无速度传感器感应电机驱动系统已广泛应用于海上石油钻井设备、港口起重、盾构机等战略性产业,并逐渐成为影响其性能和产业价值的关键技术。因此,研究高精度、强稳定性、强鲁棒性的无速度传感器感应电机驱动系统,有助于推动产业升级和高质量发展。本文以无速度传感器感应电机系统为研究对象,从转速和定子电阻同步辨识、低速发电运行稳定性和定子电流零频穿越等方面出发,展开研究。论文具体内容如下:在低速轻载工况运行时,传统转速和定子电阻同步观测方法中定子电阻观测值对电机转速和负载变化敏感。为此,传统同步观测方法通常建议在低速轻载工况下不观测定子电阻。针对这个问题,本文提出了基于矢量补偿的感应电机转速与定子电阻同步解耦观测方法。首先,将观测器误差方程中定子电流误差,分解成转速误差分量和定子电阻误差分量。分析了定子电流误差中各部分误差的耦合关系,进一步求解出定子电阻误差分量与转速误差分量的解耦表达。以此为基础,构建矢量补偿系数,补偿定子电阻观测器,实现转速和定子电阻的解耦观测。无速度传感器感应电机在低速发电运行时,存在不稳定区域。传统反馈矩阵设计和转速自适应律修正方法未考虑电机工作点变化的影响,影响在低速发电区域带载运行稳定性能。针对这个问题,论文提出了基于运行点跟踪的无速度传感器低速发电区稳定性提升策略。考虑转速观测误差和定、转子电阻参数不匹配,设计了转子磁链误差观测器。将定子电流误差和转子磁链误差作为状态量引入反馈矩阵中,通过稳定性判定定理,选择反馈矩阵系数消除发电不稳定区。同时,利用观测转子磁链误差补偿转速自适应律中被忽略的磁链误差项。所设计的反馈矩阵项和转速自适应律修正系数能够跟随电机运行工况点的变化。虽然基于反馈矩阵的稳定性方法能够提升无速度传感器感应电机在低速发电运行工况下的稳定性,但是,由于电机参数不匹配,该方法并不能完全消除低速发电运行不稳定区域。为了兼顾系统低速发电区稳定性和全阶观测器参数鲁棒性,本文提出了一种考虑低速发电区稳定性和鲁棒性提升的反馈矩阵设计方法。论文考虑转速观测误差和电机参数不匹配,推导了基于图形化方法的反馈矩阵设计准则。通过选择反馈矩阵取值,将观测器误差矢量线性化方程的系数矩阵行列式曲线方程,向纵轴负方向移动,从而满足稳定性必要条件。因此,在存在一定范围内参数不匹配的情况下,仍然能够实现电机在低速发电工况下稳定运行。针对定子电流零频转速不可观测的问题,本文研究了一种无速度传感器感应电机零频穿越方法。采用低速发电区稳定性提升方法能够减小甚至消除低速发电运行不稳定区。在低频工况下,转速可观测性极差。特别的,在稳态、定子电流零频工况下,转速不可观测。针对这个问题,论文提出了基于励磁电流自适应的定子电流零频穿越方法。首先,分析无速度传感器感应电机低速发电运行不稳定和定子电流零频转速不可观测问题的理论机理。其次,推导零频穿越方法的原理和实现过程。讨论实际运行工况下,转矩、电流等限制条件对主动零频穿越边界点选择的影响。最终,实现了无速度传感器感应电机在近稳态工况下定子电流零频穿越。最后,搭建了基于意法半导体ARM STM32F103的感应电机低速对拖实验平台,完成了实验验证,证明了上述所提出方法的有效性和优势。基于所取得的成果,论文致力于完善无速度传感器感应电机低速运行稳定化技术体系,实现无速度传感器感应电机在低速稳态工况下的四象限稳定运行。