由于体积小、功率密度和转矩密度高等优点,永磁同步电机在电动汽车、石油等工业场合得到了广泛的应用。永磁同步电机的无传感器控制技术能减小控制系统的体积和成本,鲁棒性强,已成为研究的热点。然而,受电机结构非线性造成的磁场空间谐波和逆变器非线性的影响,反电动势中出现6k?1次谐波,导致基于反电动势模型法估算的位置中出现明显的6k次谐波误差。而估算转子位置中存在谐波误差将引起转矩波动,并增加额外的谐波损耗,降低无传感器控制下电机的运行效果。本文在考虑逆变器和电机结构非线性的情况下研究了电机的精确转子位置估算方法。在分析基于反电动势的滑模观测器的位置估算方法基础上,分别讨论了死区时间等造成的变频器非线性和电机结构非线性造成的空间磁场谐波对反电动势的影响,造成估算反电动势中出现6k?1次谐波,进而推导了估算转子位置误差中出现6k次谐波的过程。并分析了基于正交锁相环的滑模观测器中低通滤波器截止频率和正交锁相环的PI参数对估算转子位置谐波误差的影响,得出很难确定合适的参数在达到抑制估算转子位置谐波误差的同时保证系统的位置估算精度和动态性能。最后通过实验结果验证了分析的正确性。研究了一种基于双线性递归最小二乘自适应滤波器的电机转子位置估算方法。在滑模观测器的基础上,该方法通过双线性递归最小二乘自适应算法在线更新自适应滤波器的系数,使滤波器能根据输入信号自适应地检测并滤除估算反电动势中指定的5次和7次谐波分量,进而减小由正交锁相环估算的转子位置中存在的6次谐波误差,提高估算精度。双线性递归最小二乘自适应滤波器同时引入两路反馈信号,收敛速度快,收敛精度高。所研究位置估算方法能抑制位置中的谐波误差,且其结构设计不依赖电机和逆变器的参数,鲁棒性强。研究了一种基于自适应基波频率提取滤波器的精确转子位置估算策略。该方法以滑模观测器为基础,通过采用两个自适应基波频率提取滤波器使估算反电动势中的基波分量在零衰减和零相位延迟的情况下通过自适应基波频率提取滤波器,而高次谐波分量被严重衰减,达到实时地获取估算反电动势中的基波分量,并滤除所有高次谐波分量的目的,最后通过正交锁相环跟踪电机转子位置。所研究的方法结构简单,易于实现,参数选择容易,具有突出的稳态性能,能可靠地减小估算转子位置中谐波误差,提高转子位置估算精度。最后,通过Matlab/Simulink的建模仿真和永磁同步电机实验平台验证了所研究的精确转子位置估算策略的有效性。实验结果表明所研究算法能有效的补偿由电机非线性和逆变器非线性造成的位置谐波误差,位置估算精度明显提高,无传感器控制系统中高速运行性能得到改进。