无刷双馈电机是一种新型交流电机,在变速驱动和变速恒频恒压发电方面均具有良好的应用前景。无刷双馈电机的定子由两套具有不同极数的绕组构成,转子采用一套特殊结构转子绕组构成。绕线式转子设计方法比较灵活,合理设计能有效降低转子中的无用谐波,为大容量无刷双馈电机的工业实用奠定了基础。首先本文分析了无刷双馈电机的基本原理和运行方式,推导绕线式无刷双馈电机参数计算公式,并由此建立了电机数学模型。本文对绕线转子无刷双馈电机稳态等效电路及其在单机发电运行时的等效电路做了详细的论述。其次本文在电磁设计方面给出了无刷双馈电机定转子槽配合、极数选择的依据,以及极数配合对电机性能的影响。分析了基于“变极法”和“齿谐波法”设计的绕线式转子绕组,在“齿谐波法”的基础上运用正弦绕组理论设计了一台同心式转子结构无刷双馈电机。论文系统研究了无刷双馈电机单机发电运行的控制策略:标量控制策略、矢量解耦控制策略和基于实验数据的闭环控制策略。最后以Y315为基础,设计了一台64kW船用轴带发电系统所用无刷双馈样机,对样机进行了有限元分析。在样机的基础上建立了船用轴带无刷双馈发电控制系统,仿真和样机实验表明了样机的具有良好的空载和负载运行特性。