随着能源领域竞争的日益激烈和环境问题的日益严重,世界各国越来越重视可持续发展战略,作为可持续发展战略的一项关键技术,风力发电也成为了各国研究的热点。由于风能随机无规则的波动性,使风力发电机端电压产生很大的波动,从而导致机侧变流器输出直流母线电压产生波动,如果不加控制并网或直接使用,会给电网或用户带来很大危害。同时,随着风力发电总装机容量的不断增大,发电机功率因数问题显得越来越突出。因此,制定相应的控制策略提高直驱风电系统输出电能质量成为亟待解决的问题。论文针对直驱风电机侧变流器控制系统,讨论了机侧变流器功率因数调节和单位功率因数控制策略。同时,为了稳定直流母线电压,论文采用机侧变流器和直流斩波电路协调控制策略。论文机侧变流器采用三相电压型PWM整流电路结构,采用电压外环和电流内环双闭环控制控制策略。为了估计发电机转子位置,论文采用数字锁相环实现无速度传感器技术。通过对三相电压型PWM整流电路模型的分析,论文详细的给出了数字PI调节器参数设计方法。除此之外,论文还给出了机侧变流器输入电感和平波电容参数的计算方法。为了验证设计系统的可行性,论文采用MATLAB/simulink对设计系统进行了大量仿真分析,最终实现了机侧变流器和直流斩波电路的联合仿真,仿真结果验证了系统的正确性,也对后续搭建实验平台有非常重要的指导意义。最后,基于理论研究和仿真分析,以数字信号处理器、单片机和集成智能功率模块为核心,搭建了直驱风电机侧变流器和直流斩波实验平台。并在该实验平台上,用一台7.5kW永磁同步电机发电模拟直驱风电机侧变流器系统,验证设计系统关键技术,实验结果表明论文中的系统完成了稳定母线电压和单位功率因数控制功能。