在电机调速时,永磁同步电机的调速控制需要利用转子位置信息,但是机械式传感器的安装会对控制系统带来很多影响,如易受噪声影响、增大系统体积、重量,增加驱动系统的复杂性,降低系统的可靠性。为了提高系统性能,一般采用无传感器控制技术对电机转子的位置信号进行采集。本文全面而深入的探讨了永磁同步电机无位置传感器控制算法的研究现状,选择了滑模观测器法进行研究,并且在现有的算法基础上,做出了相关的改进,提出了应用饱和函数型分段函数对原有开关函数进行替换,提高了观测位置精度,最后结合抽油机对变频调速功能的需求展开研究。本文所做内容如下:首先阐述本文的研究意义,分析了永磁同步电机的发展趋势、分类和研究现状,永磁同步电机具有本体结构简单、体积小、能量密度高、重量轻、功率因数高、可靠性高、维护方便等优点,很适合在油田中应用。对比永磁同步电机无位置传感器的各种控制方式及优缺点,由于滑模观测器法具有很强的鲁棒性,对外界环境干扰和参数变化不敏感的优点,最终选择滑模观测器法作为研究内容。其次从永磁同步电机控制系统的主要模块和控制原理入手,详细推导了三种坐标系间的转换关系及电机模型。对于几种常用的矢量控制策略分别探讨了其优缺点,通过对比分析,从PWM入手,深入研究了电压空间矢量脉宽调制(SVPWM)的原理,使用SVPWM技术作为本文的控制策略。再次,对滑模变结构控制理论进行了深入的研究,着重对滑模观测器进行了分析并应用到无传感器控制中。针对滑模观测器的高频抖振问题,选取一种改进的饱和函数型分段函数代替传统开关函数,同时加入了锁相环来消除抖振的影响。通过MATLAB仿真,建立永磁同步电机矢量控制下的滑模观测器无位置传感器控制系统仿真模型。分别建立传统滑模观测器和改进后的滑模观测器模型进行对比,以及当负载变化时是否能快速响应的测试。通过对比结果,证明改进后的控制系统确实优于传统算法。最后,介绍了抽油机调速系统,将滑模观测器无位置传感器控制应用到抽油机变频调速系统中。通过性能测试,改进后的算法确实能够估算出转子位置信息并完成整个控制过程,并从节电和节约成本两方面分析了本策略的发展前景和市场价值。