Nulová charakteristika faktoru měřeného výkonu (ZPFC)

Charakteristika nulového faktoru výkonu (ZPFC) generátoru představuje křivku, která ilustruje vztah mezi napětím na statoru a proudem v cívkovém obvodu. V tomto testu pracuje generátor synchronní rychlostí s konstantním nominálním proudem statoru a nulovým faktorem výkonu za odpožděné fáze. Charakteristika nulového faktoru výkonu je také známá jako charakteristika Potiera.

Pro udržení velmi nízkého faktoru výkonu se alternátor zatěžuje pomocí reaktorů nebo podexcitovaného synchronního motoru. Tvar ZPFC se velmi podobá tvaru charakteristiky otevřeného obvodu (O.C.C.).

Fázorový diagram odpovídající stavu nulového faktoru výkonu za odpožděné fáze je následující:

V nahoře uvedeném fázorovém diagramu slouží napětí na terminálech V jako referenční fázor. Za podmínky nulového faktoru výkonu za odpožděné fáze proud statoru Ia zaostává za napětím na terminálech V přesně o 90 stupňů. Napěťový pokles Ia Ra (kde Ra je odpor statoru) je zakreslen rovnoběžně s proudem statoru Ia, zatímco Ia XaL (kde XaL je indukčnost úniku statoru) je zakreslena kolmo na Ia.

Eg je vygenerované napětí na fázi.

Fázorový diagram za nulového faktoru výkonu za odpožděné fáze s odporom statoru Ra zanedbaným je zobrazen níže:

Far představuje magnetickou sílu reakce statoru (MMF). Je ve fázi s proudem statoru Ia, což znamená, že jejich fázový vztah je takový, že se mění současně.

Ff označuje MMF hlavního cívkového obvodu, často nazývaného pole MMF. Jedná se o magnetickou pohonnou sílu generovanou cívkovým obvodem generátoru. Fr znamená výslednou MMF, která je kombinací MMF reakce statoru a MMF pole v magnetickém obvodu stroje.

Pole MMF Ff se vypočítá odečtením MMF reakce statoru Far od výsledné MMF Fr. Matematicky je tento vztah vyjádřen jako

Jak lze vidět z výše uvedeného fázorového diagramu, napětí na terminálech V, kapacitní napěťový pokles Ia XaL a vygenerované napětí Eg mají stejnou fázi. Následně je napětí na terminálech V přibližně rovno aritmetickému rozdílu mezi vygenerovaným napětím Eg a kapacitním napěťovým poklesem Ia XaL.

Tři fázory MMF Ff, Fr a Far jsou ve fázi. Jejich velikosti jsou spojeny rovnicí zobrazenou níže:

Dvě výše uvedené rovnice, totiž rovnice (1) a rovnice (2), jsou základními stavebními kameny pro trojúhelník Potiera. Když se obě strany rovnice (2) dělí Tf - kde Tf představuje efektivní počet závitů na pólu na rotoru - rovnice lze transformovat do své ekvivalentní formy vzhledem k proudu pole. V důsledku toho,

Na základě výše odvozené rovnice lze proud pole získat sečtením výsledného proudu a proudu reakce statoru.