field weakening

• elektrik motoru kontrol tekniklerinden biri. ya da çeşitli kontrol teknikleri altında uygulanan bir yöntem. türkçesi alan zayıflatmadır.
  
  bu zamazingoyu anlatmak için dc motor'dan^* örnek vereyim. hatta serbest uyarmalı bir dc motor düşünürsek daha da iyi kavrarız. nedir bu motor? nasıl çalışır? bakınız şöyle. videodan görüldüğü üzere motorun durağan haldeki kısmı^* üzerindeki sargılar motordaki manyetik alanı yaratır. motorun dönen kısmındaki^* sargılar fırçalar üzerinden enerjilendirilir ve manyetik alan içindeki üzerinden akım akan rotor sargılarına kuvvet etki eder. (yani bildiğiniz lise fiziğindeki f=b.i.l)
  
  videoda bir de back emf^* denen hededen bahsediliyor. zıt elektromotor kuvvet faraday kanunu^* ile alakalıdır. değişken manyetik akı, sargılarda bir emk indükler. buna zıt denmesinin nedeni lenz kanunudur. yani rotor sargıları, stator sargılarının yarattığı manyetik alanı gidermeye çabalar ve bu çaba rotor sargılarına uyguladığımız gerilime zıt yönde bir gerilimin yine rotor sargılarında indüklenmesiyle sonuçlanır.
  
  peki zıt emk nelere bağlıdır? motorun yapısına ait birtakım parametrelere bağlı olmakla birlikte sargının maruz kaldığı manyetik akının miktarına ve bu akının değişim hızına (bir başka ifadeyle frekans diyebiliriz) bağlıdır. peki motorun ürettiği tork nelere bağlıdır? f=b.i.l'den de anlaşılacağı üzere motora ait yapısal özelliklerle birlikte stator sargılarının yarattığı manyetik akının büyüklüğüne ve rotor sargılarından akan akıma bağlıdır.
  
  şimdi asıl meseleye gelelim. serbest uyarmalı dc motor için basit bir sayısal örnekle alan zayıflatma olayı anlaşılacak (rakamları tamamen sallıyorum). rotor sargıları 200 v ile beslensin. motor herhangi bir yükü tahrik ederken 1000 rpm ile dönsün. bu esnada da indüklenen zıt emk 180 v olsun. ayrıca rotor sargı direncini de 1 ohm olarak sallayalım. kirchoff'un gerilimler kanunu'na göre bu yük tahrik edilirken (200-180)/1=20 amper kadar bir akım rotor sargılarından akacaktır. biz de ani olarak stator sargılarından akan akımı yarı yarıya düşürdük diyelim. aslında motordaki manyetik akıyı yarı yarıya düşürmüş oluruz. tork için (f=b.i.l) manyetik akıya ve akıma bağlı demiştik. manyetik akının yarı yarıya düşmesi sonucu motor bu duruma tepki olarak aynı momenti üretebilmek için 2 kat daha fazla akımı kaynaktan çekecektir. bu durumda indüklenen zıt emk ise 200-2*20*1=160 v olacaktır. peki zıt emk neye bağlıydı? manyetik akı ve akının değişim hızına. akının değişim hızı ne demektir? motorun devir sayısından başka bir şey değildir. rotor, stator sargılarının yarattığı alan içinde ne kadar hızlı dönerse manyetik akı rotora göre o kadar hızlı değişir ve zıt emk o kadar büyür. peki bizim sayısal örneğimizde ne oldu? manyetik akı yarı yarıya düştü ve zıt emk 180 v'dan 160 v'a düştü. manyetik akının 1/2 oranda azalmasıyla zıt emk'nın 180 v'dan 90 v'a azalmasını beklerken zıt emk 160 v oldu. bu durumun gerçekleşmesi için gerekli ve yeterli şey manyetik akının değişim hızının artmasından yani motor devrinin artmasından başka bir şey değildir. basit bir oran orantı kurulursa (180/1000=160*2/yeni-rpm) yeni durumda motorun yaklaşık 1777 rpm gibi bir devirle döneceği görülür.
  
  sonuç olarak motordaki manyetik alan zayıfladığında motor aynı yükü tahrik etmek için açısal hızını/devir sayısını arttırarak buna cevap verir. field weakening de tam olarak bunu kullanarak elektrik motorunda hız ayarı yapmaktır.
  
  field weakening sadece dc motorların değil ac motorların da hız ayarında kullanılır. (indüklenen zıt emk'nın ve motorun ürettiği torkun yukarıda yazdığım nedenlere bağlılığı tüm elektrik motorları için geçerlidir.) örnek olarak asenkron motorların skaler hız kontrolünde nominal^* devir sayısının üzerine çıkarken alan zayıflatma kullanılır. (bkz: skaler kontrol/@weirdfish) bir başka örnek; "keşke bütün elektrik motorları dc motor olsa" tadındaki field oriented control tekniği ac motorların hız ayarında kullanılır ve bu teknikte, dc motordaki uyarma akımını (yani stator sargılarından akan akım) temsil eden "id" akımının kontrolüyle alan zayıflatma yapılabilir. (bkz: field oriented control/@weirdfish)
• söylenildiği kadar yapması kolay olmayan şey, yapabilen varsa yeşillendirsin çünkü delirmek üzereyim haftalardır okumadığım makale kalmadı.