Teknik terimler sözlüğü

Açma açısı#

Anahtarlı relüktans motorda bir faz, endüktansı artarken, yani rotor kutbu stator kutbuyla hizalanmaya yaklaşırken pozitif moment üretir. Açma açısı, fazın enerjilenmeye başladığı rotor konumudur. Erken açmak akıma, kutup gelmeden önce yükselmesi için zaman tanır; zıt EMK'nın yükselişe karşı koyduğu yüksek hızda bu önemlidir. Fakat çok erken açılırsa akım gerekenden uzun akar ve fazla moment katmadan kayıp ekler.

↑ Artırınca: Faz daha geç açılır; kutuplar hizalanmadan önce daha az akım oluşur, moment ve tepe akım düşer.

Birim

°

Adım açısı#

Adım açısı, sürücüye gönderilen her darbe için milin ne kadar döndüğüdür. Tipik hibrit adım motorları 1,8° (devirde 200 adım) ya da 0,9° (400 adım) değerindedir ve rotor dişi sayısıyla belirlenir. Mikroadımlama, sargı akımlarını biçimlendirerek tam adımı daha da böler; hareket daha düzgün, konumlama daha ince olur, fakat bu ek çözünürlük aynı oranda doğruluk ya da moment kazandırmaz. Belirli bir adım hızında, daha büyük adım açısı daha hızlı dönen mil demektir.

↑ Artırınca: Her darbe mili daha fazla döndürür; çözünürlük kabalaşır ve hareket düzgünlüğünü kaybeder, ama aynı adım hızı daha yüksek hız verir.

Birim

°

Formül

N = 360° / θ

Tipik

0.9–1.8°

Adım hızı#

Adım hızı f, sürücünün saniyede aldığı darbe sayısıdır ve mil hızı onu doğrudan izler: devir başına N adım için n = 60 f / N dev/dk; yani 200 adımlı bir motorda 1000 pps, 300 dev/dk verir. Hız arttıkça sargı akımının endüktansa karşı yükselmesi için daha az zaman kalır ve zıt EMK büyür; bu yüzden elde edilebilir moment düşer. Yük momenti bunu aşarsa ya da hız çok ani değişirse rotor adım kaçırır; bu nedenle ivmelenmek için bir rampa kullanılır.

↑ Artırınca: Motor orantılı olarak daha hızlı döner; ama moment hızla düşer ve bir sınırın üstünde rotor adım kaçırır.

Birim

pps

Formül

n = 60 · f / N

Akı yoğunluğuB#

Çekirdek alanı başına manyetik akı; gerilimi izler, B = V / (4,44 · f · N · A), çok yükselirse çekirdek doyuma girer.

↑ Artırınca: Besleme gerilimiyle artar, frekansla azalır; doyuma yakın mıknatıslanma akımı sıçrar ve çekirdek ısınır.

Birim

T

Formül

B = V / (4.44 · f · N · A)

Tipik

1.2-1.7 T in silicon-steel cores; saturation near 1.8-2 T

Akım açısıθ_i#

Stator akım vektörünün d ekseninden ölçülen açısı; akımın akı ve moment üretimi arasında nasıl paylaştığını belirler.

↑ Artırınca: 45° civarı amper başına en çok momenti verir; daha küçük açı akıyı, daha büyük açı moment talebini ve gereken gerilimi artırır.

Birim

°

Formül

θ_i = atan(i_q / i_d)

Akım kıyma#

Düşük hızda anahtarlı relüktans motorun zıt EMK'sı küçüktür; bu yüzden fazdaki akım çok hızlı yükselir ve güvenli değerleri aşar. Sürücü bu nedenle kıyar: akım referansa ulaşınca faz gerilimini keser, biraz düşünce yeniden uygular. Böylece akım belirlenen sınıra yakın ve moment kontrollü kalır; bedeli anahtarlama kayıpları ve ses gürültüsüdür.

↑ Artırınca: Faz akımının büyümesine izin verilir; düşük hızda daha çok moment, ama daha çok ısınma olur.

Birim

A

Aktif güçP#

Faydalı işe dönüşen ya da şebekeye verilen gerçek güç (watt); görünür gücün gerilimle aynı fazdaki bileşenidir.

↑ Artırınca: Yükle ya da mile verilen güçle artar; güç faktörü düştükçe aynı aktif güç için daha fazla akım gerekir.

Birim

W

Formül

P = V·I·cosφ

Alan bağlantısı#

Ayrı uyartımlı jeneratörde alan sargısı bağımsız bir DC kaynaktan beslenir, dolayısıyla akı endüvi geriliminden bağımsızdır. Şönt (kendinden uyartımlı) jeneratörde alan, endüvi uçlarına bağlıdır ve makine kendi gerilimini kalıcı mıknatıslıktan kurmak zorundadır. Kendinden uyartım ek kaynak gereksinimini ortadan kaldırır, ancak uç gerilimi düşünce alan da zayıfladığı için yük altında gerilim daha çok düşer.

↑ Artırınca: Ayrı uyartımdan şönt bağlantıya geçmek gerilimi endüviye bağımlı kılar: gerilim kurulmayabilir ve yük altında daha çok düşer.

Alan reostası#

Alan reostası, şönt alan sargısıyla seri bir değişken dirençtir. Direnç arttığında alan akımı ve dolayısıyla akı azalır; jeneratörde üretilen EMK düşer, şönt motor ise aynı zıt EMK'yı üretmek için daha hızlı dönmek zorunda kalır. Kendinden uyartımlı jeneratörde toplam alan direnci ayrıca kritik değerin altında kalmalıdır; aksi halde gerilim kalıcı mıknatıslık düzeyine çöker.

↑ Artırınca: Akı ve EMK düşer: jeneratörün uç gerilimi azalır (hatta kurulamayabilir), şönt motor ise hızlanır.

Birim

%

Alan uyartımı#

Alan uyarması, DC motorun ana manyetik akısının nasıl üretildiğini belirtir. Sabit mıknatıs sabit bir akı verir. Şönt alan endüviye paralel bağlanır; akı ve hız neredeyse sabit kalır. Seri alan endüvi akımını taşır; moment akımın karesiyle büyür, hız yükle belirgin düşer ve boşta kaçma riski vardır. Kompunt motor şönt ve seri alanı birleştirir. Sargılı alanda bir reosta akıyı zayıflatıp hızı yükseltebilir.

↑ Artırınca: Değiştirmek hız ve momentin yükle değişimini etkiler: mıknatıslı ve şönt motorlar hızı korur, seri motorlar belirgin yavaşlar ama yüksek momentle kalkar.

Alan zayıflatma#

Zıt EMK hız ve akıyla artar; taban hızın üzerinde evirici ya da şebekenin verebileceğinden büyük olurdu. Alan zayıflatma akıyı azaltır (senkron relüktans veya sabit mıknatıslı makinede negatif d ekseni akımı enjekte ederek) ve hız yükselmeye devam edebilir. Bedeli momenttir: çıkış momenti yaklaşık 1/hız ile düşer, güç ise kabaca sabit kalır.

↑ Artırınca: Hız taban hızın üzerine çıkabilir; ancak kullanılabilir moment yaklaşık 1/hız ile düşer.

Anma akımıI_n#

Anma akımı, anma gerilimi, frekansı ve yükünde çekilen hat akımıdır ve sargıların ısınmasını belirler. Doğrudan yol verilen bir asenkron motorun kalkış akımı genellikle bunun beş ila sekiz katıdır; yol verme düzenekleri bu yüzden vardır. Koruma elemanları bu değere göre seçilir.

↑ Artırınca: Daha yüksek sürekli yüke izin verilir ve aşırı yük uyarısı daha geç çıkar.

Birim

A

Anma frekansıf_n#

Anma frekansı, etiket değerlerinin geçerli olduğu besleme frekansıdır. Kutup sayısıyla birlikte senkron hızı belirler. Aynı gerilimle daha düşük frekansta çalışmak akıyı artırır ve çekirdeği doyuma sokabilir; bu yüzden sürücüler gerilim/frekans oranını sabit tutar.

↑ Artırınca: Senkron hız artar; aynı besleme geriliminde akı azalır ve moment zayıflar.

Birim

Hz

Tipik

50 or 60 Hz

Anma gerilimiU_n#

Anma gerilimi, makinenin anma akısına, momentine ve verimine ulaştığı besleme gerilimidir. Üç fazlı makinelerde fazlar arası gerilimdir ve sargı bağlantısı (yıldız ya da üçgen) buna uygun olmalıdır. Gerilim düşükse moment hızla azalır, yüksekse demir doyar ve makine aşırı ısınır.

↑ Artırınca: Motor daha yüksek gerilim için tasarlanmıştır; aynı besleme onu eksik uyarır ve moment düşer.

Birim

V

Tipik

230 / 400 / 690 V

Anma görünür gücüS_n#

Görünür güç S, gerilim ile akımın çarpımıdır: üç fazda S = √3 · U · I, tek fazda S = U · I; birimi volt-amperdir. Jeneratörler ve transformatörler kW yerine kVA ile anılır, çünkü ısınmaları yükün güç faktörüne değil akıma bağlıdır. Alınabilecek aktif güç P = S · cos φ'dir; geri kalanı reaktif güçtür.

↑ Artırınca: Makine veya transformatör anma geriliminde daha fazla akım taşıyabilir; aşırı ısınmadan önce daha fazla aktif ve reaktif güç verebilir.

Birim

kVA

Formül

S_n = √3 · U_n · I_n

Anma gücüP_n#

Anma gücü, etiket üzerinde yazılı mil çıkış gücüdür; üretici bu gücün aşırı ısınmadan sürekli verilebileceğini garanti eder. Bu mekanik çıkıştır, elektriksel giriş değildir; şebekenin kayıplar kadar daha fazlasını çekmesi gerekir. Uzun süre bunun üzerinde çalışmak yalıtım ömrünü kısaltır.

↑ Artırınca: Motor daha büyük kabul edilir: daha fazla moment elde edilir, anma akımı ve momenti büyür.

Birim

kW

Anma güç faktörücos φ_n#

Anma güç faktörü, etiketteki görünür güç ile aktif gücü birbirine bağlar: P_n = S_n · cos φ_n. Şebeke ve yükler çoğunlukla endüktif olup reaktif güce ihtiyaç duyduğundan, senkron jeneratörler genellikle 0,8 ile 0,95 geri güç faktörüne göre anılır. Anma güç faktörü ne kadar düşükse, aynı aktif güç için makine o kadar büyük ve alan sargısı o kadar güçlü olur.

↑ Artırınca: Aynı kVA için anma aktif gücü artar; makinenin verecek şekilde tasarlandığı reaktif güç ise azalır.

Tipik

0.8–0.95

Anma hızın_n#

Anma hızı, motorun anma gerilimi ve frekansında anma gücünü verdiği andaki mil hızıdır. Asenkron motorda her zaman senkron hızın altındadır ve aradaki fark anma kaymasını verir. Simülatör, anma momentini ve rotor parametrelerini bu değerden hesaplar.

↑ Artırınca: Etiket kayması küçülür; motor tam yükte senkron hıza daha çok yaklaşır.

Birim

rpm

Anma momentiT_n#

Anma momenti, milin anma güçte ve anma hızda verdiği momenttir: T_n = P_n / ω_n, burada ω_n = 2π · n_n / 60. Isınma ile sınırlıdır; motor bunu kısa süreyle tepe moment olarak aşabilir ama uzun süre aşamaz. Servo ve step motor katalogları genellikle sürekli momenti ve daha yüksek tepe momenti ayrı ayrı verir.

↑ Artırınca: Motor daha fazla sürekli yük için anma değeri verilmiş olur; aynı hızda bu, orantılı olarak daha fazla mil gücü demektir, P = T · ω.

Birim

N·m

Formül

T_n = P_n / ω_n

Anma rüzgâr hızı#

Anma rüzgâr hızı, türbinin anma gücünü ilk kez verdiği hızdır; genellikle 11–14 m/s'dir. Bunun altında rotor en iyi verimde çalıştırılır ve güç rüzgâr hızının küpünü izler. Üstünde, mevcut gücün tamamını almak jeneratörü ve tahrik zincirini aşırı yükler; bu yüzden kanatlar rüzgârdan çıkacak biçimde eğilerek güç anma değerinde tutulur. Düşük anma hızı için tasarlanan türbin kilovat başına daha büyük rotor gerektirir ve anma gücünü daha sık üretir.

↑ Artırınca: Türbin anma gücüne daha geç ulaşır: yeni değerin altında daha az üretir, tam güç için daha güçlü rüzgâr gerekir.

Birim

m/s

Tipik

11–14 m/s

Anot-katot gerilimiV_AK#

Anot-katot gerilimi V_AK, elemanın uçlarına uyguladığınız gerilimdir ve I-V eğrisinin yatay eksenidir. Pozitif değerler jonksiyonu ileri yönde polarır; V_AK ileri yön gerilimine yaklaşana dek akım önemsizdir, sonra üstel olarak artar. Negatif değerler ters polarır: kırılma gerilimine ulaşılana dek yalnızca çok küçük bir kaçak akım akar. Gerçek devrede bunu besleme ve seri direnç belirler; bu yüzden diyot gerilimi nadiren besleme gerilimine eşittir.

