一種高壓大功率水冷電阻裝置制造方法
【專利摘要】一種高壓大功率水冷電阻裝置，包括電阻器組件和純水冷卻組件，所述電阻器組件包括通過(guò)短接銅排連接的三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的電阻，每個(gè)所述電阻包括呈平行布置的若干組金屬管和出線排，沿著電流方向前一組金屬管的尾部與下一組金屬管的頭部通過(guò)焊接相連，所述第一組金屬管和最后一組金屬管上設(shè)有出線排；所述純水冷卻組件通過(guò)非導(dǎo)電水管與作為進(jìn)水端的第一組金屬管的頭部相連通，并通過(guò)非導(dǎo)電水管與作為出水端的最后一組金屬管的尾部相連通以形成冷卻回路。本實(shí)用新型具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的緊湊、體積小、成本低、功率大、阻值可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種高壓大功率水冷電阻裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型主要涉及到大功率電力電子設(shè)備領(lǐng)域，特指一種高壓大功率水冷電阻裝置?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，大功率電力電子設(shè)備不斷涌現(xiàn)，對(duì)設(shè)備的調(diào)試、運(yùn)行提出了新的要求。這種情況下，可作為負(fù)載或匹配電阻的大功率電阻應(yīng)運(yùn)而生。
[0003]傳統(tǒng)的自冷式電阻器具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)，但是作為大功率負(fù)載時(shí)，由于發(fā)熱量較大，受自身結(jié)構(gòu)的限制，存在散熱性不佳的問(wèn)題。為了解決這個(gè)問(wèn)題，必須將自冷式電阻的體積放大。但是由于工作場(chǎng)地以及成本方面的原因，項(xiàng)目一般會(huì)對(duì)設(shè)備的尺寸作出限制，因此，體積更小，散熱性更佳的水冷電阻器成為新的選擇。相比傳統(tǒng)自冷式電阻，水冷電阻散熱性好，能夠做成超大功率的負(fù)載。
[0004]現(xiàn)有的絕緣水冷電阻器主要由三種結(jié)構(gòu)，第一種是采用內(nèi)層為絕緣油冷卻，外層為水冷卻的電阻器，這種電阻器的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，體積較大；第二種是在絕緣瓷管外壁制電阻膜、內(nèi)通水冷卻的瓷管內(nèi)冷式電阻器，這種方法因?yàn)楣鼙谝惺芩膲毫?，因此，管壁要有足夠的厚度，這就導(dǎo)致傳熱效率降低，要達(dá)到預(yù)期效率就必須將體積增大，與此同時(shí)瓷管和瓷管之間也必須有間距才能安裝，這也進(jìn)一步導(dǎo)致電阻器的體積增大；第三種方法是采用管式結(jié)構(gòu)的水冷電阻?，F(xiàn)有的管道式水冷電阻器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)，但是由于是通過(guò)冷卻水直接和電阻器連接，因此冷卻水是帶電的，在使用時(shí)存在很大的安全隱患。而且，這種結(jié)構(gòu)的水冷電阻主要應(yīng)用在低壓領(lǐng)域方面，普遍還存在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、體積大、成本高等缺點(diǎn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題就在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的緊湊、體積小、成本低、功率大、阻值可調(diào)的高壓大功率水冷電阻裝置。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0007]一種高壓大功率水冷電阻裝置，包括電阻器組件和純水冷卻組件，所述電阻器組件包括通過(guò)短接銅排連接的三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的電阻，每個(gè)所述電阻包括呈平行布置的若干組金屬管和出線排，沿著電流方向前一組金屬管的尾部與下一組金屬管的頭部通過(guò)焊接相連，所述第一組金屬管和最后一組金屬管上設(shè)有出線排；所述純水冷卻組件通過(guò)非導(dǎo)電水管與作為進(jìn)水端的第一組金屬管的頭部相連通，并通過(guò)非導(dǎo)電水管與作為出水端的最后一組金屬管的尾部相連通以形成冷卻回路。
[0008]作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn):
[0009]每一組所述金屬管采用多根管并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0010]所述電阻器組件中三個(gè)電阻分別為Rl、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，再通過(guò)短接銅排連接R2-端，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，將R2+端和R3+端通過(guò)短接銅排連接，將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將R1、R2和R3連接起來(lái)后Ra= I/2R。
[0011]所述電阻器組件中三個(gè)電阻分別為Rl、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，再通過(guò)短接銅排連接R3-端，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后Rb=R。
[0012]所述電阻器組件中三個(gè)電阻分別為Rl、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，將Rl+端和R2+端通過(guò)短接銅排連接，將Rl-端和R2-端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=3/2R0
