一、电机位置初始定位问题

初始定位，又叫上电后转子对齐。

因为上电初始转子 (即 d 轴) 位置是随机的，意味着 dq 与 αβ 坐标系之间的等价关系没有建立起来或者说不准确，这会导致 FOC 无法实现最佳转矩角控制。

在正常情况下，转子位置如图所示：

假设我们的编码器无论转子处于何种角度，第一次上电时编码器初始均为 0°。如果转子当前随机角度为 125°，但控制算法并不知道此时转子位置是 125°，依旧上电后输出 0°，然后依据 FOC 就会产生一个 90° 的 q 轴电流，这时就会吸引转子反向转起来：

转子转了多少度，编码器也增加了多少度，但两者之间始终差了个 125°，所以转子会一直反转下去。而这显然是不合适的，所以在正常运行之前要将编码器的值和转子位置角度重合起来，也就是电机初始定位。

αβ坐标系中，α 轴始终与 A 相绕组轴心对齐；dq 坐标系中，d 轴即转子 N 极；

如果我们输入的转子角度的角度有固定的偏移量，即会影响到 park 变换的准确性。也就是在前文提到的 dq 与 αβ 坐标系之间的等价关系没有建立起来或者说不准确。

因此初始定位的本质：通过定位让转子有明确的位置，从而建立坐标系之间的等价关系。

二、 θ = 0 模式的初始定位的实现

2.1 控制目标

产生 α 轴同向磁场 (即 Ψ 与 α 轴同向)，吸引转子 N 极强行定位到 α 轴。

也就是说，我们需要让 α 轴电压 = A (A 电压根据需求设定)，β 轴电压 = 0。

2.2 反 Park 变换反推预定位阶段电压

θ = 0；d 轴电压 = A；q 轴电压 = 0；

这样定子磁场就把转子磁铁 N 级磁铁吸引到 d 轴位置，α 和 d 轴位置相同。

2.3 定位后的启动

d轴目标 = 0；q 轴电压 = A (A 电压根据需求设定)；θ = 0；

2.4 使用场景

此启动方式在角度闭环模式是没有问题的。

但是在 IF 强拖启动下，因为启动时功率角在 0°：

•  = 电机当前的电磁转矩
•  = 极对数
•  = q 轴电流
•  = 功率角
•  = 电机磁链常数

因为  (空载反电动势与定子端电压之间的时间相位角，反电动势空载时超前 d 轴 90°)，  

其电磁转矩达到峰值，启动转矩大可能会带来震动。

三、θ = π/2 模式的初始定位的实现

3.1 目标

产生 α 轴同向磁场 (即 Ψ 与 α 轴同向)，吸引转子 N 极强行定位到 α 轴。

也就是说，我们需要让 α 轴电压 = A (A 电压根据需求设定)，β 轴电压 = 0。

3.2 反 Park 变换反推预定位阶段电压

θ = ；d 轴电压 = 0；q 轴电压 = A；

这样定子磁场就把转子磁铁 N 级磁铁吸引到 d 轴位置，α 和 d 轴位置相同。

3.3 定位后的启动

d 轴目标 = 0；q 轴电压 = A (A 电压根据需求设定)；θ = ；

3.4 使用场景

此启动方式在在 IF 强拖启动下，因为启动时功率角在 90°：

因为  (空载反电动势与定子端电压之间的时间相位角，反电动势空载时超前 d 轴 90°)，  

启动力矩平滑，比较适合强拖启动。

在 FOC 角度闭环的情况下，如果我们知道转子的真实位置也是可以用的。如果不知道转子角度，那么就需要给当前 θ = 0 启动方式，不能使用上文中的 θ =  启动方式。