目錄

• 引言
• 繪圖原理
• • 采點
  • 繪圖
  • 設(shè)置坐標(biāo)軸標(biāo)尺

引言

學(xué)習(xí)電力電子的同學(xué)可能在私下里練習(xí)的時候非常需要三相線電壓和相電壓的輔助線。最近我隨便找了一本書把Matlab可視化編程惡補了一下，給大家介紹一下這個波形輔助線是怎么做的。
三相線電壓輔助線就是一組相位相差60°的正弦曲線，三相相電壓輔助線就是一組相位相差120°的正弦曲線。為了讓曲線具有普遍性，我選的x坐標(biāo)軸的間距都是$\frac{\pi }{6}$，y軸截取到最大值和最小值。

當(dāng)使用三相半波整流時，繪制輸出電壓平均值的波形時，需要的是三相相電壓輔助線（圖1）

當(dāng)使用三相全控橋整流時，繪制輸出電壓平均值的波形時，需要的是三相線電壓輔助線（圖2）

當(dāng)使用三相全控橋整流時，繪制晶閘管的端電壓波形時，電路工作在電流斷續(xù)模式時，需要的是三相相電壓和線電壓的結(jié)合輔助線（圖3）。（電流斷續(xù)時晶閘管承受相電壓，電流連續(xù)時晶閘管承受線電壓）

當(dāng)使用三相全控橋整流，且遇到三相電源單相缺失或接地時，繪制輸出電壓$u_d$或者晶閘管端電壓$u_{VT}$時，需要用到線相電壓結(jié)合的輔助線（圖3）。

繪圖原理

Matlab繪圖指定精度繪圖（這一點和幾何畫板不太一樣），因此需要制定一個采樣間隔，我們制定的是0.01，對于普通作圖已經(jīng)足夠了。選取作圖的周期（我們選取的是8個1/4周期，對于線電壓和相電壓足夠——即$4\pi$），在這里我們略去不太重要的指定顏色過程（plot函數(shù)當(dāng)同時作很多圖時自動分配不同顏色），給大家敘述最重要步驟——采點和坐標(biāo)分配。

采點

x=0:0.01:8*pi/2;%繪圖坐標(biāo)

0是起始點，0.01是采樣間隔，8*pi/2是終止點（Matlab中的pi就是$\pi$的符號常量）
接著計算線電壓相電壓。如果查看Matlab幫助就會發(fā)現(xiàn)，plot(x,y)，當(dāng)x=vector（向量），y=matrix（矩陣）時，優(yōu)先對應(yīng)y的列和x，若y的列數(shù)等于x向量的維數(shù)，畫圖時，每一組數(shù)據(jù)繪圖時對應(yīng)x的全體值和y的每一行的所有值。若y的列數(shù)不等于x的維數(shù)，且y的行數(shù)等于x向量的維數(shù)，每一組數(shù)據(jù)繪圖時對應(yīng)x的全體值和y的每一列的所有值。
因此，我們只需要定義一個6行的線電壓矩陣和一個3行的相電壓矩陣，每一個矩陣x對應(yīng)的線電壓/相電壓即可：

lvotage=zeros(6,size(x,2));%線電壓數(shù)值矩陣 pvoltage=zeros(3,size(x,2));%相電壓數(shù)值矩陣 for i=1:6lvotage(i,:)=sin(x+(i-1)*pi/3); end for i=1:3pvoltage(i,:)=sin(x+(i-1)*2*pi/3); end

繪圖

上面已經(jīng)接受過，x為向量，y為數(shù)值矩陣時（現(xiàn)在y的列數(shù)等于x的向量），plot(x,y)會繪制多張圖，圖的數(shù)目等于y的行數(shù)。因此下面的繪圖指令就變得特別簡單：

plot(x,lvotage);xlim([pi,4*pi]);title('線電壓波形圖'); plot(x,pvoltage);xlim([0,4*pi]);title('相電壓波形圖');

title指令用來設(shè)置標(biāo)題，如果不需要，也可以刪去。

設(shè)置坐標(biāo)軸標(biāo)尺

我們需要每$\frac{\pi }{6}$設(shè)置一個坐標(biāo)尺，方便我們對應(yīng)原來的圖。使用xtick()指令即可，注意此指令中一定是數(shù)值向量形式或者等差數(shù)列表示法。另外，我們?nèi)绻恍枰鴺?biāo)軸的標(biāo)簽，可以去掉，以免多個小數(shù)位對我們的視野造成干擾。

x=0:0.01:8*pi/2;%繪圖坐標(biāo) lvoltage=zeros(6,size(x,2));%線電壓數(shù)值矩陣 pvoltage=zeros(3,size(x,2));%相電壓數(shù)值矩陣 for i=1:6lvoltage(i,:)=sin(x+(i-1)*pi/3); end for i=1:3pvoltage(i,:)=sin(x+(i-1)*2*pi/3); end plot(x,lvoltage);xlim([0,4*pi]);title('線電壓波形圖'); xticks(0:pi/6:4*pi); xticklabels({});%去掉x軸標(biāo)簽 yticklabels({});%去掉y軸標(biāo)簽 figure;%另起一張圖 plot(x,pvoltage);xlim([0,4*pi]);title('相電壓波形圖'); xticks(0:pi/6:4*pi); xticklabels({}); yticklabels({}); for i=1:6lvoltage(i,:)=sqrt(3)*sin(x+(i-1)*pi/3+pi/6); end figure;%另起一張圖 plot(x,pvoltage,'-.');xlim([0,3*pi]); xticks(0:pi/6:3*pi); yticks([-sqrt(3),-1,0,1,sqrt(3)]);%標(biāo)記線相電壓的峰值 hold on; plot(x,lvoltage,'-');xlim([0,3*pi]); xticklabels({}); yticklabels({}); title('線相電壓結(jié)合波形圖');

執(zhí)行效果如下圖：

$$圖1$$

$$圖2$$

$$圖3$$
希望本文對您有幫助，謝謝閱讀。

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的Matlab【可视化作图】绘制线电压相电压辅助线的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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