↑ Artırınca: Ters polarmadan ileri polarmaya doğru artınca akım yaklaşık V_F'ye kadar sıfıra yakın kalır, sonra dik biçimde yükselir.

Birim

V

Araç kütlesim#

Araç kütlesi m, motorun hızlandırması gereken toplam kütledir, yük dahil. Newton'un ikinci yasası ivmeyi a = (itki − yük kuvveti) / m olarak verir; bu yüzden ağır bir araç yavaş hızlanır ve aynı hıza ulaşmak için daha uzun bir raya ihtiyaç duyar. Kütle, alana ve kaymaya bağlı olan motor itkisini değiştirmez; yalnızca kararlı hıza ne kadar sürede varılacağını belirler.

↑ Artırınca: İvme azalır (a = F / m); araç belirli bir hıza ulaşmak için daha çok süreye ve ray uzunluğuna ihtiyaç duyar.

Birim

kg

Besleme / şebeke frekansıf#

Besleme frekansı f, stator alanının ne kadar hızlı döndüğünü belirler: n_s = 120 · f / p. Asenkron ve senkron motorlarda mil hızı buna bağlıdır; frekans çeviricileri hızı bu yolla ayarlar. Gerilimi artırmadan frekansı yükseltmek akıyı (V/f oranı düşer) ve elde edilebilir momenti azaltır, sargı reaktansı X = 2π · f · L ise büyür. Şebekede frekans tüm makineler için ortaktır ve üretim ile tüketim dengesini yansıtır.

↑ Artırınca: Alan ve motor hızı orantılı olarak artar; gerilim de artırılmazsa reaktans büyür ve akı (V/f) azalır.

Birim

Hz

Tipik

50 / 60 Hz

Besleme gerilimiV#

Besleme gerilimi, kaynağın motor uçlarına uyguladığı gerilimdir. DC motorda hız yaklaşık olarak ona orantılıdır: n ≈ (V − I · R_a) / (K_e · Φ). AC asenkron motorda moment V² ile ölçeklenir; bu yüzden düşük gerilim devrilme momentini azaltır ve aynı yük için akımı artırır, hız ise senkron hıza yakın kalır. Anma geriliminin çok üstünde çalışmak demiri doyuma sokar ve sargıyı aşırı ısıtır.

↑ Artırınca: Akım ve moment artar (AC asenkron motorda moment V² ile büyür); DC motorun hızı da yaklaşık orantılı olarak yükselir.

Birim

V

Besleme türü (AC / DC)#

Üniversal motorda alan ve endüvi sargıları seridir; akım yön değiştirince iki akı da yön değiştirir ve moment yönünü korur. Bu yüzden DC veya AC ile çalışabilir. AC'de akım ve moment besleme frekansının iki katında titreşir, sargı reaktansı akımı sınırlar ve fırçalarda kıvılcım artar; DC'de moment sabittir ve aynı gerilimde hız daha yüksektir. AC'de triyak gibi bir faz açısı denetleyicisi hızı ayarlayabilir.

↑ Artırınca: DC'den AC'ye geçmek reaktans ve şebeke frekansının iki katında moment titreşimi ekler; aynı gerilimde hız düşer ve güç faktörü azalır.

Çalışma kondansatörü#

Tek bir tek fazlı sargı döner değil, titreşen bir alan üretir. Yardımcı sargıyla seri bağlı kondansatör, onun akımını ana sargı akımının ilerisine alır; ikisi zaman ve konumda yaklaşık 90° farklı olduğunda alan neredeyse dairesel döner. Yol verme kondansatörü büyüktür ve kalkıştan sonra devreden çıkarılır; sürekli çalışma kondansatörü daha küçüktür ve moment, verim ve güç faktörünü iyileştirmek için devrede kalır.

↑ Artırınca: Alan neredeyse dairesel olana kadar moment ve verim artar; bu optimumdan sonra yardımcı akım fazla büyür ve alan yeniden eliptik olur.

Birim

µF

Çalışma modu#

Ada işletmesinde jeneratör tüketicileri tek başına besler: güce yük karar verir, hız regülatörü frekansı, uyartım ise gerilimi tutar. Paralel işletmede jeneratör, gerilim ve frekansı belirleyecek kadar büyük bir şebekeye bağlıdır. Verilen aktif gücü türbin gücü, reaktif gücü ise uyartım belirler. Bir moddan diğerine geçmek için jeneratör önce şebekeyle senkronize edilmelidir.

↑ Artırınca: Adadan şebeke paralel işletmesine geçince gerilim ve frekansı şebeke belirler; gücü artık yük değil, türbin ve uyartım belirler.

Çıkıklık oranıξ#

Çıkıklık oranı ξ = L_d / L_q, akının rotorun d ekseni boyunca q eksenine göre ne kadar kolay geçtiğini karşılaştırır. Senkron relüktans motoru moment üretimini yalnızca bu farktan alır; yani ξ moment yoğunluğunu belirler. Ayrıca güç faktörünü (ξ - 1) / (ξ + 1) ile sınırlar, tasarımcıların rotor bariyerleriyle ξ'yi yükseltmeye çalışması bu yüzdendir.

↑ Artırınca: Relüktans momenti ve güç faktörü tavanı birlikte yükselir; aynı akım daha çok moment verir.

Formül

ξ = L_d / L_q

Tipik

2–8

Çıkış gücüP_out#

Makineden çıkan faydalı güç: jeneratörde uçlardaki elektriksel güç, motorda milden alınan mekanik güç.

↑ Artırınca: Çıkış gücü, giriş gücünden kayıpların çıkarılmasıyla bulunur; verim çıkışın girişe oranıdır. Anma değerine kadar yükle artar.

Birim

W

Formül

P_out = P_in − losses

d-q ekseni akımlarıi_d, i_q#

Stator akımının rotorla dönen eksen takımında ikiye ayrılmış hali: akıyı kuran d ekseni bileşeni ve momenti üreten q ekseni bileşeni.

↑ Artırınca: Moment i_d·i_q çarpımıyla orantılıdır; verilen akım büyüklüğünde ikisi yaklaşık eşit olduğunda (45° akım açısı) tepe yapar.

Birim

A

Formül

T = 1.5·p·(L_d − L_q)·i_d·i_q

DC bara gerilimiV_dc#

DC bara, bir doğrultucu ya da bataryadan beslenen ve eviricinin faz gerilimlerini oluşturduğu DC baradır. Motorun zıt EMK'sı hızla artar; bu, bara gerilimine yaklaştığında akım artık sargılara zorlanamaz, dolayısıyla DC bara gerilimi azami hızı belirler. Aynı zamanda akımın ne kadar hızlı değişebileceğini de belirler, di/dt = (V - e) / L; bu da yüksek hızdaki momenti etkiler.

↑ Artırınca: Evirici motoru daha yüksek azami hıza sürebilir ve akımı daha hızlı değiştirebilir; ancak sargı ve anahtarlar daha çok gerilim gerilmesi taşır.

Birim

V

Devre kesici#

Jeneratör devre kesicisi makineyi şebekeye bağlar ve arıza durumunda da olmak üzere yeniden ayırabilir. Gerilim, frekans ya da faz açısı eşit değilken kapatmak, makine ile şebeke arasında büyük bir dengeleme akımı ve milde moment şoku doğurur. Bu nedenle kesici ancak senkronoskop jeneratörün şebekeyle aynı fazda olduğunu gösterdiğinde kapatılır. Kapatmanın hemen ardından jeneratör şebekede yüzer, türbin gücü artırılana kadar neredeyse hiç güç vermez.

↑ Artırınca: Kapatmak jeneratörü şebekeye bağlar: iyi eşleşmede yükü yumuşakça alır, uyumsuzlukta akım darbesi ve mekanik şok oluşur.

Devrilme kaymasıs_b#

Asenkron motorun en büyük (devrilme) momentine ulaştığı kayma değeri; bunun ötesinde motor yavaşladıkça moment düşer.

↑ Artırınca: Rotor direnciyle orantılıdır: dış direnç eklemek tepe noktasını duruşa doğru kaydırır ve kalkış momentini artırır; en büyük moment değişmez.

Formül

s_b = R₂' / √(R₁² + (X₁ + X₂')²)

Devrilme momentiT_max#

Senkron motorun taşıyabildiği en büyük yük momenti; aşıldığında rotor stator alanıyla senkronizmayı kaybeder ve durur.

↑ Artırınca: Uyartım akımını (dolayısıyla iç EMK'yı) artırmak devrilme momentini ve senkronizmadan çıkmadan önceki payı yükseltir.

Birim

N·m

Formül

T_max ≈ 3 · V · E_f / (ω_s · X_s)

Dinamik dirençr_z#

Dinamik direnç r_z = ΔV / ΔI, V-I eğrisinin çalışma noktasındaki eğimidir; V / I oranı değildir. Çığ bölgesindeki bir Zener için tipik olarak birkaç ohm ile birkaç on ohm arasındadır; dolayısıyla akımdaki ΔI değişimi gerilimi yalnızca r_z · ΔI kadar oynatır. Ne kadar küçükse regüle gerilim o kadar sağlamdır; diz akımının üstündeki orta akımlarda en düşüktür ve çıkış dalgalanmasının hiçbir zaman tam sıfır olmamasının nedenidir.

↑ Artırınca: Regülasyon kötüleşir: aynı akım değişimi diyot geriliminde daha büyük değişime yol açar ve dalgalanma daha çok geçer.

Birim

Ω

Formül

r_z = ΔV / ΔI

Tipik

1–50 Ω

DirençR#

Direnç R, bir elemanın uçlarındaki gerilimin içinden geçen akıma oranıdır, R = V / I (Ohm yasası), birimi ohmdur. Dirençte yük taşıyıcıların örgüyle çarpışmasından doğar ve elektrik enerjisini ısıya çevirir: P = I² · R = V² / R. Malzemeye, uzunluğa ve kesite R = ρ · l / A olarak bağlıdır ve sıcaklıkla biraz değişir. Yaygın değerler ohmun kesirlerinden birkaç megohma kadar uzanır.

↑ Artırınca: Aynı gerilimde akım düşer; belirli bir akımda dirençteki gerilim ve harcadığı güç artar.

Birim

Ω

Formül

R = V / I

Tipik

1 Ω–1 MΩ

Dişli kutusu oranı#

Rüzgâr türbini rotoru genellikle 10–20 rpm ile yavaş döner; 50 Hz statorlu bir jeneratör ise kabaca 1000–1800 rpm ister. Dişli kutusu bu farkı, birkaç kademede genellikle 1:80 ile 1:120 arasındaki bir yükseltme oranıyla kapatır. Oran, rotor hız aralığıyla birlikte jeneratörün senkron hıza göre nerede çalışacağını, dolayısıyla konvertörden geçen kayma gücünün ne kadar büyük olacağını belirler. Dişlisiz tasarımlar dişli kutusunu ortadan kaldırır, ama çok büyük ve çok kutuplu bir jeneratör gerektirir.

↑ Artırınca: Aynı türbin hızında jeneratör mili daha hızlı döner; DFIG süper-senkron (negatif kayma) işletmeye doğru kayar.

Birim

:1

Tipik

80–120

Diz akımıI_ZK#

Diz akımı I_ZK, çığ bölgesinin hâlâ keskin kaldığı en küçük Zener akımıdır. Bunun altında V-I eğrisi yumuşar, dinamik direnç artar ve çıkış gerilimi V_Z'nin altına düşer. Paralel regülatörde diyottan geçen akım (V_besleme − V_Z) / R_s − I_yük'tür; bu yüzden seri direnç, en düşük besleme geriliminde ve en yüksek yük akımında bile akım I_ZK'nın üstünde kalacak biçimde seçilmelidir.

↑ Artırınca: Zener regülasyonu yalnızca daha yüksek akımdan itibaren korur; seri direncin daha çok akım geçirmesi gerekir ve daha çok güç boşa gider.

Birim

mA

Tipik

0.1–5 mA

Doyum akımıI_S#

Doyum akımı I_S, Shockley denklemi I = I_S·(e^{V / nV_T} − 1) içindeki ölçek çarpanıdır ve büyük negatif gerilimde ideal diyotun çok küçük ters akımıdır. Belirli bir ileri akım için gerilim V = nV_T·ln(I / I_S) olur; yani I_S büyüdükçe ileri gerilim düşer. Yarı iletken malzemeye ve jonksiyon alanına bağlıdır, sıcaklık her 5-10 °C arttığında yaklaşık iki katına çıkar; ileri gerilimin kelvin başına yaklaşık 2 mV azalmasının nedeni budur.

↑ Artırınca: İleri eğri düşük gerilime kayar ve diyot daha erken iletime geçer; ters kaçak akım da büyür.

