高速永磁电机具有尺寸小、工作频率高、结构简单等特点,可用来做微型涡喷发动机起动/发电系统的一体机使用。由于电机在起动工作制和发电工作制下的转速差异较大,因此较高的发电/起动转速比是电机的一大运行特征。该类电机一般工作于发电模式,电机参数的设计主要以高转速下的发电性能指标为依据,因此要在相对低的转速下实现高速电机的起动,这就对起动控制系统提出了较高的要求。另外,微型涡喷发动机内部工作环境恶劣,不允许高速电机安装相应的转子位置检测装置,需要选择无位置传感器起动控制方法,这进一步增加了起动控制系统的设计难度。针对这些工作特征研究相应的无位置传感器起动方法具有重要意义。论文在介绍无位置传感器无刷直流电机工作原理的基础之上,论述了适用于高发电/起动转速比电机的起动控制方案,详细分析了恒压恒频起动的基本原理和实现加速换相需要满足的条件。结合电机数学模型和机械运动方程,对电机每次换相续流阶段和导通阶段进行分析,推导得出了反电动势为120°理想梯形波时的恒压恒频起动电压范围的计算方法,并给出了换相频率的确定依据。根据电机的工作转速,对过零点换相进行了设计,实现对电机全速域的控制。利用MATLAB/Simulink对恒压恒频起动方法的推导结果进行仿真验证,将实际转子位置和计算所得转子位置进行比较,二者误差较小,表明起动电压计算方法具有较高的的准确性。然后对端电压反电动势法进行分析,结合电机换相原理设计电压滤波电路,结果表明在工作转速下滤波电路相位延迟角与30°延迟换相角相等,电机可在检测到过零点后立刻换相。针对反电动势对起动电压计算所带来的影响,在高速永磁电机定、转子结构确定之后,通过对电机轴向横切面的二维建模分析气隙中静态磁密的分布,推导出高速永磁电机不同位置的反电动势大小。针对不同转子位置而变化的反电动势设计恒压恒频起动电压的计算程序,进而得出更加准确的起动电压范围,为后续的实验提供更加准确的数据。最后,在保证控制系统稳定性和准确性的前提下,采用STM32控制器对系统进行最小化设计,并介绍了系统硬件电路的实现和软件调试过程。实验结果验证了上述恒压恒频起动电压计算方法的正确性,最后在微型涡喷发动机实现了整个起动过程,控制系统能够很好的满足发动机的起动要求。