Характеристика с нулев фактор на мощност (ZPFC)

Характеристиката на нулев фактор на мощност (ZPFC) на генератор представлява крива, която илюстрира връзката между напрежението на арматура и тока на полето. В този тест генераторът работи при синхронна скорост с постоянен номинален ток на арматура и нулев фактор на мощност с отсочаване. Характеристиката на нулев фактор на мощност е известна още като характеристика на Потие.

За поддържане на много нисък фактор на мощност, алтернаторът се наглежда с реактори или недовъзбуден синхронен мотор. Формата на ZPFC прилича тясно на формата на характеристиката на отворена верига (O.C.C.).

Фазорната диаграма, отговаряща на условията на нулев фактор на мощност с отсочаване, е представена по-долу:

В фазорната диаграма, изображена по-горе, напрежението V служи като референтен фазор. При условията на нулев фактор на мощност с отсочаване, токът на арматура Ia започва след напрежението V точно с 90 градуса. Нападъка на напрежението Ia Ra (където Ra е съпротивлението на арматура) е начертана успоредно на тока на арматура Ia, докато Ia XaL (с XaL като лекажна индуктивност на арматура) е начертана перпендикулярно на Ia.

Eg е генерираното напрежение за фаза.

Фазорната диаграма при нулев фактор на мощност с отсочаване, като съпротивлението на арматура Ra е пренебрегнато, е показана по-долу:

Far представлява магнитодвижителната сила (MMF) на реакцията на арматура. Тя е в фаза с тока на арматура Ia, което означава, че техният фазов относ варира едновременно.

Ff означава MMF на главния въртящ се обмот, често наричан MMF на полето. Това е магнитната движуща сила, генерирана от обмота на полето на генератора. Fr означава резултантната MMF, която е комбинираният ефект на MMF на реакцията на арматура и MMF на полето в магнитната верига на машината.

MMF на полето Ff се изчислява, като се изважда MMF на реакцията на арматура Far от резултантната MMF Fr. Математически тази връзка се изразява като

Както може да се види от посочената фазорна диаграма, напрежението V, падъкът на напрежението Ia XaL и генерираното напрежение Eg всички имат една и съща фаза. Следователно, напрежението V е приблизително равно на аритметичната разлика между генерираното напрежение Eg и падъка на напрежението Ia XaL.

Три MMF фазора Ff, Fr и Far са в фаза. Ихните величини са свързани с уравнението, показано по-долу:

Двете уравнения, споменати по-горе, а именно уравнение (1) и уравнение (2), служат като основни строителни блокове за триъгълника на Потие. Когато двете страни на уравнение (2) се разделят на Tf - където Tf представлява ефективния брой витка за полюс на въртящото се поле - уравнението може да бъде преобразувано в своя еквивалентен вид относно тока на полето. В резултат на това,

На базата на изведеното по-горе уравнение, токът на полето може да бъде получен, като се сумира резултантният ток и токът на реакцията на арматура.