高速永磁同步电机由于具有功率密度高、体积小、传动效率高和可靠性高等优点,在微型燃气轮机、数控机床、压缩机等领域得到了广泛的应用。针对高速永磁同步电机存在的定子电流谐波大和难以安装机械位置传感器等问题,本文对基于T型多电平逆变器的高速永磁同步电机无位置传感器控制系统进行研究。高速永磁同步电机绕组匝数少,定子电感小,由此引起的定子电流谐波含量高,本文采用T型三电平逆变器通过提高输出电压的电平数降低定子电流高频谐波。在建立T型逆变器的开关函数模型基础上,推导三电平空间矢量调制策略,并进行仿真验证。深入分析传统滑模观测器中存在的滑模面两侧趋近速度不对称使抖振增大的问题,分别提出权重系数滑模观测器和反电动势前馈滑模观测器对其进行抑制。权重系数滑模观测器中,使用开关量及其带通滤波量进行加权并用于观测器的控制。反电动势前馈滑模观测器中,利用观测角度与转速计算大致的反电动势用于前馈,然后对观测器进行滑模控制。从滑模到达条件角度详细分析误差来源,给出提出的两种改进滑模观测器的参数设计方法。使用归一化锁相环从观测反电动势中提取转子位置与速度,在归一化锁相环前进行带通滤波并对锁相环加减速过程中的角度稳态误差进行补偿,提高观测精度。永磁同步电机在高速运行时载波比降低,导致电流环控制性能下降,并对转速环和观测器的性能产生不利影响。将高速永磁同步电机的连续数学模型离散化,直接在离散时间域下进行电流环控制器的设计,并给出控制器参数的整定方法,改善电流环性能。最后,搭建基于T型逆变器的高速永磁同步电机驱动系统实验平台。在理论分析和仿真的基础上,进行高速永磁同步电机系统的实验研究,验证上述所提方法的正确性和可行性。