无刷双馈电机(BDFM)是在串级电机基础上发展起来的一种兼具异同步电机特点的新型交流调速电机,具有结构简单坚固、功率因数可调、调速特性好、变频器容量小、运行模式灵活等特点,可应用于变频调速和变速恒频发电领域。　　 研究了无刷双馈电机的结构、运行方式、稳态方程,在稳态方程的基础上分析了电机的功率流向。通过推导BDFM转子速d-q轴数学模型,建立了BDFM开环运行的Matlab/Simulink仿真模型,开环实验验证了BDFM开环时的运行特性。　　 直接转矩控制(DTC)是继矢量控制之后的一种新型交流调速技术。在分析三种基本定子磁链估计模型基础上,设计相应加权模型,构建基于u-i磁链模型的无刷双馈电机直接转矩控制系统的仿真模型,仿真表明系统调速性能良好。针对传统的BDFM直接转矩控制系统中磁链和转矩脉动较大的问题,应用变结构系统“结构”随时变化的开关特性,提出BDFM滑模变结构直接转矩控制方案。以转矩和磁链两个滑模控制器替代传统直接转矩控制中的滞环控制器,采用电压空间矢量PWM调制方法确定电压矢量开关输出,以保证逆变器开关频率恒定。基于Matlab/Simulink环境,建立了无刷双馈电机滑模变结构直接转矩控制系统的仿真模型,仿真结果表明可有效减小磁链和转矩脉动,提高了系统的稳定性和鲁棒性。　　 无刷双馈风力发电系统中,发电机有功功率和无功功率的解耦控制是变速恒频发电技术的难点和关键。基于定子磁场定向的控制策略,结合滑模变结构控制与PI控制方法,得到一种有效的无刷双馈风力发电系统的功率解耦控制方案,控制系统包括PI功率控制环节和滑模电流控制环节。应用李雅普诺夫稳定性理论分析了系统的稳定性,建立了Matlab/Simulink环境下系统的仿真模型。仿真结果表明,该方法能较好的实现无刷双馈风力发电机有功功率、无功功率的解耦控制,控制策略及变速恒频无刷双馈风力发电机系统建模的正确性和有效性得到验证。