Característica de Factor de Potencia Cero (ZPFC)
La Característica de Factor de Potencia Cero (ZPFC) de un generador representa una curva que ilustra la relación entre el voltaje en los terminales del armadura y la corriente de campo. En esta prueba, el generador opera a velocidad síncrona con una corriente de armadura nominal constante y un factor de potencia reactiva cero. La Característica de Factor de Potencia Cero también se conoce como la Característica de Potier.
Para mantener un factor de potencia muy bajo, el alternador se carga utilizando reactancias o un motor síncrono subexcitado. La forma de la ZPFC se asemeja estrechamente a la Característica de Circuito Abierto (O.C.C.).
El diagrama fasorial correspondiente a una condición de factor de potencia cero reactiva se presenta a continuación:
En el diagrama fasorial representado arriba, el voltaje en los terminales V sirve como el fasor de referencia. Bajo la condición de factor de potencia cero reactiva, la corriente de armadura Ia se retrasa exactamente 90 grados respecto al voltaje en los terminales V. El caída de voltaje Ia Ra (donde Ra es la resistencia de armadura) se dibuja paralela a la corriente de armadura Ia, mientras que Ia XaL (con XaL siendo la reactancia de fuga de armadura) se traza perpendicular a Ia.
Eg es el voltaje generado por fase.
El diagrama fasorial en ZPF reactiva con la resistencia de armadura Ra despreciada se muestra a continuación:
Far representa la fuerza electromotriz (FEM) de reacción del armadura. Está en fase con la corriente de armadura Ia, lo que significa que su relación de fase es tal que varían simultáneamente.
Ff denota la FEM del devanado de campo principal, comúnmente referido como la FEM de campo. Esta es la fuerza magnética impulsora generada por el devanado de campo del generador. Fr representa la FEM resultante, que es el efecto combinado de la FEM de reacción del armadura y la FEM de campo dentro del circuito magnético de la máquina.
La FEM de campo Ff se calcula restando la FEM de reacción del armadura Far de la FEM resultante Fr. Matemáticamente, esta relación se expresa como
Como se puede observar en el diagrama fasorial mencionado, el voltaje en los terminales V, la caída de tensión por reactancia Ia XaL, y el voltaje generado Eg todos exhiben la misma fase. Consecuentemente, el voltaje en los terminales V es aproximadamente igual a la diferencia aritmética entre el voltaje generado Eg y la caída de tensión por reactancia Ia XaL.
Los tres fasores de FEM, Ff, Fr y Far, están en fase. Sus magnitudes están relacionadas por la ecuación mostrada a continuación:
Las dos ecuaciones mencionadas anteriormente, es decir, la ecuación (1) y la ecuación (2), sirven como los bloques fundamentales para el triángulo de Potier. Cuando ambos lados de la ecuación (2) se dividen por Tf - donde Tf representa el número efectivo de vueltas por polo en el campo del rotor - la ecuación puede transformarse en su forma equivalente en términos de corriente de campo. Como resultado,
Basándose en la ecuación derivada anteriormente, la corriente de campo puede obtenerse sumando la corriente resultante y la corriente de reacción del armadura.
