永磁同步电机由于其具有高功率密度,体积优势明显等一系列优点,现阶段广泛应用于工业领域。矢量控制由于其优越的特点是现阶段使用最多的电机控制算法之一,速度传感器为矢量控制提供了必要的转子位置信息,但与此同时了增加了系统成本和维护难度。使用算法代替速度传感器近年来成为了研究热点,但多数研究都集中在电机运行的中高速域。本文针对永磁同步电机在低速域下的无速度传感器运行时存在的问题进行研究。为了解决低速域下永磁同步电机的控制问题,本文分析了几种不同的高频信号与基频信号的分离策略,对比了各类方法的优势和特点,避免了数字滤波器的使用。大大减少了数字滤波器对系统产生的延时影响,可以显著提高转子位置的观测精度。同时与位置鲁棒观测器相结合,提高了系统对突加突减负载时响应能力和速度。高频注入法由于其注入的电压信号频率单一,使感应出的电流功率谱密度集中在很窄的一个范围内,会带来很大的噪声。因此本文提出一种随机频率方波注入法,有效的拓宽了电机电流的频谱分布,明显削弱了高频注入法带来的噪声。分析对比了几种不同注入方式对噪声的影响,验证了随机频率方波的优越性,并且采用无滤波策略分离出高频信号,减少了滤波器的使用,可以更有效的分离出高频信号,在满足降噪效果的同时使转子位置信息的检测精度明显提高。在旋转坐标系下注入高频电压,在重载的情况下会出现位置观测器假性收敛的问题。本文研究了一种在静止坐标系下正交方波注入的方法,保证了位置收敛的唯一性。同时进一步改进了无滤波数字分离策略,可以在信号处理的整个过程中完全避免滤波器的使用,在保证了转子位置观测精度同时提升了整个系统的带载能力。最后,通过Simulink下的搭建的永磁同步电机仿真系统进行了仿真验证,同时在14k W的永磁电机对拖平台上进行了实验。验证了原理的正确性和算法的可行性,基本实现了永磁同步电机在低速域下的无速度传感器控制。