่านหลักการคือมีพลังงานไฟฟ้าไหลผ่านขดลวดปฐมภูมิจึงเกิดเส้นแรงแม่เหล็กส่งผ่านแกนเหล็กไปยังขดลวดทุติยภูมิ และมีแรงดันไฟฟ้าเกิดขึ้น โดยส่วนใหญ่มักจะแบ่งประเภทตามลักษณะและการใช้งาน และควรตรวจสอบหรือบำรุงรักษาอยู่เสมอเพื่อให้มีอายุการใช้งานได้ยาวนานขึ้น หากเลือกใช้หม้อแปลงไฟฟ้าที่มีประสิทธิภาพสูง จะช่วยลดการสูญเสียพลังงานและลดค่าไฟฟ้าได้ แต่หากไม่ต้องการติดตั้งใหม่ อีกทางเลือกที่ดีคือการติดตั้งโซลาร์เซลล์ โดยสามารถปรึกษากับผู้เชี่ยวชาญจาก Sorarus เพื่อประเมินและเลือกโซลาร์เซลล์ที่เหมาะสมกับความต้องการของคุณ เพื่อให้การลงทุนคุ้มค่าในระยะยาว