内置式永磁同步电机具有效率高、调速性能好、功率密度大、易于弱磁扩速等优势，已经广泛应用于工业、航天、交通和家用电器等各个传动领域。无位置传感器技术能够有效降低系统成本、提高系统可靠性，研究控制精度高、调速范围宽及鲁棒性强的无位置传感器永磁同步电机控制系统具有重要意义。本文主要针对适用于中高速的滑模观测器方法和静止状态下转子初始位置检测方法进行研究。研究一种基于扩展反电动势模型的内置式永磁同步电机全阶滑模观测器，该观测器以定子电流和扩展反电动势为状态变量，可以提高系统鲁棒性和动态观测性能。首先引出内置式永磁同步电机扩展反电动势概念，使得转子位置信息从电感矩阵中解耦，并在两相静止坐标系下建立以定子电流、扩展反电动势为状态变量的全阶状态方程，进而构造全阶滑模观测器，并提出一种简化的滑模增益设计方法。采用正交锁相环通过扩展反电动势观测值跟踪转子位置信息，有效提高了观测器对高频噪声的抗扰能力。研究一种基于复合信号注入法的静止状态下转子初始位置检测方法。在建立内置式永磁同步电机高频数学模型的基础上，采用脉振高频电压信号注入方式估计转子磁极位置，在观测轴系直轴注入高频电压信号，通过对测量轴系（滞后观测轴系45电角度）高频激励电流进行信号处理获得转子磁极位置。然后，根据定子铁心饱和非线性磁化特性，采用脉冲电压信号注入法检测转子磁极极性，即向转子磁极位置初判值方向及其负方向注入脉冲电压矢量，通过比较所激励电流幅值判断转子磁极极性。最后，在理论分析的基础上实现无位置传感器永磁同步电机矢量控制系统，并在2.2kW内置式永磁同步电机对拖加载实验平台上进行实验研究。实验结果表明：基于扩展反电动势模型的全阶滑模观测器能够显著提高系统观测性能，采用复合信号注入法能够准确检测转子磁极初始位置，并有较高的检测精度。