本文根据异步发电机定、转子边的电势平衡关系列写电压方程式,然后把方程式折算到基值频率,得到进行性能分析的数学模型—等值电路。为稳态分析时计算方便,本文采用了一种简单实用的直接迭代计算方法,通过降低方程的次数,使之针对2次方程而不是传统方法中5次以上方程进行处理,迭代过程中只需进行简单的计算,收敛速度快,且具有很好的通用性。计算结果与实验结果相互吻合说明了分析方法的正确性。 针对自励异步发电机自身存在的带负载能力差的缺点,分别采用了电容长、短并励和电容并联补偿的方法来稳定端电压,以提高带负载能力。通过计算不同并励补偿电容值下异步发电机分别接电阻性负载和阻抗性负载时的电压调整率,说明电容并励接法能改善自励异步发电机的外特性并提高其带负载的能力,由此强调了选择合适补偿电容值的重要性;通过比较带电阻性负载和阻抗性负载时投入不同数值并联补偿电容后的外特性,说明并联补偿电容能够提高异步发电机的带负载能力。计算结果还表明并联补偿电容投入时机不同会影响异步发电机输出端的电压调整率。 异步发电机机端电压的建立是其稳定运行的基础,建压电容值的确定则为电压建立之关键。为使异步发电机建立数值给定的空载电压,本文采用了通过优化求取建压电容的方法。用Hooke-Jeeves提出的模式搜索法来求解有约束优化问题,从而克服了传统的Newton-Raphson法稳定性差与难于处理有约束条件之弱点。