[0013]所述電阻器組件中三個(gè)電阻分別為R1、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，將Rl+端和R2+端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，RB=2R。
[0014]所述電阻器組件中三個(gè)電阻分別為R1、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，將R2+端和Rl-端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，RB=3R。
[0015]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于:本實(shí)用新型的高壓大功率水冷電阻裝置，具有運(yùn)行電壓高、功率大、體積小、無(wú)分布電感、阻值可調(diào)等優(yōu)點(diǎn)，這種水冷電阻裝置由于采用純水冷卻，可以應(yīng)用于高壓領(lǐng)域；由于主要材料為金屬管，易于加工成大功率的電阻；由于電阻內(nèi)部采用S形結(jié)構(gòu)，金屬管產(chǎn)生的分布電感會(huì)相互抵消，是無(wú)感電阻；由于采用澆注結(jié)構(gòu)，可以減小絕緣間距，因此體積也較小。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)原理示意圖。
[0017]圖2是本實(shí)用新型中電阻器組件的俯視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖3是本實(shí)用新型中電阻器組件的主視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖4是本實(shí)用新型中電阻器組件的側(cè)視結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖5是本實(shí)用新型中電阻器組件的電氣原理示意圖。
[0021]圖6是本實(shí)用新型中單個(gè)電阻的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0022]圖7是在具體實(shí)例中第一種電阻器組件串并聯(lián)組合的原理示意圖。
[0023]圖8是在具體實(shí)例中第二種電阻器組件串并聯(lián)組合的原理示意圖。
[0024]圖9是在具體實(shí)例中第三種電阻器組件串并聯(lián)組合的原理示意圖。
[0025]圖10是在具體實(shí)例中第四種電阻器組件串并聯(lián)組合的原理示意圖。
[0026]圖11是在具體實(shí)例中第五種電阻器組件串并聯(lián)組合的原理示意圖。
[0027]圖例說(shuō)明:
[0028]1、電阻器組件；2、純水冷卻組件；3、金屬管；4、非導(dǎo)電水管；5、電阻；6、進(jìn)水端；
7、出水端；A、第一出線排；B、第二出線排。
【具體實(shí)施方式】
[0029]以下將結(jié)合說(shuō)明書附圖和具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。[0030]如圖1~圖6所示，本實(shí)用新型的一種高壓大功率水冷電阻裝置，包括電阻器組件I和純水冷卻組件2 ;該電阻器組件I包括三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的電阻5，通過(guò)四根短接銅排的連接，可以輸出5種阻值。每個(gè)電阻5包括呈平行布置的若干組金屬管3和出線排；金屬管3是電阻器組件I的主要構(gòu)成部分，承擔(dān)負(fù)載和導(dǎo)通水流的作用。沿著電流方向，前一組金屬管3的尾部與下一組金屬管3的頭部通過(guò)焊接相連，若干組金屬管3依次相連后形成S型結(jié)構(gòu)；第一組金屬管3和最后一組金屬管3上設(shè)有出線排。這樣，相鄰兩組金屬管3中的電流大小相同、方向相反，其矢量和幾乎為零。因此，相鄰兩組金屬管3所產(chǎn)生的磁場(chǎng)大小相同、方向相反，磁場(chǎng)被相互抵消，電阻5為無(wú)感電阻。純水冷卻組件2通過(guò)非導(dǎo)電水管4 (如:塑料水管)與作為進(jìn)水端6的第一組金屬管3的頭部相連通，并通過(guò)非導(dǎo)電水管4與作為出水端7的最后一組金屬管3的尾部相連通，進(jìn)而形成冷卻回路。電阻器組件I通過(guò)純水冷卻組件2產(chǎn)生的純水進(jìn)行冷卻，這樣冷卻水不帶電，就不會(huì)將電阻器組件I的高電壓傳導(dǎo)出來(lái)，因此整個(gè)電阻裝置可以應(yīng)用于高壓領(lǐng)域。
[0031]進(jìn)一步，根據(jù)電阻裝置的功率需求，每一組金屬管3中可以采用多根管并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
[0032]由上述結(jié)構(gòu)可知，因?yàn)殡娮杵鹘M件I由三個(gè)大小、結(jié)構(gòu)完全相同的電阻5構(gòu)成，因此可設(shè):
[0033]R1=R2=R3=R
[0034]這樣就可以通過(guò)采用短接銅排連接的方式對(duì)三個(gè)電阻5 (Rl、R2、R3)進(jìn)行串并聯(lián)組合，實(shí)現(xiàn)電阻器組件I阻值的調(diào)節(jié)。
[0035]如圖7-圖11所示，通過(guò)短接銅排的連接，電阻器組件I可輸出五種阻值的電阻Ra、RB、Re、RD、RE，用以匹配不同的功率需求。其中，五種阻值的電阻連接方式如下所示:
[0036]1、電阻Ra:由第一出線排A連接Rl+端，再通過(guò)短接銅排連接R2-端，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，將R2+端和R3+端通過(guò)短接銅排連接，將R3+端與第二出線排B連接。通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Ra= I/2R。
[0037]2、電阻Rb:由第一出線排A連接Rl+端，再通過(guò)短接銅排連接R3-端，然后將R3+端與第二出線排B連接。通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=R0
