一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置制造方法及图纸

本申请属电力变压器散热控制系统技术领域，公开了一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于包括散热装置机架、散热风扇、STM32主控电路、温度检测电路、液晶显示电路、按键电路、继电器驱动电路和电源电路；其中温度检测电路、液晶显示电路、按键电路、继电器驱动电路通过各自芯片的引脚连接至STM32主控电路，电源电路为各电路供电。本申请解决了现有技术中变压器过热切换等需要人工操作、费时费力且投入不及时等问题。本申请具有以下主要有益技术效果：不仅能够及时的降低变压器温度，而且可以根据变压器温度智能投切不同组数的散热风机，有效的提升了散热风机的使用寿命；不需要工作人员到现场进行操作，节省了时间和人财物力。间和人财物力。间和人财物力。

【技术实现步骤摘要】
一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置


[0001]本申请属于电力变压器散热控制系统
，尤其是涉及一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置。

技术介绍

[0002]近年来由于自然环境的破坏，夏季持续高温高负荷将引起变压器过热。变压器长期工作于过热状态下易发生故障，会大幅降低其使用寿命。在高温高负荷环境下，变压器自身冷却系统并不能满足其散热要求，在该种情况下需要临时投入应急散热装置，以满足变压器散热要求；目前大多数变电站均为无人值班变电站，传统的应急散热装置为人工安装临时散热风扇，当发生变压器过热时，需要联系运维人员到现场进行操作，目前大多数变电站均为无人值班变电站，在投入和关闭应急散热装置时需要工作人员到现场进行操作，不仅费时而且费力，另一方面人工投退散热风扇容易造成投退不及时，应急散热装置长时间的工作也将缩短散热装置的使用寿命，因此研发一种温控应急散热装置，实现自动投切散热风扇成为了急需解决的问题。

