无刷双馈电机定子绕组电流能产生两组不同极对数的磁场,转子侧没有电刷和滑环,可调制这两个磁场,实现两定子磁场之间的能量转换,是一种近些年来逐步发展起来的新型感应电机,具有多种运行状态,包括异步、同步、双馈等,其结构简单、坚固、耐用,还具有功率因数可调,变频器容量小等特点,在调速和发电系统中有良好的应用前景。本文研究了基于绕线转子结构的无刷双馈发电机控制系统。首先回顾了无刷双馈电机的发展历史,介绍了电机本体设计的发展脉络,以及电机控制策略研究的进展情况,根据电机的定转子结构设计方案分析了电机的基本运行原理,推导了动态数学模型和稳态等效电路,得出电机两子系统之间的功率流动方向及其分配关系。独立运行的无刷双馈发电机可用在船用轴带发电、水力发电、风力发电等领域,其控制的关键点在于是否具有良好的动态响应。因为没有连接电网,电机功率定子侧没有电压矢量作为参考量,当电机功率定子侧建立初始电压后,其定子磁链角度还会因为负载的变化而变化。本文基于无刷双馈电机功率定子侧的同步速坐标系作详细的分析,推导了以功率定子磁链定向的矢量控制策略,建立发电机初始空载电压,根据观测的功率电机定子侧磁链角作计算,并对其输出电压角频率作闭环控制,补偿以实时磁链角度作控制造成的角度累计误差,保持输出电压幅值和角频率稳定。发电系统实验验证了发电机在不同工况下的运行特性,结果证明本文的控制策略在不同工况下均具有良好的动、静态响应,发电机在负载、转速变化时能控制输出电压幅值和频率迅速跟踪给定值,维持输出稳定。独立运行的无刷双馈发电系统研究具有较强的实际意义,本文的工作为独立发电系统实用化起到了一定的推动作用。