无刷双馈电机是一种新型电机,该电机不仅具有笼型转子异步电机的简单结构,而且具有绕线式转子异步电机和同步电机的优良特性:既可同步运行又可异步运行,既可作为交流调速电机,又可作为变速恒频发电机,并可以实现无刷化.无刷双馈电机调速系统可以用较小容量的逆变器对较大功率的电机进行调速,是一种很有希望的中压节能调速方案,同时适用于风力发电、变落差水力发电、潮汐发电等可再生能源的开发、利用,因此,无刷双馈电机的应用越来越受瞩目,对其进行深入的研究具有十分重要的意义.该文以笼型转子无刷双馈电机及其调速系统作为研究对象,结合国内外的有关文献,首先介绍了无刷双馈电机产生的背景条件、发展的历史和现状、研究意义和应用前景,接着介绍了无刷双馈电机的定转子结构、工作原理、运行方式和功率分配等情况.该文就无刷双馈电机目前比较常用的定转子线圈变量表示的通用模型、转子坐标下的双轴模型以及混合坐标模型进行比较分析,尤其是对转子坐标下的双轴模型进行了深入研究,并利用MATLAB/Simulink软件建立了无刷双馈电机调速系统仿真模型,对无刷双馈电机的单馈、同步和双馈三种运行方式进行了仿真研究.在此基础上,该文通过坐标变换,把逆变器电路和无刷双馈电机方程在MATLAB/Simulink下结合成为一个整体进行仿真,从而为进一步研究逆变器的谐波对电机产生的影响以及寻找解决办法带来了方便.同时,还研究了软起动对电机起动性能的改善作用.在开环的情况下,无刷双馈电机调速系统的静态和动态性能无法满足运行要求.到目前为止,国内外已有不少专家学者对无刷双馈电机的各种闭环控制方法进行了较为深入的研究,如标量控制、磁场定向控制、直接转矩控制、模型参数自适应控制等.该文在分析了无刷双馈电机的开环特性的基础上,对专家自适应PID控制进行研究,提出了无刷双馈电机的专家自适应PID控制,并在起动和动态情况下进行仿真实验.结果表明,与开环状态相比,该控制器大大提高了无刷双馈电机调速系统的静态和动态性能,使得电机在转速或者负载发生改变时的超调量减小,且转速更快重新趋于稳定,是一种控制思想简单、硬件实现方便的闭环控制调节方案.