基于DSP技術的煤礦電機控制應用

鄧英浩

摘 要：本文主要介紹了電力電子技術飛速發展下出現的一種高速微處理器DSP，從DSP的優點、芯片以及工作原理等多方面進行了介紹，闡述了這一技術在煤礦電機控制中的應用以及產生的影響，希望能夠對煤礦產業的安全生產有所幫助。

關鍵詞：DSP技術；煤礦電機；控制；應用

煤礦電機在運行中，很容易產生一些故障，為了保障電機的高效運行，很多企業在一些技術的運用上在逐步體驗新型的科技產品。目前，隨著電子科技的不斷發展，我國正逐步走入數字化的時代。煤礦電機的工作狀態已經和以前大不相同，在工作效率上也得到了很大的提高。數字信號處理器憑借其簡單的結構、便于靈活控制等特點正在被廣泛的應用到生產生活當中來。因此，數字信號處理器憑的高性能、低成本等強大的優勢被迅速突顯出來，在工業生產中得到了普遍的認可。

一、DSP的特點介紹

DSP是一種高速微處理器，作為科技時代進步的衍生產物，不僅具有強大的數字信號處理功能，還具有較強的控制功能以及管理能力，特別突出的是，DSP處理器處理速度和精度都是比較高的。而且采用片內程序空間和數據空間分開的獨特方式，就算在高速運行的狀態下，同樣能夠取指令和操作數，還允許程序空間和數據空間之間進行相互的數據傳送。DSP微處理器內部存在多條內部總線，所以在功能操作上能夠實現更多的功能。

二、DSP高速微處理器的常用芯片介紹

（一）TMS320F2812。TMS320F2812是具有強大的事件管理器模塊的多位定點的芯片，具有定時、比較、捕獲等功能。每個比較單元都能夠輸出互補的PWM波形，同時還具有正交編碼脈沖電路，利用兩個事件管理器模塊的相互合作，驅動三相全橋電路的運行。

（二）CPLD。CPLD是一種復雜可編程邏輯器件，它的特點是結構較為復雜，規模較大，但是有較好的通用性，運行速度和靈活度也是比較快的，在使用方面，不需要完全精通內部器件，只要會使用軟件語言對硬件功能進行編程即可實現相應的功能。在一些運算以及邏輯組合方面的問題上，CPLD更加能夠發揮出其資源豐富的優勢，因此在數字類應用過程中CPLD具有一定的優勢。

三、DSP高速微處理器的工作原理

DSP微處理器在工作時會產生PWM信號和電流環控制。微處理器能夠接收模擬信號，并且將模擬信號轉化為數字信號，在對數字信號進行刪除、強化、修改等操作，并且能夠在系統芯片中實現數字數據到模擬數據的解譯。DSP高速微處理器能夠進行軟件編程，而且指令的運行速度也是相當快速的。

SVPWM控制原理是一種較為新穎的控制方式，利用三相電壓中三相功率逆變器的功率開關的特定開關模式產生PWM波，能夠保證輸出波形盡可能的接近理想狀態下的波形，這樣的控制方式使得電機轉動脈動降低，提高了電壓的利用率，更加體現出數字化處理的優勢。

四、DSP技術在煤礦電機控制中的應用

（一）硬件部分。DSP技術在煤礦電機控制的運用上采用的是新型的控制芯片，一般采用TMS320F2812電機來控制。煤礦電機的相電流經信號反饋被收集到ADC通道，通過光電編碼器對信息進行接收，然后就能求解出電機的運行速度。根據DSP技術在電機運行中的作用，對電機進行調節。根據調控的結果，形成最終的PWM波形信號，進而控制逆變器的閉合，可以有效的調節煤礦電機的運行和調節。硬件芯片采用32位的TMS320F2812高速數字信號處理器，擁有較高的工作頻率，并且開發板上還設置有通信接口，可以實現礦井下的信息通信，讓用戶更方便的使用。

（二）軟件部分。煤礦電機控制系統的軟件部分無非就是編程，主要包括主程序和中斷子程序兩大部分，主程序包括系統初始化，定時器和CPU的中斷，定時器以及其他模塊參數的初始化等。中斷子程序主要包括ADC模塊，逆轉換模塊，速度求解模塊以及SVPWM模塊等。實現軟件的各個模塊的編程，才能夠保證硬件功能的實現，突顯出DSP技術在煤礦電機控制中的重要作用。

（三）有助于系統實現的特點。DSP技術的運用能夠使煤礦電機在運行過程中，在速度和負載給定的情況下，顯示出運行的狀態，另外DSP技術還對電機的運行具有一定的保護作用，控制電路采用光電隔離的方式，能夠起到良好的保護功能。在電流檢測和速度測量等方面同樣是整個系統運行起來更加規范化，提高了精準度。

總結：總而言之，DSP技術以其自身優越的性能得到了迅速的發展和應用，在不斷的實踐應用過程中，DSP高速微處理器的功能也得到了不斷的提升。DSP技術以超強的信號處理能力和邏輯運算能力，在煤礦電機的控制盒保護中得到了良好的應用，另外，這一技術是具有很強大發展潛力的，在其他領域的實際生產中，也會得到合理的應用。DSP微處理器運用自身靈活性的特點提高了整個煤礦控制系統的性能，精準的計算功能也為煤礦的安全提供了保障，在煤礦生產中得到合理的運用，創造出更多的經濟價值和社會價值。

參考文獻：

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