在永磁同步电动机矢量控制和直接转矩控制系统当中均需要获取转子位置和速度信号来实现闭环控制。通常转子位置和速度信号是通过机械传感器获得的。机械传感器的使用增大了系统体积,同时降低了系统运行的可靠性。永磁同步电动机的无传感器控制技术可以很好地克服机械传感器带来的缺点。然而现存的无传感器控制技术都具有速度范围的局限性,将适用于不同速度范围的无传感器控制技术相结合的复合控制方法是实现PMSM全范围无传感器控制的有效途径。本文针对永磁同步电动机的全范围无传感器控制做了详细研究。本文详细推导了永磁同步电动机在三相静止坐标系下的数学模型。在介绍了坐标变换之后,得到了PMSM在两相旋转坐标系F的方程。在此基础上讨论了永磁同步电动机的矢量控制方案。详细介绍了卡尔曼滤波器和扩展卡尔曼滤波器的基本原理。对永磁同步电动机的数学模型进行了线性化和离散化处理,在这之后设计了基于EKF的转子位置和转速观测器,实现了永磁同步电动机中高速范围内的无传感器控制。为实现永磁同步电动机的低速无传感器控制,采用了高频信号注入法,同时将EKF引入到高频信号注入法的滤波环节当中,避免了传统滤波器带来的相位滞后等问题。在分析旋转高频信号注入法和脉振高频信号注入法原理的基础上,提出了在两种不同高频信号激励下定子电流具有统一的模型。在定子电流统一模型的基础上,两种高频信号注入法的EKF滤波器设计也得到了统一将高速范围内采用的EKF方法和低速范围内采用的高频信号注入+EKF方法进行组合,完成了PMSM的全范围无传感器控制。其中,采用加权方法保证低速、中高速不同控制方法的平滑切换。在文章最后,采用本文提出的复合控制方法,对永磁同步电动机进行了仿真验证。结果表明本文中提出的复合控制方法可以在全速度范围内可靠地估算永磁同步电动机的转子位置和速度。