永磁同步电机由于其结构简单、损耗低、功率因数和运行效率高,在工业领域尤其是数控机床、工业机器人、航空航天等领域得到越来越广泛的应用。传统调速系统中测量位置和速度参数时,一般都需要用到编码器或速度传感器,但编码器的安装增加了系统成本,降低了系统可靠性。基于无位置传感器的永磁同步电机驱动系统控制可以有效地解决这些问题,但在无位置传感器控制系统中,若对永磁同步电机的转子初始位置检测不准确,会对电机的起动以及起动后的运行性能造成影响甚至导致电机无法正常起动。因此需要精确检测转子初始位置,以保证永磁同步电机的高性能控制。为准确检测转子初始位置,本文提出了一种基于高频电压信号注入的永磁同步电机转子初始位置检测方法。该检测方法适用于内置式永磁同步电机,向定子绕组注入旋转高频电压信号,根据绕组中的高频电流响应能够简单并准确地检测出电机转子初始位置。该方法对电机参数依赖性小,并且在计算角度公式中不包含传统方法中的高频电压幅值和角频率这些影响角度检测准确性因素,从而得到准确的初始位置角,并保证电机能够顺利起动。由于在高频信号检测转子角度中需要通过低通滤波器进行滤波,而滤波带来的问题是相位延迟,因此通过电流谐波分析设计了误差补偿策略对位置角进行补偿以减小延迟问题,从而获得更为准确的角度信息,减小角度误差。由角度误差分析可知,高频电压幅值和角频率对位置检测存在不可忽略的影响,通过不含有高频电压幅值和角频率的角度计算公式以及增加角度补偿策略,可以得到准确的转子位置信息。得到转子角度后,由于转子凸极对称性无法判断出实际的d轴正方向即无法判断转子极性,因此根据磁饱和效应引起的电感变化,进行转子磁极极性判断,最终确定转子位置。本文通过仿真验证了该方法的可行性,并能够准确检测出转子初始位置。最后,搭建了内置式永磁同步电机控制系统的硬件实验平台,对转子初始位置检测的实验程序进行编写,通过实验对转子初始位置检测方法进行验证。实验结果表明,在得到的电流响应中计算转子初始位置角,可以得到较为准确的检测角度,平均检测误差较小。