电励磁同步电机有高阶、非线性、强耦合的特点,因此控制难度较高,但是其功率因数可调、效率高、转矩控制精度高等优点使其被广泛应用于大功率场合中。在电励磁同步电机调速系统中,磁链观测、电压电流信号获取、电机转子位置获取等关键技术都会影响到其调速系统的性能。为了获得较好的调速性能,本文主要对电励磁同步电机降阶磁链观测器、初始位置角检测的改进以及无速度传感器获取转子位置的方法进行研究,主要研究内容如下。在电励磁同步电机数学模型的基础上,研究气隙磁链定向的电励磁同步电机矢量控制系统。对电励磁同步电机矢量控制系统的电流环、转速环、励磁回路以及气隙磁链控制中各个环节的传递函数进行推导并对相应调节器参数进行设计。电励磁同步电机磁链观测的精确度对电励磁同步电机调速系统影响较大,本文结合现代控制理论中的状态观测器与电励磁同步电机状态方程设计降阶磁链观测器,运用一阶向前差分法和双线性变换法两种方法对降阶磁链观测器进行离散并分析了离散后的电机系统稳定性,通过分析可知运用双线性变换法的系统稳定性优于运用一阶向前差分法。在电机运行中,电机参数会随着温度、磁饱和以及电机运行频率等因素而变化,本文利用电机系统极点分布的变化情况,研究参数变化对电机系统的影响。最后对采用降阶观测器的调速系统进行仿真和实验验证,证实了降阶磁链观测器观测的准确性。本文研究在无速度传感器的条件下获取电机转子位置信息。首先,在电励磁同步电机初始位置角检测方面,本文研究了一种利用滑动傅里叶变换改进的基于转子信号注入法的初始位置角检测方法,并与采用传统电压积分检测初始位置角的方法进行对比,分析可知改进的信号注入法能精确地获得初始位置角,并可以克服传统方法中积分漂移的缺点。对改进的初始位置检测方法进行了实验验证。然后,在经过启动阶段转入运行过程中的转子信息获取方面,采用转子信号注入的无速度传感器控制获取转速及转子位置。在分析了阻尼绕组对该方法的应用不会产生影响的基础上,本文设计相应的补偿来抵消转子高频信号对电机系统的影响。设计锁相环提取转子位置,并对采用无速度传感器下的转速环传递函数进行推导和分析,并采用仿真及实验对其进行验证。最后对实验所需硬件平台以及系统软件进行设计。在实验平台设计方面,对主电路、控制电路以及信号检测电路进行设计。对实验进行进一步的补充,并给出相应实验波形。