变桨距、大容量是风力发电机组的发展趋势。电动变桨系统不存在液压变桨系统的漏油问题,且即使一个桨叶驱动失效,也可以将另外两个桨叶驱动到顺桨位置,安全性高。因此,现在的风力发电机组大都采用电动变桨系统。电动变桨系统由变桨控制器、伺服驱动器和备用电源三部分组成,可根据风机主控制器指令对桨距角进行调节。电动变桨的执行机构采用永磁同步电机对每个桨叶进行单独控制,其结构紧凑、可靠、可独立变桨。对永磁同步电机的数学模型进行了研究,分析了矢量控制的方法及实现方式。分析研究了永磁同步电机无传感的转速和位置估计方法及其适用条件和优缺点。电机转子的初始位置估计选择了基于饱和电感效应的方法;结合采用的SVPWM,选择了短路时测量三相电流的方法估计转速和位置信息。研究了永磁同步电机驱动器的控制策略,选择了直轴电流为零和弱磁控制的混合控制方式。为了提高电机的速度响应,采用速度和电流双环控制策略;为避免在变桨的过程中增加桨叶的震荡,通过在速度和电流调节器中增加微分负反馈环节,使得启动和制动过程无超调;在基速以上运行,永磁同步电机需要控制直轴电流去磁,采用弱磁控制。对控制策略进行了仿真研究。运用空气动力学分析了风力发电机变桨过程中所需要的力矩,由此确定了永磁同步电机的参数;基于实时仿真软件Psim建立了永磁同步电机驱动器的模型,研究验证了所提出的控制策略性能。