无刷双馈电机(BDFM)是一种新型电机,它同时具有同步电机和异步电机的优点,可以实现同步、亚同步和超同步等多种运行方式。它既可作为电动机运行用于交流调速传动系统,也可作发电机运行用于变速恒频恒压发电系统,具有变频器(励磁装置)容量小,独立调节有功功率和无功功率,控制功率因数,实现四象限无级调速,无刷化运行等特点,在风机和泵类机械的节能调速系统及变速恒频的水力和风力发电系统中具有广阔的应用前景,因此它的推广应用将具有较高的社会价值。 本文以笼型无刷双馈电机为研究对象,对其原理、特性、数学模型和控制算法进行研究。 本文就以下几方面展开深入探讨： 1.在传统电机--感应电机和同步电机的调速特点分析基础上,阐述了无刷双馈电机特点,对无刷双馈电机的发展历程以及研究现状进行了介绍,并对其工作原理,数学模型以及控制策略进行了探讨。 2.直接转矩控制(DTC)策略是一种优秀的交流调速传动控制技术,本文详尽的介绍了其原理和应用,推导出了适合无刷双馈电机的特点的直接转矩控制算法,仿真结果验证了控制策略的正确性和可行性。并根据仿真结果存在的不足,利用离散电压矢量方法获得更佳的控制结果。 3.无源性控制方法与无刷双馈电机相结合,推导无刷双馈电机的无源性方程,论证其无源特性,在相应控制目的的基础上,设计了反馈控制率,形成无刷双馈电机的无源控制系统,并进行了仿真研究,仿真结果表明,该控制算法达到了控制目的,稳、动态性能良好、鲁棒性强。 本文的研究工作得到国家自然科学基金重点项目--“分散式风力-太阳能混合发电系统研究”(60534040)的资助。