在大功率的风机、泵类设备的调速系统中,若采用笼型异步电机,则由于大容量的调速装置使得系统成本高,谐波污染严重;若采用绕线式异步电机或同步电机,则由于电刷和滑环的存在,导致故障率高,维护困难;如果改用无刷双馈电机则可以解决这些问题.无刷双馈电机(BDFM)同时具有同步电机和异步电机的优点,它是由两台绕线式异步电机自级联演变发展起来的一种新型交流调速电机.无刷双馈电机定子上具有两套极数不同的对称三组绕组(分别称之为功率绕组和控制绕组),其转子可采用笼型结构或磁阻型结构,无需电刷和滑环.在无刷双馈电机的功率绕组上加工频电源,控制绕组上加变频电源就可以实现无级调速.因为流经控制绕组的功率只是电机总功率的一部分,也就是说,控制变频器的容量远低于电机的总功率,并且控制绕组的能量流向是双向的,所以采用无刷双馈电机调速系统要以降低成本,减少电网谐波污染.正因为如此,使得无刷双馈电机在大功率调速系统中有着广阔的应用前景.但无刷双馈电机的控制方法不同于三相异步电机和同步电机的,由于缺乏有效的控制策略,阻碍了其应用和推广.尽管无刷双馈的标量控制可以应用于低性能的调速系统中,但迫切需要新型的控制策略来改善其性能,以扩大其应用范围.该文从无刷双馈电机的结构和特点出发,分析了无刷双馈电机的性能特性,总结了几种成熟的数学模型.从成熟的 d-q双轴数学模型基础上,通过坐标变换,把无刷双馈电机分解成功率绕组子系统和控制绕组子系统两个解耦的子系统,两个子系统的坐标系分别建立在与功率绕组和控制绕组电流在各自定子绕组中产生的旋转磁场同步的旋转磁场同步的旋转坐标系下,在此坐标系下,相关的控制参数由交流量变为了直流量,从而得出了矢量解耦数学模型,在矢量解耦数学模型基础上导出了几种矢量解耦控制策略.该文作了大量的仿真来分析无刷双馈电机的性能和运行特性,并通过仿真证实了无刷双馈电机矢量解耦控制的可行性和有效性,得出结论:采用矢量解耦控制是一种有效可行的方法,尤其是采用基于同步角的矢量解耦控制,使得无刷双馈电机的矢量控制变得与普通感应电机的矢量控制一样简单,且具有良好的鲁棒性,能应用于性能要求较高的调速系统中.通过该课题研究,有望加速无刷双馈电机的推广和应用.