永磁同步电机矢量控制基础补充(一)——如何绘制电机输出的磁链

本文主要是介绍永磁同步电机矢量控制基础补充(一)——如何绘制电机输出的磁链,希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值,需要的开发者们随着小编来一起学习吧!

在仿真过程中,电机的磁链输出是一个重要的参考指标,在电机运转过程中,磁链的变化过程能够更直观的表现电机的运行状态。因此,如果能够在matlab里面绘画出磁链的运行轨迹,对于电机模型的运行状态就有了更加直观的观察方式。

1、磁链轨迹自身的意义

SVPWM调制方式的根本目标就在于控制磁链轨迹更加接近圆形,从而控制电机运行更加平稳。因为磁链轨迹和空间电压矢量是垂直关系,其实现的方式即控制空间电压矢量间接控制磁链轨迹。由电机的运动方程可知,其在磁场中的受力基于通电导体在磁场中受到力的作用的原理,所以磁场的品质也就决定了电机输出力矩的品质,因此优化电机的磁链轨迹就会提升电机的输出特性,如果能够在搭建仿真的过程中,可以观察到磁链轨迹的运行情况,将有助于我们对整个系统的运行进行更加深入的理解。其示例如下:

                                                

2、如何绘制磁链轨迹

磁链轨迹的观察一般将alpha和beta轴的磁链画在同一个坐标系中,以alpha轴作为横轴,以beta轴作为纵轴,在得到以上两个量之后,通过matlab内的plot函数进行绘制。plot函数的使用,请参照我的博文对于matlab工具函数搜集这篇。

(1条消息) 关于plot函数的一切(史上最全总结)_T_just_for_tomorrow的博客-CSDN博客_plot函数举例

2.1 得到目标数据

在电机运转过程中,会输出iaibic等一些物理量,那将如何得到alpha和beta坐标系(两相静止坐标系)下的磁链强度呢?异步电机模型会输出dq轴磁链强度,经过变换就可以得到alpha和beta轴磁场强度。而永磁同步电机在simulink内的模型输出并没有磁链强度这一项,只有iaibic电流量。在部分论文中也有通过alpha和beta的电流观察的,我们先观察一下电流的情况,然后再对磁链进行计算分析。

2.2 将示波器中的波形数据导入工作区

下一个问题就是将波形的数据导入到matlab工作区,供plot函数使用,其方法如下左图所示,将其示波器的logging选项卡设置为如下形式,可以看到此时我的示波器命名为iaib。其中保存的数据格式为Structure格式,要将 Log data to workspace选项打上勾。再运行仿真后就会在仿真工作区得到一组如下右图所示的数据,此时的数据就在signal里面,在示波器中signal是纵轴变量的大小,也即是我们需要的alpha和beta的电流大小。

  

2.3 数据提取与画图

此时的数据还是结构性的,需要经过一下算法进行数据的提取,将其赋值在两个新的数组中,供plot函数使用。我的这个命名方式下的数据提取代码如下,画图的结果如最后的图片所示。

alpha=iaib.signals(1).values;
beta=iaib.signals(2).values;
plot(alpha.beta);

左图为alpha和beta电流在时间轴下的波形,右图为其绘制的波形。右图圆圈外为启动阶段,大的的圆圈为电流0.5s之后带载阶段,圆心部分的小圆为0.05-0.5s部分恒速运行且不带载阶段。可以看到在稳定运行阶段电流圆轨迹是相当标准的,此时的系统动态新能确实也如图中显示,转矩输出波形较微小,转速稳定。                    

 

注:
1:此为永磁同步控制系列文章之一,应大家的要求,关于永磁同步矢量控制的系列文章已经在主页置顶,大家可以直接去主页里面查阅,希望能给大家带来帮助,谢谢。
2:矢量控制的六篇文章后。弱磁、MTPA、位置控制系列讲解已经补充,也放在主页了,请大家查阅。

3: 恰饭一下,也做了一套较为详细教程放在置顶了,内含基本双闭环、MTPA、弱磁、三闭环、模糊PI等基本控制优化策略,也将滑模,MRAS等无速度控制课题整理完成,请大家查看^_^

基础补充类系列文章链接:

永磁同步电机矢量控制到无速度传感器控制学习教程(PMSM)

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这篇关于永磁同步电机矢量控制基础补充(一)——如何绘制电机输出的磁链的文章就介绍到这儿,希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助!



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