خواص عامل القوة الصفرية (ZPFC)

تمثل خاصية عامل القوة الصفر (ZPFC) للمولد منحنى يوضح العلاقة بين الجهد الكهربائي في طرف الأرماتور وتيار المجال. في هذا الاختبار، يعمل المولد بسرعة مزامنة مع تيار أرماتوري محدد وثابت وعامل قوة صفر متأخر. تُعرف خاصية عامل القوة الصفر أيضًا باسم خاصية بوتييه.

للحفاظ على عامل قوة منخفض جدًا، يتم تحميل المولد البديل باستخدام مفاعلات أو محرك متزامن غير مشبع. شكل خاصية ZPFC يشبه بشكل كبير شكل خاصية الدائرة المفتوحة (O.C.C.).

يتم تقديم الرسم البياني الفازوري المقابل لحالة عامل القوة الصفر المتأخر كالتالي:

في الرسم البياني الفازوري المعروض أعلاه، يعتبر الجهد الكهربائي V المرجعي. تحت ظروف عامل القوة الصفر المتأخر، يتأخر تيار الأرماتور Ia عن الجهد الكهربائي V بمقدار 90 درجة بالضبط. يتم رسم الانخفاض في الجهد الكهربائي Ia Ra (حيث Ra هو مقاومة الأرماتور) موازيًا لتيار الأرماتور Ia، بينما يتم رسم Ia XaL (مع XaL كرد فعل تسرب الأرماتور) عموديًا على Ia.

Eg هو الجهد الكهربائي المتولد لكل مرحلة.

يظهر الرسم البياني الفازوري عند عامل القوة الصفر المتأخر مع إهمال مقاومة الأرماتور Ra أدناه:

Far يمثل قوة التحريك المغناطيسية للتفاعل الأرماتوري. وهو في نفس الطور مع تيار الأرماتور Ia، مما يعني أن علاقة الطور بينهما هي أنهما يتغيران في الوقت نفسه.

Ff يشير إلى قوة التحريك المغناطيسية لللفائف الرئيسية، والتي تُعرف عادةً بقوة التحريك المغناطيسية للمجال. هذه هي القوة المغناطيسية الدافعة التي تولدها لفائف المجال للمولد. Fr يشير إلى قوة التحريك المغناطيسية الناتجة، وهي التأثير المركب لقوة التحريك المغناطيسية للتفاعل الأرماتوري وقوة التحريك المغناطيسية للمجال داخل دارة المغناطيسية للآلة.

تُحسب قوة التحريك المغناطيسية للمجال Ff عن طريق طرح قوة التحريك المغناطيسية للتفاعل الأرماتوري Far من قوة التحريك المغناطيسية الناتجة Fr. يتم التعبير عن هذه العلاقة رياضيًا كالتالي

كما يمكن ملاحظته من الرسم البياني الفازوري المذكور أعلاه، فإن الجهد الكهربائي V، وهبوط الجهد بسبب التفاعل Ia XaL، والجهد الكهربائي المتولد Eg جميعها تظهر بنفس الطور. وبالتالي، يكون الجهد الكهربائي V تقريبًا مساويًا للفرق الحسابي بين الجهد الكهربائي المتولد Eg وهبوط الجهد بسبب التفاعل Ia XaL.

الفازورات الثلاثة لقوة التحريك المغناطيسية Ff و Fr و Far تكون في نفس الطور. ترتبط قيمتها بالمعادلة الموضحة أدناه:

تعمل المعادلتان المذكورتان أعلاه، أي المعادلة (1) والمعادلة (2)، كأساس أساسي للمثلث بوتييه. عندما يتم تقسيم كلا جانبَي المعادلة (2) على Tf - حيث يمثل Tf العدد الفعال لللفات لكل قطب على المجال الدوار - يمكن تحويل المعادلة إلى شكلها المكافئ من حيث تيار المجال. وبالتالي،

بناءً على المعادلة المستنتجة أعلاه، يمكن الحصول على تيار المجال عن طريق جمع التيار الناتج وتيار التفاعل الأرماتوري.