异步化超高压同步发电机是结合了异步化同步发电机和超高压发电机的新型发电机,同时具有异步化同步发电机和超高压发电机的优点。该电机不但可以省略变压器与电网直接相连,还可以对有功功率、无功功率及转速进行独立调节。因此,本课题对异步化超高压同步发电机及其励磁系统进行了研究与设计。首先,本课题结合异步化同步发电机和超高压发电机的特点,从额定数据、定子铁心与绕组、转子铁心与绕组几个部分对异步化超高压同步发电机本体进行设计与分析。并对该电机的磁路和参数以及工作性能进行了计算分析。其次,运用有限元法对异步化超高压同步发电机进行电磁分析。验证发电机运行在转差率s=-0.04、s=0、s=0.08时发电机内部的磁通密度和磁力线分布,对s=0.08的情况下的气隙磁密进行谐波分析。通过仿真软件对异步化超高压同步电机进行开环场路耦合仿真,得出转子励磁电流的频率应与转差率相匹配。最后,建立异步化超高压同步电机的数学模型,并且为了实现各种运行状态下有功功率、无功功率和转速的独立调节,建立异步化超高压同步发电机有功和无功的解耦模型,从而建立其励磁控制系统数学模型。运用仿真平台,搭建异步化超高压同步发电机系统的仿真模型,验证数学模型的正确性,实现异步化超高压同步发电机有功功率、无功功率和转速的独立调节。