伴随着生产技术的迅猛发展，各行业中对电气传动性能的要求逐渐提高。电励磁同步电机以其较高的功率因数、较大的弱磁比和较高的控制精度等优点被应用于诸多场合。为实现对电励磁同步电机的精确控制，需要实时获取转子位置信息。然而传统的机械式传感器在实际应用中存在诸多不利因素，这就使得无传感器转子位置检测技术具有重要的现实意义。分析比较现有各种无传感器检测方法后，本文采取信号注入法，并结合锁相环技术来检测电励磁同步电机的转子位置。受目前大功率电励磁同步电机应用场合多采用半控型功率开关器件晶闸管的限制，本课题采取在励磁中注入高频电流信号方式进行转子位置检测。本文首先建立电励磁同步电机在静止及旋转坐标系下的数学模型，并在此基础上分析出基于转子高频信号注入的位置检测原理，给出了具体公式，进一步分析了励磁阻尼绕组对此检测方法的影响。其次介绍了锁相环的基本结构和原理，建立了锁相环数学模型，研究提出基于dq变换的同步电机转子位置检测锁相环原理，并对此锁相环建模分析其稳定性及稳态误差，进而在标准状况及考虑采样保持环节下对锁相环进行了参数设计。然后分析了切合实际应用的信号注入方法，以及针对不同电机信号注入参数的具体选取方法，并在理论上分析电机注入信号对其转矩的影响。最后设计搭建了基于同步电机自控变频启动的转子位置检测试验平台，包括主电路、信号调理、辅助和驱动滤波电路等的设计，并进行了实验验证。实验部分，首先在MATLAB中搭建模型进行仿真验证，此方法在静止及低速时检测效果良好，并可应用于同步电机软起动系统中，使电机可靠驱动平稳提速。其次在搭建的平台中进行实验验证，结果与理论和仿真相同，此方法可有效良好的检测出同步电机的转子位置。