如何绘制电机输出的磁链——永磁同步电机矢量控制基础补充

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。

https://blog.csdn.net/sy243772901/article/details/103271442

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。