Nulla teljesítménytényező jellemző (ZPFC)

A generátor Nulla Teljesítményfaktor Jellemzője (ZPFC) egy görbe, ami az armatúr végponti feszültség és a mágneses mező áram közötti kapcsolatot szemlélteti. Ez a teszt során a generátort szinkron sebességgel, konstans, előírt armatúr árammal és nullával egyenlő hátralévő teljesítményfaktorral futtatják. A Nulla Teljesítményfaktor Jellemzőt gyakran Potier Jellemzőnek is nevezik.

Az alacsony teljesítményfaktor fenntartásához a váltóáramgenerátort reaktorokkal vagy alulbuzdosított szinkron motorral terhelik. A ZPFC görbének alakja nagyon hasonló az Nyitott Kör Jellemző (O.C.C.) görbének alakjához.

A nulla teljesítményfaktor hátralévő esetéhez tartozó fázordiagram a következőképpen jelenik meg:

A fent látható fázordiagramban a V terminál feszültség a referencia fázor. Nulla teljesítményfaktor hátralévő esetén az armatúr áram Ia pontosan 90 fokkal marad a terminál feszültség V mögött. Az Ia Ra feszültségcsökkenés (ahol Ra az armatúr ellenállása) párhuzamosan rajzolódik az armatúr áram Ia-val, míg az Ia XaL (ahol XaL az armatúr lejtő induktív ellenállása) merőlegesen rajzolódik Ia-ra.

Eg a fázisra jutó generált feszültség.

A fázordiagram a nulla teljesítményfaktor hátralévő esetén, amikor az armatúr ellenállást Ra elhanyagoljuk, a következőképpen néz ki:

Far az armatúrreakció mágneses erőmérlegét (MMF) jelöli. Ugyanolyan fázisszögben van, mint az armatúr áram Ia, tehát egyszerre változnak.

Ff jelöli a fő mágneses mező tekercsének MMF-jét, amit gyakran mező MMF-nak is hívnak. Ez a generátor mágneses mező tekercsével generált mágneses meghajtóerő. Fr a határérték MMF-ét jelöli, ami a gép mágneses körzetében az armatúrreakció MMF-jének és a mező MMF-jének kombinált hatását adja.

A mező MMF Ff-t úgy számolják, hogy az armatúrreakció MMF Far-t kivonják a határérték MMF Fr-ből. Matematikailag ezt a kapcsolatot a következő képlettel fejezik ki

Ahogyan a fenti fázordiagramból látható, a terminál feszültség V, a reaktanciós feszültségcsökkenés Ia XaL, és a generált feszültség Eg ugyanolyan fázisszögben áll. Így a terminál feszültség V közelítőleg egyenlő a generált feszültség Eg és a reaktanciós feszültségcsökkenés Ia XaL aritmetikai különbségével.

A három MMF fázor, Ff, Fr és Far, ugyanolyan fázisszögben áll. Szomszédosuk méretei a következő egyenlettel kapcsolódnak össze:

A fenti két egyenlet, azaz az (1) és (2) egyenlet, az alapvető építőkövei a Potier háromszögnek. Ha az (2) egyenlet mindkét oldalát osztjuk a Tf-vel - ahol Tf a rotori mező pólushoz tartozó hatásos tekercsfordulatszáma - akkor az egyenletet a mező árammal kifejezhető formájára lehet átalakítani. Így,

A fenti egyenlet alapján a mező áramot a határérték áram és az armatúrreakció áram összegeként lehet meghatározni.