Diagramma fasore del generatore sincrono

Diagramma fasore definito

Un diagramma fasore è una rappresentazione grafica delle relazioni di fase tra diverse grandezze elettriche in un circuito AC, specificamente utilizzato qui per generatori sincroni.

Nozioni di base del disegno

Ef che indica la tensione di eccitazione

Vt che indica la tensione terminale

Ia che indica la corrente dell'armatura

θ che indica l'angolo di fase tra Vt e Ia

ᴪ che indica l'angolo tra Ef e Ia

δ che indica l'angolo tra Ef e Vt

ra che indica la resistenza per fase dell'armatura

 Relazioni fasoriali

Nel diagramma, il fasore per la tensione di eccitazione (Ef) è sempre in anticipo rispetto alla tensione terminale (Vt), fondamentale per comprendere le operazioni del generatore.

Condizioni operative

I diagrammi fasoriali variano con le condizioni operative—fattori di potenza induttivo, unitario e capacitivo—ciascuno influisce diversamente sulle relazioni tra tensione e corrente.

 Diagramma fasore del motore sincrono

Comprendere il diagramma fasore dei motori sincroni aiuta a prevedere e gestire il comportamento elettrico sotto differenti carichi di fattore di potenza.

Esempio

Operazione di generazione con fattore di potenza induttivo

Possiamo derivare l'espressione per Ef prendendo prima la componente di Vt nella direzione di Ia. La componente di Vt nella direzione di Ia è VtcosΘ, quindi la caduta totale di tensione è lungo I

 Similmente possiamo calcolare la caduta di tensione nella direzione perpendicolare a Ia. La caduta totale di tensione perpendicolare a Ia è . Con l'aiuto del triangolo BOD nel primo diagramma fasore possiamo scrivere l'espressione per E

 Operazione di generazione con fattore di potenza unitario

 Anche qui possiamo derivare l'espressione per E

f prendendo prima la componente di Vt nella direzione di Ia. Ma in questo caso il valore di theta è zero e quindi abbiamo ᴪ = δ. 

Con l'aiuto del triangolo BOD nel secondo diagramma fasore possiamo scrivere direttamente l'espressione per Ef come

Operazione di generazione con fattore di potenza capacitivo.

 La componente nella direzione di Ia è VtcosΘ. Poiché la direzione di Ia è la stessa di quella di Vt, la caduta totale di tensione è .

Similmente possiamo scrivere l'espressione per la caduta di tensione nella direzione perpendicolare a Ia. La caduta totale di tensione risulta essere . Con l'aiuto del triangolo BOD nel primo diagramma fasore possiamo scrivere l'espressione per E