随着科技发展的日新月异,产品智能化和小型化受到人们的追捧,成为各大科技公司研发产品的一个方向,作为产品的动力系统,电机的性能要求越来越高,体积要求越来越小,传统的异步电机、直流有刷电机电气传动系统逐渐被成熟的永磁同步电机电气传动系统所取代。体积小、效率高等特点的永磁同步电机在电气传动中被广泛应用。常规电气传动系统一般由永磁同步电机本体、转子位置检测装置和控制器组成,该系统被广泛应用在工业传动、电动汽车动力等电动系统中;但是在特定的医疗行业、家用电器等环境,电气传动系统要求,体积小,转速高,大力矩,简单可靠的电气连接等要求,无传感器电气传动技术应运而生,成为当前电气传动领域研究方向。本文以家用呼吸机用永磁同步电机控制系统为研究对象,研究永磁同步电机的有传感器矢量控制技术和无位置传感器矢量控制技术,同时提出一种基于无位置传感器滑模观测器开环启动、分段运行的控制算法,用以提升无位置传感器永磁同步电机的可靠启动及稳定运行性能。本文首先介绍了永磁同步电机的基本结构、运行原理、数学模型以及常用的控制方式,并分别搭建了基于位置传感器与无位置传感器永磁同步电机矢量控制模型。由于家用呼吸机用电机多为直流无刷电机,其运行中力矩波动大的固有特性,很难满足家用呼吸机的运行要求,本文电机采用双出轴永磁同步电机,并针对该电机设计了开环启动策略用于提高永磁同步电机系统的低速运行稳定性,高速段采用滑模观测器方式,减少了系统内部参数和外界扰动的影响,提高了系统可靠性。试验结果表明无位置传感器永磁同步电机运行平稳,零低速压力波动在5%左右。在已搭建的家用呼吸机动力系统控制平台上展开位置传感器及无位置传感器永磁同步电机控制系统的研究。单叶轮涡轮风机位置传感器永磁同步电机控制中,方波控制方式的电流小,转速波动较大,矢量控制方式的转速运行平稳;双叶轮涡轮风机无位置传感器永磁同步控制中,风机的运行平稳,电流偏小。试验结果表明,应用开环启动的滑模控制方式可以实现全速区域的平稳运行,低转速压力波动范围小于10%,接近于位置传感器控制方式转速波动。