高速电机具有体积小、重量轻、功率密度高等优点，在高速主轴、高速压缩机、高速离心机等领域得到了广泛的应用。应用最多的是高速感应电机和高速永磁同步电机。但效率低和转子损耗是感应电机的固有缺陷。永磁同步电机具有效率高、噪音低、转矩波动小、转子损耗小、控制特性良好等优点，最适合高速运行，但传统的永磁同步电机需要转子位置传感器。本文以单霍尔传感器高速永磁同步电机的稳速控制为目标，对高速永磁同步电机的关键技术问题进行了研究，包括：基于单霍尔传感器的位置检测与速度检测、磁场定向与稳速控制、起动、转子涡流损耗。 针对高速永磁同步电机存在位置和转速检测困难的问题，提出了一种基于单个锁定型霍尔元件的位置和速度检测方法。首先针对静止坐标系下的磁场定向控制，基于数模混合电路的位置预估原理进行了设计，超前角可与补偿量一起输入。并设计了一个简单的集转子位置预估与补偿及测速于一体的硬件电路，省去了单独的测速环节，且对动态性能进行了分析。实验结果表明通过该方法获取的转子位置信号可以满足永磁同步电机的正弦波驱动系统的需要。其次针对全数字化矢量控制系统，对基于单个锁定型霍尔元件的转子位置和速度预估算法进行了分析，为了提高动态过程中的预估精度采用了一阶速度预估。实验证明该方法具有较高的静态和动态精度。 对单霍尔传感器高速永磁同步电机的磁场定向与稳速控制进行了研究。首先设计了基于CRPWM设计高速永磁同步电机的磁场定向控制系统，对逆变器死区时间对系统的影响进行了分析并采取了有效的补偿措施，设计了速度调节器，实现了高速永磁同步电机的稳速控制。其次设计了高速永磁同步电机的全数字化磁场定向与稳速控制系统，基于单个锁定型霍尔元件的位置预估方法，在旋转坐标系下实现了高速永磁同步电机的id=0矢量控制，对控制滞后进行了补偿，并实现稳速控制。实验结果证明了所提出的转子位置和速度检测方法以及所设计的磁场定向与稳速系统的可行性。最后还对位置误差对交、直轴电流的影响进行了分析。 针对以单个霍尔传感器高速永磁同步电机存在起动困难问题，采用预定位与起动加速度预估相结合的起动方法，并对参数的变化对起动性能的影响进行了仿真研究，最后进行了实验研究。仿真与实验结果表明采用该起动方法适合单霍尔传感器高速永磁同步电机系统。 本文采用解析法对谐波电流在转子中产生的涡流损耗进行了计算，并采用有限元法对转子涡流损耗的物理特性和数值进行仿真研究。提出了一种验证算法的实验方案，该方案不但考虑定子绕组的高频电阻，还考虑了定子高频铁损对测试的影响。实验与有限元计算结果证明提出的解析计算法是可行的。采用解析法对绕组电阻随频率的变化规律进行了研究，并进行了实验研究。最后对电流驱动方式对转子损耗的影响进行了分析。