DSP技術及其在煤礦電機控制與保護中的應用

【摘要】煤礦電機在機械制造和設計方面都取得了明顯的進步，一些新興工藝和新型材料也不斷的應用在機械制造之中，這就在一定程度上要求煤礦電機必須要具有更大的輸出功率和更大的扭矩，為此在煤礦電機的設計階段，必須要將煤礦電機的制造、設計、控制等工作與保護工作進行緊密的結合。因此，DSP數字化控制已經逐漸成為煤礦企業電機保護的發展趨勢。本文主要探討DSP技術及其在煤礦電機控制與保護中的應用。

【關鍵詞】DSP技術；煤礦電機控制；保護；應用

1.DSP技術的相關簡介

DSP即數字信號處理，該門技術涉及著計算機、電子學、應用數學等多種學科，是一門正在興起的新興技術。DSP通常說的是數字信號處理芯片，包括定點、浮點多處理器數字信號處理器以及定點DSP控制器。在模擬信號轉換為數字信號之后，數字信號處理器就會對數字信號進行實時的處理，這種處理方式具有體積小、運算速度快、功率小的優勢。近些年來，在半導體技術的進步下，處理器芯片的運算功能比之以往也更加的強大，就現階段來看，關于信號處理的相關研究主要集中在算法和軟件兩個方面，由于該種計算方式有著十分優越的性能，因此已經被廣泛的應用在信號處理、數字通信、圖像處理以及工業控制等領域之中。目前，DSP已經成為一種非常成熟的技術，在數字信息時代也占據著十分重要的地位，在下一階段下，必須不斷的優化其內核結構。

就目前來看，煤礦電機在機械制造和設計方面都取得了明顯的進步，一些新興工藝和新型材料也不斷的應用在機械制造之中，這就在一定程度上要求煤礦電機必須要具有更大的輸出功率和更大的扭矩，與傳統的煤礦電機比較而言，新型的電機質量更輕，體積更小，加上自動化技術的發展，煤礦中電機的工作情況也得到了大幅的改善，在這種情況下，煤礦電機保護技術也成為相關專家學者研究的重點內容之一。為此，在煤礦電機的設計階段，必須要將煤礦電機的制造、設計、控制等工作與保護工作進行緊密的結合。在電機的檢測方面，也要根據實際運行情況進行檢測，此外，需要設計一種多角度、全方位的電機保護系統，要想實現這樣的功能，必須要積極的將數字信號處理技術應用起來，從這一層面可以看出，數字化控制已經逐漸成為煤礦企業電機保護的發展趨勢。

2.DSP在礦井電機保護和控制中的應用

2.1 傳統電機保護方式簡介

在煤礦中，井下電氣設備最為薄弱的環節就是鼠籠式異步機，據有關數據統計，鼠籠式異步機器故障的發生率已經超過電氣設備故障發生的50%以上，因此，井下電機的保護便具有十分重要的意義。傳統的電機保護主要利用電磁原理和電熱原理，但是傳統電機保護與現代化管理理念并不適宜，因此，必須使用一種更好的電力保護方式。有關的技術人員指出，在進行電機設計時必須要做到設計、制造、保護以及控制的一體化，同時要不斷的完善現階段的檢測手法，根據檢測對象的實際情況靈活的調整檢測方式。此外，保護裝置必須要能夠實現對電機監測的多樣化和全面化，為了滿足這一需求，保護裝置必須具有良好的實時運算能力，因此，數字化系統也成為煤礦礦井中電機保護的發展趨勢。

2.2 礦井電機保護DSP的實現

DSP有著豐富的外接電路和強大的運算能力，這就為現當代化電力保護技術奠定了良好的發展基礎，DSP技術的接口與編程十分方便，能夠以數字技術為基礎，可以實現不同數據的兼容，同時也有著良好的可重復性和穩定性。DSP系統是以數字技術為基礎，受環境噪聲、溫度、濕度以及電磁場的影響很小，其性能也基本上不會受到元器件的影響。

使用DSP系統的新型保護方式與傳統的保護方式相比而言，能夠實現堵轉保護、電流速斷保護、負序電流保護、及時限熱過載保護、頻繁啟動保護、低壓保護、接地保護、啟動時間保護、過流保護等等，且這些保護均是建立在一種實時監控的基礎上，可以及時的進行反饋。在整個系統中，使用了傅氏算法和自適應過電流保護方式，自適應電流保護可以根據負荷的變化來及時調整電流的數值，這樣就能夠體現出十分理想的靈活性。

2.3 DSP系統在電機運行控制過程中的應用

在目前的交流及變頻調速中，PWM系統的控制已經得到了十分廣泛的應用，其中的核心技術正是正弦脈寬調制技術，該種技術的應用能夠保證逆變壓器的輸出電壓能夠最大限度的與正弦波接近。其中，矢量脈寬調制技術的應用能夠減少逆變器輸出電壓產生的諧波，減少發動機諧波的損耗，從而降低轉矩脈動。其中，DSP在電機控制中應用最多的就是完成復雜的矢量控制算法，控制好整流器和逆變器的輸出，從而對電機進行全面系統的控制。

3.結語

總而言之，DSP技術目前已經得到了十分迅速的發展，其功能以及處理能力也得到了不斷的提升，DSP超強的信號處理能力和運算能力，能夠很好的用在電機控制和保護的過程中，因此DSP系統有著十分良好的發展潛力，將其應用在礦井系統的控制和保護系統中能夠提高煤礦的自動化運行水平，也可以為煤礦的安全生產奠定良好的技術基礎。

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