随着船舶大功率交流调速系统的进步与电力电子技术的发展,以及我国“十一五”规划中节能降耗战略的推出,电力推进在进入二十一世纪后成为国际上船舶推进方式的发展趋向,但这项技术的实际应用在我国还比较有限,探究船舶电力推进意义重大。本文以基于螺旋桨负载的永磁同步电机无位置传感器控制为研究课题,对全速域无传感器控制技术进行了研究。本文首先分析并推导内置式永磁同步电机不同坐标系下的数学模型,并对常用的控制策略以及内置式永磁同步电机的凸极特性进行了研究,建立并分析相应的矢量控制仿真模型。其次对中高速段采用的滑模观测器的基本原理进行介绍,设计观测器时针对抖振问题采用改进措施,主要从开关函数、反电势取值、低通滤波器截止频率三个方面改进。接着对低速段采用的脉振高频注入法的基本原理进行介绍,重建高频激励下的内置式永磁同步电机数学模型,详细分析了高频响应电流的处理过程以及转子位置估计方法。然后,逐个研究了螺旋桨负载的各个特性参数以及它们之间的互联关系,研究螺旋桨在实际流体环境下的工作机理进而搭建船舶螺旋桨仿真模型,验证其输出特性基本符合实际系统的变化规律。基于单一的无传感器算法无法实现船舶电机全速域控制,本文通过加权函数将滑模观测器和脉振高频注入法衔接起来,借助Matlab/Simulink搭建基于螺旋桨负载的全速度范围无位置传感器控制系统,仿真结果表明过渡区间内的转速和位置无明显波动,复合控制的切换过程平滑,船舶平稳升速,实现了船舶永磁同步电机全速度范围无传感器控制。