筆者旨在通過本文，闡述PMSM電機(jī)控制基本原理及獲取電機(jī)位置offset值的方法，對(duì)PMSM電機(jī)控制入門者提供一定的幫助。

PMSM其英文全稱為Permanent-magnetSynchronousMotor，直譯為永磁同步電機(jī)。

它需要滿足幾個(gè)特點(diǎn)：

（1）三相定子之間通相序互差120度的交流電壓產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的定子磁場(chǎng)。

（2）轉(zhuǎn)子采用永磁體勵(lì)磁，不管其勵(lì)磁材料是鋁鎳鈷、鐵氧體還是釹鐵硼；不管其安裝是內(nèi)埋還是表貼，通過特殊的定子與轉(zhuǎn)子形狀設(shè)計(jì)，最終在氣隙空間中呈現(xiàn)正弦排列的N-S磁場(chǎng)。

（3）基于以上兩點(diǎn)，反電勢(shì)必須是正弦波，這是PMSM與BLDC（反電勢(shì)梯形波）的最大區(qū)別。

由于PMSM的轉(zhuǎn)子已經(jīng)固化，怎么樣去控制電機(jī)這個(gè)問題就可以非常樸素的簡(jiǎn)化為：通過一種什么樣的方式，能夠讓電機(jī)的轉(zhuǎn)子軸產(chǎn)生一定的轉(zhuǎn)動(dòng)力矩？

（1）如果我是來自比較久遠(yuǎn)的年代不幸穿越來到現(xiàn)代，在我的那個(gè)年代里我掌握的知識(shí)這么一條：磁鐵有N和S兩個(gè)極性，同性相斥，異性相吸；

于我會(huì)想到我在拿另一個(gè)磁鐵靠近轉(zhuǎn)子，然后讓手里的磁鐵在定子周圍畫圈圈，那么我里的磁鐵和轉(zhuǎn)子之間就會(huì)產(chǎn)生作用力使得轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)起來；

（2）如果我來自稍近一點(diǎn)的年代，在那個(gè)年代偉大的奧斯特先生和安培先生已經(jīng)發(fā)現(xiàn)電可以生磁的現(xiàn)象，正弦交變的電流能夠產(chǎn)生在空間運(yùn)動(dòng)的圓形磁場(chǎng)（這不就是之前的我拿著磁鐵畫圈圈一樣的效果么），那么我的工作就簡(jiǎn)單了，只要在轉(zhuǎn)子周圍布置定子線圈，在定子線圈上通過交變的電流就可以讓轉(zhuǎn)子受到磁場(chǎng)作用力而運(yùn)動(dòng)起來；

（3）如果我來自更近一些的年代，那個(gè)年代聰明的Park先生和Clark先生已經(jīng)開始從事科研工作。他們發(fā)現(xiàn)一個(gè)問題,恒定轉(zhuǎn)速標(biāo)準(zhǔn)的互差120°相位的三相交流電，其自由度只有兩個(gè)，而如果站在三相電壓所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)的角度來觀察這三相的電壓，會(huì)發(fā)現(xiàn)其在磁場(chǎng)與磁場(chǎng)垂直方向所產(chǎn)生的投影是不隨時(shí)間變化的，這就對(duì)控制的求解帶來了很大的便利。

閑話說的稍微有點(diǎn)長(zhǎng)，但是不管怎樣，（2）和（3）都是要用到電機(jī)轉(zhuǎn)角來產(chǎn)生交變的定子電壓的。

標(biāo)準(zhǔn)的最簡(jiǎn)單的永磁同步電機(jī)控制算法框圖如下：

這個(gè)控制算法框圖看起來很復(fù)雜，但說一千道一萬，其目的可用以下幾句話來描述：

（1）因?yàn)闅庀吨杏羞\(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)，所以定子線圈在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)會(huì)產(chǎn)生反電動(dòng)勢(shì)；

（2）最容易建立定子磁場(chǎng)的方法逆變器給定義一個(gè)與反電勢(shì)同相位角的電壓，克服反電勢(shì)之后的定子電流所產(chǎn)生的定子磁場(chǎng)與轉(zhuǎn)子磁場(chǎng)相互作用，對(duì)外做功。

說白了就是所謂的電機(jī)控制算法是無非就是制造出三個(gè)定子電壓來，該算法要求讓產(chǎn)生的那個(gè)正弦電壓在相位上與定子切割磁力線所產(chǎn)生的反電勢(shì)是同相的。

（為什么要說“最容易”這三個(gè)字，因?yàn)殡姍C(jī)控制的微分方程實(shí)際上有無窮多個(gè)解，我們工程上所常用的只是其特解之一。太繞了，說人話就是其實(shí)在定子線圈上給定電壓有無數(shù)種組合都能夠?qū)崿F(xiàn)讓轉(zhuǎn)子勻速狀態(tài)下輸出同樣大小轉(zhuǎn)矩的效果，在工程應(yīng)用里使用的是最容易獲取的一種方法而已。）

所以關(guān)于電機(jī)位置于是確定電機(jī)控制器的初始位置角就有這么幾種方法：

（1）反電勢(shì)法

a)電機(jī)相線不接ECU，電機(jī)位置信號(hào)連接到ECU，ECU中的軟件只需要角度解算的軟件，其他控制軟件一概不需要；

b)用手轉(zhuǎn)動(dòng)電機(jī)軸，軟件中觀測(cè)到的電機(jī)角度信號(hào)應(yīng)從0到360度變化；

c)用伺服電機(jī)或其他設(shè)備拖動(dòng)被測(cè)電機(jī)勻速旋轉(zhuǎn)，測(cè)量其反電勢(shì)，反電勢(shì)與軟件處理后的電機(jī)轉(zhuǎn)角應(yīng)該有如下對(duì)應(yīng)關(guān)系（0度對(duì)應(yīng)A相反電勢(shì)從正0穿越到負(fù)0，120度對(duì)應(yīng)B相反電勢(shì)從正0到負(fù)0,240度對(duì)應(yīng)C相反電勢(shì)從正0到負(fù)0）。

d)如反電勢(shì)與電機(jī)轉(zhuǎn)角對(duì)應(yīng)關(guān)系不滿足，則應(yīng)通過下列手段使之符合該關(guān)系。：

i.調(diào)節(jié)軟件中的電機(jī)位置角Offset

ii.更改電機(jī)ABC相的定義（調(diào)換接線順序）

（2）轉(zhuǎn)子拖動(dòng)法

（3）轉(zhuǎn)矩標(biāo)定法