26、微电网风力发电系统中的电机性能与类型解析

微电网风力发电系统中的电机性能与类型解析

1. 感应电机动态性能分析

1.1 动态建模基础

在分析感应电机时，之前我们关注的是其稳态情况。而进行动态分析时，需要用一组微分方程对电机进行建模。定子绕组有三个呈正弦分布且相互耦合的绕组，用自感和互感表示这些耦合绕组时，会得到一组三个时变微分方程。同样，转子绕组也能得到三个时变微分方程。电磁转矩可以用一个非线性代数方程表示，转子的动态特性则可以用一个描述电机转速的微分方程来体现。所以，感应电机的动态性能可以用七个微分方程和一个代数方程来表达。不过，感应电机的动态建模是一个较为高深的概念，需要额外的课程学习。

1.2 启动情况分析

• 定子电流 ：图展示了感应电机空载启动时的定子电流情况。启动时，定子电流会经历多个周期的暂态振荡，之后才达到稳态电流。由于电机空载运行，稳态电流用于使电机磁化，最终以热量形式损耗。
• 轴速变化 ：图呈现了电机从静止启动到空载速度的过程，空载速度略低于同步速度。
• 转矩振荡 ：图展示了电机的暂态振荡情况。从图中可以看出，电机经过 0.4 秒的振荡后达到最大转矩，感应电机的正常运行区域在最大速度以下。由于是空载模拟，电机产生的转矩足以支持其电阻和旋转损耗。

1.3 微电网示例分析

考虑一个微电网，包含特定参数的变压器和感应电机。变压器额定为 440V/11kV，电抗为 0.16Ω，电阻为 0.02Ω，额定容量 60kVA；感应电机额定为 440V，60Hz，三相，