随着人类社会的发展和科技的进步，能源在社会、经济发展及人民生活质量的提高方面的作用和地位越来越突出。中国人口众多，能源资源相对匮乏。从能源长远发展战略来看，人类必须寻找一条发展清洁能源的道路。风能是太阳能的一种转换形式，是取之不尽、用之不竭的，在其转换为电能的过程中，不产生任何有害气体和废料，不污染环境，具有就地取材不需要运输等特点，因此受到世界各国政府的广泛重视，我国亦开始大力开发风能资源。 正是基于上述两个出发点，本文设计了一台基于8XC196MC单片机的2.8KW变速恒频双馈风能发电控制系统。主电路中变流器的设计可使该系统能工作于亚同步速、同步速及超同步速三种运行状态，并具有能量双向流动的特点。系统工作时，用光电编码器检测出发电机的转速，依据变速恒频的原理公式计算出应馈入转子励磁电流的频率，达到变速恒频控制的目的。当发电机运行于同步速向超同步速过渡转换状态时，需向转子馈入反相序的励磁电流，且保证励磁电流的波形平滑连续。 本文首先从变速恒频的理论出发，对其进行了深入细致的理论分析及其控制策略的研究。接着针对变速恒频双馈风能发电控制系统的特点，设计了基于IGBT模块的主电路及其驱动、保护和控制电路。结合8XC196MC单片机本身的功能，输出6路三相互补的SPWM波形经驱动隔离去控制主电路中6个IGBT的通断，达到向转子馈入正弦励磁电流的目的。其次，对变速恒频双馈风能发电的控制技术及其控制算法进行了详尽的研究，其中不乏有作者自己独到的见解。 最后，本文对系统进行了大量的试验研究。其中主要包括：恒频恒压，转子电流波形，不同载波比，同步速过渡及其并网试验等。理论及其试验结果表明：本控制系统的设计是合理、简洁、稳定的；控制策略的分析和试验基本上是成功的。由于本课题的复杂性及其综合性决定了其难度较高，有些难点、重点还需进一步研究完善。