工业时代以来,人类依靠化石能源不断提升生产力从而促进文明的发展,但是对于化石能源的大量开采和利用对人类的生存环境造成了不可逆的破坏和污染。在科学技术飞速进步的今天,对于能源的开发和利用更趋向于清洁化和环保化,飞速发展的清洁能源将逐步替代传统的化石能源。风能就是新兴起来的清洁能源之一,风力资源可以无限循环使用,随着风力发电技术的不断进步,可将发电成本控制在相对较低水平,扩展了其应用范围。风力发电技术具有灵活性,无论是在并网的情况下,还是在离网独立运行的情况下,都可以很好的适应。目前市场上的主流风力发电机分为感应发电机和永磁发电机两大类,而感应发电机存在不可避免的电刷和滑环结构缺陷,永磁发电机则存在退磁风险且成本较高。而无刷双馈电机很好的解决了这两类电机存在的问题,因此其在风力发电领域具有广阔的应用前景。为了提高功率密度和充分利用大径比结构,本文提出了一种新型的双定子无刷双馈风力发电机,其有着无刷双馈电机和传统同步电机的优点。本文所提出的双定子无刷双馈电机比常规的无刷双馈电机复杂,其参数数量相对较多,参数的变化对电机运行状态的改变也十分复杂。从目前的国内外研究动态来看,对这种新结构电机的研究制造十分有限,还未有成型的设计流程,因此对于该种电机理论体系的研究非常有必要,本文针对双定子无刷双馈电机的设计和磁场分析展开了研究,主要包括以下内容:首先,通过查阅大量文献,介绍说明了课题的研究背景意义以及当前领域中电机的发展趋势和取得的成就,指出目前市场中的风力发电机所存在的问题和缺陷,由此提出了一种双定子无刷双馈电机的新型结构,并介绍了双定子无刷双馈电机的工作原理以及电机中能量关系,对电机绕组不同连接方式下的运行情况进行了讨论和分析。其次,根据无刷双馈电机与传统电机的设计方法,并结合双定子无刷双馈电机的特点,提出针对双定子无刷双馈电机的尺寸结构设计思路。本文对一台50kW的双定子无刷双馈电机进行了电磁设计,主要包括:电机的功率配比、主要尺寸、极槽配合、转子耦合能力等,对电机主要参数进行了比较和选取。在此基础上,确定了双定子无刷双馈电机的结构和尺寸,并建立该电机的有限元模型。分析了电机空载和负载运行,如电动势、电流以及损耗等参数,并对绕组不同连接方式进行分析和比较。说明和介绍了电机各部分损耗,对仿真结果进行了分析和计算,得出电机的效率。最后,介绍了田口法的起源和优点,将其运用到本文所设计的电机上,对其进行参数优化仿真。选取实验优化目标、控制因子以及控制因子水平数,通过正交表建立实验仿真样本,对结果进行分析和计算,可以对控制因子进行参数的选取,再与原方案进行对比验证。