Birim

A

Tipik

1 pA–1 µA

Dönüş yönü#

Yön, sargıların enerjilenme sırası veya besleme polaritesi ile belirlenir. Step motor faz sırası tersine çevrilince, fırçalı DC motor endüvi gerilimi işaret değiştirince, tek fazlı asenkron motor ise yardımcı sargının bağlantısı değiştirilince ters döner; çünkü yalnızca ana sargının tercih ettiği bir yön yoktur. Sürücüler iki yönü genellikle pozitif ve negatif hız olarak ele alır.

↑ Artırınca: Değiştirmek mili ters yöne döndürür; hızdayken tersleme önce rotoru frenler ve yüksek akım çeker.

Drain akımıI_D#

Kanaldan drain'den kaynağa akan akım; MOSFET'in çıkış akımıdır ve geçit gerilimiyle kontrol edilir.

↑ Artırınca: Eşik geriliminin altında sıfırdır, sonra V_GS ile ve omik bölgede V_DS ile artar; doyumda hemen hemen sabit kalır.

Birim

A

Formül

I_D = K·(V_GS − V_th)² (saturation)

Drain-source gerilimiV_DS#

Drain-source gerilimi V_DS, kanal üzerindeki gerilimdir ve çıkış karakteristiğinin yatay eksenidir. V_DS, aşırı sürüş gerilimi V_GS − V_th'den küçük olduğu sürece MOSFET omik (doğrusal) bölgededir ve gerilimle kontrol edilen bir direnç gibi davranır. Bunun ötesinde kanal drain ucunda daralır, eleman doyuma girer ve akımı hemen hemen yalnızca V_GS belirler; MOSFET'in yükselteç olarak çalışması böyledir. Anahtar olarak V_DS küçük kalsın diye güçlü sürülür.

↑ Artırınca: Omik bölgede drain akımı V_DS ile artar; V_DS, V_GS − V_th değerini aşınca akım doyar ve neredeyse sabit kalır.

Birim

V

Elektriksel frekansf_e#

Faz akımlarının ve ters EMK'nın frekansı; kutup çifti sayısı ile saniyedeki mekanik devir sayısının çarpımına eşittir.

↑ Artırınca: Hızla orantılı artar; kutup çifti sayısı fazlaysa aynı mil hızı için sürücünün daha yüksek elektriksel frekans üretmesi gerekir.

Birim

Hz

Formül

f_e = p · n / 60

Elektriksel yük#

Ada işletmede tek kaynak jeneratör olduğundan, ne kadar aktif güç vereceğine tüketiciler karar verir. Yük arttıkça elektriksel moment türbin momentini aştığı için rotor yavaşlamaya yönelir; frekansı geri getirmek için hız regülatörü türbini daha çok açmalıdır. Yük akımı ayrıca stator empedansında gerilim düşümü yaratır; otomatik gerilim regülatörü bunu uyartımı artırarak telafi eder. Anma gücünün üzerindeki yük makineyi aşırı ısıtır ya da türbin kapasitesini aşar.

↑ Artırınca: Ada işletmede türbin gücü artırılmazsa hız ve frekans düşer; uyartım artırılmazsa uç gerilimi de düşer.

Birim

kW

Endüvi akımıI_a#

Endüvi sargısından geçen akım; yük akımını taşıyan ve momenti üreten (ya da karşılayan) kısımdır.

↑ Artırınca: Moment endüvi akımıyla orantılıdır; yük arttıkça akım artar. Aşırısı sargıyı ısıtır, motorda kollektörü de zorlar.

Birim

A

Formül

I_a = (V − E) / R_a

Endüvi direnciR_a#

Endüvi direnci, endüvi sargısının DC direnci ile fırça temas direncinin toplamıdır. Motorda besleme, zıt EMK ile I·R_a düşümünü birlikte aşmak zorundadır; R_a büyüdükçe yük altında hız daha çok düşer. Jeneratörde yük akımı arttıkça uç gerilimi düşer ve I²R kaybının tamamı ısıya dönüşür.

↑ Artırınca: Sargı içinde daha çok gerilim kaybolur: motor yük altında daha çok yavaşlar ve ısınır.

Birim

Ω

Tipik

0.1–5 Ω

Enkoder çözünürlüğü#

Artımlı bir enkoder mil devri başına sabit sayıda darbe üretir; sürücü bunları sayarak konumu bilir. Kareleme (quadrature) çözümlemesiyle iki çıkış kanalı darbe başına dört sayım verir; 1000 ppr'lik bir enkoder devir başına 4000 sayım, yani 0,09° çözer. Daha ince çözünürlük daha doğru konumlamaya ve örnek başına yalnızca birkaç darbenin geldiği düşük hızda daha iyi hız kestirimine olanak verir; ama darbe hızı ve işlem yükü de onunla birlikte artar.

↑ Artırınca: Konum daha ince adımlarla ölçülür; doğruluk ve düşük hızdaki geri besleme iyileşir, ancak denetleyici daha yüksek darbe hızını işlemek zorundadır.

Birim

ppr

Tipik

1000–10000 ppr

Eşdeğer devre#

Eşdeğer devre, sargıları, demiri ve hava aralığını birkaç direnç ve reaktansla değiştirir; böylece akım, moment ve kayıplar olağan devre analiziyle hesaplanabilir. Asenkron motorun faz başına modelinde stator direnci ve kaçak reaktansı, bir mıknatıslama kolu ve direnci R_r / s olan bir rotor kolu bulunur. Simülatörler bu modelleri çözer; demirin doğrusal ve parametrelerin sabit olduğunu varsayarlar.

↑ Artırınca: Tek bir ayar değil: devrenin her elemanı (direnç, reaktans) akımı, momenti ya da kayıpları kendi biçiminde değiştirir.

Eşik gerilimiV_th#

Eşik gerilimi V_th, kapının altındaki yarı iletkeni tersine çevirip iletken bir kanal oluşturmak için gereken gate-source gerilimidir. Altında MOSFET kesimdedir ve yalnızca kaçak akım akar. Üstünde drain akımı (V_GS - V_th)² ile artar; yani aşırı sürüş daha çok akım ve daha düşük kanal direnci verir.

↑ Artırınca: MOSFET'i açmak için daha çok gate gerilimi gerekir; belirli bir gate geriliminde drain akımı düşer.

Birim

V

Tipik

1–4 V

Faz akımıI_ph#

Statorun bir sargısından (fazından) geçen akım; büyüklüğü momentle birlikte değişir, bakır kayıplarını ve sürücü boyutunu belirler.

↑ Artırınca: Yük momenti arttıkça ya da güç faktörü düştükçe yükselir; bakır kaybı karesiyle arttığı için sargı akımdan daha hızlı ısınır.

Birim

A

Formül

I_ph = P / (√3·V_LL·cosφ) (three-phase)

Faz sırası#

Faz sırası, üç faz geriliminin pozitif tepe değerlerine ulaşma sırasıdır: A-B-C (pozitif) veya A-C-B (negatif). Stator alanı, önce tepe yapan fazdan sonrakine doğru döner; bu yüzden herhangi iki besleme iletkeninin yerini değiştirmek bir asenkron veya senkron motorun dönüşünü tersine çevirir. Jeneratörde ise şalter kapatılmadan önce sıranın; gerilim, frekans ve faz açısıyla birlikte şebekeyle aynı olması gerekir.

↑ Artırınca: İki fazın yerini değiştirmek (ABC yerine ACB) döner alanı tersine çevirir, motor ters döner; jeneratör de şebekeyle uyumsuz olur.

Birim

ABC / ACB

Gate-source gerilimiV_GS#

Gate-source gerilimi V_GS, MOSFET'in kontrol girişidir. Gate ince bir oksitle yalıtılmıştır; bu yüzden pratikte DC akım çekmez, yalnızca kapasitesinin şarj edilmesi gerekir. V_th'nin altında eleman kapalıdır; üstünde aşırı sürüş V_GS − V_th kanal iletkenliğini ve doyumda I_D = ½ · k_n · (V_GS − V_th)² akımını belirler. Gate oksidi V_GS'yi genellikle yaklaşık ±20 V ile sınırlar; mantık seviyeli elemanlar 4,5-5 V'ta tam iletime geçer.

↑ Artırınca: Eşiğin altında akım akmaz; üstünde kanal açılır ve drain akımı yaklaşık olarak V_GS − V_th'nin karesiyle artar.

Birim

V

Formül

I_D = ½·k_n·(V_GS − V_th)²

Geçiş iletkenliği (transkondüktans)g_m#

Geçit-kaynak geriliminin her voltu başına drain akımındaki değişim; MOSFET'in yükselteç kazancının ölçüsüdür.

↑ Artırınca: Kesimde sıfırdır, V_GS − V_th arttıkça yükselir; daha çok sürülen MOSFET daha fazla yükseltir ama daha fazla akım da iletir.

Birim

S

Formül

g_m = ∂I_D / ∂V_GS

Geçiş süresi#

Yıldız-üçgen ya da ototransformatörlü yolverici motoru önce düşük gerilimde çalıştırır, belirlenen süre sonunda tam gerilime geçer. Geçiş, hız son değerine yaklaştığında yapılmalıdır; böylece akım sıçraması ve moment geçici hali küçük kalır. Çok erken geçişte ikinci akım tepesi büyür ve neredeyse doğrudan yolvermeye benzer; çok geç geçişte ise motor, düşük gerilimdeki momentin yük momentine ancak eşit olduğu bir hızda takılı kalabilir.

↑ Artırınca: Motor daha uzun süre düşük gerilimde kalır ve geçişten önce daha yüksek hıza ulaşır; geçiş anındaki akım sıçraması küçülür.

Birim

s

Tipik

3–15 s

Gerilim regülasyonuVR#

Terminal geriliminin boştan tam yüke ne kadar düştüğü; tam yük geriliminin yüzdesi olarak verilir, düşük değer daha sert bir kaynak demektir.

↑ Artırınca: Yük arttıkça endüvi direnci veya senkron reaktans üzerindeki gerilim düşümü büyür ve regülasyon kötüleşir; geri güç katsayısı bunu daha da kötüleştirir.

Birim

%

Formül

VR = (V_nl - V_fl) / V_fl × 100

Tipik

2-10 % for most generators

Giriş gücüP_in#

Makinenin çektiği güç: motorda şebekeden alınan elektrik gücü, jeneratörde tahrik makinesinin milden verdiği güç.

↑ Artırınca: Giriş gücü yükle artar; çıkışa dönüşmeyen kısım ısı olarak kaybolur, giriş ile çıkış arasındaki fark büyüdükçe verim düşer.

Birim

W

Formül

P_in = V·I·cosφ (motor) or T·ω (generator)

Güç değeriP_max#

Güç değeri P_max, bir direncin anma ortam sıcaklığında (tipik olarak 70 °C) sürekli ısıya çevirebileceği en büyük güçtür. Gerçek harcanan güç P = I² · R = V² / R'dir ve değerin belirgin biçimde altında kalmalıdır; %50 ya da daha fazla pay bırakmak iyi uygulamadır. Anma sıcaklığının üstünde izin verilen güç düşürülmelidir. Yaygın aksiyel dirençlerin anma değeri 1/8, 1/4, 1/2 ve 1 W'tır; daha büyük değer, fiziksel olarak daha büyük gövde demektir.

↑ Artırınca: Direnç sürekli olarak daha çok ısı harcayabilir; aşırı ısınmadan daha yüksek akım ya da gerilim taşıyabilir.

Birim

W

Formül

P = V · I = I² · R

Tipik

1/8, 1/4, 1/2, 1 W

Güç faktörücos φ#

Güç faktörü, gerçek gücün görünür güce bölümüdür. Birden küçük olması, akımın bir kısmının yalnızca makineyi mıknatıslayıp iş yapmadan şebekeyle gidip geldiği anlamına gelir. Asenkron motorlar geride (endüktif) bir güç faktöründe çalışır, en kötüsü hafif yüktedir; aşırı uyarılmış senkron makineler ileride çalışabilir.

↑ Artırınca: Akımın daha azı reaktif olarak boşa gider; aynı gerçek güç için şebeke daha az akım taşır.

Formül

PF = P / S

Tipik

0–1

Güç katsayısı (Cp)C_p#

Rotorun rüzgârın kinetik gücünden yakaladığı oran; Betz sınırı olan 16/27 ≈ 0,593'ü asla aşamaz.

↑ Artırınca: Cp yükseldikçe mevcut rüzgâr gücünün daha büyük kısmı mekanik güce dönüşür; uç hız oranına ve kanat açısına (pitch) bağlıdır.

Formül

P = ½ · ρ · A · v³ · C_p

Tipik

0.35-0.48 in practice; Betz limit 0.593

Güç kaybıP#

Elemanda ısıya dönüşen elektrik gücü, P = V · I; anma gücünün altında kalmalıdır, aksi halde parça aşırı ısınır.

↑ Artırınca: Akımın (veya direnç uçlarındaki gerilimin) karesiyle büyür; akımı ikiye katlamak ısıyı dört katına çıkarır.

