异步化超高压同步发电机的定子绕组采用交联聚乙烯电缆,利用异步化发电技术,取消了升压变压器,可以直接并网运行。通过对其有功、无功及转速单独调节,可实现变速恒频发电。传统同步发电机失磁故障会导致电机局部过热、系统元件过电流、甚至会使电力系统发生崩溃现象,严重威胁大型发电机组的安全稳定运行。异步化超高压同步发电机是控制性能优异的新型发电机,电机运行过程中转子绕组端部或变流器及相应线路经常出现短路故障,这样很容易造成电机失磁,失磁后对电机运行特性影响较大,因此需要对异步化超高压同步发电机失磁故障进行研究。本文首先根据电机学的基本原理,建立异步化超高压同步发电机及失磁故障的数学模型,对异步化超高压同步发电机的两相短路失磁和三相短路失磁故障进行理论分析,并分析其失磁后进入异步运行的过渡过程中发电机电气量的变化规律。然后建立异步化超高压同步发电机的场模型及该电机失磁故障系统仿真模型,考虑异步化超高压同步发电机失磁故障后铁心饱和、齿槽效应和铁心涡流的影响,运用场路耦合的有限元方法对异步化超高压同步发电机在转差率为0和-0.2的工况下,进行两相短路失磁和三相短路失磁故障分析,得出失磁故障前后定子电流的变化规律和该电机内部的磁力线分布、磁通密度分布、气隙径向磁密分布及磁场的谐波含量。