Característica de Factor Cero de Potencia (ZPFC)

A Característica de Factor Cero de Potencia (ZPFC) dun xerador representa unha curva que ilustra a relación entre a tensión no terminal da armadura e a corrente do campo. Neste ensaio, o xerador funciona á velocidade síncrona cunha corrente de armadura nominal constante e un factor de potencia nulo atrasado. A Característica de Factor Cero de Potencia tamén é coñecida como a Característica de Potier.

Para manter un factor de potencia moi baixo, o alternador está cargado usando reactores ou un motor síncrono subexcitado. A forma da ZPFC asímilase moito á da Característica en Circuito Aberto (O.C.C.).

O diagrama fasorial correspondente a unha condición de factor de potencia nulo atrasado preséntase a continuación:

No diagrama fasorial representado arriba, a tensión no terminal V serve como o fasor de referencia. Ba condición de factor de potencia nulo atrasado, a corrente da armadura Ia retárdase respecto á tensión no terminal V exactamente 90 graos. A caída de tensión Ia Ra (onde Ra é a resistencia da armadura) trázase paralela á corrente da armadura Ia, mentres que Ia XaL (con XaL sendo a reactivancia de fuga da armadura) trázase perpendicular a Ia.

Eg é a tensión xerada por fase.

O diagrama fasorial a ZPF atrasado cunha resistencia da armadura Ra despresada móstrase a continuación:

Far representa a forza electromotriz (FEM) da reacción da armadura. Está en fase coa corrente da armadura Ia, significando que a súa relación de fase é tal que varián simultaneamente.

Ff denota a FEM do devanado principal do campo, comúnmente coñecida como a FEM do campo. Esta é a forza magnética xerada polo devanado do campo do xerador. Fr representa a FEM resultante, que é o efecto combinado da FEM da reacción da armadura e a FEM do campo dentro do circuito magnético da máquina.

A FEM do campo Ff calculase restar a FEM da reacción da armadura Far da FEM resultante Fr. Matematicamente, esta relación expresa como

Como se pode observar no diagrama fasorial mencionado, a tensión no terminal V, a caída de tensión por reactivancia Ia XaL, e a tensión xerada Eg todos exhiben a mesma fase. En consecuencia, a tensión no terminal V é aproximadamente igual á diferenza aritmética entre a tensión xerada Eg e a caída de tensión por reactivancia Ia XaL.

Os tres fasores de FEM Ff, Fr e Far están en fase. As súas magnitudes relacionanse pola ecuación mostrada abaixo:

As dúas ecuacións mencionadas arriba, nomeadamente a ecuación (1) e a ecuación (2), sirven como os bloques fundamentais para o triángulo de Potier. Cando ambos os lados da ecuación (2) divídense por Tf - onde Tf representa o número efectivo de espiras por polo no campo do rotor - a ecuación pode transformarse na súa forma equivalente en termos de corrente do campo. Como resultado,

Baseándose na ecuación derivada arriba, a corrente do campo pódese obter sumando a corrente resultante e a corrente de reacción da armadura.