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内嵌式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM)凭借转矩密度大、调速范围广、功率密度高等优势,在电动汽车等应用领域得到推广。同传统三相电机相比,多相电机在驱动控制系统方面具有更优越的转矩性能和容错性能。但是,机械式位置传感器的使用会使得控制系统的成本增加、可靠性降低。因此,采用无位置传感器控制方式势在必行。本文以一台五相内嵌式永磁同步电机作为研究对象,并考虑到传统无位置传感器控制算法存在的缺陷,设计了一种基于三次谐波空间高频方波注入的五相永磁电机无传感器控制方法。在完成电机控制系统无位置传感器运行的同时,有效改善了转子位置的估计精度,同时降低了转矩脉动。本文主要研究共包括以下部分:(1)概述了五相内嵌式永磁同步电机的数学模型,在静止参考坐标系以及同步旋转坐标系下详细阐述了该电机的数学模型。同时,对于五相永磁同步电机的矢量控制策略进行了介绍,为引入无位置传感器控制方法奠定基础。(2)根据传统的高频信号注入法,对于普遍应用于五相电机基波空间的低速无位置控制算法进行说明,包括旋转高频正弦信号注入法和脉振高频正弦信号注入法,并进行了详细的理论分析和公式推导。同时,指出了这两种传统的控制方法的特点、适用范围以及存在的缺陷。(3)提出基于三次谐波空间高频方波注入的五相永磁电机无传感器控制策略。将脉振高频方波电压信号注入到电机的三次谐波空间,并利用静止坐标系下的高频电流进行转子位置估计。该方法综合了旋转注入法和脉振注入法的优势,简化了系统结构。此外,该方法在信号处理过程中去除了低通滤波器,使得系统的动态性能和位置估计精度得到很大提升,并降低了输出转矩的脉动。最后,通过仿真结果验证了所提出算法的正确性和可行性。(4)以一台五相内嵌式永磁同步电机作为被控对象,基于dSPACE搭建其驱动控制系统的实验测试平台,并对驱动系统分别进行了硬件部分和软件部分的设计与调试。最后在该平台上开展实验,验证了本次研究所提出的高频方波电压注入(High Frequency Square-wave Voltage Injection,HF-SVI)算法的实用性和有效性。