DSP技术其在煤矿电机控制与保护中的应用

【摘 要】煤矿电机在机械制造和设计方面都取得了明显的进步,一些新兴工艺和新型材料也不断的应用在机械制造之中,这就在一定程度上要求煤矿电机必须要具有更大的输出功率和更大的扭矩,为此在煤矿电机的设计阶段,必须要将煤矿电机的制造、设计、控制等工作与保护工作进行紧密的结合.因此,DSP数字化控制已经逐渐成为煤矿企业电机保护的发展趋势.本文主要探讨DSP技术及其在煤矿电机控制与保护中的应用.

【关 键 词】DSP技术；煤矿电机控制；保护；应用

1.DSP技术的相关简介

DSP即数字信号处理,该门技术涉及着计算机、电子学、应用数学等多种学科,是一门正在兴起的新兴技术.DSP通常说的是数字信号处理芯片,包括定点、浮点多处理器数字信号处理器以及定点DSP控制器.在模拟信号转换为数字信号之后,数字信号处理器就会对数字信号进行实时的处理,这种处理方式具有体积小、运算速度快、功率小的优势.近些年来,在半导体技术的进步下,处理器芯片的运算功能比之以往也更加的强大,就现阶段来看,关于信号处理的相关研究主要集中在算法和软件两个方面,由于该种计算方式有着十分优越的性能,因此已经被广泛的应用在信号处理、数字通信、图像处理以及工业控制等领域之中.目前,DSP已经成为一种非常成熟的技术,在数字信息时代也占据着十分重要的地位,在下一阶段下,必须不断的优化其内核结构.

就目前来看,煤矿电机在机械制造和设计方面都取得了明显的进步,一些新兴工艺和新型材料也不断的应用在机械制造之中,这就在一定程度上要求煤矿电机必须要具有更大的输出功率和更大的扭矩,与传统的煤矿电机比较而言,新型的电机质量更轻,体积更小,加上自动化技术的发展,煤矿中电机的工作情况也得到了大幅的改善,在这种情况下,煤矿电机保护技术也成为相关专家学者研究的重点内容之一.为此,在煤矿电机的设计阶段,必须要将煤矿电机的制造、设计、控制等工作与保护工作进行紧密的结合.在电机的检测方面,也要根据实际运行情况进行检测,此外,需要设计一种多角度、全方位的电机保护系统,要想实现这样的功能,必须要积极的将数字信号处理技术应用起来,从这一层面可以看出,数字化控制已经逐渐成为煤矿企业电机保护的发展趋势.

2.DSP在矿井电机保护和控制中的应用

2.1传统电机保护方式简介

在煤矿中,井下电气设备最为薄弱的环节就是鼠笼式异步机,据有关数据统计,鼠笼式异步机器故障的发生率已经超过电气设备故障发生的50%以上,因此,井下电机的保护便具有十分重要的意义.传统的电机保护主要利用电磁原理和电热原理,但是传统电机保护与现代化管理理念并不适宜,因此,必须使用一种更好的电力保护方式.有关的技术人员指出,在进行电机设计时必须要做到设计、制造、保护以及控制的一体化,同时要不断的完善现阶段的检测手法,根据检测对象的实际情况灵活的调整检测方式.此外,保护装置必须要能够实现对电机监测的多样化和全面化,为了满足这一需求,保护装置必须具有良好的实时运算能力,因此,数字化系统也成为煤矿矿井中电机保护的发展趋势.

2.2矿井电机保护DSP的实现

DSP有着丰富的外接电路和强大的运算能力,这就为现当代化电力保护技术奠定了良好的发展基础,DSP技术的接口与编程十分方便,能够以数字技术为基础,可以实现不同数据的兼容,同时也有着良好的可重复性和稳定性.DSP系统是以数字技术为基础,受环境噪声、温度、湿度以及电磁场的影响很小,其性能也基本上不会受到元器件的影响.

使用DSP系统的新型保护方式与传统的保护方式相比而言,能够实现堵转保护、电流速断保护、负序电流保护、及时限热过载保护、频繁启动保护、低压保护、接地保护、启动时间保护、过流保护等等,且这些保护均是建立在一种实时监控的基础上,可以及时的进行反馈.在整个系统中,使用了傅氏算法和自适应过电流保护方式,自适应电流保护可以根据负荷的变化来及时调整电流的数值,这样就能够体现出十分理想的灵活性.

2.3DSP系统在电机运行控制过程中的应用

在目前的交流及变频调速中,PWM系统的控制已经得到了十分广泛的应用,其中的核心技术正是正弦脉宽调制技术,该种技术的应用能够保证逆变压器的输出电压能够最大限度的与正弦波接近.其中,矢量脉宽调制技术的应用能够减少逆变器输出电压产生的谐波,减少发动机谐波的损耗,从而降低转矩脉动.其中,DSP在电机控制中应用最多的就是完成复杂的矢量控制算法,控制好整流器和逆变器的输出,从而对电机进行全面系统的控制.

3.结语

总而言之,DSP技术目前已经得到了十分迅速的发展,其功能以及处理能力也得到了不断的提升,DSP超强的信号处理能力和运算能力,能够很好的用在电机控制和保护的过程中,因此DSP系统有着十分良好的发展潜力,将其应用在矿井系统的控制和保护系统中能够提高煤矿的自动化运行水平,也可以为煤矿的安全生产奠定良好的技术基础.

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