永磁同步电机(permanent magnet synchronous motor,PMSM)具有功率密度高、效率高、调速范围宽和噪声低的优点,广泛应用于电动汽车、压缩机、风力发电等领域。电机转子位置和转速信息一般通过机械传感器获取,以实现电机高性能的矢量控制,但是,机械传感器需要占用一定的空间,增加了系统的成本和复杂度,降低了可靠性,因此,无位置传感器控制技术具有重要的研究意义。在PMSM低速工况下,反电动势很小,滑模观测器等算法不适合用做转子位置估计。因而,通常采用高频信号注入方法来估算转子位置信息。本文的主要研究内容如下:(1)在三相PMSM中,考虑逆变器非线性对高频信号注入位置的影响,设计了一种新的信号解调方式,避免了信号解调中低通滤波器(low pass filter,LPF)的使用,提升了转速环的带宽。仿真证明所提出的方法的可行性。(2)在三相PMSM中,使用带通滤波器(band pass filter,BPF)提取高频电流会造成一定的相位滞后。文中采用高频与基频分离注入的方式,来替代传统的高频与基频叠加注入方式,避免了BPF的使用,提高了转子位置估计精度。通过仿真比较证明了所提出的方法的优越性。(3)针对三相PMSM零序载波电压中存在的高次谐波问题,对高频信号注入方式和信号解调方式进行了设计。在d,q轴交替注入高频方波信号,分别提取出两组正余弦形式的零序载波电压信号,解调后通过锁相环即可估计出转速和转子位置,仿真证明所提出的方法能够有效降低了高次谐波对转子位置的影响;(4)针对双三相PMSM零序载波电压中存在的高次谐波问题,利用两套绕组之间的相位差,向估计的同步旋转坐标系d轴分别注入高频方波信号,提取出两组正余弦形式的零序载波电压,有效估算出转速和转子位置,解决了高次谐波的问题。通过仿真验证了上述算法的可行性。最后,搭建了硬件系统,并对三相PMSM矢量控制系统进行程序设计,实验结果证明了程序设计的可靠性。