随着化石能源日趋短缺，环境污染日渐严重，风能以其绿色可再生的特点成为世界各国关注重点。各国学者竞相投入到风力发电技术的研究中，其中半直驱级联式无刷双馈风电机组因其可靠性和电网友好性受到越来越多重视。　　级联式无刷双馈电机去除电刷、集电环等故障率较高的装置，如用于海上风电机组，更无需加装防盐雾、吹碳粉等装置，具有无刷化和变速恒频发电的特点，非常适合应用于风力发电系统中。　　本文在传统双馈风力发电机组基础上，主要以半直驱级联式无刷双馈风电机组及电气控制为研究对象，并进行深入研究。首先介绍风力发电技术发展趋势和级联式无刷双馈电机在国内外研究现状，并按照当前电网要求对半直驱级联式无刷双馈风电机组的构成形式和主要原理进行分析。传动链结构关系到整个机组的可靠性，因此研究了齿轮机构的机械原理，从理论上证明半直驱传动结构连接中速级联式无刷双馈电机的可行性与高效性。然后总结出级联式无刷双馈电机的结构和变速恒频发电原理，并通过建立电机模型基于等效电路和等效磁路原理对级联在一起的两台电机分别进行电磁计算、参数筛选，并确定电机仿真参数。根据三相静止坐标系下的方程，通过坐标变换得到级联式无刷双馈电机在dq0坐标系下的动态数学模型，并采用电磁计算所得参数，分别对级联式无刷双馈电机进行电磁场有限元分析和空载建模仿真。　　最后依据电机理论分析，结合空载仿真结果，设计并完成1.5MW级联式无刷双馈风力发电机空载实验。