前言

经过长期的研究和实践积累，传统电机的理论和技术已日趋成熟，但其性能越来越无法满足日益增长的工业应用需求，为此人们不断进行着新型电机的研究和探索。无刷双馈电机就是近年发展起来的一种新型双电气端口电机，它由两套不同极对数的定子绕组（分别称为功率绕组和控制绕组）和一个经特殊设计的转子构成，通过转子的调制可以使得定子绕组产生的两个旋转磁场实现间接耦合。这种电机取消了传统双馈感应电机所固有的电刷和集电环装置，运行转速范围宽，具有使用寿命长、可靠性高和维护成本低等特点，既能用于并网发电也能用于独立发电。无刷双馈发电系统是电机、电力电子技术以及自动控制技术相结合的高端发电装备，因此在风力发电和船舶轴带发电等新能源领域有广阔的应用前景。本书以无刷双馈感应电机独立发电系统为研究对象，重点研究常规负载和特殊负载下的控制、无速度传感器控制，以及预测控制等。

全书共有7章：第1章概述了无刷双馈电机及其控制技术发展现状；第2章介绍了无刷双馈感应电机工作原理、数学模型以及在独立发电系统中的运行特性；第3章介绍了无刷双馈感应电机控制系统中的变流器，包括常用的背靠背变流器拓扑结构、四种经典的PWM技术，并详细介绍了无刷双馈感应电机独立发电系统的基本控制方法；第4章介绍了常规负载下无刷双馈感应电机独立发电系统运行控制，包括控制绕组电流控制和功率绕组电压控制方案，并对控制绕组侧LC滤波器的设计方法进行了详细介绍；第5章是特殊负载下无刷双馈感应电机独立发电系统运行控制，分别介绍了不对称负载下的负序电压补偿方法以及四种典型的非线性负载下低次谐波的抑制方法；第6章介绍了无刷双馈感应电机无速度传感器控制，主要内容包括转速观测器设计、无速度传感器直接电压控制以及不对称负载下无速度传感器控制策略；第7章是无刷双馈感应电机预测控制，主要介绍了三种无刷双馈感应电机预测电流控制方法，包括单矢量模型预测控制、双矢量模型预测控制和无差拍预测控制等。

本书由徐伟和刘毅合著。编写过程中，作者的研究生余开亮、董定昊、高建平、张松杨和陈俊杰等做了大量的编辑和校对工作，在此一并表示感谢。另外，还要感谢华中科技大学机械科学与工程学院艾武教授和陈冰副教授、中国长江航运集团电机厂和武汉扬华电气股份有限公司对于本书研究工作的帮助和支持。最后，感谢国家自然科学基金（项目编号51707079和51877093）对本书研究工作的资助。

本书可供新能源发电、电力电子与电力传动等领域研究人员和工程技术人员参考，也可供高等院校相关专业的教师和研究生作为教科书或教学参考书。由于作者水平有限，且无刷双馈电机控制技术正处于快速发展中，书中难免存在疏漏或错误，敬请读者批评指正。

徐伟 刘毅

2020年春