永磁无刷直流电机以其功率密度高、输出转矩大、结构简单、可靠性高等特点在电动汽车、数控机床、航空国防等领域得到广泛应用。通常永磁无刷直流电机需要位置传感器来确定换相信号,但位置传感器的安装会增大电机体积,其安装精度将直接影响电机的运行性能,因此永磁无刷直流电机无位置传感器控制引起国内外学者的广泛关注。高速重载工况下永磁无刷直流电机换相续流时间较长,有时续流的电角度甚至超过30o,导致常规方法无法检测到反电势过零点信号,造成换相失败。基于悬空相反电势和反电势斜率,本文提出一种基于反电势函数的永磁无刷直流电机无位置传感器控制方法。该方法将在线获取的反电势和反电势斜率与离线存储的参考值相除,构造了一个与转速无关的反电势函数,其阈值直接对应电机换相信号,不需要反电势过零点信号。通过同步采样技术检测悬空相端电压,在线获取悬空相反电势及反电势斜率,即可进行反电势函数的计算,当反电势函数值等于所设阈值时输出电机换相信号。反电势函数的计算不需要使用低通滤波器,避免了滤波所带来的相移补偿问题。同时反电势函数的阈值直接对应电机换相信号且换相信号的输出与反电势函数的计算区间无关,因此在电机换相续流时间较长,超过30o电角度的工况下也能控制电机稳定运行。最后搭建了以DSP+FPGA为核心的实验平台,在低速轻载、高速重载和额定工况下验证了理论分析的正确性和所提控制策略的有效性。实验结果证明了本文所提无位置传感器控制方法在换相续流时间较长,不能检测反电势过零点信号的工况下,仍能控制电机准确换相。