Diagrama de fasors del generador síncron

Diagrama de fasors definit

Un diagrama de fasors és una representació gràfica de les relacions de fase entre diferents magnituds elèctriques en un circuit CA, específicament utilitzat aquí per a generadors síncrons.

Conceptes bàsics del dibuix

Ef que denota la tensió d'excitació

Vt que denota la tensió terminal

Ia que denota la corrent d'armadura

θ que denota l'angle de fase entre Vt i Ia

ᴪ que denota l'angle entre Ef i Ia

δ que denota l'angle entre Ef i Vt

ra que denota la resistència per fase de l'armadura

 Relacions de fasor

Al diagrama, el fasor de la tensió d'excitació (Ef) sempre va davant de la tensió terminal (Vt), essencial per entendre el funcionament dels generadors.

Condicions operatives

Els diagrames de fasor varien amb les condicions operatives—factor de potència retardat, unitari i avançat—cada un afectant les relacions de tensió i corrent de manera diferent.

 Diagrama de fasor del motor síncron

Comprendre el diagrama de fasor dels motors síncrons ajuda a preveure i gestionar el comportament elèctric sota diferents càrregues de factor de potència.

Exemple

Funcionament de generació amb factor de potència retardat

Podem derivar l'expressió per a Ef prenent primer la component de Vt en la direcció de Ia. La component de Vt en la direcció de Ia és VtcosΘ, per tant, la caiguda total de tensió és al llarg de Ia.

 De manera similar, podem calcular la caiguda de tensió en la direcció perpendicular a Ia. La caiguda total de tensió perpendicular a Ia és . Amb l'ajuda del triangle BOD en el primer diagrama de fasor, podem escriure l'expressió per a E

 Funcionament de generació amb factor de potència unitari

 Aquí també podem derivar l'expressió per a Ef prenent primer la component de Vt en la direcció de Ia. Però en aquest cas, el valor de theta és zero i, per tant, tenim ᴪ = δ.

Amb l'ajuda del triangle BOD en el segon diagrama de fasor, podem escriure directament l'expressió per a Ef com

Funcionament de generació amb factor de potència avançat.

 La component en la direcció de Ia és VtcosΘ. Com que la direcció de Ia és la mateixa que la de Vt, la caiguda total de tensió és .

De manera similar, podem escriure l'expressió per a la caiguda de tensió en la direcció perpendicular a Ia. La caiguda total de tensió resulta ser . Amb l'ajuda del triangle BOD en el primer diagrama de fasor, podem escriure l'expressió per a E