[0038]3、電阻R。:由第一出線排A連接Rl+端，將Rl+端和R2+端通過(guò)短接銅排連接，將Rl-端和R2-端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接。通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=3/2R。
[0039]4、電阻Rd:由第一出線排A連接Rl+端，將Rl+端和R2+端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3- 端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接。通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=2R0
[0040]5、電阻Re:由第一出線排A連接Rl+端，將R2+端和Rl-端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接。通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=3R0
[0041]進(jìn)一步，由于某些工程項(xiàng)目中要求裝置的體積盡可能的小，在本裝置的基礎(chǔ)上，可以通過(guò)整體澆注硅凝膠的方式減小電阻裝置內(nèi)部的絕緣間距，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)水冷電阻裝置的小型化。
[0042]以上僅是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，本實(shí)用新型的保護(hù)范圍并不僅局限于上述實(shí)施例，凡屬于本實(shí)用新型思路下的技術(shù)方案均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理前提下的若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，應(yīng)視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，包括電阻器組件(I)和純水冷卻組件(2)，所述電阻器組件(I)包括通過(guò)短接銅排連接的三個(gè)結(jié)構(gòu)完全相同的電阻(5)，每個(gè)所述電阻(5)包括呈平行布置的若干組金屬管(3)和出線排，沿著電流方向前一組金屬管(3)的尾部與下一組金屬管(3)的頭部通過(guò)焊接相連，所述第一組金屬管(3)和最后一組金屬管(3)上設(shè)有出線排；所述純水冷卻組件(2)通過(guò)非導(dǎo)電水管(4)與作為進(jìn)水端(6)的第一組金屬管(3)的頭部相連通，并通過(guò)非導(dǎo)電水管(4)與作為出水端(7)的最后一組金屬管(3)的尾部相連通以形成冷卻回路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，每一組所述金屬管(3)采用多根管并聯(lián)的結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，所述電阻器組件(I)中三個(gè)電阻(5)分別為R1、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，再通過(guò)短接銅排連接R2-端，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，將R2+端和R3+端通過(guò)短接銅排連接，將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將Rl、R2和R3連接起來(lái)后Ra= I/2R。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，所述電阻器組件(O中三個(gè)電阻(5)分別為Rl、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，再通過(guò)短接銅排連接R3-端，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻R1、R2和R3連接起來(lái)后Rb=R。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，所述電阻器組件(I)中三個(gè)電阻(5)分別為R1、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，將Rl+端和R2+端通過(guò)短接銅排連接，將Rl-端和R2-端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻R1、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=3/2R。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，所述電阻器組件(I)中三個(gè)電阻(5)分別為Rl、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，將Rl+端和R2+端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=2R。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓大功率水冷電阻裝置，其特征在于，所述電阻器組件(I)中三個(gè)電阻(5)分別為Rl、R2、R3且R1=R2=R3=R，通過(guò)第一出線排A連接Rl+端，將R2+端和Rl-端通過(guò)短接銅排連接，將R2-端和R3-端通過(guò)短接銅排連接，然后將R3+端與第二出線排B連接，通過(guò)這種連接方式將電阻Rl、R2和R3連接起來(lái)后，Rb=3R。
【文檔編號(hào)】H01C1/082GK203607173SQ201320806258
【公開日】2014年5月21日 申請(qǐng)日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】柳浩 , 吳強(qiáng), 黃燕艷, 張敏, 陳潔蓮, 王才孝, 周靖, 李幼保, 王桂華, 楊磊, 王海軍, 陳元初, 郭民, 卡格德?tīng)?魯卡, 陶洪亮, 周成, 蔡宇峰, 涂紹平, 鄧明, 初蕊 申請(qǐng)人:株洲變流技術(shù)國(guó)家工程研究中心有限公司