2.6.2 控制绕组电流分析

当BDFIG独立发电系统空载运行时，几乎为0。由式（2-96），CW的空载励磁电流可表示为

空载励磁电流的幅值可表达为

根据式（2-109），如果的幅值不变，那么当转速变化时，保持恒定。

一般地，从式（2-96）可知，当发电系统带负载时CW电流可以表示为

如果忽略PW电阻R₁，那么CW电流可以被进一步被简化为

式中，。

假设PW的功率因数为cosφ₁，那么由式（2-111）可以得到如图2.11所示的相量图。

在图2.11中，利用余弦定理可以求得CW电流的幅值为

考虑以及P_out=P₁+P₂，由式（2-7）和式（2-106）可得

由于

再结合式（2-113），PW电流幅值可以表示为

如果负载功率因数为cosφ_L，负载阻抗为Z_L，那么BDFIG独立发电系统输出的有功功率可表示为

将式（2-116）代入式（2-115），则可表示如下：

式中，。

根据式（2-112）和式（2-117）可知，负载条件下的CW电流幅值可由下式计算：

图2.12显示了BDFIG独立发电系统在带阻性负载时，在不同的转速和PW线电压下的CW电流有效值，此处所使用的BDFIG见附录A实验平台1。图2.12中的计算结果是通过式（2-109）和（2-118）获得的，实验结果与计算结果基本吻合。从图2.12可以看出，空负载时，CW电流有效值在不同转速下几乎是恒定的，这符合之前的分析结果。带负载时，CW电流有效值在整个速度范围内将随着转速的增加而减小。事实上，当独立发电系统带6组负载、PW线电压为400V、且电机的转速达到600r/min的时候，CW电流有效值会超过40A（即CW的最大电流有效值）。但是，在相同的条件下，电机的转速达到1500r/min时，CW电流有效值只有22A。

通过对BDFIG独立发电系统的功率流和CW电流的分析可以得出，BDFIG独立发电系统在超同步速下具有更强的发电能力。因此，针对具体的独立发电系统对BDFIG进行选型时，应尽量选择自然同步转速低于原动机转速范围的BDFIG。