Birim

W

Formül

P = V · I = I² · R

Harici rotor direnciR_2,ext#

Rotoru sargılı asenkron motorda, bilezikler üzerinden bağlanan dirençler rotor direnci R₂'ye eklenir. Devrilme momentinin oluştuğu kayma R₂ ile orantılıdır; bu yüzden daha büyük direnç tepe noktasını duruş noktasına yaklaştırır, kalkış akımı düşükken yüksek kalkış momenti verir, momentin tepe değeri ise aynı kalır. Bedeli, yükte daha büyük kayma ve dirençlerde ısı olarak kaybolan kayma gücüdür; bu yüzden motor hızlandıkça direnç devreden çıkarılır.

↑ Artırınca: Kalkış momenti artar ve kalkış akımı düşer (devrilme momentine kadar); ancak yükte kayma büyür ve dirençlerde daha çok güç ısı olarak kaybolur.

Birim

Ω

Hat uzunluğu#

Ray uzunluğu, stator bölümlerinin döşendiği mesafedir; itki yalnızca bu uzunlukta etki eder. Simülatör ray sonuna ulaşma süresini ve oradaki hızı gösterir. Kısa rayda araç kazandığı hızla ayrılır, sabit ivmede v = √(2 · a · L); uzun rayda ise itkinin karşı kuvvete eşit olduğu, senkron hızın altındaki kararlı hıza yaklaşır.

↑ Artırınca: Araç hızlanmak için daha fazla mesafe bulur: ray sonundaki hız yükselir, ancak yolculuk uzar.

Birim

m

Hava aralığıg#

Doğrusal asenkron motorda hava aralığı g, stator yüzeyi ile tepki plakası arasındaki mesafedir. Araç serbestçe hareket etmesi gerektiğinden döner motora göre büyüktür, genellikle birkaç milimetreden birkaç santimetreye kadardır; bu yüzden mıknatıslama akımı yüksek, güç faktörü düşüktür. Daha küçük aralık akıyı, itkiyi ve iyilik faktörünü artırır ama mekanik toleransları sıkılaştırır.

↑ Artırınca: Plakayla kuplaj zayıflar: itki, güç faktörü ve verim düşer; iyilik faktörü orantılı olarak azalır (G ∝ 1/g).

Birim

mm

Tipik

5–20 mm

Hız komutu#

Hız komutu, sürücünün hedef hızıdır ve motorun anma gerilimine ulaştığı hız olan taban hızın yüzdesi olarak verilir. Taban hızın altında sürücü gerilimi ve frekansı birlikte artırır; akı ve en büyük moment sabit kalır. %100'ün üzerinde gerilim sınırlanır ve sürücü alan zayıflatma uygular: elde edilebilir moment yaklaşık 1/n ile düşer, güç ise yaklaşık sabit kalır; devrilme sınırına ulaşılana dek.

↑ Artırınca: Sürücü daha yüksek hız ister; %100'ün üzerinde akı zayıflatılır ve elde edilebilir moment düşer.

Birim

%

Hız kontrolü#

Bir rotorun güç katsayısı, kanat ucu hızının rüzgâr hızına oranı olan uç hız oranının tek bir değerinde en yüksektir. MPPT modunda bir izleyici, rüzgâr değiştikçe oranın bu en iyi değerde kalması için rotor hızını, konvertörün kaldırabileceği kayma sınırları içinde belirler. Manuel modda kullanıcı rotor hızını kayma penceresi içinde kendisi ayarlar; en iyi orandan uzaklaşıldığında türbin alabileceğinden daha az güç yakalar. Anma rüzgâr hızının üstünde her iki modda da kanat eğimi gücü sınırlar.

↑ Artırınca: Elle ayardan MPPT'ye geçmek çalışma noktasını en iyi uç hız oranı eğrisine taşır; anma rüzgârının altında daha çok güç alınır.

Işık şiddetiI_v#

LED'in belirli bir yöndeki parlaklığı; yaklaşık olarak ileri akımla orantılıdır ve burada anma değerinin yüzdesi olarak gösterilir.

↑ Artırınca: İleri akım arttıkça LED daha parlak olur; ısınma ve akım sınırı bunu kısıtlar, daha sıcak bir jonksiyon biraz daha az ışık verir.

Birim

mcd

İdealite faktörün#

İdealite faktörü n, Shockley denklemi I = I_S·(e^{V / nV_T} − 1) içinde yer alır; oda sıcaklığında V_T ≈ 26 mV'tur. Difüzyon baskınken, örneğin orta akımdaki birçok silisyum jonksiyonda, 1'e yakındır; tükenme bölgesindeki taşıyıcı yeniden birleşmesi baskın olunca, genellikle düşük akımda, 2'ye yaklaşır. Gerçek diyot ve LED'ler çoğunlukla 1 ile 2 arasındadır. Büyük n üstel eğriyi gerer: akım her on kat arttığında 60 mV yerine n çarpı 60 mV gerekir.

↑ Artırınca: İleri eğri daha az dikleşir: aynı akım için daha büyük gerilim gerekir, diyot sanki daha geç iletime geçer.

Formül

I = I_S·(e^{V / nV_T} − 1)

Tipik

1–2

İleri yön gerilimiV_F#

İleri yön gerilimi, iletimdeki bir diyot ya da LED üzerindeki gerilim düşümüdür. Silisyum için yaklaşık 0,6-0,7 V, Schottky diyot için 0,3 V civarındadır; LED'lerde renge bağlıdır, kırmızıda yaklaşık 1,8 V, mavi ve beyazda 3 V'un üstündedir. Neredeyse sabit olduğundan akımı asıl belirleyen seri dirençtir: R = (V_besleme - V_F) / I.

↑ Artırınca: Diyot ya da LED iletime geçmek için daha yüksek besleme ister; aynı besleme ve dirençte daha az akım akar.

Birim

V

Tipik

0.6–3.4 V

İletim faktörük_n#

İletim faktörü k_n, geçiş iletkenliği parametresi olarak da bilinir; elektron hareketliliğini, birim alan başına gate oksit kapasitesini ve kanal genişlik/uzunluk oranı W / L'yi birleştirir: k_n = µ_n · C_ox · W / L. Doyumda simülatör I_D = ½ · k_n · (V_GS − V_th)² kullanır; yani k_n iki katına çıkınca akım da iki katına çıkar. Geniş ve kısa bir kanal büyük k_n verir; güç MOSFET'lerinin paralel binlerce hücreden oluşmasının nedeni budur.

↑ Artırınca: Aynı aşırı sürüşte drain akımı orantılı olarak artar; MOSFET daha güçlü, daha düşük dirençli bir anahtar olur.

Birim

A/V²

Formül

I_D = ½·k_n·(V_GS − V_th)²

İtme kuvvetiF#

Primerin ray üzerinde hareket yönünde uyguladığı doğrusal kuvvet; doğrusal motorlarda momentin karşılığıdır.

↑ Artırınca: İtme kuvveti duruşa yakın en yüksektir, araç senkron hıza yaklaştıkça düşer; yük kuvvetini aştığı sürece aracı hızlandırır.

Birim

N

Formül

F = P_airgap / v_s

İyilik faktörü (goodness factor)G#

Laithwaite'in önerdiği iyilik faktörü (goodness factor) G; frekansı, kutup adımını, hava aralığını ve reaksiyon plakasının iletkenlik ve kalınlığını bir araya getirir. Yüksek G güçlü bir mıknatıslama alanı, düşük kayma kaybı ve iyi verim demektir; küçük G zayıf ve kayıplı bir makine verir. Kutup adımı karesiyle girdiği için uzun adımlı makineler doğal olarak daha iyidir.

↑ Artırınca: Motor plakaya daha iyi kuplaj olur; itki, verim ve azami hız artar.

Formül

G = 2 μ₀ σ d f τ² / (π g)

Jonksiyon sıcaklığıT_j#

Yarı iletken jonksiyonunun kendi sıcaklığı; ortam sıcaklığı artı harcanan güç çarpı ısıl direnç kadardır.

↑ Artırınca: Harcanan güç arttıkça yükselir; anma değerini aşmak ömrü kısaltır veya elemanı bozar, LED'de ayrıca ışık çıkışını düşürür.

Birim

°C

Formül

T_j = T_a + P · R_th

Tipik

Max 125-175 °C for silicon; LEDs typically 85-125 °C

Kalıcı mıknatıslık#

Ferromanyetik demir, alan akımı kesildikten sonra da bir miktar mıknatıslık, genellikle anma akısının birkaç yüzdesini, korur. Endüvi bu akıda döndürülünce küçük bir EMK indüklenir; bu, şönt jeneratörde kendinden uyartımın başlangıç noktasıdır. Demir kalıcılığını yitirmişse, örneğin mıknatıssızlaşmışsa, alan harici bir DC kaynakla uyarılana kadar jeneratör başlamaz.

↑ Artırınca: Kalıcı akı güçlendikçe başlangıç gerilimi büyür; jeneratör daha kolay ve daha yüksek bir değerden gerilim kurar.

Kalkış momentiT_st#

Motorun duruştayken (sıfır hızda) geliştirdiği moment; yük momentini aşmazsa mil dönmeye başlamaz.

↑ Artırınca: Kalkış momenti yükseldikçe motor daha ağır yükleri hızlandırabilir; ancak bu genellikle daha yüksek kalkış akımıyla birlikte gelir.

Birim

N·m

Tipik

1.5-3 × rated for capacitor-start; 0.5-1 × for PSC

Kanat açısı (pitch)β#

Kanatların uzun eksenleri etrafında döndürüldüğü açı; açı değişimi rotorun yakaladığı rüzgâr gücünü değiştirir.

↑ Artırınca: Kanat açısı arttıkça Cp ve yakalanan güç azalır; türbin nominal rüzgâr hızının üzerinde gücü ve hızı bu yolla sınırlar.

Birim

°

Kapama açısı#

Kapama açısı, faz geriliminin kesildiği rotor konumudur. Bundan sonra akım bir anda sıfırlanmaz; sargı endüktansı değişime karşı koyarken akım, boşta dolaşım diyotları üzerinden söner. Rotor hizalanma konumunu geçip endüktans düşmeye başladığında akım hâlâ akıyorsa negatif (frenleyici) moment üretir. Bu yüzden kapama açısı, kuyruk akımının sönmesine yetecek kadar erken, ama yükselen endüktans bölgesinden mümkün olduğunca yararlanacak kadar geç olmalıdır.

↑ Artırınca: Faz daha uzun süre iletir; önce moment artar, fakat negatif moment başladığında akım hâlâ akıyor olabilir ve verim düşer.

Birim

°

Kararlılık sınırıP_max#

Senkron makinenin şebeke ile alışverişte bulunabileceği en büyük güç (yük açısı 90°); marj, çalışma noktasının bu sınıra ne kadar uzak olduğunu gösterir.

↑ Artırınca: Uyartım arttıkça sınır ve kararlılık marjı yükselir; yük arttıkça marj azalır ve yük açısı senkronizmanın kaybolduğu 90°'ye yaklaşır.

Birim

W

Formül

margin = (P_max - P) / P_max

Karşı kuvvetF_load#

Karşı kuvvet, araç hızlanmadan önce itkinin aşması gereken sabit dirençtir: yuvarlanma sürtünmesi, eğim (m · g · sin α) veya çekilen yük. Araç, itkinin bu kuvvete eşit olduğu kararlı hıza ulaşır; karşı kuvvet duruştaki itkiyi aşarsa araç hiç hareket etmez. Asenkron motorun itkisi senkron hıza yakın sıfıra doğru düştüğü için, daha büyük karşı kuvvet kararlı hızda daha büyük kayma ve plakada daha çok kayıp demektir.

↑ Artırınca: Aracı hızlandıran net kuvvet küçülür; araç daha yavaş hızlanır ve itkinin yüke eşit olduğu, daha çok kaymalı, daha düşük bir hızda dengelenir.

Birim

N

Kaymas#

Kayma, döner manyetik alanın hızı ile rotor hızı arasındaki farkın alan hızına bölünmesidir. Asenkron motor kaymaya ihtiyaç duyar: yalnızca alanın gerisinde kalan rotorda akım indüklenir ve moment üretilir. Kayma duruşta %100, boştayken sıfıra yakın, anma yükünde ise genellikle birkaç yüzde civarındadır.

↑ Artırınca: Rotor alana göre daha yavaş döner; yük karşılanana kadar moment ve rotor akımı artar.

Birim

% / p.u.

Formül

s = (n_s - n) / n_s

Tipik

1–5 %

Kayma gücüP_s#

Hava aralığı gücünün s kadarlık bölümü; mil gücüne dönüşmek yerine rotor devresine kayma frekansında elektrik gücü olarak geçer.

↑ Artırınca: Rotor dirençli motorda ısı olarak yanar, yüksek kaymada verimi düşürür; çift beslemeli jeneratörde ise konvertör üzerinden şebekeye aktarılır.

