无刷双馈电机(Brushless Doubly-Fed Machine,BDFM)是一种新型节能型电机,被广泛应用到变速恒频发电领域以及交流调速传动领域,是目前比较热门的一个研究课题。无刷双馈电机有异步运行、同步运行和双馈运行等多种运行方式。由于其取消了电刷和滑环,使其有功率因素可调、变频器容量小和运行可靠等特点,拥有广阔的应用前景。为了进一步推动BDFM的实用化进程,需要对其展开更深层次的研究与了解。本文在前人的基础上继续对BDFM展开研究,从它的基本特性出发,基于变速恒频发电的角度入手,以齿谐波法设计的绕线式转子无刷双馈电机为研究对象做了如下的研究工作:根据现有的研究成果,分析了无刷双馈电机的基本结构及其工作原理,对无刷双馈电机几种运行方式进行了分析。本文采用齿谐波法设计的绕线式转子结构的无刷双馈电机作为研究对象,阐述了无刷双馈电机的运行机理。从绕线转子无刷双馈发电机(Brushless Doubly-Fed Generator,BDFG)的基本原理出发,建立了电机的数学模型;BDFM控制绕组电流的大小直接影响功率绕组输出电压的大小,对控制绕组的电流应采用电流闭环控制的方法。在忽略励磁电流时,控制绕组电流的大小近似等于功率绕组电流的大小,这可以作为电压外环设计的依据。本文研究了无速度传感器时的独立发电控制算法,可以实现对BDFG发电电压的有效控制;设计了基于TMS320F2812的无刷双馈发电机发电控制系统,并搭建一台定子功率绕组为2极、控制绕组为4极的100kW无刷双馈发电机实验平台,对无刷双馈发电机在次同步速、同步速以及超同步速运行状态下实现变负载实验和并网实验,实验结果证明了所提出的无传感器控制方法的有效性。