伴随着国家“十三五”计划的提出,以及提倡能源高效率利用的时代背景下,变速恒频技术得到了充足的发展。其中无刷双馈电机由于能够变速恒频运行,以及所需变频器容量小等诸多特点在风能、水电应用场合得到普遍应用。无刷双馈电机转子结构上取消了电刷和滑环,而且同时具有同步电机和异步电机的优良特性,极大地提高了电机运行的可靠性,减少了后期的维护成本。两套定子绕组的结构设计使得低压绕组控制高压绕组得以实现,在高压变频调速领域具有非常广泛的前景。本文基于此背景展开对无刷双馈电动机控制系统的研究。本文首先介绍了无刷双馈电机运行的基本原理,并分析了该电机内部功率分配关系,以及作为电动机和发电机情况下内部能量流向,推导了无刷双馈电机在不同坐标系下的数学模型。文中从无刷双馈电机内部能量转换的角度得出电机电磁转矩方程,分析了无刷双馈电机的功角特性,并依此提出控制绕组电压相位角控制策略,该控制系统硬件电路简单,对电机本体参数依赖较小,但动态性能无法满足要求较高的工业场合,为此提出基于功率绕组磁场定向矢量控制策略。结合传统磁链观测方法,设计出一种自适应补偿磁链观测器,并进行了理论分析。在Simulink仿真环境下对上述控制策略进行建模和仿真,验证控制策略的有效与可行性。完成了无刷双馈电机控制系统的硬件电路的设计和主要元器件选型,最后基于30kW绕线式无刷双馈电机搭建实验平台,完成了开环调速和闭环调速实验,进一步验证了矢量控制策略的有效性。