基于stm32 控制的智能交流接触器设计

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1、基于STM32控制的智能交流接触器设计孟宇(中国矿业大学信息与电气工程学院，江苏徐州，221116)：在分析了交流接触器工作特点的基础上，设计了一套智能交流接触器软硬件实现方案。通过ATT7022E电量芯片采集处理交流信号，采用STM32微处理器做为控制器，控制双向可控硅模块和电源模块动作实现消除电弧、节能运行目的。同时利用LabVIEARGIN:0cm14pt0pt;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormal>关键词：STM微处理器；智能交流接触器；远程监控DesignfortheContro

2、lofIntelligentACContactorBasedonSTM32MengYu(SchoolofInformationandElectricalEngineering,UniversityofMiningandTechnologyofChina,Xuzhou，221116,China)Abstract：AintelligentACcontactorcontrolsystemancecharacteristicsoftraditionalACcontactor.ItcollectsandprocessesACsignalicroc

3、hipSTM32ascontroller.Itinatearcandachieverunningeconomicallybycontrollingthebidirectionalthyristormoduleandpoodule.Meanonitoringsystem14pt0pt;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormal>Keyicrocontroller；intelligentACcontactor；remotemonitoring0引言交流接触器是一种适用于远距离频繁地接通和断开交流电路

4、的自动控制设备，广泛应用于各种电X配电系统、自动控制系统，其工作性能的好坏直接影响工农业生产效率和安全。交流接触器在AC-4使用类别下，主触头在吸合过程中要承受几倍于主回路额定电流的电流冲击，由此带来强烈的电弧侵蚀，闭合过程机械触头的回跳是造成触头侵蚀、触头熔融的主要因素，因此，若在接触器运行过程中实现优化控制，减少触头碰撞，同时实现无弧分合闸，则能减少电弧对触头造成侵蚀，提高交流接触器的使用寿命。1智能交流接触器的总体设计方案本文设计的智能交流接触器以STM32F103C8T6处理器为核心组成电参数监测及接触器分合闸控制系统，主要包括

5、电源模块、ATT7022E交流电量采集处理模块、双向晶闸管驱动模块以及RS485通信接口模块。该控制系统能实现大功率交流接触器的无弧吸合与分断，同时能检测接触器工作回路中的电量、电能质量和功率消耗等参数，并将这些电量参数通过RS485接口上传到LabVIEARGIN:4pt0cm;mso-layout-grid-align:none"class=MsoNormal>2智能交流接触器的工作原理及硬件电路在使用交流接触器控制电气设备的通断时，触点间存在着很强的飞弧。采用晶闸管元件作为无触点电子开关能解决飞弧的问题，但是晶闸管元件在导通时有约

6、1.2V的电压降，热损耗现象严重，若长时间工作需要解决散热问题。本设计将三个双向晶闸管并联在交流接触器的三个主触头上，形成混合式接触器。控制器通过检测电压过零点控制其开通和关断，实现在触头分合瞬间分流以消除接触器电弧。当接触器接到合闸信号时，首先双向晶闸管在电压过零点瞬间得到触发信号导通，接着交流接触器线圈得电，在接触器主触点可靠闭合后，晶闸管被短路而关断，此时主回路电流全部流经接触器主触点，提高了该混合式接触器的负载能力。当接触器接到分闸信号时，其线圈断电，主触头分开，触头两端的电压降迅速增大，当电压降达到6V左右时，由于触发信号一直

7、存在，晶闸管满足导通条件而导通，主回路电流流过晶闸管，抑制了飞弧，触发电路经过适当的延时，即主触头分开一定距离时，停止给出触发信号，晶闸管在电流过零时自行关断，从而完成无弧分闸。2.1核心处理器模块核心处理器为STM32系列ARM嵌入式系统，STM32F103C8T6图1系统的硬件框图设计与研发2016.102采用高性能的Cortex-M332位的RISC内核，工作频率为72MHz，内置了高速存储器(高达128K字节的闪存与20K字节的SRAM)，12位ADC，8路定时器，SARGIN:2pt0cm;mso-layout-grid-al

8、ign:none"class=MsoNormal>2.2ATT7022交流采集模块交流信号采集部分主要功能包括三相电压、三相电流采集、系统电压采集和三相电压过零点获取。本文选用ATT7022E电量芯片，其内