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永磁同步电机具有高能量密度、高效率、高转矩惯量比的特点,同时结构简单、易于维护、控制性能优越。随着永磁材料性能的提高以及价格的降低,永磁同步电机在工业以及一些家用电器方面的应用越来越广泛。本文针对永磁同步电机在风机、水泵以及一些要求低成本场合的应用,研究了转子无阻尼绕组永磁同步电机的两种低成本控制策略即转子位置开环的高效V/f控制以及基于开关型霍尔位置传感器矢量控制的一些关键问题。首先针对转子位置开环的V/f控制策略在永磁同步电机低速运行以及转矩、转速突变时易失步、效率低等问题,提出了基于有功、无功功率观测的电压向量实时补偿的改进控制方法。在对V/f控制永磁同步电机稳定性分析的基础上,根据同步电机运行时功率角与转速波动间的联系,建立有功功率脉动分量与转速波动量的方程；在此基础上构建了抑制功率脉动的数字阻尼环系统,通过修正给定电压向量的转速提高电机运行的稳定性；同时对电机的无功功率进行实时观测,通过与电机运行在单位电流最大转矩情况下的无功功率进行比较,控制电压向量的幅值,实现永磁同步电机的高效运行。其次针对基于开关型霍尔位置传感器的永磁同步电机矢量控制提高位置估算精度的问题进行了研究。详细分析了电机动态运行状态下,电机霍尔安装机械位置对转矩的影响,在此基础上提出了基于各扇区时间的最小二乘法线性插值算法。通过对转子位置的精确估算,有效地抑制了由于电机霍尔安装机械位置不准确带来的转矩和转速的脉动,提高电机运行的稳定性。最后在Matlab/Simulink仿真平台对上述研究结果进行详细仿真分析的同时,搭建了外转子永磁同步电机控制系统的实验平台,分别对提出的高效V/f控制策略以及基于霍尔传感器的矢量控制在机械位置偏差时的控制进行了实验验证。仿真和实验结果都证明了所研究的控制方法的有效性。