技术实现思路

[0003]为解决现有变压器应急散热装置投切不及时以及无法智能调控风机投运台数的不足，本申请公开了一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置,温控散热装置通过实时监测变压器温度变化，可根据设定的温度阈值实现自动开启和关断相应数量的散热风扇，一方面降低了运维人员工作量，同时及时的开启和关断散热风扇也延长了散热风扇和变压器的使用寿命。本申请是采用以下技术方案实现的。
[0004]一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：包括散热装置机架、散热风扇、STM32主控电路、温度检测电路、液晶显示电路、按键电路、继电器驱动电路和电源电路；其中温度检测电路、液晶显示电路、按键电路、继电器驱动电路通过各自芯片的引脚连接至STM32主控电路，电源电路为各电路供电；所述散热装置机架的机架俯视图的面积与变压器散热器底部面积相等，机架高度小于变压器散热片底部距地面高度；机架上方有用于固定散热风扇的螺孔；机架设置四个机脚，机脚上有固定散热装置机架的螺纹孔；所述散热风扇具有8台，散热风扇为工业散热风扇，四台散热风扇为一组，两组散热风扇分别安装于变压器主体左右两侧散热片下方，散热风扇分通过螺丝安装于散热装置机架上；所述主控电路采用STM32F103R6单片机，通过引脚连接各电路；所述温度检测电路采用K型热电偶和MAX6675芯片， K型热电偶共有冷端和热端两个引脚，K型热电偶的冷端和热端分别连接至MAX6675芯片相应引脚，将K型热电偶采集到的模拟温度数据转换为数字量，再通过将MAX6675与单片机引脚相连实现变压器温度的采集；所述液晶显示电路选用LCD240*128液晶点阵屏和74HC245电平转换芯片；LCD240*
128通过其内置T6963C芯片进行控制、LCD各引脚与74HC245对应引脚相连接，74HC245各输入引脚连接至STM32单片机对应引脚；显示参数包括散热机组运行模式、散热系统工作模式、变压器温度和温度阈值参数；所述按键模块电路共有12个按键，为独立键盘设计，按键电路3.3V电压供电；连接方式为12个按键分别连接至单片机对应的I/O口，共用单片机12个I/O口，按键电路主要功能为控制风扇的启停、手动/自动模式切换、风扇温度阈值上下限设置；所述继电器驱动电路由三相固态继电器SSR、IRFR220 MOS管、75HC595芯片、驱动电路组成，其中继电器控制电压为24V直流电压，用IRFR220作为控制电路的驱动器件，用6N137芯片隔离电路，用75HC595芯片作为串口
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并口转换电路，75HC595的串行输入引脚连接至单片机对应引脚，并行输出引脚连接各路继电器驱动电路，继电器驱动电路用于控制风机的启动和停止，在不同的温度下，继电器将根据单片机发出的指令启停相应数量的风扇；所述电源电路包括3.3V降压电路和5V降压电路，5V降压电路采用LM2576S
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5V芯片，输入电压为24V，经过LM2576S
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5V芯片将24V输入电压降为5V电压，控制电路中，74HC245、6N137、75HC595和LCD显示器供电电压为5V；3.3V降压电路采用ASM1117
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3.3V芯片，输入电压为5V，5V输入电压由24V转5V电路产生，经过ASM1117
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3.3V芯片将5V输入电压降为3.3V电压，3.3V电压主要为STM32芯片供电。
[0005]上述所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：散热装置风扇为底吹式。
[0006]上述所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：散热风机的风量为4600m3/h、额定功率为0.25kW、转速为960r/min、额定电压380V。
[0007]上述所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：所述温度检测电路中，MAX6675控制芯片的T+极接热电偶的热端，即RDE的2端，MAX6675控制芯片的T
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极接冷端，即RDE的1端，同时T
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引脚接地；CS端与STM32片选引脚PC15相连、SO端与STM32的PC12相连、SLK端与STM32的时钟引脚PC14相连。
[0008]上述所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：所述液晶显示电路的LCD共有20个引脚，采用5V电源供电；74HC245芯片具有8位输入输出口，进行3V
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5V电压转换，LCD的6个控制引脚和8个数据引脚与两片74HC245对应引脚相连接，74HC245输入引脚连接至单片机IO口，输出引脚连接至LCD控制引脚和数据引脚；引脚1接低电平，引脚2接5V电源；引脚3接负电压，引脚3为屏幕对比度调节；引脚4接低电平有效，引脚4为数据写入引脚；引脚6接低电平使能；引脚7接高电平用于选择数据，接低电平用于选择命令；引脚8接复位端口，当接低电平时实现复位功能，引脚9、10、11、12、13、14、15、16为数据端口；引脚17功能用于选择字体，当引脚17接低电平时LCD显示点阵8*8，当引脚17接高电平时LCD显示6*8；引脚18为负电源输出引脚；引脚19和引脚20其功能为背光电源引脚；由于LCD模块共有6个控制引脚和8个数据引脚，两片74HC245芯片实现电平转换；74HC245芯片T/R引脚为控制引脚，该引脚接5V高电平；OE引脚为使能引脚，当OE引脚接低电平时使能；引脚A1
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A8为输入引脚，引脚Y1
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Y8为输出引脚；74HC245输入引脚与单片机相应引脚相连接，输出引脚与LCD控制引脚和数据引脚相连接；其中LCD的控制引脚为引脚4、5、6、7、8和17，控制引脚接第一片74HC245芯片Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6引脚，74HC245芯片A1、A2、A3、A4、A5、A6引脚接STM32的
