5、风力发电系统中异步发电机的运行与控制原理

风力发电系统中异步发电机的运行与控制原理

1. 异步发电机稳态等效电路的推导

1.1 推导步骤

异步发电机稳态等效电路的推导可通过以下三个主要步骤完成：
1. 在稳态模式下，已知 (p = \frac{d}{dt}=0)，这意味着方程 (2.16) 和 (2.17) 中的任何与 (p) 相关的部分都将为零。
2. 向量与稳态量之间的关系可通过将向量量除以 (\sqrt{2}) 得到。由于向量具有大小和角度，其等效稳态值具有实部 (Re) 和虚部 (Im) 值（例如 (V = V_{re}+jV_{im}) 和 (I = I_{re}+jI_{im})）。
3. 将方程 (2.9) 和 (2.10) 中的磁链 (\varphi) 转换为各自的稳态漏抗值 (X)，其中 (X = \omega_s\varphi)。具体公式如下：
- (X_s = \omega_s\varphi_s = \omega_s (L_{ls}I_s + L_mI_m)= I_sX_{ls} + I_mX_m) (2.18)
- (X_r = \omega_s\varphi_r = \omega_s (L_{lr}I_r + L_mI_m)= I_rX_{lr} + I_mX_m) (2.19)

1.2 电流方向与电压方程重写

在风力发电系统中，转子电流从转子流出，因此图 2.24 中转子电流的方向将反转，此时定子电流将等于 (I_r + I_m)。根据上述步骤，可重写电压方程 (2.16) 和 (2.17) 如下：
- (V_s = R_sI_s + jI_sX_{ls} + jI_mX_m) (2.20)
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