Birim

W

Formül

P_s = s · P_airgap

Kendinden uyarma#

Şönt jeneratör kendi uyartım sargısını kendi çıkışından besler; kalıcı mıknatıslık gerilimi başlatır, gerilim sonra kendiliğinden yükselir.

↑ Artırınca: Gerilim ancak kalıcı akı varsa, uyartım doğru kutuplarla bağlıysa ve uyartım direnci ile hız yükselme sınırları içindeyse oluşur.

Komut hızı#

Komut hızı, sürücünün hız döngüsünün izlemeye çalıştığı referans değerdir. Denetleyici onu enkoderin ölçtüğü hızla karşılaştırır ve hatayı gidermek için gerilimi ve akımı ayarlar. Motor komutu yalnızca besleme gerilimi zıt EMK'yı yenebildiği ve gereken moment akım sınırı içinde kaldığı sürece izleyebilir; bunun ötesinde gerçek hız komutun gerisinde kalır.

↑ Artırınca: Denetleyici daha yüksek hız ister ve hıza ulaşılana ya da besleme veya moment sınırı durdurana kadar gerilim ve akımı artırır.

Birim

rpm

Komütasyon sırası#

Fırçasız DC motorda fırça yoktur; komütasyonu sürücü elektronik olarak yapar. Altı adımlı komütasyonda her elektriksel periyot altı adet 60°'lik sektöre bölünür; her sektörde evirici üç fazdan ikisini DC baraya bağlar, üçüncü faz boşta kalır. Hall sensörleri (ya da zıt EMK) sürücüye rotorun hangi sektörde olduğunu bildirir; böylece akım her zaman en çok moment veren faz çiftinden akar. Altı adımın sırası dönüş yönünü belirler.

↑ Artırınca: Başka bir sıraya geçmek ya da sırayı rotora göre kaydırmak momenti düşürür ve dalgalanmayı artırır; sırayı ters çevirmek dönüşü ters çevirir.

Konum döngüsü kazancıK_p#

Servoda konum döngüsü, hedef ile enkoder okuması arasındaki farkı, yani konum hatasını, bir hız komutuna dönüştürür: kazanç ne kadar büyükse aynı hata için o kadar çok hız istenir. Kazanç döngünün bant genişliğini yaklaşık olarak belirler; sabit hızda hareket sırasındaki izleme hatası hızın kazanca bölünmesine eşittir. Kazancı artırmak ekseni sertleştirir ve hatayı azaltır, ama hız döngüsündeki ve mekanikteki gecikmeler sonunda aşıma ve salınıma yol açar.

↑ Artırınca: Eksen daha hızlı tepki verir ve komutu daha sıkı izler; ama kazanç çok yüksekse aşım yapar ve salınır.

Konvertör gücü#

DFIG'de stator doğrudan şebekeye bağlıdır; yalnızca rotor devresi sırt sırta konvertörden geçer. Rotor, yaklaşık olarak kayma ile stator gücünün çarpımı olan kayma gücünü taşır. Bu yüzden anma gücünün %25–35'i kadar bir konvertör, senkron hızın yaklaşık ±%30 çevresinde bir hız aralığına izin verir. Bu, tüm gücü konvertörden geçirmek zorunda olan tam konvertörlü makineye göre DFIG'nin başlıca üstünlüğüdür.

↑ Artırınca: Daha büyük konvertör daha çok kayma gücü işleyebilir ve senkron hız çevresindeki izinli hız aralığını genişletir, ancak daha pahalıdır.

Birim

%

Tipik

25–35 %

Kritik alan direnciR_crit#

Şönt jeneratör kendi kendini uyarır: kalıcı mıknatıslık küçük bir gerilim verir, bu alan akımı sürer, akı ve gerilim artar. Bu yalnızca alan direnci doğrusu, mıknatıslanma eğrisinin orijindeki eğiminden dik değilse işler. Kritik alan direnci, ikisinin çakıştığı dirençtir; bunun üstünde gerilim kalıcı değere çöker, altında doğrunun doyum eğrisini kestiği noktaya kadar kurulur.

↑ Artırınca: Kendinden uyartım, gerçek alan direnci bu değerin altında kaldığında mümkündür; yüksek değer güvenli aralığı genişletir.

Birim

Ω

Kritik hızn_crit#

Verilen uyartım direncinde kendinden uyarmalı DC jeneratörün gerilim oluşturabildiği en düşük hız; bunun altında gerilim sıfıra yakın kalır.

↑ Artırınca: Uyartım direnci arttıkça kritik hız yükselir; tahrik makinesi bunun altında dönerse jeneratör gerilim oluşturamaz.

Birim

rpm

Kuplaj katsayısık#

Kuplaj katsayısı k, bir sargının ürettiği akının diğer sargıyı da kavrayan oranıdır, k = M / √(L₁ · L₂). İdeal bir transformatörde k = 1'dir. Gerçekte akının bir kısmı havadan kaçar ve yalnızca tek sargıyı kavrar; bu, (1 − k) · L kaçak endüktansı olarak görünür ve yük altında gerilim düşümüne yol açar. Demir çekirdekli güç transformatörlerinde 0,95-0,99'a ulaşır; hava çekirdekli ve kablosuz şarjdaki gibi gevşek kuplajlı bobinlerde çok daha düşüktür.

↑ Artırınca: Akının daha büyük kısmı iki sargıyı da kavrar; kaçak endüktans azalır ve yük altında çıkış gerilimi daha az düşer.

Tipik

0.9–0.99

Kutup adımıτ#

Kutup adımı τ, stator boyunca iki komşu kutbun merkezleri arasındaki mesafedir. Manyetik alan motor boyunca v_s = 2 · τ · f senkron hızıyla ilerler; verilen bir frekansta daha büyük adım daha hızlı alan ve daha hızlı araç demektir. Kalite faktörü τ² ile orantılı olduğundan uzun adım alanı plakaya da iyi bağlar, kısa adım ise düşük hızlı, kısa stroklu uygulamalara uygundur.

↑ Artırınca: Senkron hız orantılı olarak artar (v_s = 2 · τ · f) ve iyilik faktörü τ² ile büyür; ancak stator uzar.

Birim

mm

Tipik

30–400 mm

Kutup çifti#

p kutup çiftli bir makinenin 2p kutbu vardır. Her mekanik turda alan p kuzey-güney çiftinden geçer; bu yüzden elektriksel frekans f = p · n / 60 olur (n devir/dakika). Senkron hız n_s = 60 · f / p olarak çıkar; dört kutuplu (p = 2) bir makinenin 50 Hz'de 1500 dev/dk dönmesinin nedeni budur. BLDC ve servo sürücüleri, komütasyon için gereken elektriksel açıyı ölçülen mil açısından hesaplarken p'yi kullanır.

↑ Artırınca: Aynı mil hızında elektriksel frekans yükselir; belirli bir besleme frekansında ise döner alan daha yavaş döner.

Formül

p = N_poles / 2

Tipik

1–6

Kutup sayısı#

Kutup sayısı, stator sargısının oluşturduğu kuzey ve güney kutupların toplamıdır ve her zaman çifttir. Besleme frekansıyla birlikte senkron hızı belirler. Kutup sayısı arttıkça hız düşer, aynı güçte moment yükselir; rüzgâr jeneratörleri gibi yavaş makinelerin çok kutuplu olmasının nedeni budur.

↑ Artırınca: Alan daha yavaş döner; hız düşer, aynı güçte moment yükselir.

Tipik

2–12

Lamba yükü#

Bir lamba grubu elverişli bir dirençsel yüktür: devreye alınan her lamba paralel bir direnç daha ekler; toplam direnç düşer, yük akımı artar. Endüvi akımı da artar, uç gerilimi endüvi direnci gerilim düşümü ve endüvi tepkisi kadar azalır. Şönt jeneratörde uç gerilimi düşünce alan akımı da azalır; bu yüzden gerilim ayrı uyartımlı makinedekinden daha çok düşer.

↑ Artırınca: Eklenen her lamba daha çok akım çeker, uç gerilimi daha da düşer; şönt jeneratörde zayıflayan alan düşüşü büyütür.

LED rengi#

LED'in rengini yarı iletkenin yasak enerji aralığı belirler; foton, E_g'ye yakın enerjiyle ve λ ≈ 1240 / E_g dalga boyuyla (nm, E_g eV cinsinden) yayılır. Kırmızı LED'ler yaklaşık 1,9 eV aralıklı AlGaInP ya da GaAsP, yeşil ve mavi LED'ler yaklaşık 2,5-3,0 eV'luk InGaN kullanır; beyaz ise genellikle fosforlu bir mavi LED'dir. Geniş aralık daha yüksek ileri gerilim demektir; kırmızıda yaklaşık 1,8 V'tan mavide 3 V'un üstüne çıkar, bu yüzden renk değişince seri direnç yeniden hesaplanmalıdır.

↑ Artırınca: Daha kısa dalga boyu seçmek (kırmızıdan maviye) ileri gerilimi yükseltir; daha yüksek besleme gerekir ve aynı dirençte daha az akım akar.

Maksimum drain akımıI_D(max)#

Maksimum drain akımı I_D(max), MOSFET'in anma değeri olan en büyük akımdır; bağlantı telleri, metalizasyon ve her şeyden çok ısınma tarafından sınırlanır. Sürekli anma değeri kılıfın 25 °C'ta tutulduğunu varsayar, bu yüzden pratikte kullanılabilir akım daha düşüktür ve sıcaklıkla azalır. Kısa darbeler birkaç kat daha yüksek olabilir. Simülatörde drain akımı bu değerde kırpılır; gerçek elemandaki akım tavanı böyle görünür.

↑ Artırınca: MOSFET, akım sınırına ulaşmadan daha ağır yüklerle kullanılabilir; ancak daha büyük eleman genellikle daha pahalıdır.

Birim

A

Maksimum güç kaybıP_D(max)#

Maksimum güç kaybı P_D(max), jonksiyon sıcaklığı sınırını (genellikle 150 °C) aşmadan elemanın çevresine verebileceği ısıdır. P_D(max) = (T_j(max) − T_a) / R_th ilişkisinden çıkar; bu yüzden belirli bir ortam sıcaklığında verilir ve sıcaklık arttıkça düşürülmelidir. Zener'de harcanan güç V_Z · I_Z'dir ve izin verilen en büyük akımı belirler; MOSFET'te I_D² · R_DS(on) artı anahtarlama kaybıdır.

↑ Artırınca: Eleman daha çok ısıya dayanır; aşırı ısınmadan önce daha büyük akım ya da gerilim düşümüne izin verilir.

Birim

W

Maksimum ileri akımI_F(max)#

Maksimum ileri akım I_F(max), jonksiyon sıcaklığının sınırı aşmadığı en yüksek sürekli akımdır. Diyottaki ısı esas olarak V_F · I_F'dir; sınır, ısıl direnç ve ortam sıcaklığından çıkar. Kısa darbeler bunu aşabilir, bu ayrı bir ani akım değeriyle verilir. Küçük sinyal diyotları onlarca-yüzlerce miliamper, tipik 5 mm LED 20-30 mA, güç doğrultucuları birkaç amper için anma değerlidir.

↑ Artırınca: Diyot daha çok sürekli akım taşıyabilir; aşırı ısınmadan önce daha küçük bir seri dirence izin verilir.

Birim

A

Mekanik yük#

Mekanik yük, pompa, fan veya konveyör gibi tahrik edilen makinenin milden istediği momenttir; burada anma momentinin yüzdesi olarak verilir. Motor, kendi momentinin yük momentine eşit olduğu noktada dengelenir: asenkron motor kayarak, DC motor daha fazla endüvi akımı çekerek, senkron motor ise yük açısını büyüterek bunu sağlar. %100'ün üzerinde motor aşırı yüklenir ve ısınır; devrilme veya kalkış momentinin ötesinde ise durur.

↑ Artırınca: Motor daha fazla akım çeker ve ısınır; hız hafifçe düşer (asenkron motorda kayma artar), senkron motorda ise yük açısı büyür.

Birim

%

Tipik

0–120 %

MomentT#

Moment, bir kuvvetin mil ekseni etrafındaki döndürme etkisidir, T = F · r, birimi newton-metredir. Hava aralığında stator ve rotor manyetik alanlarının etkileşimiyle oluşur; çoğu motorda akımla akının çarpımıyla orantılıdır. Mekanik güç P = T · ω'dir, yani belirli bir güçte daha yavaş makine daha büyük momente sahiptir. Yük bir moment ister ve motor, momentinin yükün momentine eşit olduğu hızda dengelenir.

↑ Artırınca: Mil daha büyük dönme kuvveti verir: aynı hızda mekanik güç artar ve motor daha çok akım çeker.

