在工业起重机的应用中,电机经常运行于低速(10Hz以下)区域,起重机吊重物下放时所带负载属于位能性负载,此时电机驱动系统工作于回馈发电状态。而在恶劣工况下,速度传感器有发生失效的可能性,为确保的起重机驱动系统安全性和可靠性,通常要求设计无传感器控制方案备用。文献报道和工程实践一致表明,全阶观测器转速自适应系统工作于低速能量回馈模式下会产生不稳定问题,研究产生不稳定现象的原因以及有效的稳定性措施,具有广泛的工程应用价值。本文以企业委托项目《铸造起重机专用变频调速控制器》为背景和支撑,针对上述问题,开展的主要研究内容如下:从数学模型与误差方程、稳定性措施、能量回馈状态和仿真与实验设计四个方面展开理论分析。以电机、全阶观测器及转速自适应辨识系统的数学模型为基础,分别建立异步电机全阶观测器和转速自适应辨识系统与电机本身数学模型之间的误差方程,由稳定性判据法则分析误差方程的传递函数,得出无速度传感器矢量控制系统低速发电不稳定问题的理论原因,并提出增大转子磁链法和闭环观测器法两种稳定性措施。此外,从异步电机稳态数学模型和机械特性的角度,分析异步电机工作在不同转速(低/高)工作状态下的能量回馈状态。围绕低速发电不稳定问题,在MATLAB/Simulink环境下搭建基于全阶观测器无传感器矢量控制策略下的系统仿真模型,仿真验证了电机驱动系统低速发电不稳定现象、两种稳定性措施的有效性、不同转速工作状态下的能量回馈状态。在实验室2.2k W异步电机上进行了上述实验后,设计变频器样机在15k W实验平台上进行实验,最后在工厂进行了试验测试。同仿真一致,实验也从不稳定现象验证、施加稳定性措施、低高速能量回馈三个方面开展。仿真、实验和工厂试验的结果相一致,验证低速发电不稳定的现象、两种稳定性措施的有效性和低/高速能量回馈状态的差异。