基于MSP430单片机的制动单元设计

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1、ELECTRICDRIVE2014Vol.44No.11电气传动2014年第44卷第11期基于MSP430单片机的制动单元设计111211赵泽生，张向前，赵磊，刘娜，王玉博，杨燕（1.天津电气传动设计研究所有限公司，天津300180；2.天津天传新能源电气有限公司，天津300180）摘要：在变频调速系统中，为了确保当电机快速制动时，直流母线电压保持在安全范围内，需使用制动单元。制动单元实时监测母线电压，通过斩波控制，将母线上的再生电能以热的形式耗散到制动电阻上。以MSP430单片机为控制核心，设计了制动单元的信号检测、功率器件驱动、故障保护电路，在软件设计中加入制动

2、电阻过载保护算法，以便合理利用制动电阻的制动能力。用此方法设计的制动单元工作稳定、可靠，并已应用到工业现场。关键词：变频调速；制动单元；MSP430中图分类号：TM92文献标识码：BDesignofBrakeUnitBasedonMSP430ZHAOZe⁃sheng1，ZHANGXiang⁃qian1，ZHAOLei1，LIUNa2，WANGYu⁃bo1，YANGYan1（1.TianjinDesignResearchInstituteofElectricDriveCo.，Ltd.，Tianjin300180，China；2.TianjinTRIEDNewEnerg

3、yElectricCo.，Ltd.，Tianjin300180，China）Abstract:Invariable⁃frequencyadjustable⁃speedsystem，inordertoensurethattheDCbusvoltageiskeptinasaferangewhenthemotorisbrakedquickly，brakeunitisneeded.Thebrakeunitmonitorsthebusvoltageinreal⁃time，anddissipatestherenewableelectricityofbustothebraking

4、resistorintheformofheatbychoppercontrol.BasedonMSP430singlechipmicrocomputerascontrolcore，designedthesignaldetectioncircuit，powerdevicedrivercircuit，andfaultprotectioncircuitofbrakeunit，addedalgorithmofbrakingresistoroverloadprotectioninsoftwaredesign，soastomakerationaluseofthebrakinga

5、bilityofbrakingresistance.Thebrakingunitdesignedbythismethodisstable，reliable，andhasbeenappliedintheindustrialfield.Keywords:variable⁃frequencyadjustable⁃speed；brakeunit；MSP430的限值时，控制电路便发出控制信号使IGBT接1引言通，再生能量消耗到制动电阻Rb上，从而将直流基于变频器的交流电气传动系统减速及制母线电压保持在安全范围以内。动时，由于惯性，电动机速度可能大于其同步转速。此时，电动机工作

6、于发电状态，电动机轴上的动能回馈到变频器直流母线上，使直流母线电压不断上升。这种情况下可以使用制动单元将直流母线电压控制在安全范围内，避免因直流母线电压过高引起变频器故障停机或损坏，造成图1制动单元主回路框图损失。Fig.1Themaincircuitdiagramofbrakeunit制动单元主回路结构框图如图1所示，当母MSP430系列是美国TI公司生产的低功耗线电压检测电路检测到直流母线电压高于设定16位单片机，它具有自身功耗低、处理能力强、工作者简介：赵泽生（1981-），男，硕士研究生，工程师，Email：zzs_forever@163.com65电气传动

7、2014年第44卷第11期赵泽生，等：基于MSP430单片机的制动单元设计作稳定、片内的外设丰富、开发方便等优点，且具定的带载能力。考虑到制动单元须接在逆变器有很高的性价比，在工业控制、仪器仪表等领域直流母线上，本文设计了一种输出功率高、输出得到了广泛应用。本文提出了一种基于MSP430电压可调且限流电阻损耗小的直接从高压直流单片机的制动单元设计与实现。母线取控制电的线路，如图4所示。图4中，R1是限流电阻；2是串联稳压管组；5是降压斩波功率2总体设计方案单元；4是驱动脉冲发生单元；6是过压保护单制动单元的原理框图见图2。本文选用元。此电路采用稳压管串联的方式，