随着高能稀土永磁材料的研究与不断发展,永磁直流无刷电机（Brushless Direct Current,BLDC）因有着体积与噪声小、重量轻且易于控制等诸多优点而被广泛应用在工业、家电、医用器械、航天等领域。众所周知,无刷直流电机需要根据转子位置信号来确定绕组通电顺序,一般情况下无刷直流电机的转子位置信息由安装在电机内部的机械传感器获取,但是机械传感器的安装增加了电机安装的复杂性,同时在恶劣环境中位置传感器很容易发生故障。因此,现在很多研究者采用无位置传感器控制方法控制BLDC,在降低成本的同时可以提高电机运行可靠性。其中反电动势三次谐波法是一种典型的无位置传感器控制方法,因其易于实现、调速范围广等优点的而得到广泛应用。然而随着电机的长时间运行,电机容易受温度、绕组老化、安装工艺等因素影响,导致发生各种故障,其中,定子绕组不平衡故障是比较常见的一种。当电机存在定子绕组不平衡故障时,反电动势三次谐波信号会受到影响而导致相位和幅值发生改变,从而降低了该方法转速和位置估算的准确度。本文以三相BLDC为研究对象,通过提高定子绕组不平衡故障下转速和位置估算的准确度,实现更加稳定的BLDC无位置传感器控制。首先,简述了BLDC的背景、发展和应用,分析了传统机械传感器采集位置信号的缺点,介绍了无位置传感器控制方法的研究现状,引出了本文所用的反电动势三次谐波无位置传感器控制方法。由于绕组不平衡故障会导致反电动势三次谐波信号发生幅值和相位的改变,从而影响转子位置和转速估计的准确度,因此需要对定子绕组不平衡故障下的无位置传感器控制策略展开研究。接着,介绍了BLDC控制系统的基本组成、数学模型、工作原理。简述了无刷直流电机正常情况下有位置传感器和无位置传感器的控制策略;比较和选择了逆变器开关管的控制方式;介绍了基于反电动势三次谐波的无位置传感器控制方法的原理,并分析讨论了反电动势三次谐波的采集方法。之后,分析了定子绕组不平衡故障下的无刷直流电机数学模型,推导了故障下uSN的数学表达式,分析定子绕组不平衡故障对转子位置与转速估计的影响。介绍了一种在定子绕组不平衡故障下,根据uSN推导结果注入相应补偿信号提高转速和位置估算准确性的方法。同时进行了仿真对比补偿信号注入前后电机的估算转速和估算位置,验证了该方法的有效性。最后,使用软件搭建整体控制模型,并利用硬件电路和半实物仿真器组建实验平台,对补偿前后的效果进行了实验验证,说明本文提出方法的有效性。