高速永磁同步电机具有功率密度高、效率高和响应速度快等优点,因此在高速电主轴系统中得到了广泛应用。高速PMSM电感小,基频大,会引起严重的定子电流谐波问题,同时微处理器的计算能力瓶颈和功率器件的开关频率输出限制制约了高速电机驱动控制器的发展,这给高速PMSM的调速控制的稳定性带来了很大困难。为了解决高速电机在高速运行时的速度稳定性问题,本文提出了一种基于PAM(脉冲幅度调制)方式的高速电机驱动控制方法,从PAM的驱动拓扑电路、速度控制方法、无传感器换相位置优化等方面入手展开了分析研究。首先,提出了PAM方式下的高速电机驱动控制策略。给出PAM方波驱动方法,并分析无位置传感器控制及启动方法;建立了方波电流驱动永磁同步电机时的电流模型;构建了PAM方式下的整体仿真模型;比对分析了高速电机系统在不同驱动拓扑下的电流纹波、谐波和损耗等。其次,研究前置BUCK电路参数变化对电机驱动性能影响规律及速度控制方法。建立了BUCK电路的小信号模型;对电感、电容的取值不当引起的换相瞬间电流谐振以及母线电压波动现象进行了分析;同时为了兼顾高速电机的鲁棒性和跟踪性能,开展了二自由度速度制方法研究,使转速环跟随性能和抗扰性能同时达到最佳。再次,对无传感器换相位置优化问题进行了研究。分析了不同换相位置下高速电机的输出转矩和电流谐波,给出了电机的最佳换相位置的寻找方法;分析了产生误差的原因,给出了高速电机换相位置误差的90-φ补偿方法的详细过程;推导了中性点电压与换相位置的关系,提出了基于虚拟中性点电压积分的换相位置闭环控制方法并进行了仿真。最后,设计了控制系统的硬件电路和软件算法,搭建了实验平台,对基于PAM的控制策略的有效性进行了实验验证。