世界上第一臺(tái)現(xiàn)代化的風(fēng)力發(fā)電機(jī)問世一百年來，隨著能源形勢的變化和人們對各種能源發(fā)電方式優(yōu)缺點(diǎn)的認(rèn)識(shí)與重視程度的變化、以及當(dāng)時(shí)的技術(shù)條件的限制，風(fēng)力發(fā)電事業(yè)的發(fā)展時(shí)快時(shí)慢，總的趨勢是不斷前進(jìn)的。目前國外200kW以下的風(fēng)力機(jī)組已取得了數(shù)年成功運(yùn)行的經(jīng)驗(yàn)。歐美等國政府資助的風(fēng)電研究項(xiàng)目正在規(guī)劃單機(jī)容量兆瓦級的大風(fēng)力田和常規(guī)電網(wǎng)并聯(lián)。展現(xiàn)出風(fēng)力發(fā)電的美好前景。已經(jīng)、生產(chǎn)的百千瓦和兆瓦級的風(fēng)力機(jī)組，一般采用同步發(fā)電機(jī)，因?yàn)橥桨l(fā)電機(jī)有一系列的優(yōu)點(diǎn)。我們知道，異步機(jī)也可用來發(fā)電，它比同步機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、堅(jiān)固，容易維護(hù)，造價(jià)低，用作幾千瓦乃至數(shù)十千瓦的風(fēng)力發(fā)電機(jī)，很有吸引力。近幾年國外加強(qiáng)了風(fēng)力異步發(fā)電機(jī)運(yùn)行方式的研究，概括起來有以下幾種：            
    1．對風(fēng)力機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行優(yōu)化控制，以獲得盡可能多的風(fēng)能。機(jī)端調(diào)壓后整流、逆變，得到恒壓1亙頻的交流電，再并網(wǎng)或直接供電。       
    2．中、小型異步風(fēng)力機(jī)組的槳葉不加任何機(jī)械控制，變頻變壓發(fā)電。這種電能可按低電價(jià)供給熱負(fù)荷用，取出一部份功率經(jīng)穩(wěn)壓，整流、逆變，按高電價(jià)供電。            
    3．小型異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)和柴油同步發(fā)電機(jī)或同步補(bǔ)償機(jī)并聯(lián)供電。
    4．小型風(fēng)力發(fā)電機(jī)單機(jī)運(yùn)行，機(jī)端有激磁電容器，一般還有儲(chǔ)能設(shè)備。               
    以上幾種方案中，都必需供給異步電機(jī)落后的無功功率，具體方法不同，規(guī)律是一樣的。這是異步發(fā)電機(jī)的一個(gè)主要缺點(diǎn)，也是防礙它使用、推廣的重要原因。這個(gè)無功功率又稱激磁功率。隨著轉(zhuǎn)速、輸出功率的變化、激磁功率也要作相應(yīng)調(diào)節(jié)，才能維持機(jī)端電壓。否則，機(jī)端電壓會(huì)大幅度下降，甚至失去電壓。               
    本文以第四種情況為例，在異步電機(jī)等值電路的基礎(chǔ)上分析諸量之間的關(guān)系，并用牛頓一拉夫遜法計(jì)算出它們的數(shù)值，為機(jī)端電壓控制提供依據(jù)。我們在電機(jī)實(shí)驗(yàn)室中用一臺(tái)并激直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)一臺(tái)5HP的異步機(jī)作了空載、負(fù)載實(shí)驗(yàn)，對比了計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果。另外，對該異步發(fā)電機(jī)穩(wěn)壓措施作了初步的研究和實(shí)驗(yàn)。            
    二、理論分析與計(jì)算               
    異步機(jī)發(fā)電要具備兩個(gè)基本條件，一是適量的剩磁，二是提供激磁無功功率。前者一般異步機(jī)都具備，萬一失磁，可用蓄電池充磁等辦法重新得到剩磁。第二個(gè)條件相對復(fù)雜一些。異步機(jī)并網(wǎng)發(fā)電，可從電網(wǎng)取得無功功率。若單機(jī)運(yùn)行，只能由機(jī)端并聯(lián)電容器提供落后的無功功率。根據(jù)異步機(jī)空載曲線可知，建立穩(wěn)定機(jī)端電壓的臨界電容值(圖1)