无轴承永磁同步电机(Bearingless Permanent Magnet Synchronous Motor,BPMSM)是一种将磁轴承和永磁同步电机技术相结合的新型电机。这种电机不仅具有磁轴承的无机械摩擦磨损、无需润滑和密封、无污染、高速度、高精度、寿命长等优点,还具有永磁同步电机功率密度大、效率高、无励磁绕组等优良特性,在精密高速电主轴、飞轮储能等装备中具有潜在的应用前景。为了确保BPMSM能够稳定旋转和转子悬浮运行,需要精准检测转子的转速和位移,传统的转速和位移传感器不仅增加了电机的轴向体积和成本,还降低了系统的可靠性,限制了其在高速或者超高速场合下的运用,因此研究BPMSM无速度和无位移传感器自检技术具有重要意义。本论文在江苏省重点研发计划项目(BE2016150)等资助项目的支持下,对BPMSM的数学建模、无速度传感器技术、无位移传感器技术、数字控制系统和实验平台开展了研究工作。论文的主要工作及取得的成果如下:1.系统阐述了BPMSM研究现状以及未来的发展趋势。分析了BPMSM电磁转矩和径向悬浮力产生机理,并采用虚位移法和磁路原理分别推导了悬浮力和电磁转矩数学模型。2.提出了一种无速度传感器复合控制系统,在低速时,采用一种改进脉振高频信号注入法,解决了传统脉振高频信号注入法中使用高阶滤波器引起的信号延迟和相位偏移问题。中高速时,在改进反电势观测器基础上采用一种广义二阶积分器锁频锁相环技术,提高了转子速度和位置估计精度。构建了复合控制系统的MATLAB仿真平台,对控制方法的可行性进行了验证。结果表明,该复合控制方法能够在不同速度段精准估算出BPMSM转子角位置和速度,且具有较高的抗干扰能力。3.提出了一种基于改进广义二阶积分器的悬浮力绕组磁链辨识模块。首先,从BPMSM电感矩阵模型出发,推导了悬浮力绕组磁链和径向位移之间的关系,提出了一种BPMSM无位移传感器自检测控制方法。构建了无位移传感器仿真平台,仿真结果验证了所提出的无位移传感器控制方法的正确性和可靠性。4.从硬件和软件两方面对BPMSM实验平台进行了研究和开发,并进行了相关实验研究。