Birim

N·m

Formül

T = F · r

Moment dalgalanması#

Moment dalgalanması, ani momentin en yüksek ve en düşük değeri arasındaki farkın ortalamaya oranıdır. Anahtarlı relüktans motorda fazdan faza komütasyondan, tek fazlı AC beslenen üniversal motorda ise gücün şebeke frekansının iki katında titreşmesinden kaynaklanır. Yüksek dalgalanma mekanik rezonansları ve duyulabilir gürültüyü uyarır, düzgün hız kontrolünü zorlaştırır.

↑ Artırınca: Titreşim, gürültü ve hız dalgalanması belirgin biçimde artar.

Birim

%

Moment sabitiK_t#

Moment sabiti akımı momente bağlar: T = K_t · I. Sabit mıknatıslı ve ayrı uyartımlı DC makinelerde akı ve sargı tarafından belirlenir; SI birimlerinde V·s/rad cinsinden zıt EMK sabiti K_e ile sayısal olarak aynıdır. Yüksek K_t daha az akımla daha çok moment verir, ancak zıt EMK da yüksek olduğundan boştaki hız düşer.

↑ Artırınca: Her amper daha çok moment verir, ama zıt EMK de artar; boştaki hız düşer.

Birim

N·m/A

Formül

T = K_t · I

MTPA (amper başına azami moment)#

Amper başına azami moment, stator akımını akı bileşeni (i_d) ve moment bileşeni (i_q) olarak böler ve çekilen akım için momenti en büyük yapar. Senkron relüktans makinesinde bu, d ekseninden yaklaşık 45° bir akım açısı demektir. Taban hızın altında bakır kaybını ve sürücü gücünü en aza indirir; taban hızın üstünde alan zayıflatma devreye girer.

↑ Artırınca: Açıldığında sürücü en iyi akım açısını seçer; amper başına moment en yüksek olur.

Formül

i_d = i_q (45°)

Normal kuvvetF_n#

Hareket yönüne dik kuvvet; primeri hava aralığı boyunca reaksiyon rayına doğru çeker (çekme kuvveti).

↑ Artırınca: Faydalı iş yapmaz ama kılavuzu ve yatakları yükler; itme kuvvetinden çok büyüktür ve hava aralığı daraldıkça artar.

Birim

N

Ototransformatör kademesi#

Ototransformatörlü yolverici motoru, hat geriliminin yalnızca k oranını veren bir kademeden besler; tipik değerler %50, %65 ve %80'dir. Motor akımı k ile, moment ise k'nın karesiyle orantılıdır; dönüştürme oranı nedeniyle şebekeden çekilen akım da k'nın karesiyle düşer. Bu yüzden %65'lik kademe doğrudan yolvermedeki momentin yaklaşık %42'sini verir. Yıldız-üçgenin aksine kademe yüke göre seçilebilir; bedeli daha hacimli ve pahalı bir cihazdır.

↑ Artırınca: Motor daha yüksek gerilim görür; kalkış momenti ve şebekeden çekilen kalkış akımı kademenin karesiyle artar.

Birim

%

Tipik

50–80 %

Paket genişliği#

Paket genişliği, lamine stator çekirdeğinin hareket yönüne dik ölçülen genişliğidir. Tepki plakasına bakan stator alanı bu genişlik ile stator uzunluğunun çarpımıdır; bu yüzden itki ve güç yaklaşık ona orantılı ölçeklenir, hız ise değişmez. Daha geniş paket aynı kutup adımı ve frekansta daha çok kuvvet verir, bedeli daha fazla demir, bakır ve ağırlıktır; enine kenar etkilerini önlemek için plaka da en az o kadar geniş olmalıdır.

↑ Artırınca: İtki genişlikle yaklaşık orantılı artar; aynı gerilimde mıknatıslama akımı ve giriş gücü de öyle.

Birim

mm

Plaka kalınlığı#

Tepki plakası, ilerleyen alanın itkiyi üreten girdap akımlarını indüklediği yerdir. İnce bir plakanın yüzey iletkenliği iletkenliği ile kalınlığının çarpımıdır, σ · d, ve iyilik faktörü ona orantılıdır; bu yüzden daha kalın plaka daha yüksek iyilik faktörü ve daha iyi verim verir. Kalın plakalar daha pahalı ve ağırdır, alanın nüfuz ettiği derinliğin ötesinde ek kalınlığın faydası da çok azdır.

↑ Artırınca: Plaka daha iyi iletir (daha büyük σ · d); iyilik faktörü, itki ve verim artar, kalın plakalarda kazanç azalır.

Birim

mm

Tipik

3–10 mm

Polarite#

Polarite, iki besleme ucundan hangisinin pozitif olduğunu belirtir. DC motorun momenti alan akısı ile endüvi akımının çarpımına bağlıdır; alan aynı kalırken endüvi akımı ters çevrilirse moment ve dönüş de tersine döner. Buradaki anahtar endüvi bağlantısının tersine çevrilmesini temsil eder; gerçek bir şönt veya seri makinede yalnızca besleme uçlarını değiştirmek hem alanı hem endüviyi tersine çevirir, yani yön değişmez.

↑ Artırınca: Polariteyi değiştirmek dönüş yönünü ve momentin yönünü tersine çevirir; hızın büyüklüğü aynı kalır.

Primer gerilimV₁#

Primer gerilim V₁, primer sargıya uygulanan AC gerilimdir. Sekonder gerilim, sarım oranı üzerinden onu izler, V₂ = V₁ / a. Çekirdek akısı V₁ / f ile orantılıdır, çünkü Φ = V₁ / (4,44 · f · N₁). Anma geriliminin çok üstünde ya da anma frekansından düşük frekansta çalışmak çekirdeği doymaya sokar; mıknatıslanma akımı keskin biçimde artar, bozulur ve ısınmaya yol açar. Bu yüzden 60 Hz'lik bir transformatör, tam anma geriliminde 50 Hz şebekeden beslenmemelidir.

↑ Artırınca: Çıkış gerilimi orantılı olarak yükselir; ancak çekirdek akısı ve mıknatıslanma akımı da artar, çekirdek doymaya yaklaşır.

Birim

V

Primer sarım sayısıN₁#

Primer sarım sayısı N₁, belirli bir gerilim için çekirdeğin ne kadar akıya ihtiyaç duyacağını belirler. Faraday yasasına göre sinüsoidal beslemede tepe akısı Φ = V₁ / (4,44 · f · N₁) olur; sarım arttıkça akı yoğunluğu düşer ve çekirdeğin doyması riski azalır. Sekonder sarımla birlikte çıkış gerilimini belirler, V₂ = V₁ · N₂ / N₁. Daha çok sarım aynı zamanda bakır direncini ve kaçak endüktansı artırır ve daha geniş bir sargı penceresi gerektirir.

↑ Artırınca: Aynı gerilimde çekirdek akısı ve mıknatıslanma akımı azalır; sekonder sarım değişmezse çıkış gerilimi düşer.

PWM görev oranı#

Darbe genişlik modülasyonu DC barayı saniyede binlerce kez açıp kapatır. Görev oranı D, her periyotta anahtarın açık kaldığı orandır; bu yüzden ortalama gerilim, D çarpı DC bara gerilimidir. Motor endüktansı akımı düzleştirir; akım tek tek darbelere değil ortalamaya tepki verir. %100'de motor bara gerilimini tam görür, %0'da hiç görmez.

↑ Artırınca: Motor daha yüksek ortalama gerilim görür; hızı ve momenti, bununla birlikte akımı da artar.

Birim

%

Formül

V_avg = D · V_dc

Tipik

0–100 %

R_DS(on)R_DS(on)#

R_DS(on), MOSFET tamamen iletimdeyken kanalın direncidir. Omik bölgede eleman bu değerde bir direnç gibi davranır; gerilim düşümü I_D · R_DS(on), açığa çıkan ısı I_D² · R_DS(on) olur. Veri sayfaları bunu belirli bir V_GS ve jonksiyon sıcaklığında verir; sıcaklıkla artar ve soğutucu seçilirken hesaba katılmalıdır.

↑ Artırınca: İletim kaybı ve ısınma artar; anahtar üzerindeki gerilim düşümü akımla yükselir.

Birim

mΩ

Formül

P_cond = I_D² · R_DS(on)

Tipik

1–500 mΩ

Rampa süresi#

Rampa süresi, yumuşak yolvericinin gerilimi başlangıç değerinden tam değere çıkarma süresidir; sürücü aynı fikri frekansı yükseltmek için kullanır. Uzun rampa yumuşak ivmelenme sağlar ve şebekeyle mekanik aksam üzerindeki yükü azaltır. Çok uzun olursa motor rampanın ilk bölümünde ivmelenmeye yetecek momenti üretemeyebilir; düşük hızda yüksek akımla kalır ve sargılar ısınır.

↑ Artırınca: Gerilim veya frekans daha yavaş yükselir; ivmelenme yumuşar ve akım tepeleri azalır, ama tam hıza ulaşmak daha uzun sürer.

Birim

s

Tipik

2–30 s

Reaksiyon plakası malzemesi#

Tepki plakası, ilerleyen alanın girdap akımları indüklediği iletkendir; bu akımların alanla etkileşimi itkiyi üretir. Alüminyum (yaklaşık 35 MS/m) hafif, ucuz ve olağan seçimdir; bakır (yaklaşık 58 MS/m) ise kabaca 1,6 kat daha iyi iletir. Daha yüksek iletkenlik iyilik faktörünü artırır; aynı stator daha düşük kaymada daha fazla itki verir, bedeli ise daha yüksek maliyet ve ağırlıktır.

↑ Artırınca: Alüminyum yerine bakır yaklaşık 1,6 kat daha iyi iletir; bu iyilik faktörünü, itkiyi ve verimi artırır.

Reaktif güçQ#

Kaynak ile manyetik/elektrik alanlar arasında iş yapmadan gidip gelen güç (var); gerilim seviyesini belirler ve iletkenleri yükler.

↑ Artırınca: Aşırı uyartılmış makine reaktif güç verir ve gerilimi yükseltir; eksik uyartılmış makine çeker. Reaktif güç arttıkça akım ve kayıp artar.

Birim

var

Formül

Q = V·I·sinφ

Rotor frekansıf_r#

Rotor devresindeki akımların frekansı; kayma ile şebeke frekansının çarpımına eşittir ve senkron hızda sıfırdır.

↑ Artırınca: Senkron hızdan uzaklaştıkça artar. Çift beslemeli jeneratörde konvertör rotora tam olarak bu frekansı uygulamak zorundadır.

Birim

Hz

Formül

f_r = s · f

Rotor hızı#

Rotor hızı milin mekanik hızıdır; dönen stator alanının hızı olan senkron hızdan farklıdır. İkisinin bağıl farkı kaymadır. Sıradan bir asenkron jeneratör senkron hızın hemen üzerinde çalışmak zorundadır; ancak DFIG'de konvertör rotorun hem altında (alt-senkron, rotor kayma gücünü çeker) hem de üstünde (üst-senkron, rotor kayma gücünü şebekeye verir) çalışmasına izin verir. Böylece türbin, en yüksek gücü almak için rüzgâr hızını izleyebilir.

↑ Artırınca: Hız arttıkça kayma azalır; DFIG'de senkron hızı geçmek kaymayı negatif yapar ve rotor devresi şebekeye güç verir.

Birim

rpm

Rüzgâr hızı#

Rüzgârdaki güç ½ρAv³'tür: rüzgâr hızının küpüyle artar, yani hız iki katına çıkınca güç sekiz katına çıkar. Türbin bunun yalnızca bir kısmını, güç katsayısının izin verdiği oranda alabilir; bu oran Betz sınırı olan %59'u asla aşamaz. Türbin yaklaşık 3 m/s'lik devreye giriş hızında başlar, 11–14 m/s civarında anma gücüne ulaşır ve korunması için yaklaşık 25 m/s'lik devreden çıkış hızında durdurulur.

↑ Artırınca: Mevcut güç hızın küpüyle artar; türbin, anma gücüne ulaşana kadar çok daha fazla üretir.

Birim

m/s

Formül

P = ½ ρ A v³ C_p

Tipik

3–25 m/s

Sargı direnciR#

Sargı direnci R, bir faz sargısının ohmmetreyle ölçülen DC direncidir ve bakırda ısındıkça kelvin başına yaklaşık %0,4 artar. Kilitli rotor veya kalkış akımını I = V / R belirler ve motoru ısıtan I² · R bakır kaybına yol açar. Küçük BLDC, step ve üniversal motorlarda çoğu zaman ana kayıptır ve üzerindeki gerilim düşümü yük altında hızı azaltır.

↑ Artırınca: I · R gerilim düşümü ve I² · R bakır kaybı artar; yükte hız düşer, verim azalır ve kilitli rotor akımı V / R küçülür.

Birim

Ω

Sargı reaktansıX#

Sargı reaktansı X = 2π · f · L, sargı endüktansının alternatif akıma gösterdiği karşıtlıktır. Üniversal motorda alan ve endüvi sargıları seri olduğundan, AC'de besleme gerilimi direnç, reaktans ve karşı EMK arasında paylaşılır. Daha büyük reaktans, verilen gerilimde akımı ve momenti düşürür ve akımı gerilimin gerisine iter; bu da güç faktörünü azaltır. DC'de endüktansın kalıcı bir etkisi yoktur; bu yüzden üniversal motor aynı gerilimde DC'de AC'ye göre daha hızlı döner.

