永磁同步电机(PMSM)具有效率高、转动惯量大、动态响应速度快等优点,在大功率交流传动领域具有明显的优势。而永磁同步电机是一个强耦合、复杂的非线性系统,对其的高性能控制依赖于精确的转子位置信息,然而依赖使用光电编码器、旋转变压器等机械式传感器来获得转子位置及转速,使得电机系统体积大,成本高,抗干扰能力下降,近年来电机的无位置传感器控制成为研究热点。本文基于模型参考自适应(MRAS)的转速辨识方法。为了让其能够工作在较低速情况下获得更宽的调速范围,本文针对传统电压模型在电机低速运转时因纯积分器的误差累积及零点漂移的缺陷,基于定子磁链与反电势正交的补偿算法,设计出一种新型积分器。对比采用一阶低通滤波器、幅值限定积分器等方法去替代纯积分器,本文设计的积分器具有自适应性,能对定子磁链进行实时补偿,并将补偿量自动调整到最优,提高了系统的动态响应特性,从本质上消除了纯积分环节带来的问题。本文在此基础上设计了基于该新型积分器的改进型电压模型,构建基于新电压模型的定子磁链观测器,并结合简化的可调模型搭建了MRAS模型,使得该改进的MRAS算法能够在较低速场合也能有良好的测速性能,使其获得较传统算法更为宽泛的调速范围。此外,在αβ0坐标系下,该MRAS模型以磁链为状态变量,避免微分运算,减小了算法的复杂度,更有利于算法的编程实现。本文构建了永磁同步电机的无位置传感器矢量控制系统。在MATLA/Simulink环境下该矢量控制系统进行了仿真。结果表明基于新型电压模型的改进MRAS模型能够快速准确的观测磁链并跟踪电机转速。本文将该方法应用于实际的场合,搭建永磁同步电机和三电平变频器组成的实验平台,控制电路基于DSP28335进行实验,采用该控制方式的三电平NPC变频器在众多领域有广泛的应用前景。