在许多工业驱动系统中,内置式永磁同步电机（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor,IPMSM）的普及程度越来越高。IPMSM具有高功率密度,高转矩密度和高效率的特性,不仅适用于常规的驱动应用,而且适用于高性能伺服应用,例如伺服传动、机器人、电动车、航空航天以及军工等领域。由于IPMSM是一种同步电机,因此转子位置信息对于磁场定向控制至关重要。目前,对于永磁同步电机驱动系统,绝大多数采用安装传感器,然而安装传感器引发许多问题,包括系统成本和体积增加、信号噪声问题以及可靠性问题。位置传感器己成为永磁同步电机驱动系统的主要故障源,因此无传感器控制技术具有重要的研究意义,近几十年来无位置传感器的控制技术得到了很大的发展。早期研究的是基于反电动势的位置观测方法,但是由于在低速甚至零速时,电机的反电动势较小,信噪比较低,位置估算精度会严重下降,因此这种方法只用于中高速的位置估算。基于转子凸极性的高频正弦信号注入无传感器控制方法开启了永磁同步电机无传感器控制的新领域,通过这种方法,可以在动态和稳态下实现全转矩下的零速运行。随后,基于高频方波电压注入的无传感器控制方法的提出让速度和位置控制的带宽至少提高了5倍,但是在提高动稳态性能和位置估算精度方面还需要继续研究。本文主要研究基于高频方波电压注入的无位置传感器策略,重点分析逆变器的死区对于位置估算的影响:首先,本文分析IPMSM的数学模型,设计IPMSM的矢量控制系统,为高频方波注入的无传感器奠定基础。接下来深入分析基于IPMSM转子凸极性的高频方波注入原理,针对高频和基波电流采用无滤波器的分离,然后设计锁相环的位置跟踪观测器,最后通过脉冲电压注入进行转子磁极极性的识别。基于对传统高频方波电压注入的分析,注入电压和感应电流纹波会失真,位置估计性能会因逆变器的死区影响而降低,并且传统电流分离方法无法在动态条件下准确分离高频电流和基波电流,严重导致动态控制性能下降。本文提出了一种新的间歇式高频方波电压注入方法和一种新的电流分离方法。通过该方法,可以减小死区的影响,即使在动态过程也可以正确分离高频和基波电流。而且在注入电压幅度不变的情况下,高频电流响应的幅值降低了,证明该方法能够降低高频注入导致的损耗。通过设计电机控制器硬件和软件,分别对传统的高频方波注入策略和间歇式方波注入策略的性能表现进行实验对比。实验证明通过本文提出的控制方法使无传感器控制系统的动态性能和位置估计性能得到显着改善。