基于STM32的小型断路器智能脱扣器设计_电力/水利_工程科技_专业资料。Sheji yu Fe nxi? 设计与分析 基于STM32的小型断路器智能脱扣器设计 张贤迟长春 (上海电机学院电气学院，上 海 201306) 摘要+传统断路器由电磁脱扣器实现检测和保护功能，其
Sheji yu Fe nxi? 设计与分析 基于STM32的小型断路器智能脱扣器设计 张贤迟长春 (上海电机学院电气学院，上 海 201306) 摘要+传统断路器由电磁脱扣器实现检测和保护功能，其动作时间长、保护精度低、智能化程度低。基于S T M 32的小型断路器智 能脱扣器通过控制电机正反转使断路器分闸或合闸，实现电路保护的同时具有自动重合闸功能，克服了传统电磁式脱扣器存在的灵敏 度与一致性低等问题，能够满足国家电网公司对小型断路器的控制技术要求。 关键词+小型断路器;S T M 32;智能脱扣器；自动重合闸 0 引言 传统的断路器 的“磁 热 ”式 设 计 模 式 ， 通 过 机 系 统 的 动 作 来 实 现 通 断 [1]。这种设计方式导致传统的 断路器体积较大， 有 其 足 的 方 ， 一致性 、保护精度 等 [2] 了 电 种时 路的正 ，要 在 断路器的 上， 制 度 、自动化、模 块 化 的 智 能 型 断 路 器 ，使其可靠 性 [3]。 使 机 控 制 小 型 电 机 动 断 路 器 刀 闸 动 作 ，实 现 断 路 器 的 自 动 分 、合 闸 功 能 要 S T M 32F 100控制 ， 具有功耗低、 度 、自 A /D 转换器等 点 ，能 够 满 足 现 使 的 自 然 环 境 、电磁 等要 1 总体设计思路 智能脱扣器总体设计框图如图1所 示 。 电压互感器 铁芯电流互感器 信号 调理 电路 电干 转换 电路 A/D 单片机 转换 STM32F100 2 . 2 电平转换电路 本 电 路 采 用 稳 压 芯 片 L D 33,该 芯 片 输 入 12@15 V ，输出 V C C 3.3V ，满足 机 的 供 电 要 ，电路 2所 U2 LD33 3 电机驱动电路 本文采用L C 110S 电机驱动 控 制 电 机 的 正 反 停 转 动 。 驱动电路 3所 示 ，I A 控 制 电 机 正 转 ，I B 控 制 电 机 反 转 ，能够 直接控制电机的正反向动和刹车。 开关量检测 执行单元 1 1 总体设计框图 路中的电压与电 通过电 电 测 的电 ， 通过 和 器 ，转换 ， 过电 转 电路， 转 合A / D 要的电 A /D 转 转 机， 机 过 和 对 控制 ，控制断路器的分合闸。 2 信号转换电路 转 电路分 电路和电 转 电路 其 ， 分通过精度电 其外围电路对变器处 理过的高压信号进行变换，变换后的信号在12?15 V 范 围 内 ； 电平转电路 的转 机工作时的电 2 . 1 信号调理电路 S T 公司的电源芯片V I P E R 06对高压部分进行 处 理 ，使调理后的电压在12?15 V 范围内。 V I P E R 0 6 内 通 过 两 条 线 路 电 ，一种是从高压侧D R A I N 通 过 变 压 器 电 ，一 种 通 过 V D D 电 在V o u t 与V D D 间 通 过 二 极 管 相 连 ，首先通过D R A I N 启 动 ，内 M O S F E T 导 通 ，V o u t 输 出 1 2 1 5 V 电 压 ；随 后 D R A I N 供 电 线 路 断 开 ，由 V o u t 通过V D D 进行内 电， 有 效 减 小 损 ， 电路的 性 图3 电平转换电路 4 软件设计 脱 扣 器 智 能 化 通 过 单 片 机 控 制 来 实 现 的 ，而单片机的 控 制 要 依 赖 于 软 件 实 现 。小 型 断 路 器 智 能 脱 扣 器 要 与 断 路 器 体 进 配 合 ，通 过 控 制 电 机 的 正 反 停 来 实 现 断 路 器 对路的保护 智能化。 