针对独立运行异步发电机运行过程中负载变化时电压难以维持稳定之缺点，为了解参数变化时的电压变化情况，提出合理的电压补偿措施并为电机设计提供理论基础，本文对独立运行异步发电机的电压稳定性进行了研究，兼顾稳态稳压运行和暂态电压稳定两个方面。分析了外部参数对异步发电机端电压的影响。以异步发电机稳态等值电路为基础，推导回路阻抗方程，令回路阻抗值为零，作为异步发电机稳定运行的条件，利用变量轮换直接优化方法计算了不同负载、电容和转速下的端电压值。克服了传统Newton-Raphson法稳定性差与难以处理有约束条件之弱点。计算结果与实验结果的一致验证了分析方法正确性。提出了异步发电机稳压运行电容、转速和无功补偿容量的计算方法。将异步发电机稳态运行作为暂态运行的特殊情况处理，从任意速坐标系统变换理论出发推导异步发电机暂态模型，基于暂态模型等值电路与优化相结合的方法来分析满足约束条件下异步发电机稳态运行性能。将稳态分析与暂态分析统一起来，解决了有约束条件难以处理之难题，实验结果验证了计算方法的正确性和准确性。对异步发电机的电压暂态过程进行了研究。建立了αβ静止坐标系下暂态数学模型，推导了系统状态方程，计算了系统的特征值，通过对系统主特征值分析结合系统稳定理论分析了异步发电机空载建压本质，参数对建压暂态过程的影响，负载条件下电压崩溃条件和参数变化时电压暂态变化过程，提出了临界参数的计算方法。仿真结果和实验结果的吻合说明了特征值法分析异步发电机暂态性能的有效性。