随着真空技术的进步与发展,装备制造业、薄膜工业、集成电路产业等领域对真空生产环境要求越来越严格。屏蔽感应电机作为真空泵驱动用电机,其在线运行时长和运行稳定性受到行业的广泛关注。针对真空泵直排大气工况冲击屏蔽感应电机导致电机断电失速的工程问题,考虑屏蔽电机的带速重投及无法安装速度传感器难题,本文以一台4k W屏蔽感应电机为研究对象,对真空泵直排大气工况下的屏蔽电机无速度传感器弱失速重投控制系统展开具体研究。首先,本文设计了一台4k W真空泵用屏蔽感应电机,进行了电磁设计、有限元仿真、运行特性分析及失速特性分析。对4k W样机进行变频调速实验及恒频负载实验,通过结果对比,证明了电机符合设计指标要求,确定了直排大气工况下屏蔽电机控制系统设计的关键点。其次,针对真空泵用屏蔽电机与普通感应电机的结构差异,建立了屏蔽感应电机等效电路及动态数学模型,并基于此模型,建立了基于模型参考自适应转速估算策略的屏蔽电机无速度传感器控制系统,并与屏蔽电机传统开环恒压频比控制方法进行了不同工况的仿真对比,验证了该控制系统具有良好的动态稳定性和抗冲击特性,能有效保证屏蔽电机在真空系统中稳定运行,提升真空系统的真空度。最后,在无速度传感器控制系统的基础上,考虑断电后定子残压的影响,设计了无速度传感器残压差弱失速控制系统。提出了运用电机运动方程的状态方程确定断电期间估算转速的方法,推导了屏蔽感应电机定子失电残压解析式。运用一种模拟重投电压来替代断电后系统输出电压的方法,通过残压比较控制器中的希尔伯特变换（Hibert）函数,对模拟重投电压与定子残压的电压差和相角差特性做仿真分析,得到了电压差幅值Hibert包络谱,据此确定了首次重投区和其次重投区。之后,利用4k W屏蔽感应电机的A相断电残压实验证明了该控制方法在计算屏蔽电机失电残压的适用性和准确性。通过直接重投和残压差重投仿真对比,证明了残压差弱失速控制系统可以实现低冲击、快速平稳的弱失速重投,可以为真空泵直排大气工况后的屏蔽电机弱失速重投问题提供有价值的参考。