永磁同步电机高功率密度、宽调速范围的优点使之在伺服控制系统、数控机床、电动汽车、机器人及航空航天等领域获得了广泛的应用。要实现永磁同步电机的高性能控制,需要准确的转子位置信息,传统的办法是在电机上安装位置传感器,但传感器的引入增加了系统的不稳定性。为了解决这一问题,各类无位置传感器控制方法应运而生。相比其他无位置控制方法,三次谐波反电势具有不受电机参数影响和方便提取的优点。本文主要对基于三次谐波反电势的无位置方法进行了研究。本文首先对永磁同步电机无位置传感器控制方法的发展历程和研究现状进行了简单介绍,其中重点介绍了三次谐波反电势法的研究现状并指出了该类方法可能存在的问题。其次建立了永磁同步电机的数学模型,阐述了矢量控制的基本原理,并对比分析了常见的几种矢量控制策略的实现方法及优缺点,确立了i_d=0控制为本文的矢量控制策略。再次对基于三次谐波反电势的无位置控制方法进行了系统的理论分析。为了得到连续的转子位置和速度,传统的三次谐波方法通常会在系统中引入锁相环,该结构需要一对正交波形作为基准信号。以往的研究大多将三次谐波反电势及其积分作为锁相环的输入,但由于绕组参数的不对称性或是一些其他因素的影响,提取出的三次谐波反电势中含有微弱的直流偏量,该偏量在积分作用下会不断累加,进而影响估计精度。本文针对该问题提出了一种改进式的结构。仿真分析和频谱分析表明,该结构能有效避免直接积分带来的积分饱和且在中高转速时具有良好的稳定性。最后搭建了一套基于MicroLabBox的半实物控制平台,编写了无位置算法的相关程序,设计了控制系统的PCB硬件实物,并在该平台基础上进行了有位置传感器和无位置传感器的矢量控制实验,验证了本文所研究方法的可行性。实验结果表明,该方法具有良好的稳态估计精度和动态调速性能,且能够有效消除积分饱和对系统估计精度的影响。