↑ Artırınca: AC akım düşer ve güç faktörü azalır, çünkü gerilimin daha büyük kısmı endüktans üzerinde görünür; DC'de reaktansın etkisi yoktur.

Birim

Ω

Sarım oranıa#

Sarım oranı a = N₁ / N₂, primer ve sekonder sargıların sarım sayılarını karşılaştırır. İdeal bir transformatörde gerilimler bununla orantılı değişir, V₁ / V₂ = a; akımlar ters orantılıdır, I₁ / I₂ = 1 / a; güç aynı kalır. Primerden görülen yük empedansı sekonderdekinin a² katıdır; transformatörlerin empedans uyumlaması da yapabilmesinin nedeni budur. Gerilim düşüren transformatörlerde a > 1, yükselten transformatörlerde a < 1'dir.

↑ Artırınca: Primer sarım sekonderden fazla olunca çıkış gerilimi düşer, çıkış akımı artar; oran 1'in altındaysa tersi olur.

Formül

a = N₁ / N₂ = V₁ / V₂

Sekonder akımI₂#

Yükün sekonder sargıdan çektiği akım; sarım oranına bölünerek primer tarafa yansır.

↑ Artırınca: Yük direnci düştükçe daha fazla akım çekilir; bu primer akımı, bakır kaybını ve sargılardaki gerilim düşümünü artırır.

Birim

A

Formül

I₂ = V₂ / R_load

Sekonder gerilimV₂#

Sekonder sargının yüke verdiği gerilim; yüksüz durumda primer gerilimle sarım oranının çarpımına eşittir.

↑ Artırınca: Primer gerilimi ve sarım oranını izler; yük altında sargı direnci ve kaçak endüktans nedeniyle biraz düşer.

Birim

V

Formül

V₂ = V₁ · N₂ / N₁

Sekonder sarım sayısıN₂#

Sekonder sarım sayısı N₂ çıkış gerilimini belirler: primer sabitken V₂ = V₁ · N₂ / N₁ olur, yani sarım başına gerilim iki sargıda da aynıdır. N₂'yi iki katına çıkarmak boştaki çıkış gerilimini iki katına çıkarır; sargının verebileceği akım ise iletken kesitiyle sınırlıdır, bu yüzden yüksek gerilimli sekonder ince tel ve çok sarım kullanır. Sekonderdeki prizler tek sargıdan birkaç çıkış gerilimi sağlar.

↑ Artırınca: Çıkış gerilimi orantılı olarak yükselir; belirli bir güç için çıkış akımı azalır.

Senkron hızn_s#

Senkron hız, stator alanının dönme hızıdır: besleme frekansının 120 katının kutup sayısına bölümüne eşittir. Senkron makine tam bu hızda döner, asenkron motor ise bunun biraz altında. Kutup sayısı iki katına çıkınca hız yarıya iner; bu yüzden 50 Hz şebekede 4 kutuplu motor yaklaşık 1500 dev/dk ile döner.

↑ Artırınca: Döner alan ve onunla birlikte motorun boştaki hızı orantılı artar.

Birim

rpm

Formül

n_s = 120 f / p

Tipik

3000 / 1500 / 1000 rpm (50 Hz)

Senkronoskop açısı#

Senkronoskop, jeneratör gerilimi ile şebeke gerilimi arasındaki faz açısını gösterir. Jeneratör şebekeden biraz hızlıysa açı büyümeye devam eder ve ibre bir yönde döner; yavaşsa ters yönde döner. Amaç, ibre çok yavaş dönene kadar hızı ayarlamak ve ibre sıfırdan geçerken kesiciyi kapatmaktır. Sıfır olmayan bir açıda kapatmak, makine adım tutana kadar akım darbesi ve moment sarsıntısı verir.

↑ Artırınca: Daha büyük açı, gerilimlerin daha fazla faz dışı olduğu anlamına gelir; bu anda kapatmak daha büyük akım ve moment şoku yaratır.

Birim

°

Tipik

0°

Seri bulk direnciR_S#

Seri bulk direnci R_S, ideal jonksiyonla seri olan nötr yarı iletken bölgelerin ve metal kontakların omik direncidir. Düşük akımda I · R_S düşümü ihmal edilebilir ve üstel jonksiyon yasası baskındır. Yüksek akımda düşüm büyür; toplam gerilim V = V_jonksiyon + I · R_S olur ve eğri eğimi 1 / R_S olan bir doğruya yaklaşır. Güç diyotlarında miliohm mertebesinde, küçük sinyal diyotlarında birkaç ohmdur.

↑ Artırınca: Yüksek akımda gerilim düşümü ve ısınma artar; ileri eğri daha yatık, dirençsel bir doğruya dönüşür.

Birim

Ω

Stator reaktif gücüQ_s#

Stator şebekeye bağlıdır, ama rotoru konvertör besler ve makinenin mıknatıslanmasını denetler. Rotor yalnızca mıknatıslama akımını sağlarsa stator hiç reaktif güç alışverişi yapmaz (birim güç faktörü). Konvertör, makineyi mıknatıslayan rotor akımı bileşenini ayarlayarak statorun şebekeye reaktif güç vermesini (pozitif, aşırı uyarılmış alternatör gibi) ya da şebekeden çekmesini (negatif) sağlayabilir. Böylece bir rüzgâr santrali, konvertörün akım sınırı içinde, ek kondansatör bankı olmadan şebeke gerilimini destekleyebilir.

↑ Artırınca: Türbin şebekeye daha çok reaktif güç verir ve gerilimini destekler; bedeli daha yüksek rotor akımı ve konvertör yüklenmesidir.

Birim

kvar

Stator/rotor kutupları#

Anahtarlı relüktans motorun hem statorunda hem rotorunda çıkık kutuplar vardır; iki sayı stator/rotor olarak yazılır, örneğin 6/4. Statorda faz başına iki kutup bulunur; yani 6/4 üç fazlı, 8/6 ise dört fazlı bir makinedir. Rotorun kutup sayısı statordan azdır; bu yüzden aynı anda yalnızca bazı rotor kutupları hizalanır ve fazlar sırayla devreye girer. Adım açısı, 360°'nin faz sayısı ile rotor kutup sayısının çarpımına bölünmesiyle bulunur: 6/4 için 30°, 8/6 için 15°. Daha çok faz ve kutup daha düzgün moment verir, ama daha çok güç elektroniği gerektirir.

↑ Artırınca: Daha büyük bir kombinasyon seçmek (örneğin 6/4 yerine 8/6) bir faz ekler ve adım açısını kısaltır; moment daha düzgün olur, anahtar sayısı artar.

Şebeke gerilimi#

Şebeke gerilimi, bağlantı noktasındaki fazlar arası gerilimdir. Şebeke o kadar büyüktür ki tek bir jeneratör ne yaparsa yapsın bu gerilimi hemen hemen sabit tutar. Kesici kapatılmadan önce jeneratör gerilimi uyartımla ona eşitlenir; kapatıldıktan sonra uyartımı değiştirmek gerilimi değil, yalnızca alışverişi yapılan reaktif gücü değiştirir. Rüzgâr türbinindeki DFIG'de stator doğrudan şebekeye bağlı olduğundan şebeke gerilimi stator akısını da belirler.

↑ Artırınca: Jeneratörün kapatmadan önce daha yüksek bir gerilime uyarılması gerekir; uyumsuzlukta kapatmak büyük bir reaktif akım doğurur.

Birim

V

Şönt alan polaritesi#

Şönt jeneratör ancak alan akımı, kalıcı akıyla aynı yönde akı üretirse gerilim kurabilir; böylece her gerilim artışı akıyı güçlendirir. Şönt sargı ters bağlanırsa alan akımı kalıcı akıya karşı koyar ve jeneratör o küçük gerilimi de kaybeder. Olağan çözüm, alan uçlarını ters çevirmek ya da alanı doğru yönde bir DC kaynakla yeniden uyarmaktır.

↑ Artırınca: Polariteyi alanın kalıcı akıya ters düşeceği şekilde çevirmek akıyı söndürür; gerilim kurulmak yerine çöker.

Tahrik makinesi hızın#

Tahrik makinesi, yani türbin ya da motor, jeneratör milini döndürür. İndüklenen EMK akı ve hızla orantılıdır; sabit uyartımda daha hızlı bir mil daha yüksek gerilim verir. Senkron jeneratörde frekans da f = p·n / 60 bağıntısıyla hıza bağlıdır (p kutup çifti sayısı); bu yüzden tek başına çalışan bir jeneratör hızını hassas biçimde tutmalı, şebekeye bağlanmadan önce de senkron hıza getirilmelidir.

↑ Artırınca: EMK hızla orantılı olarak artar; AC jeneratörde frekans da aynı oranda yükselir.

Birim

rpm

Takip hatası#

Komut edilen konum ile gerçek mil konumu arasındaki fark; denetleyici motoru sürerken bu hataya göre davranır.

↑ Artırınca: Daha hızlı komutlar, ağır yükler ve düşük döngü kazancıyla büyür; küçük takip hatası doğru izleme demektir.

Birim

°

Formül

e = θ_cmd - θ_actual

Taşıyıcı hızıv#

Taşıyıcının veya aracın ray boyunca hızı; her zaman v_s = 2 · kutup adımı · besleme frekansı olan senkron hızın altında kalır.

↑ Artırınca: Kutup adımı veya besleme frekansı arttıkça senkron hız ve ulaşılabilir araç hızı yükselir; yük arttıkça kayma büyür.

Birim

km/h

Formül

v_s = 2 · τ_p · f

Ters kırılma gerilimiV_BR#

Ters kırılma gerilimi V_BR, çığ çoğalması ya da Zener tünellemesi nedeniyle akımın dik biçimde arttığı ters polarma değeridir. Sıradan bir doğrultucu diyotta bu bir arıza sınırıdır: akım sınırlanmazsa jonksiyon zarar görür. Zener diyot ise tam bu bölgede çalışacak şekilde tasarlanır ve gerilimi neredeyse sabit tutar. Doğrultucu diyotlar onlarca volttan bin voltun üzerine kadar anma değerlerinde bulunur.

↑ Artırınca: Diyot ters yönde yoğun iletime geçmeden önce daha yüksek gerilime dayanır; yüksek gerilimli devrelerde daha güvenlidir.

Birim

V

Tolerans#

Tolerans, gerçek direncin anma değerinden izin verilen en büyük sapmasıdır; yüzde olarak verilir ve son renk bandıyla da gösterilir (altın %5, gümüş %10, kahverengi %1). %5 toleranslı 1 kΩ'luk bir direnç 950 Ω ile 1050 Ω arasında herhangi bir değer ölçülebilir. Dar toleranslar daha pahalıdır; bölücülerde, süzgeçlerde ve ölçü devrelerinde önemlidir, bir LED'in akım sınırlama direnci ise nadiren %5'ten iyisine ihtiyaç duyar. Standart değerler E serilerini izler: %10 için E12, %5 için E24, %1 için E96.

↑ Artırınca: Gerçek direnç işaretli değerden daha çok sapabilir; devredeki akım ve gerilimler daha az öngörülebilir olur.

Birim

%

Tipik

1 %, 5 %, 10 %

Triyak ateşleme açısıα#

Ateşleme açısı, AC geriliminin sıfır geçişinden itibaren ölçülen ve triyakın tetiklendiği gecikmedir. Ateşlenene kadar motor gerilim almaz; sonrasında triyak akım sıfıra düşene kadar iletir. 0°'de motor tam sinüs dalgasını görür; açı büyüdükçe etkin gerilim düşer (omik yükte 90°'de yaklaşık %70). Kırpılmış dalga biçimi harmonik ve moment dalgalanması ekler; bu ucuz hız kontrolünün bedelidir.

↑ Artırınca: Triyak her yarım periyotun daha kısa bir bölümünde iletir; etkin gerilim, moment ve hız azalır.

Birim

°

Tipik

0–180°

Tutma momenti#

Tutma momenti, bir adım motoruna duruşta, sargıları anma akımıyla enerjili iken, mil konumundan çıkmadan önce uygulanabilecek en büyük dış momenttir. Adım motorunun başlıca boyut ölçüsüdür: küçük bir NEMA 17 motor yaklaşık 0,4 N·m tutar. Dönerken elde edilen momentle aynı şey değildir; o daha düşüktür ve adım hızı arttıkça azalır. Konumu tutmak hiç iş yapılmasa da tam akım çeker, bu yüzden motor ısınır.

↑ Artırınca: Motor duruşta konumunu kaybetmeden daha büyük bir yük momentine karşı koyabilir; ama daha çok akım çeker ve daha çok ısınır.

