Nulvermogensfactor Kenmerk (ZPFC)

De karakteristiek bij nul vermogensfactor (ZPFC) van een generator stelt een kromme voor die het verband tussen de spanning aan de armatuurterminals en de veldstroom illustreert. Bij deze test draait de generator op synchrone snelheid met een constante nominale armatuurstroom en een nul inductieve vermogensfactor. De karakteristiek bij nul vermogensfactor wordt ook wel de Potier-karakteristiek genoemd.

Om een zeer lage vermogensfactor te handhaven, wordt de wisselgenerator belast met reactors of een ondergespannen synchrone motor. De vorm van de ZPFC lijkt sterk op die van de Open Circuit Characteristic (O.C.C.).

Het fasor-diagram dat overeenkomt met een nul inductieve vermogensfactor is als volgt weergegeven:

In het hierboven afgebeelde fasor-diagram dient de terminalspanning V als referentiefasor. Onder de omstandigheid van nul inductieve vermogensfactor loopt de armatuurstroom Ia precies 90 graden achter op de terminalspanning V. Het spanningsval Ia Ra (waarbij Ra de armatuurweerstand is) wordt parallel aan de armatuurstroom Ia getekend, terwijl Ia XaL (met XaL als de lekreactantie van de armatuur) loodrecht op Ia wordt geplot.

Eg is de gegenereerde spanning per fase.

Het fasor-diagram bij nul inductieve vermogensfactor met de armatuurweerstand Ra genegeerd, wordt hieronder weergegeven:

Far staat voor de armatuurreactiemagneetkracht (MMF). Deze is in fase met de armatuurstroom Ia, wat betekent dat hun faserelatie zodanig is dat ze gelijktijdig variëren.

Ff geeft de MMF van de hoofdveldwikkeling aan, meestal bekend als de veld-MMF. Dit is de magnetische aandrijvende kracht die wordt gegenereerd door de veldwikkeling van de generator. Fr staat voor de resulterende MMF, wat het gecombineerde effect is van de armatuurreactie MMF en de veld MMF in het magnetische circuit van de machine.

De veld MMF Ff wordt berekend door de armatuurreactie MMF Far van de resulterende MMF Fr af te trekken. Wiskundig wordt dit verband uitgedrukt als

Zoals uit het hierboven genoemde fasor-diagram blijkt, hebben de terminalspanning V, het reactantiespanningsval Ia XaL, en de gegenereerde spanning Eg allemaal dezelfde fase. Daarom is de terminalspanning V ongeveer gelijk aan het rekenkundig verschil tussen de gegenereerde spanning Eg en het reactantiespanningsval Ia XaL.

De drie MMF fasoren Ff, Fr en Far zijn in fase. Hun magnitudes staan in verband door de vergelijking die hieronder wordt weergegeven:

De twee hierboven genoemde vergelijkingen, namelijk vergelijking (1) en vergelijking (2), vormen de fundamentele bouwstenen voor de Potier-driehoek. Wanneer beide zijden van vergelijking (2) worden gedeeld door Tf - waarbij Tf het effectieve aantal windingen per pool op het rotorveld vertegenwoordigt - kan de vergelijking worden omgezet in zijn equivalente vorm in termen van veldstroom. Hierdoor,

Op basis van de hierboven afgeleide vergelijking kan de veldstroom worden verkregen door de resulterende stroom en de armatuurreactiestroom op te tellen.