永磁同步电机具有功率密度高、体积小、宽调速范围等优点,被广泛应用于轨道交通、工业控制等领域。永磁同步电机的闭环控制需要位置传感器提供准确的转子位置信息。额外的位置传感器增加了系统的成本,在一定程度上也降低了系统的可靠性。本文针对不同转速下的永磁电机无位置传感器控制算法进行研究,主要内容如下:针对永磁电机初始位置角检测的问题,论文分别对零速和非零速下两种工况下的估算方法进行了深入研究。零速下常采用逐次逼近法,其检测精度容易受到逆变器非线性因素的影响。为了解决这一问题,在同一方向注入两个不同幅值的电压矢量,利用两次响应电流矢量的差来进行角度估算,提升了估算精度。非零速下,对基于短路电流法的初始位置检测算法的估算误差来源进行了分析。在此基础上,提出了选取实验参数(短路时间、短路间隔)的方法,能够在不同转速下,将采样误差、参数不准的影响控制在较小的范围内。对三种基于高频电压注入的无位置传感器算法——高频旋转电压注入法、高频脉振电压注入法和高频方波电压注入法的信号注入方式,信号处理方法以及实现过程等进行了详细的分析推导,并分析了转子位置估算过程中影响估算结果的因素。高频注入法在实现过程中需要频繁的用到滤波器。本文分析了滤波器相位延迟对估算结果的影响,并据此分别针对高频电压注入法和高频电压脉振法提出了相应的相位延迟补偿算法,大大提高了转子位置估算精度。通过采用龙贝格观测器代替传统算法中的锁相环,解决了电机转速斜坡变化时无法实现对转子位置无静差估算的问题。最后,通过Matlab/Simulink和永磁电机对拖平台,对本文中提及的算法与改进策略进行了仿真、实验验证和对比分析。仿真和实验结果证明了文中理论分析的正确性和改进算法的有效性。