空气压缩机在石油、化工行业以及国防装备中应用非常广泛。但是因其具有增速箱等装置,故障率和噪音较偏高,可靠性低。轴向分段式高速永磁爪极电机是一种新型拓扑结构的电机,应用在空气压缩机中可以省去增速装置,且电机外转子便于直接驱动叶轮,可以提高传动系统的效率和可靠性,降低维护成本。因此需要开展针对该种电机控制系统的相关研究工作本文以轴向分段式高速永磁外转子爪极电机为研究对象,提出一种适用于该种电机的控制方法,开展了控制方法的研究,联合仿真分析以及控制器的研制等工作,具体工作如下:首先,描述了高速永磁爪极电机的基本结构,分析了电机的控制原理,并对电机进行数学建模;对基于方波电流驱动的有位置传感器和无位置传感器两种控制方法进行了对比,分析了无位置传感器控制系统的优点。其次,建立了样机的三维模型和控制器模型,应用Maxwell/Simplorer联合仿真技术对电机的无位置传感器控制系统进行了联合仿真。在控制器模型中,采用了速度环和电流环的双闭环控制策略,速度环采用PI控制,电流环采用滞环控制的方法,通过逻辑运算,分析出电机的换相点,控制功率器件的开断,使功率器件按照换相表进行换相。联合仿真分析得到了电机的转速、电流和转矩等波形,通过波形可以分析出,控制器的控制性能满足设计需要,为控制器的优化设计提供了理论支撑。再次,对无位置传感器的硬件控制系统进行了设计和搭建。整个硬件系统以TMS320LF2812为核心,包括三相功率桥电路、电源电路、光耦隔离电路和检测电路等部分。因为DSP芯片具有强大的数据处理能力和丰富的外围设备,省去了很多复杂的硬件电路。在DSP集成开发软件CCS环境下,采用C语言和模块化编程模式编写了初始化程序、主程序、中断服务程序以及AD转换等程序。最后,搭建实验平台,对硬件控制系统进行调试实验,得出实验数据,并对本文的工作进行了总结和展望。