永磁同步电机凭借结构简单可靠、功率因素高和效率高等优势在电气传动领域得到了广泛应用。但永磁同步电机在控制过程中需要获知转子位置信息,通常采用机械式位置传感器检测得到,这增加了系统的体积、重量和成本,并且限制了其在高温、强腐蚀等场合的应用。因此,基于电信号的转子位置检测技术应运而生,并迅速成为电气传动领域的一个研究热点。本文按照适用的转速范围,对永磁同步电机基于电信号的转子位置检测技术进行了归类总结。零速和低速阶段的转子位置检测技术是研究难点,本文围绕表贴式永磁同步电机起动和低速运行阶段的转子位置检测,对脉振高频信号注入法展开深入研究。本文首先介绍了永磁同步电机的结构、特点及应用,然后阐述了永磁同步电机的经典控制策略与现代控制技术,并对基于电信号的转子位置检测技术的研究现状进行了综述。然后,建立了永磁同步电机的数学模型,对矢量控制技术的原理、坐标变换以及电流控制策略进行了说明,在此基础上阐述了脉振高频电压注入法的原理。针对该方法在初始位置检测阶段需切换注入信号类型,实现繁琐的问题,提出了三种新的转子初始位置检测方法。所提方法利用磁路的饱和特性判断直轴正方向,在检测过程中仅需注入高频信号,实现简单。与脉振高频电压注入法相比,电流注入法无需在电流反馈回路中添加低通滤波器,且位置检测环节的稳定性也不受电机参数变化和注入信号频率的影响,因此对脉振高频电流注入法展开研究具有重要实际意义。本文阐述了脉振高频电流注入法的原理,针对该方法对电流环带宽的特殊要求以及转子位置信息提取过程中存在的滤波延时问题,提出了一种基于新型位置观测器的脉振高频电流注入转子位置检测方法。对电流调节器的优化设计方法以及新型位置观测器的结构进行了分析,在此基础上提出了一种转子初始位置检测方法;此外,为降低动态过程中的阶跃信号对位置观测器的观测精度的影响,提出了交轴电流前馈补偿策略,根据交轴电流及电机参数等信息对输入到观测器的阶跃信号进行补偿,最后分析了该方法的稳定性。为避免脉振高频电流注入法用电压指令值替代实际值来提取转子位置信息所引入的误差,本文提出了一种基于新型电流调节方式的脉振高频电流注入转子位置检测方法,将广义二阶积分器引入到电流调节器中,使得转子位置信息可从电压信号转移到电流信号中提取。文中对新型电流调节器的设计进行了说明,介绍了位置与转速检测环节的设计,并对位置检测方法的动稳态误差和稳定性进行了分析。在脉振高频信号注入法中用于提取转子位置信息的信号幅值较小,因此易受系统硬件的影响。鉴于此,本文分析了逆变器非线性、电机参数不对称和电流检测偏差这三种硬件系统非理想因素对脉振高频电压注入法和脉振高频电流注入法的位置检测误差的影响,推导了误差的具体表达式;在此基础上提出了陷波消除法和双重滤波法这两类位置检测误差消除方法,对比了两者之间的优缺点。最后,本文基于RT-LAB半实物仿真器搭建了一套永磁同步电机控制系统硬件平台及其对应的软件控制模型,对所做的研究工作进行了实验验证。