智能脱扣器要实现的功能， 的系统软件由短 路 判 断 子 程 序 、中 断 服 务 子 程 序 、延 时 子 程 序 和 程 序 组 程序的体 4 软 中断开关量采集子程序 件 系 中断延时子程序 统 中断模拟量采集子程序 短路判断子程序 图4 程序总体框图 （下转第131页) 机 电 信 息 2018年第24期总第558期 129 Sheji yu Fenxi? 设 计 与 分 析 ■ 2 . 2 . 1 温湿度传感器模块 器 器 通信 。温 器 对应中的 设 设1 能， 器的 如 、所 在 间 IP 、采 时 间 、 波 范 围 。 器通信 负 机 器间 U D P 通 信 ， 器的 n 2.2.2,,,, * 示 小 小 通信 。 小 负对小 的 ，小 ； 的IP 负 示色， 设 文 件 中 。小 小 间的S O C K E T 通 信 ， 小 通信 示的 定义显示的 。 2.2.3 、 实 时示 查询 。2 负 从传感器 的 信息 相对应的 库文中。 实时示负 从 器的 通道的 在 软 主 界 面 上 实 时 示 。2 查询 分 为 按 间 隔 查 询 、按点查询 成^ 间 记录三 能 ：按 间 隔 查 询 功 能 负 查 询 一 段 时 间内某 间 每 隔 一 固 定 时 间 间 隔 的 曲线图，并 可 以 保 到 指 定 路 径 的 w o r d 文 中 ；按点查询 功能负查询一段时间内某 间每天某几固定时间点的 ， 可以保到指定路径的word文 中 ； 动 成 记录能是 把每 间整点的 到对应的w o r d 中，供用户查看。 2 . 3 设计结果 通 过 程 序 的 编 译 、调 试 ，最后在L E D 显示屏和上位机显示 出实时的 是 机;然后通过 ，如图3所 示 。从 整 实 现 过 来 看 ，首先 对环境 采集后， 相应 输到 . 机 输到每小 实时示。 1爪 ?无M栽......K1農&0...实18M..1..A22度.0...波浪-..戴60吏.0..X?(.3..K8J0t..0.JW1f-X瑾A道f.-.I1P9地9■.1嬈99.19S.224 1 ? 仿 息 箐 理 参 数 设 置 并 柘 劫 图3 温湿度显n 界面 3 设计总结 通过此次 采集监控 的 开 ，笔 者 对 C 1 中 Socket通 信 原 理 有 了 更 深 刻 的 解 ，这 对 后 面 的 项 目 开 起 到 很大的帮助。另 外 ，这次 的 开 也 验 证 了 论 与 实 际 相 结 的 重 性 ，这 才 能 更 好 完 成 设计工作。 [参考文献] [ 1 ] 孙景瑞.从零开始学C3[M ].北京：中国铁道出版社，2010. 收稿曰期:2018-07-02 作者简介:郑旭（1989—），男，江苏人，助理工程师，研宄方向: 计量检测。 (上接第129页) 5 实验分析 实 验 台 使 用 泰 克 示 波 器 、万 用 表 以 及 0 ) 3 0 0 V 交流调压 器 。如图5所 示 ，用示波器测出其在额定工作电压范围内分闸 响应时间仅12.7 m S，大大提升了小型断路器的可靠性。图中3 通 道 紫 色 曲 线 为 短 路 线 路 电 压 信 号 ，当 短 路 信 号 出 现 后 ，被短 路的负载电压变为0,经 过 12.7 m s 断路器分闸分断电路，2通道 电压信号变为0 。 6 结语 本 文 采 用 S T M 32单 片 机 作 为 控 制 核 心 ，设 计 小型断路器 智能脱 扣 器 ，使用小型电机作为执 ，通 过 控 制 电 机 的 正 实现断路器本 的分 闸。实验表 设计 ，对 终 端 智 能 小 型 断 路 器 的 研 究 具 有 考 。 [参考文献] [ 1 ] 连理枝.低压断路器设计与制造[M ].北京：中国电力出版社， 2003. [ 2 ] 李兴文.低压断路器研发新技术综述[J ].电器与能效管理技 术，2015 (9): 1-7. [3] 万. 小型断路器电磁脱扣器的优化设计[J ].电器与能效 管理技术，2017 (7): 41-44. 图5 分闸响应时间测试图 收稿曰期=2018-07-10 作者简介： （1994一），男，江苏无锡人，硕士研宄生，研宄 电机智能电器。 机 电 信 息 2018年第24期总第558期 131
