由于受到全球能源危机的影响,风电技术作为一种新型清洁能源得到快速的发展。其中永磁直驱风力发电系统因具有可靠性好、风能利用率高和控制方便灵活等优点,成为风力发电技术领域研究的重点方向。虽然我国风电装机总量已达到世界领先水平,但是在变流机组和核心控制技术方面还比较落后,很大程度上限制我国风电技术的进一步发展。本文围绕直驱型永磁同步全功率变流器的结构和控制技术展开研究,主要内容概括如下：1、针对直驱风电系统采用的永磁同步发电机的结构,建立其在三相静止坐标和两相旋转坐标中的数学模型,介绍直驱风电系统变流器的不同拓扑结构,并且分析针对变流器的调制方法,重点介绍正弦波调制方法(SPWM)和空间矢量调制方法(SVPWM),给出相关的仿真结果。这些理论的研究为后续的控制策略分析和无电流传感器控制方法的实现提供理论基础。2、本文采用的背靠背式双PWM变流器,首先研究电网侧变流器的数学模型和控制策略。建立三相电压源型PWM整流器的数学模型和等效电路,分析电压定向控制策略,给出网侧系统控制结构。实现直流侧电压稳定、有功无功解耦控制并且系统运行在单位功率因数下的目标。其次针对控制系统中用到的三相锁相环研究电网不平衡时锁相环的设计并给出仿真分析,最后设计系统的主电路参数和控制环节的参数,并给出不同情况的网侧仿真分析验证系统的动态性能和稳态性能。3、研究基于SVPWM调制方法的无交流电流传感器的相电流重构问题。根据三相电压源型PWM整流器模型,结合空间电压矢量法,利用直流母线电流和三相开关状态可以对交流侧三相电流进行重构,使重构后的相电流和由传感器采样得到的相电流一致,实现无交流电流传感器的控制,本文详细研究这一方法并且给出仿真验证。4、结合前面分析的永磁同步电机模型,研究电机侧变流器的控制策略。机侧采用转子矢量定向控制结构,实现转矩和磁场的分别控制,给出机侧控制结构并对机侧系统进行参数设计,最后在PSIM环境中对控制方法进行仿真验证。5、对直驱式风电系统进行关键部分的硬件和软件设计,其中硬件部分介绍模拟运放代替主电路的方法,进行仿真验证并且在Altium Designer Summer08软件中设计硬件结构,为以后在实验室平台上进行试验提供基础。