无刷直流电机中的位置传感器降低了系统的抗干扰性,增加了故障率的同时限制了无刷直流电机在有限空间情况下的应用,因此采用无位置传感器运行方式具有重要的工程应用价值和意义。在无位置传感器运行方式下,一般采用脉冲宽度调制方式来调节电压电流,但由于这种调制方式存在高频的开关噪声,会使采集到的端电压包含大量高频谐波,影响电机换相的精确性。本文首先对无刷直流电机的基本结构和工作原理进行了说明,建立了反电动势检测过零点法及线电压差检测过零点法的数学模型,验证出线电压差与反电动势具有相同的过零点。由于传统方式下通过检测反电动势过零点来确定转子位置的方法需要重构中性点,在脉冲宽度调制方式下高频噪声会导致虚拟中性点电压波动,不利于电压信号采集,而且重构中性点需要增加电阻,从而增加了成本。因此相比反电动势检测法,采用线电压差法可以更明显地观测出换相点,对换相误差检测更具优势。针对采用脉冲宽度调制方式的无位置传感器无刷直流电机控制系统,分析了滤波环节、续流过程及不平衡过零点影响精确换相的原因并有针对性地设计了补偿方法。本文设计了一种基于Buck变换器与脉冲幅值调制方式结合的无位置传感器起动策略,该策略分离了逆变器的调压作用,逆变器只需要进行换相,降低了故障率。基于定子铁芯磁饱和效应分析等效电感与转子位置的关系,通过判断短时脉冲作用下直流母线电流大小将转子位置确定在某一扇区。采用宽窄脉冲结合的方式在给转子加速的同时判断转子位置,最后采用设定速度值的方法切换到自同步运行过程,实现三段式起动中的转子预定位、电机加速阶段、内外同步运行切换,实现无位置传感器无刷直流电机的可靠起动。本文分别搭建了脉冲宽度调制及脉冲幅值调制方式下的无位置传感器无刷直流电机控制系统仿真模型,采集转速、相电流、线电压等参数信息。对两种调制方式下的相电流和线电压进行对比和谐波分析,验证脉冲幅值调制方式下的线电压及相电流谐波含量更低,简化后续滤波及相位补偿环节,并对脉冲幅值调制方式下的线电压波形中出现的尖峰脉冲进行分析。搭建了实验硬件平台和软件系统,在两种调制方式不同转速下测得相电流、线电压实验波形,进行谐波对比分析,实验结果证明了理论的正确性。