PA0、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6引脚；LCD的引脚9、10、11、12、13本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：包括散热装置机架、散热风扇、STM32主控电路、温度检测电路、液晶显示电路、按键电路、继电器驱动电路和电源电路；其中温度检测电路、液晶显示电路、按键电路、继电器驱动电路通过各自芯片的引脚连接至STM32主控电路，电源电路为各电路供电；所述散热装置机架的机架俯视图的面积与变压器散热器底部面积相等，机架高度小于变压器散热片底部距地面高度；机架上方有用于固定散热风扇的螺孔；机架设置四个机脚，机脚上有固定散热装置机架的螺纹孔；所述散热风扇具有8台，散热风扇为工业散热风扇，四台散热风扇为一组，两组散热风扇分别安装于变压器主体左右两侧散热片下方，散热风扇分通过螺丝安装于散热装置机架上；所述主控电路采用STM32F103R6单片机，通过引脚连接各电路；所述温度检测电路采用K型热电偶和MAX6675芯片，K型热电偶共有冷端和热端两个引脚，K型热电偶的冷端和热端分别连接至MAX6675芯片相应引脚，MAX6675芯片将K型热电偶采集到的模拟温度数据转换为数字量，MAX6675与单片机引脚相连实现变压器温度的采集；所述液晶显示电路选用LCD240*128液晶点阵屏和74HC245电平转换芯片；CD240*128通过内置T6963C芯片进行控制、LCD各引脚与74HC245对应引脚相连接，74HC245各输入引脚连接至STM32单片机对应引脚；LCD显示参数包括散热机组运行模式、散热系统工作模式、变压器温度和温度阈值参数；所述按键模块电路共有12个按键，为独立键盘，按键电路3.3V电压供电；连接方式为12个按键分别连接至单片机对应的I/O口，共用单片机12个I/O口，按键电路主要功能为控制风扇的启停、手动/自动模式切换、风扇温度阈值上下限设置；所述继电器驱动电路由三相固态继电器SSR、IRFR220 MOS管、75HC595芯片、驱动电路组成，其中继电器控制电压为24V直流电压，用IRFR220作为控制电路的驱动器件，用6N137芯片隔离电路，用75HC595芯片作为串口
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并口转换电路，75HC595的串行输入引脚连接至单片机对应引脚，并行输出引脚连接各路继电器驱动电路，继电器驱动电路用于控制风机的启动和停止，在不同的温度下，继电器将根据单片机发出的指令启停相应数量的风扇；所述电源电路包括3.3V降压电路和5V降压电路，5V降压电路采用LM2576S
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5V芯片，输入电压为24V，经过LM2576S
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5V芯片将24V输入电压降为5V电压，控制电路中，74HC245、6N137、75HC595和LCD显示器供电电压为5V；3.3V降压电路采用ASM1117
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3.3V芯片，输入电压为5V，5V输入电压由24V转5V电路产生，经过ASM1117
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3.3V芯片将5V输入电压降为3.3V电压，3.3V电压主要为STM32芯片供电。2.根据权利要求1所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：散热装置风扇为底吹式。3.根据权利要求1或权利要求2所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：散热风机的风量为4600m3/h、额定功率为0.25kW、转速为960r/min、额定电压380V。4.根据权利要求3所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：所述温度检测电路中，MAX6675控制芯片的T+极接热电偶的热端，MAX6675控制芯片的T
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极接冷端，同时T
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引脚接地；CS端与STM32片选引脚PC15相连、SO端与STM32的PC12相连、SLK端与STM32的时钟引脚PC14相连。5.根据权利要求4所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置，其特征在于：所述液晶显示电路的LCD共有20个引脚，为5V电源供电；74HC245芯片具有8位输入输出口，进行3V
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5V电压转换，LCD的6个控制引脚和8个数据引脚与两片74HC245对应引脚相连接，
74HC245输入引脚连接至单片机IO口，输出引脚连接至LCD控制引脚和数据引脚；引脚1接低电平，引脚2接5V电源；引脚3接负电压，引脚3为屏幕对比度调节；引脚4接低电平有效，引脚4为数据写入引脚；引脚6接低电平使能；引脚7接高电平用于选择数据，接低电平用于选择命令；引脚8接复位端口，当接低电平时实现复位功能，引脚9、10、11、12、13、14、15、16为数据端口；引脚17功能用于选择字体，当引脚17接低电平时LCD显示点阵8*8，当引脚17接高电平时LCD显示6*8；引脚18为负电源输出引脚；引脚19和引脚20其功能为背光电源引脚；由于LCD模块共有6个控制引脚和8个数据引脚，两片74HC245芯片实现电平转换；74HC245芯片T/R引脚为控制引脚，该引脚接5V高电平；OE引脚为使能引脚，当OE引脚接低电平时使能；引脚A1
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A8为输入引脚，引脚Y1
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Y8为输出引脚；74HC245输入引脚与单片机相应引脚相连接，输出引脚与LCD控制引脚和数据引脚相连接；其中LCD的控制引脚为引脚4、5、6、7、8和17，控制引脚接第一片74HC245芯片Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6引脚，74HC245芯片A1、A2、A3、A4、A5、A6引脚接STM32的PA0、PA2、PA3、PA4、PA5、PA6引脚；LCD的引脚9、10、11、12、13、14、15、16为数据引脚，数据引脚接第二片74HC245芯片Y1、Y2、Y3、Y4、Y5、Y6、Y7、Y8引脚，74HC245芯片A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7、A8引脚接STM32的PC1、PC2、PC3、PC4、PC5、PC6、PC7、PC8引脚。6.根据权利要求5所述的一种基于STM32单片机的变压器温控散热装置...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄明鑫，李晨，杨博，应俊杰，王燕，
申请(专利权)人：国网湖北省电力有限公司随州供电公司，
类型：发明
国别省市：