一种基于Cotex-M3内核的智能低压断路器控制器设计

器控制器既要完成故障采样、处理等实时任务，也要完成显示、键盘扫描、通信等实时任务。文章只对过载、短路故障的采样、处理进行分析，由微控制器中集成的PWM输入捕获中断完成。采用这种设计方案的好处是PWM输入捕获中断源向CPU发送中断申请，是在环网一次回路中出现异常情况下产生的，正常情况下输入捕获中断不产生，大大优化了CPU的效率，能快速、实时地跟踪和响应故障电流信号的跃变点。捕获中断处理任务流程图如图4所示。

2.3 试验分析

为了验证，当检测到过载、短路等故障电流后，在不同等级电流下进行了实验，其中额定工作电流5A，是本智能控制器采样系统的输入电流，不是电网中一次回路中的额定工作电流，电网中一次回路与采样系统之间有电流互感器，把电网中一次回路中的大电流降低到采样系统容限范围。实验结果如表1、表2所示。

实验结果表明：当电网一次回路某相中出现过载故障时，本控制器响应时间△t/2不超过5ms，满足系统对响应时间的要求。

实验结果表明：当电网一次回路某相中出现短路故障时，本控制器响应时间△t/2的时刻不超过3ms，满足系统对响应时间的要求。

3 结束语

文章采用ARM公司的基于Cotex-M3内核的高性能32位微控制器STM32F103VET6在智能低压断路器控制器中实现过载、短路故障保护设计方案的优化应用。硬件采用信号变换、波形变换法;软件采用微分法。具体是通过微控制器内集成的PWM输入捕获模式采样变换后的信号来间接计算电流的变化率，大大缩短了过载、短路故障电流的响应时间。本智能控制器运行可靠、响应快速，有良好的电磁兼容性。智能低压断路器控制器除实现保护功能外，还能对环网供配电系统的现场参数进行实时性监测，并且通过3G网络建立区域联网，能真正实现“分布式控制、集中管理”，降低现场维护的难度，提高整个区域环网供配电系统的安全性和可靠性。完全满足现代环网供配电系统的自动化、智能化要求。