近年来,内置式永磁同步电机(IPMSM)以其在功率密度、效率等方面的优势,获得了广泛的应用。针对位置传感器带来的成本、可靠性、以及环境适应性问题,永磁同步电机位置观测和无位置传感器控制成为近年来研究的热点。为实现包括静止启动状态在内的全速度范围位置的有效观测,依据IPMSM结构和电气特征,多在静止和低速阶段采用注入法,而在中高速阶段采用基波模型法对转子位置进行观测。纵观研究现状不难发现:在零低速阶段,旋转高频注入法具有较好的稳定性,但其存在解调延迟造成观测精度不高的问题;在零低速到中高速的过渡区域的观测方案有待优化,观测精度有待提升。鉴于此,本文对旋转高频注入法、过渡区域复合位置观测方案进行了深入研究,并以此为基础讨论了全速度范围内永磁同步电机位置观测方案,具体研究工作概括如下:一、针对旋转高频注入法位置估计精度受控制延时和滤波器延时影响的问题,研究了基于正序分量补偿的旋转高频注入法:(1)揭示了基于正负序高频电流分离的静止坐标系解调算法受电机转速影响的不足;(2)提出了基于正负序高频电流分离的旋转坐标系解调算法,克服了转速影响,提升了补偿和观测精度。(3)为了避免正、负序高频电流分离所需要的复杂滤波运算,进一步提出了基于高频电流叉乘的旋转坐标系解调算法,简化了信号处理过程,提升了运算效率。二、针对零低速与中高速之间的过渡区域位置观测问题,研究了基于旋转高频注入法和基波滑模观测器法的复合观测方案:(1)针对过渡区需要两种观测方案之间进行切换问题,对比研究了双锁相环方案和单锁相环方案,得出了单锁相环具有较明显优势的结论;(2)通过量化分析高频注入量对两种观测方案精度的影响,提出了过渡区优化复合观测方案,不仅缩短了高频电压的作用范围,而且提升了过渡区的位置观测精度。三、以一台商用电动汽车驱动用永磁同步电机为对象,通过仿真和实验对本文的分析和设计进行了较为全面的验证。