Birim

N·m

Tipik

0.1–10 N·m

Türbin gücü#

Türbin; buharın, suyun, gazın ya da rüzgârın enerjisini milde mekanik güce çevirir. Kayıplar düşüldükten sonra bu, jeneratörün şebekeye ya da yüküne verebileceği aktif güçtür. Türbin gücü çekilen elektriksel güçten büyükse artan güç rotoru hızlandırır, küçükse rotor yavaşlar. Sert bir şebekeye bağlıyken hızı şebeke belirler; bu yüzden artan türbin gücü, daha büyük bir yük açısı ve daha fazla verilen güç olarak görünür.

↑ Artırınca: Mile daha çok mekanik güç gelir; şebekedeki jeneratör daha fazla aktif güç verir, adada ise yük artmazsa hız yükselir.

Birim

kW

Uç etkisi#

Döner motorun alanı kendi üzerine kapanır, lineer motorun ise bir başı ve sonu vardır. Plaka içinden geçerken giriş kenarında girdap akımları oluşur ve bunlar anında sönemez; oluşan frenleme dalgası akıyı bozar, itkiyi ve verimi düşürür. Etki hızla ve küçük iyilik faktörü ile kötüleşir; simülatör itkiyi uç etkisiyle ve etkisiz gösterir.

↑ Artırınca: İtki ve verim ideal değerin daha da altına düşer; özellikle yüksek hızda belirgindir.

Uç gerilimiV_t#

Makinenin uçları arasında ölçülen gerilim; yükün ya da kaynağın gerçekte gördüğü gerilimdir.

↑ Artırınca: Jeneratörde yük akımı sargı direnci ve reaktansından geçtikçe iç EMK'nın altına düşer; endüvi reaksiyonu da alanı zayıflatır.

Birim

V

Formül

V_t = E − I_a·R_a

Uç hız oranıλ#

Kanat ucu hızının rüzgâr hızına oranı, λ = ωR / v; rotorun rüzgârdan ne kadar verimli güç aldığını belirler.

↑ Artırınca: Güç katsayısı tek bir optimum λ'da tepe yapar; aynı rüzgâr hızında bu optimumdan hızlı veya yavaş dönmek daha az güç yakalar.

Formül

λ = ω · R / v

Tipik

6-9 at the optimum for 3-blade turbines

Uyarma akımıI_f#

Uyarma akımı, sargılı alanlı bir makinenin rotorunu (ya da kutup sistemini) mıknatıslar. İçeride üretilen EMK'yı belirler; jeneratörde uç gerilimini yükseltir. Senkron makinede ayrıca reaktif gücü yönlendirir: düşük uyarmada çeker, aşırı uyarmada verir; V eğrisi endüvi akımını uyarma akımına karşı gösterir.

↑ Artırınca: Akı ve iç EMK büyür; jeneratörün uç gerilimi yükselir, senkron motor ileri (kapasitif) reaktif güce kayar.

Birim

A

Uyartım EMK'sıE_f#

Dönen alan akısının endüvi sargılarında indüklediği gerilim; makinenin kendi empedansının arkasındaki iç kaynak gerilimidir.

↑ Artırınca: Alan akımı ve hızla artar. Uç gerilimine göre büyüklüğü reaktif gücü, yük açısıyla birlikte aktif gücü belirler.

Birim

V

Formül

E_f = k·Φ_f·n

Verimη#

Verim, faydalı çıkış gücünün giriş gücüne oranıdır. Aradaki fark bakır kaybı (I²R), demir kaybı (histerezis ve girdap akımları), mekanik sürtünme ve vantilasyon olarak yitirilir. Motorlar anma yüküne yakın en verimlidir, hafif yükte belirgin biçimde kötüleşir; bu nedenle gereğinden büyük bir motor enerji israf eder.

↑ Artırınca: Giriş gücünün daha çoğu mile ulaşır; daha az ısı oluşur ve makine daha serin çalışır.

Birim

%

Formül

η = P_out / P_in

Tipik

70–96 %

Yardımcı sargı#

Yardımcı (yol verme) sargısı, ana sargıdan 90 elektriksel derece kaydırılmış ikinci bir stator sargısıdır. Kondansatör veya direnç üzerinden beslenince akımı ana akımdan faz kaymasına uğrar; böylece iki sargı birlikte döner alan ve kalkış momenti oluşturur. Olmadan tek fazlı asenkron motorda yalnızca titreşen alan bulunur ve duruşta moment yoktur; ancak döndürülürse çalışmaya devam eder. Birçok motor kalkıştan sonra onu merkezkaç şalterle devreden çıkarır.

↑ Artırınca: Eklenmesi motora döner alan ve kalkış momenti kazandırır; olmadan tek fazlı asenkron motor kendi kendine kalkamaz.

Yol verme kademeleri#

Rotor yol vericisi dış direnci birkaç adıma böler. Her adım belirli bir süre sonra kısa devre edilir; bu rotor direncini düşürür ve çalışma noktasını yeni bir moment-hız eğrisine taşır. Az adımda her anahtarlama belirgin bir moment ve akım sıçraması yaratır; çok adımda kalkış kademesiz, yumuşak bir ivmelenmeye yaklaşır. Adım süresi her direncin devrede ne kadar kalacağını belirler.

↑ Artırınca: Direnç daha küçük adımlarla devreden çıkarılır; böylece her anahtarlama anında moment ve akım daha yumuşak değişir.

Yol verme kondansatörü#

Kalkış sırasında yardımcı sargıyla seri bağlanan büyük kondansatör; motor nominal hıza yaklaşınca merkezkaç anahtarı onu devreden çıkarır.

↑ Artırınca: Değer büyüdükçe kalkış momenti ve kalkış akımı artar; fazla büyürse yardımcı sargı ısınır. Çalışma kondansatöründen farklı olarak yalnızca kalkışta etkilidir.

Birim

µF

Yol verme yöntemi#

Doğrudan yolvermede tam gerilim bir anda uygulanır: motor anma akımının beş-sekiz katını çeker, ama tam kalkış momentini verir. Yıldız-üçgen, ototransformatör ve yumuşak yolverici yöntemleri düşük gerilimle başlar; bu kalkış akımını azaltır, fakat moment gerilimin karesiyle düştüğü için kalkış momenti de azalır. Frekans sürücüsü gerilim ve frekansı birlikte artırarak bu ödünleşimi aşar ve düşük akımla iyi moment verebilir.

↑ Artırınca: Doğrudan yolverme yerine düşük gerilimli bir yöntem seçmek kalkış akımını azaltır, ama kalkış momentini de düşürür.

Yumuşak yolverme başlangıç gerilimi#

Yumuşak yolverici, tristörler yardımıyla başlangıç değerinden tam gerilime rampa süresi boyunca yükselen bir gerilim uygular. Başlangıç gerilimi, karesiyle değişen momentin yükün kopma momentini yenmesine yetecek kadar yüksek olmalıdır; çok düşükse motor, rampa yeterince yükselene kadar dönmeden uğuldar. Çok yüksekse yarar kaybolur, çünkü kalkış akımı ve mekanik darbe doğrudan yolvermeye yaklaşır.

↑ Artırınca: Motor daha yüksek gerilimle başlar; kalkış momenti ve ilk kalkış akımı artar, kalkış daha az yumuşak olur.

Birim

%

Tipik

30–50 %

Yük açısıδ#

Senkron makinede rotor kaymaz; bunun yerine stator alanının δ yük açısı kadar gerisinde (motor) ya da ilerisinde (jeneratör) kalır. Moment sin δ ile orantılıdır, yani yuvarlak rotorlu makinede 90° elektrikselde (çıkık kutuplu makinede daha erken) tepe yapar. Bunun ötesinde makine senkronizmayı kaybeder ve devrilir; kararlılık payı bu sınıra kalan mesafedir.

↑ Artırınca: Makine daha çok moment ya da güç taşır; 90° civarındaki kararlılık sınırına kadar.

Birim

°

Formül

P = 3 · V · E_f · sin δ / X_s

Tipik

0–90°

Yük basamağı#

Yük adımı, simülasyon çalışırken yük momentini anma momentinin belirli bir yüzdesi kadar ani olarak değiştirir. Dinamik tepkiyi gösterir: hız düşer ve akım sıçrar, ardından ikisi de eylemsizlik ile moment-hız eğrisinin eğimine bağlı bir sürenin sonunda yeni çalışma noktasında dengelenir. Yeni yük devrilme momentini aşarsa motor toparlanamaz ve hızı çöker.

↑ Artırınca: Hız ve akımdaki ani değişim büyür; motor yeni bir çalışma noktasında dengelenir, adım devrilme momentini aşarsa durur.

Birim

%

Yük direnciR_L#

Yük direnci R_L, çıkışa bağlanan ve tüketiciyi temsil eden dirençtir. Belirli bir çıkış geriliminde akım I = V / R_L, güç P = V² / R_L olur; yani küçük R_L daha ağır yük demektir. Gerçek bir kaynak ya da transformatörün iç direnci ve kaçak reaktansı vardır; bu yüzden yük arttıkça çıkış gerilimi düşer. R_L kaynak direncine eşit olduğunda en büyük güç aktarılır, ancak verim yalnızca %50'dir.

↑ Artırınca: Yük daha az akım ve güç çeker; gerçek bir kaynağın ya da transformatörün çıkış gerilimi daha az düşer.

Birim

Ω

Yük eylemsizliğiJ_load#

Yük eylemsizliği, motorun kendi rotor eylemsizliği J_motor'un katı olarak verilir. İvme α = (T_motor − T_yük) / (J_motor + J_yük) olduğundan, volan veya büyük fan gibi büyük bir eylemsizlik kalkışı yavaşlatır ama hız değişimlerini de yumuşatır. Depolanan kinetik enerji ½ · J · ω², kalkış sırasında büyük oranda rotorda ısıya dönüşür; bu yüzden çok yüksek eylemsizlik, sürekli yük küçük olsa bile motoru aşırı ısıtabilir.

↑ Artırınca: Kalkış uzar ve hız yük değişimlerine daha yavaş tepki verir; kalkış akımı daha uzun süre akar ve sargı daha çok ısınır.

Birim

× J_motor

Yük güç faktörücos φ_load#

Yükün güç faktörü, akımın ne kadarının reaktif olduğunu gösterir. Motor gibi endüktif (geride) bir yük, jeneratörden geri yönlü reaktif güç çeker; mıknatıssızlaştırıcı endüvi tepkisi nedeniyle uç gerilimi dirençsel bir yüke göre çok daha fazla düşer ve gerilimi tutmak için uyartım artırılmalıdır. Kapasitif (ileride) yük ise tersini yapar ve gerilimi boşta değerinin üzerine bile çıkarabilir. Bu yüzden senkron jeneratörün gerilim regülasyonu, yük akımı kadar güç faktörüne de bağlıdır.

↑ Artırınca: Güç faktörü 1'e yaklaştıkça reaktif akım azalır; gerilim daha az düşer ve onu tutmak için daha az uyartım gerekir.

Tipik

0.8–1

Yük tipi#

Yük tipi, direnç momentinin veya kuvvetinin hıza nasıl bağlı olduğunu anlatır. Konveyör ve vinç gibi sabit momentli yükler her hızda aynı momenti ister, fan ve pompalar T ∝ n² izler, sargı makinesi gibi sabit güçlü yüklerde T ∝ 1/n olur, viskoz yükler ise hızla doğrusal artar. Doğrusal motorlu bir aracın aerodinamik direnci v² ile büyür. Senkron jeneratörde yük tipi bunun yerine elektriksel bir kavramdır: endüktif (geri) yük uç gerilimini düşürür, kapasitif (ileri) yük ise yükseltebilir.

↑ Artırınca: Değiştirmek yük momentinin hıza bağlılığını değiştirir; çalışma noktası ve kalkış süresi kayar, jeneratörde ise gerilim regülasyonu değişir.

Zener gerilimiV_Z#

Zener gerilimi, diyotun kontrollü biçimde çığ yaptığı ve uç gerilimini sabitlediği ters gerilimdir; bir test akımında belirtilir. Zener'i basit bir paralel regülatör yapar: seri direnç onu daha yüksek bir kaynaktan besler, yükün almadığı akımı diyot çeker. Değer sıcaklıkla biraz kayar ve dinamik direnç yüzünden akımla hafifçe yükselir.

↑ Artırınca: Regüle çıkış gerilimi yeni değere yükselir; diyotu kırılma bölgesinde tutmak için daha yüksek besleme gerekir.

Birim

V

Tipik

2.4–200 V

Zıt EMKE#

Her motor aynı zamanda bir jeneratördür: dönen alan sargılarda besleme gerilimine ters yönde bir gerilim indükler. Bu zıt EMK hızla orantılıdır, E = K_e · ω; dolayısıyla akım I = (V - E) / R olur ve motor hızlandıkça azalır. Boşta hız, zıt EMK besleme gerilimine neredeyse eşit olana kadar yükselir.

↑ Artırınca: Akımı sürmek için kalan gerilim azalır; motor daha az akım çeker ve momenti düşer.

Birim

V

Formül

E = K_e · ω