永磁同步电机凭借其高功率密度、高效率的优点在工业和民用电机驱动系统中得到了愈发广泛的应用。高性能矢量控制需要转子磁极的实时位置来实现电机磁链和转矩的解耦,传统的解决方案是在机轴加装位置传感器,但在一些工业传动应用场合不合适安装位置传感器,并且传感器的使用也存在经济性差的问题,因此无位置传感器驱动控制技术正变得愈发具有吸引力。本文针对表贴式永磁同步电机的初始位置检测技术和低速运行控制技术展开研究。首先,研究无需注入高压短脉冲信号的表贴式永磁同步电机转子初始位置检测策略。传统的转子初始位置检测方法是在静止状态下注入复合信号获取转子磁极位置信息。该方案首先通过向电机定子绕组注入高频电压激励来初步对转子的位置进行提取,然后结合该位置信息向电机交轴N/S极分别注入电压脉冲信号,通过对其电流大小进行比较来确定转子极性。但是方法会为系统带来噪音问题,并且也会引起转子位置发生偏移,降低了起动性能。针对该问题,本文研究了一种基于高频电压信号注入的PMSM转子初始位置检测方法,通过注入方波形式的电压信号可以实现转子磁极位置的提取和N/S极性的辨识。为了实现表贴式永磁电机的低速运行,研究一种基于高频方波测试信号注入的无位置零低速传感器控制策略。选取注入到观测直轴的脉振高频方波信号,该信号注入方案可以有效避免旋转信号注入法在转子交轴分量引起转矩脉动,提高系统的稳态性能。所研究方法在滞后于观测轴系的45°的测量轴系提取位置误差信号,构建了测量轴系高频电流与位置误差的数学表达式,设计了适用于测量轴系的位置误差归一化方法,并结合PI型转子位置观测器,将位置误差调整至零,仿真和实验结果表现能够实现对转子位置的追踪。针对所存在的位置观测误差问题,研究一种基于扰动观察法的位置观测误差补偿方法。在分析实际电机驱动系统中非理想因素基础上,对交叉耦合磁饱和效应和电流采样误差及其对驱动系统性能的影响进行建模和研究。从位置误差提取环节入手,通过在初步提取到的位置观测误差值上叠加二次补偿量,实现对二次脉动误差的降低。另外,研究了基于扰动观察法的补偿量相位、幅值自整定策略,实现了对最优补偿值的自动寻优。在理论研究和仿真分析基础上,在实验平台上实现了无传感器零低速控制算法。搭建了7.5k W的表贴式永磁电机对拖加载平台,并进行初始位置辨识方法和高频电压注入方案实验验证,表明了所研究方法的有效性。