永磁同步电机无论在结构还是在控制性能上来看都具有很多优点,这使其成为了电气传动驱动电机必然的发展趋势。高性能的永磁同步电机控制系统中,转子位置和转速的信息是实现高精度控制不可缺少的条件,一般都通过安装机械式速度传感器来测量电机的转速和位置信息,但传感器会带来难安装、需维护、高成本和低可靠性等一系列的问题。针对上述问题,无速度传感器技术成为了当前电气传动领域的研究热点。本文对永磁同步电机无速度传感器控制系统的研究现状进行了综述,通过分析永磁同步电机的结构和特性建立了永磁同步电机的等效电路及数学模型。阐述了永磁同步电机无速度传感器矢量控制的原理,举例介绍了几种永磁同步电机的矢量控制策略及转子位置估算方法。通过上述研究表明,基于电机基波反电动势的大多数转子位置估算方法,在低速下由于反电动势过小无法正常工作,所以本文将研究重点放在适用于低速(零速)的永磁同步电机无速度传感器转子位置估算方法,即高频信号注入法。首先,建立了在高频激励下永磁同步电机的数学模型,分析了旋转高频电压注入法和脉振高频电压注入法的原理及其观测器的设计方法,利用仿真工具建立了两种高频信号注入法的仿真模型,并通过仿真结果对二者进行了对比,在适用电机类型、系统的复杂程度、实现的难易程度等方面分析二者各自的优缺点。然后设计了一个基于表贴式永磁同步电机无速度传感器混合控制系统。在低速下和初始位置检测时采用脉振高频电压注入法,在中高速下采用基于锁相环的反电动势法。介绍了这两种方法的原理、信号处理过程及观测器的设计,并设计了一个混和观测器来实现两种方法的切换。通过仿真分析,证实了这种方法理论上的可行性。最后在永磁同步电机实验平台上进行了相关实验,对本文所提出方法的理论分析和仿真研究进行了验证,实验结果证明了本文所提方法在实际中的可行性。