序
通用变频器应用于大惯性负载时，短时间减速时母线电压会上升。因为成本的原因，通用变频器可以如果没有有源前端，就不能将能量反馈到电网。理论上，如果电容容量足够大，可以先把能量储存起来，以后再释放出来驱动电机，避免能量浪费。但是电容器的容量是有限的，电容器的耐压也是有限的。当母线电压达到一定水平时，电容器可能会损坏，有的甚至会损坏IGBT。因此，需要及时通过制动电阻来释放能量。
至于制动电阻的具体选择，与电阻本身的阻值和功率有关，也与制动IGBT结温的计算有关。这里it’我会给你详细的解释。
模块介绍
以MiniSKiiP系列的一款35NAB12T4V1 CIB模块为例。该模块包含三相不可控整流桥、制动单元和两级三相逆变桥。包括制动IGBT在内的每个IGBT的电压为1200V，电流为50A，最大结温为175C，运行结温为150C
变频驱动系统参数
制动电阻的选择是一个驱动系统的一部分，所以与配套电机和变频器本身的软硬件有关。因此，在确定制动阻力之前，需要假设一些条件如下：
目前380V电压等级的11/15kW逆变器输出电流约为25~33A，模块
miniskip 35 nab 12 T4 v 1的50A额定电流可匹配15kW/380V变频器；
30 V逆变器的母线电容往往是400V电解电容的串并联，理论母线电压最高可达800VDC。假设IGBT开启时母线的阈值为Vbr=785V(DC)，制动延时间隔为760 ~ 785VDC
当逆变器额定时，假设散热器TS的温度85c。
假设母线电容为830uF/400V，每组有4组两个串联，等效电容为1660uF
假设电机效率1=85%，逆变器效率2=98%；
假设制动瞬间的制动能力是制动力矩的1.3倍；
确定制动阻力的最大/最小值
制动电阻Rmin:
暂时不确定刹车IGBT的脉冲是否小于1ms，所以Ic额定为50A，所以IGBT开启时的电流应该不会大于这个值，可以得到最小Rmin。rmin=Vbr/Ic=785/50=15.7欧姆；
制动电阻Rmax:
由于制动瞬间的最大转矩是额定值的1.3倍，电阻消耗的能量来自DC电路，该能量应不小于最大制动转矩时的再生发电能量，即IGBT开启时应消耗母线的这部分能量，以保证母线电压不继续上升RMAX=VBR 2/(1.3 * p)=785 * 785/15000/1.3=31.6欧姆。
制动电阻范围
R=15.7ohm欧姆~ 31.6欧姆，那么我们假设计算中选取制动电阻R=16欧姆；
确认制动电阻的功率。
一般变频器厂家在定义制动电阻时，都是针对某个制动周期来设计的。根据负载的惯性和制动周期的不同，可分为一般惯性轻循环(如风机、水泵)、大惯性中循环(如一般机械设备)和高惯性重循环(如起重机)。以下是一般惰性的轻度循环的一个例子：
在t2的起点，制动电阻的峰值功率：
pmax=1.3*p*1*2=16.24kw；
制动电阻在整个T时间段内的平均功率：
pn=Pmax * T2/T=162400 * 4/40=16240 * 0.1=1624 w；
综上所述，在1.3倍制动力矩和10%占空比的温和循环下，制动电阻的参数为16ohm/1624W，占空比为10%，最大导通时间为4秒。用户可根据制动电阻供应商的产品清单进行选型，并确保所选电阻的功率至少为理论计算值的2~3倍。
确定制动过程中制动IGBT的开关频率和占空比
由于制动IGBT在消耗电机反馈的能量时需要不断地通断，所以必须计算开关频率和占空比，以保证制动电阻能够消耗电机反馈的能量，从而保证母线不会再次上升。如同
电机能量回馈时电容充电电流I charge=1.3 * p * 1 * 2/VBR=1.3 * 15000 * 0.85 * 0.98/785=20.69 a。
制动IGBT开关频率
利用Ibr和Icharge，我们可以得到IGBT关断时 t时间内的总线电压增量 u,以及IGBT导通时 t时间内的总线电压降 u:
U =I charge *t/C=20.69 *t/(1660 uf * 0.000001)=12460 *t(V)
U=(Ibr-I charge)*t/C=(785/16-20.69)*t/(1660 * 0.000001)=17090 *t(V)
制动策略是母线受到电机再生电能的影响。当电压达到制动阈值785VDC时，IGBT将被关闭，然后当电压下降到迟滞区间的下限760VDC时，母线将被关闭。然后电机再生电能的反馈电压会再次上升，IGBT达到785VDC后会再次开启，所以Ton/Toff时间如下：
在IGBT的Vbus下降阶段， u=785-760，即t1=25/17090=1.46 ms；
IGBT Toff的Vbus上升阶段， u=785-760，即T2=25/12460=2 ms；
t=Ton Toff=t1T2=1.46 2=3.46 ms
Fsw=1/(Ton Toff)=1/3.46=289Hz
制动IGBT的PWM占空比确定为占空比=ton/t=1.46/(1.462)=42.2%。
半固态模拟配置
在确定了开关频率、电阻值、占空比、开关频率之后，就可以用SemiSel这种SemiSel控制的专用仿真软件来计算了。这里详细介绍如何使用Semisel进行仿真。
在DC/DC选择制动斩波器。
选择扩展过载配置，参数配置如下：
I) t:0~35.999s，Vdc=785VDC，R=16ohm，fsw=289Hz，占空比0；
Ii) T: 36 ~ 40s，Vdc=785VDC，R=16ohm，fsw=289Hz，占空比0.422；
Iii) t:40.001s，Vdc=785VDC，R=16ohm，fsw=289Hz，占空比0；
选择模块miniskip 35 nab 12 T4 v 1。
之前假设散热器在额定工况下的最高温度为85C。这里选择了heastsink温度固定的页面，配置的温度为85；
IGBT和Tj温度波动的损失结果
单击计算按钮后，将显示最终的损耗和结温结果。选择过载页面。
IGBT的损失与曲线
从下图可以看出，IGBT的损失发生在t=36 ~ 40s随着结温的升高，损耗会同步小幅增加，t=40s时损耗达到最高的45W，其中导通损耗为43.42W，关断损耗为1.58W
IGBT结温曲线
从下图可以看出，IGBT的结温从36s开始上升到40s，t=40s的结温最高可以达到115C到119C，远远小于150C的工作结温，同时我们可以将光标移动到各个时间点，得到相应的温度。
摘要
最后总结一下，制动电阻的计算主要分为两部分：首先根据厂家定义的制动力矩和制动周期来确定电阻本身的阻值和功率；根据选择的电阻，使用SemiSel确定IGBT的损耗，并确认结温是否在IGBT允许的工作范围内。用户可以根据自己定义的变频器制动条件，选择相应的参数进行计算和验证。
关于萨米康
Micong成立于1951年，总部位于德国，是世界上美国领先的电源模块和系统制造商。产品涵盖从芯片、分立器件、二极管、晶闸管、IGBT功率模块到系统和功率元件，主要用于中到大功率范围。仪表控制的产品是能源控制和转换系统的核心部件，其业务重点包括电机驱动、电源、可再生能源(风能和太阳能)和多用途车辆等。米孔的创新电力电子产品帮助客户开发更小、更节能的电力电子系统。
原标题：变频器设计中制动电阻如何选择？如何评价斩波器结温？
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审计唐子红
