Diagrama de fasores do xerador síncrono

Diagrama de fasores definido

Un diagrama de fasores é unha representación gráfica das relacións de fase entre diferentes cantidades eléctricas nun circuito AC, especificamente usado aquí para xeradores síncronos.

Bases do debuxo

Ef que denota o voltaxe de excitación

Vt que denota o voltaxe terminal

Ia que denota a corrente da armadura

θ que denota o ángulo de fase entre Vt e Ia

ᴪ que denota o ángulo entre Ef e Ia

δ que denota o ángulo entre Ef e Vt

ra que denota a resistencia por fase da armadura

 Relacións de fasores

No diagrama, o fasor para o voltaxe de excitación (Ef) está sempre adiante do voltaxe terminal (Vt), crucial para entender as operacións do xerador.

Condicións operativas

Os diagramas de fasores varían con as condicións operativas—factor de potencia atrasado, unidade e avanzado—cada un afectando as relacións de voltaxe e corrente de forma diferente.

 Diagrama de fasores do motor síncrono

Comprender o diagrama de fasores dos motores síncronos axuda a prever e xestionar o comportamento eléctrico baixo diferentes cargas de factor de potencia.

Exemplo

Operación de xeración con factor de potencia atrasado

Podemos derivar a expresión para Ef primeiro tomando o compoñente de Vt na dirección de Ia. O compoñente de Vt na dirección de Ia é VtcosΘ, polo que a caída total de voltaxe é ao longo de I

 De xeito semellante, podemos calcular a caída de voltaxe na dirección perpendicular a Ia. A caída total de voltaxe perpendicular a Ia é . Con a axuda do triángulo BOD no primeiro diagrama de fasores, podemos escribir a expresión para E

 Operación de xeración con factor de potencia unitario

 Aqui tamén podemos derivar a expresión para o E

f primeiro tomando o compoñente de Vt na dirección de Ia. Pero neste caso, o valor de theta é cero e, polo tanto, temos ᴪ = δ. 

Con a axuda do triángulo BOD no segundo diagrama de fasores, podemos escribir directamente a expresión para Ef como

Operación de xeración con factor de potencia avanzado.

 O compoñente na dirección de Ia é VtcosΘ. Como a dirección de Ia é a mesma que a de Vt, a caída total de voltaxe é .

De xeito semellante, podemos escribir a expresión para a caída de voltaxe na dirección perpendicular a Ia. A caída total de voltaxe resulta ser . Con a axuda do triángulo BOD no primeiro diagrama de fasores, podemos escribir a expresión para E