环境问题和能源紧缺,逐渐引起人们的重视,发展清洁能源的重要性不言而喻。直驱式风力发电系统,一直以来都是风电发展的主要方向之一,如今应用主要受限于直驱发电机庞大的体积及重量。为此,有必要解决的一个问题,如何提高发电机得功率密度(或转矩密度)。本文采用的磁齿轮发电机,能提供相当于普通永磁同步发电机2~3倍的转矩密度,有助于减小其体积及重量。本文依次对磁齿轮直驱风力发电系统中磁齿轮发电机、风轮机、双PWM功率变流器作了介绍和分析。依据风轮机采集风能的原理和功率特性,采用了最佳转矩给定的方式,实现最大风能的跟踪。对磁齿轮发电机的磁场形成机理和运行原理作了详尽分析,并运用JMAG电磁仿真软件对模型进行了有限元分析,对其进行了验证。同时,建立了磁齿轮发电机采用矢量控制时,在不同坐标系下的数学模型。双PWM全功率变流器在实现电能交流-直流-交流(AC-DC-DC)的整流和逆变过程中,机侧变流器采用发电机的矢量控制策略,即发电机通过变流器对电磁转矩的调节,实现对风轮机采集最大功率时对应的最佳转矩的匹配。网侧变流器采用电网电压矢量定向控制策略,直流电能经过网侧变流器逆变后的电压矢量,实现与电网电压矢量的同步。并对变流器功率开关的控制方式-空间矢量脉宽调制(SVPWM)的工作原理作了介绍。根据上述的理论基础,依托simulink搭建了整个直驱系统的仿真模型。在给定的风速变化条件下,通过仿真结果表明:发电机能够较好的跟踪最大风能的变化,网侧逆变的电能电压也能与电网同步。