筆者旨在通過本文，闡述PMSM電機控制基本原理及獲取電機位置offset值的方法，對PMSM電機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。

它需要滿足幾個特點：

（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)運動的定子磁場。

（2）轉(zhuǎn)子采用永磁體勵磁，不管其勵磁材料是鋁鎳鈷、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，最終在氣隙空間中呈現(xiàn)正弦排列的N-S磁場。

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

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

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

于我會想到我在拿另一個磁鐵靠近轉(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的年代，在那個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)生在空間運動的圓形磁場（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)子受到磁場作用力而運動起來；

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

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

標準的最簡單的永磁同步電機控制算法框圖如下：

這個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）因為氣隙中有運動的磁場，所以定子線圈在轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生反電動勢；

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

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

（為什么要說“最容易”這三個字，因為電機控制的微分方程實際上有無窮多個解，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)于電機位置于是確定電機控制器的初始位置角就有這么幾種方法：

（1）反電勢法

a)電機相線不接ECU，電機位置信號連接到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)動電機軸，軟件中觀測到的電機角度信號應(yīng)從0到360度變化；

c)用伺服電機或其他設(shè)備拖動被測電機勻速旋轉(zhuǎn)，測量其反電勢，反電勢與軟件處理后的電機轉(zhuǎn)角應(yīng)該有如下對應(yīng)關(guān)系（0度對應(yīng)A相反電勢從正0穿越到負0，120度對應(yīng)B相反電勢從正0到負0,240度對應(yīng)C相反電勢從正0到負0）。

d)如反電勢與電機轉(zhuǎn)角對應(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)軟件中的電機位置角Offset

ii.更改電機ABC相的定義（調(diào)換接線順序）

（2）轉(zhuǎn)子拖動法

（3）轉(zhuǎn)矩標定法