侯青祥，温宗周（西安工程大学 电子信息学院，陕西 西安710048）

大型三相电机在工业生产过程中起到举足轻重的作用,但是由于电网、负载及电机本身的问题，电动机运行时会出现短路、断相、过压、欠压、过载等故障[1]。为保证电动机正常工作,需要对其运行系统进行电气保护。目前，传统的8/16单片机已广泛应用于电气保护中。但是它们仅仅具有基本的测量控制功能,在人机对话、数据查询、故障显示等方面能力有限,缺少必要的网络通讯功能[2]。如果将网络通讯以及故障记录技术加入到电机保护中，可以给电机的保护带来意想不到的效果，节省大量的成本。

TI公司生产的基于ARM Cortex-M3的微控制器采用ARM可兼容Thumb的Thumb-2指令集来降低内存的需求。其中LM3S811控制器有64 KB的Flash程序存储空间、4个10通道、采样速率为500 000次/s的ADC接口、32个可配置的 GPIO(其数目取决于配置)，极大地方便了后期软件的编写[3]。本文采用LM3S811为运算核心，研制了一种可以对电机过载、短路、漏电、缺相及过热故障进行检测保护的智能电机保护器。另外采用EEPROM技术记录电机故障，用485组网的方式进行数据通讯。

1 硬件部分设计

除电机故障数据的采集模块、电机保护动作、按键、LCD显示和故障指示模块之外，还扩展了485通讯电路和EEPROM存储芯片，实现了对电机的保护、故障记录以及与上位机的通讯。

(1)系统总体设计

系统总体硬件模块结构图如图1所示。

图1 系统硬件整体结构框图

(2)数据采集模块

数据采集模块主要对三相电机的线电压、线电流等参数进行采集，经过滤波、采样保持、模数转换等电路处理后，送入ARM控制器进行数据的分析。……