在人类面临能源、环境两大紧迫问题的今天，风能作为一种绿色、环保、可再生的清洁能源，具有巨大的商业潜力和环保效益。我国的风能资源丰富，可利用的潜能很大，大力发展风电是我国长期的能源政策。随着风力发电技术的快速发展，基于变速恒频技术的交流励磁风力发电机(双馈电机)已经成为当前国际产品中的主流机型。采用变速恒频技术后可提高风能的利用率，改善电力系统的稳定性。针对双馈电机有滑环碳刷的缺点，无刷双馈风力发电系统的研究是当前风电技术研究的热点课题之一。作为无刷双馈电机的一种，级联式无刷双馈发电机的优点是两台机之间无磁的耦合，因而更容易设计制造。以往的论文多数是以电动机调速运行为目的进行研究的。本文结合变速恒频风力发电技术的应用，对级联式无刷双馈电机作为发电机的稳态运行状态进行了比较详细的研究。本文的工作包括：(一)介绍分析了级联式无刷双馈发电机的基本结构和变速恒频发电的工作原理；通过坐标变换，建立了发电机基于转子机械速坐标系的稳态数学模型；根据所得的数学模型，经过频率折算将两台电机绕组中不同频率的电量统一起来，获得了电机的稳态等值电路。(二)基于级联式无刷双馈发电机稳态运行时的频率约束关系，本文采用简化的等值电路分析了各种稳态特性，使导出的结论形式上更加简单、物理过程更加明晰；结合主要参数随转速变化的特点，分析了级联式无刷双馈电机各种压频比控制的稳态特性，例如：发电机的空载特性、电机中的功率流向、自然功率特性、发电机控制特性等，凸现了电机的主要参数特点与稳态特性之间的内在本质联系。(三)重点分析研究了级联式无刷双馈发电机的自然功率特性和恒压／频比控制特性，说明发电运行时的功角特性与同步电机相似而且与自然功率特性有关，随着转速的不同而变化；调节励磁机定子电压压／频比系数和相位角可以在死区之外的各种(亚同步、超同步)转速下发电。(四)从等值电路入手，以MATLAB软件为仿真工具，编制计算机程序，进行了发电机的空载、亚同步速和超同步速并网运行仿真。仿真结果与简化的等值电路结论基本一致，证实了理论分析的正确性。本文的研究结果可为该种电机用于变速恒频风力发电及其采用压／频比控制的研究提供参考。