随着飞机的多电/全电化技术的发展,作为其技术核心的起动/发电一体化系统越来越受到关注。三级式同步电机作为目前飞机供电系统中使用最广泛的电机,技术成熟,最适合用来作起动/发电机。由于三级式同步电机起动时需要用到转子位置信息,其位置检测是不可或缺的,但额外加入的位置传感器会存在很多弊端,因此三级式同步电机的无位置传感器控制技术得到了重视。在三级式同步电机起动的中高速阶段,电机反电势较大,一般根据反电势进行位置计算,这种方法实现过程较为容易。但起动初期的低速阶段位置检测方法还不是很多,而且大都存在一定的缺陷。因此本文着重针对三级式同步电机起动过程的低速阶段位置检测方法进行研究。本文首先在三级式同步电机的结构、数学模型和起动工作原理分析的基础上,针对起动过程主励磁机的交流励磁控制方式,对主励磁机转子绕组经旋转整流器输出到主发电机转子侧的电压进行谐波分析,提出一种基于交流励磁的二次电压谐波作为主发电机励磁绕组间接谐波注入的方法,从主发电机电枢绕组提取高频响应电压,实现起动过程的转子位置估计。本文着重对响应信号的解耦方法进行了研究,提出一种基于高频解耦信号的直接解耦方法,采用纯延时滤波器提取高频信号,并对电机转子位置估计误差进行分析,总结直接解耦过程中的滤波器导致位置估计信号产生相位延迟的问题,通过延迟补偿的方法对直接解耦方法进行改进,并由此提出一种间接解耦的高频信号提取方法,消除了滤波器造成的相位延迟问题,提高了三级式同步电机起动过程的位置估计精度。在理论分析的基础上,采用Matlab/simulink搭建了三级式同步电机的无位置传感器起动系统仿真模型并进行仿真研究,验证了本文提出的高频信号直接解耦、间接解耦和起动过程的位置估计误差分析。最后,搭建了一套三级式同步电机无位置传感器起动控制系统的实验平台,实验验证了本文提出的基于间接谐波注入的无位置传感器起动控制技术,并对上述两种不同的改进型解耦方法进行对比研究。实验结果表明两种方法都能完成电机的无位置起动,且具有较高的位置估计精度。