无刷双馈电机(BDFM)取消了电刷和滑环,具有维护成本低、可靠性高、使用寿命长等优点,在变速恒频恒压发电领域有广阔的应用前景。船舶轴带发电系统也是BDFM众多应用场合之一。本文针对BDFM船舶轴带独立发电系统带不平衡负载时发电电压不平衡的问题,提出了改进的BDFM不平衡电压抑制控制策略。传统的不平衡电压抑制控制方法使用正序电压的相位角来构建负序电压同步旋转坐标系。然而,在正序和负序功率绕组电压之间存在相角误差,且受负载影响。改进的方法,通过检测该角度差,可以消除不同类型的不平衡负载的影响,提高系统的稳定性。本文的主要工作包括以下几个方面:首先,介绍了BDFM的发展及研究现状,给出了基于统一旋转坐标系的BDFM数学模型,并且推导了控制绕组电流与功率绕组电压之间的关系,解释了BDFM发电电压控制的基本原理。然后,介绍了BDFM独立发电系统的基本控制方法,分析了不平衡负载的影响,给出了不平衡电压抑制控制思路。在此基础上,给出了正负序电压分解以及锁相环结构,推导了负序电压消除控制方程,详细分析了负序电压消除原理。之后,针对BDFM独立发电系统带不平衡负载且采用不平衡电压抑制控制策略时,控制绕组电流给定值包含交流分量的情况,分别研究了模型预测电流控制和比例积分谐振控制的控制性能。在Simulink中搭建了BDFM独立发电系统仿真模型,对两种电流控制方法进行了仿真分析。最后,基于一台30 kW BDFM的独立发电系统实验平台,在三种不同类型的不平衡负载工况下,对本文提出的控制方法的有效性进行实验验证。