Este artículo profundiza en un estudio exhaustivo de un enfoque de control sin sensores de amplio rango de velocidad para motores síncronos de imán permanente montados en superficie (SPMSMs). En el rango de baja velocidad, se introduce un nuevo método de inyección de voltaje de pulso de alta frecuencia (HFPVI) para la estimación de la posición del rotor, que no depende de la saliencia del motor y es adecuado para SPMSMs. Este método incorpora un integrador generalizado de segundo orden (SOGI) y una nueva señal de modulación para mejorar la precisión de la estimación de la posición del rotor. Para velocidades medias a altas, se propone un observador deslizante de modo super-torsión mejorado (STSMO) que utiliza una función tangente hiperbólica continua para mitigar el temblor. Además, se introduce un nuevo lazo de enganche de fase (NPLL) para obtener con precisión la posición del rotor. Además, este artículo diseña una función de conmutación ponderada exponencial para facilitar una transición suave del motor desde el dominio de baja velocidad a los dominios de velocidad media y alta. La efectividad y superioridad de los métodos propuestos se validan a través de simulaciones y experimentos realizados en una plataforma RTU-BOX. Los errores de estimación de la posición del rotor del nuevo método HFPVI propuesto y del método STSMO mejorado bajo diversas condiciones de funcionamiento son aproximadamente 0.05 rad (2.8 elc·deg), y el SPMSM puede cambiar suavemente desde el rango de baja velocidad a los rangos de velocidad media y alta.