无刷双馈风力发电机系统的研究是当前风力发电技术研究中一个很有前途的课题。它允许发电系统中风车与发电机直接连接，实现变速恒频发电；而且在发电机的频率调节中可以用相对小容量的变频装置。 为了在实验室里进行风力发电实验，首先必须建立一套适于实验室应用的风力发电实验系统。我们构建的这套系统可以看作由“上位机”(监控中心)、原动机子系统(提供类似风车机械特性的机械转矩驱动)和发电机子系统(作为研究对象)三部分构成。原动机部分包括一台直流电动机及其控制系统。发电机部分包括一台级联式无刷双馈发电机及其励磁控制系统。“上位机”通过和两个子系统的通讯来发布运行命令和得到系统运行数据。 级联式无刷双馈发电机是无刷双馈风力发电机系统的核心部分。本文通过对级联式无刷双馈发电机结构和工作原理的分析，建立了级联式无刷双馈发电机基于转子机械速坐标系的数学模型。根据所得的数学模型，对发电机的一些典型运行状态进行了计算机仿真研究，并得到了一些有益的结论。 根据理论分析和仿真的结果，本文提出级联式无刷双馈发电机的控制策略是基于定子磁链定向的矢量控制方法，并推导了用定子侧电压电流量来确定定子磁链方向的算法，绘制了相应的闭环控制框图。基于控制框图，设计了级联式无刷双馈发电机励磁控制系统的硬件部分。 本文不仅对级联式无刷双馈风力发电机进行了基础性的建模与仿真研究，还建立了一套适于实验室研究使用的风力发电实验系统，并提出了级联式无刷双馈风力发电机进行变速恒频发电的控制策略。这些都为进一步的深入研究提供了很好的基础。