基于DSP技术的煤矿电机控制应用

邓英浩

摘 要：本文主要介绍了电力电子技术飞速发展下出现的一种高速微处理器DSP，从DSP的优点、芯片以及工作原理等多方面进行了介绍，阐述了这一技术在煤矿电机控制中的应用以及产生的影响，希望能够对煤矿产业的安全生产有所帮助。

关键词：DSP技术；煤矿电机；控制；应用

煤矿电机在运行中，很容易产生一些故障，为了保障电机的高效运行，很多企业在一些技术的运用上在逐步体验新型的科技产品。目前，随着电子科技的不断发展，我国正逐步走入数字化的时代。煤矿电机的工作状态已经和以前大不相同，在工作效率上也得到了很大的提高。数字信号处理器凭借其简单的结构、便于灵活控制等特点正在被广泛的应用到生产生活当中来。因此，数字信号处理器凭的高性能、低成本等强大的优势被迅速突显出来，在工业生产中得到了普遍的认可。

一、DSP的特点介绍

DSP是一种高速微处理器，作为科技时代进步的衍生产物，不仅具有强大的数字信号处理功能，还具有较强的控制功能以及管理能力，特别突出的是，DSP处理器处理速度和精度都是比较高的。而且采用片内程序空间和数据空间分开的独特方式，就算在高速运行的状态下，同样能够取指令和操作数，还允许程序空间和数据空间之间进行相互的数据传送。DSP微处理器内部存在多条内部总线，所以在功能操作上能够实现更多的功能。

二、DSP高速微处理器的常用芯片介绍

（一）TMS320F2812。TMS320F2812是具有强大的事件管理器模块的多位定点的芯片，具有定时、比较、捕获等功能。每个比较单元都能够输出互补的PWM波形，同时还具有正交编码脉冲电路，利用两个事件管理器模块的相互合作，驱动三相全桥电路的运行。

（二）CPLD。CPLD是一种复杂可编程逻辑器件，它的特点是结构较为复杂，规模较大，但是有较好的通用性，运行速度和灵活度也是比较快的，在使用方面，不需要完全精通内部器件，只要会使用软件语言对硬件功能进行编程即可实现相应的功能。在一些运算以及逻辑组合方面的问题上，CPLD更加能够发挥出其资源丰富的优势，因此在数字类应用过程中CPLD具有一定的优势。

三、DSP高速微处理器的工作原理

DSP微处理器在工作时会产生PWM信号和电流环控制。微处理器能够接收模拟信号，并且将模拟信号转化为数字信号，在对数字信号进行删除、强化、修改等操作，并且能够在系统芯片中实现数字数据到模拟数据的解译。DSP高速微处理器能够进行软件编程，而且指令的运行速度也是相当快速的。

SVPWM控制原理是一种较为新颖的控制方式，利用三相电压中三相功率逆变器的功率开关的特定开关模式产生PWM波，能够保证输出波形尽可能的接近理想状态下的波形，这样的控制方式使得电机转动脉动降低，提高了电压的利用率，更加体现出数字化处理的优势。

四、DSP技术在煤矿电机控制中的应用

（一）硬件部分。DSP技术在煤矿电机控制的运用上采用的是新型的控制芯片，一般采用TMS320F2812电机来控制。煤矿电机的相电流经信号反馈被收集到ADC通道，通过光电编码器对信息进行接收，然后就能求解出电机的运行速度。根据DSP技术在电机运行中的作用，对电机进行调节。根据调控的结果，形成最终的PWM波形信号，进而控制逆变器的闭合，可以有效的调节煤矿电机的运行和调节。硬件芯片采用32位的TMS320F2812高速数字信号处理器，拥有较高的工作频率，并且开发板上还设置有通信接口，可以实现矿井下的信息通信，让用户更方便的使用。

（二）软件部分。煤矿电机控制系统的软件部分无非就是编程，主要包括主程序和中断子程序两大部分，主程序包括系统初始化，定时器和CPU的中断，定时器以及其他模块参数的初始化等。中断子程序主要包括ADC模块，逆转换模块，速度求解模块以及SVPWM模块等。实现软件的各个模块的编程，才能够保证硬件功能的实现，突显出DSP技术在煤矿电机控制中的重要作用。

（三）有助于系统实现的特点。DSP技术的运用能够使煤矿电机在运行过程中，在速度和负载给定的情况下，显示出运行的状态，另外DSP技术还对电机的运行具有一定的保护作用，控制电路采用光电隔离的方式，能够起到良好的保护功能。在电流检测和速度测量等方面同样是整个系统运行起来更加规范化，提高了精准度。

总结：总而言之，DSP技术以其自身优越的性能得到了迅速的发展和应用，在不断的实践应用过程中，DSP高速微处理器的功能也得到了不断的提升。DSP技术以超强的信号处理能力和逻辑运算能力，在煤矿电机的控制盒保护中得到了良好的应用，另外，这一技术是具有很强大发展潜力的，在其他领域的实际生产中，也会得到合理的应用。DSP微处理器运用自身灵活性的特点提高了整个煤矿控制系统的性能，精准的计算功能也为煤矿的安全提供了保障，在煤矿生产中得到合理的运用，创造出更多的经济价值和社会价值。

参考文献：

[1] 张雄飞.DSP技术及其在煤矿电机控制与保护中的应用[J].中国机械，2013，（7）：23-24.

[2] 殷侠，李殷.基于DSP的卸煤机电机矢量控制系统的设计研究[J].煤矿机械，2011，（4）：32-33.