CN103106987B - 液体冷却式电阻器装置 - Google Patents

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Abstract

提供了一种液体冷却式电阻器装置(1)，其包括块(3)，块(3)具有液体入口(4)、液体出口(5)和在所述液体入口(4)和液体出口(5)之间设有液体流路(6)的空腔，空腔具有由以其彼此平行的主平面支撑平坦电阻器(2)的导热、电绝缘的平坦层(7)闭合的开侧，所述装置进一步包括能够刚性紧固到块(3)的电绝缘遮挡板，电绝缘遮挡板朝向所述电阻器(2)以遮挡所述平坦层(7)上的所述电阻器(2)，所述空腔容纳弹性加压部件，弹性加压部件被构造成使平坦层(7)挤压电阻器(2)。

Description

液体冷却式电阻器装置
技术领域
本发明涉及液体冷却式电阻器装置。
背景技术
现有技术已知的液体冷却式电阻器装置可用于各种应用，包括使用还能够用作发电机的逆变器驱动式电动机的装置的再生制动。
DE 3933956公开了用于电动车的液体冷却式电阻器装置，平坦的电阻器安装在两个液体冷却的、电绝缘的块之间。仅通过两个块之间的刚性连接将电阻器保持在适当位置。GB2478547公开了用于电动车的液体冷却式制动电阻器装置，平坦的电阻器布置在液体冷却的、电绝缘的块和遮挡板或另一液体冷却块之间。通过块和遮挡板之间或者两个块之间的刚性连接以及通过至少部分围绕电阻器以在其主平面中限制膨胀的膨胀引导部件，将电阻器保持在适当位置处。
现有技术的装置的缺陷之一在于，电阻器块或电阻器绝缘层接口处的热接触电阻限制了热传递的效率和效力。而且，块相对于冷却液体的低的热容量限制了来自电阻器的整体散热率。
此外，为了将装置用于制动逆变器驱动式电动机，需要相对大的电阻器和液体冷却块，以管理所涉及到的高的能量耗散要求，实际上这样会使得装置笨重。
发明概述
因此，本发明所提出的技术任务是提供克服现有技术的所提及的技术缺陷的液体冷却式电阻器装置。
在该技术任务的范围内，本发明的一个目的是提供使得来自电阻器的散热效率和效力提高的液体冷却式电阻器装置。
本发明的另一目的是提供紧凑且重量轻的液体冷却式电阻器装置。
本发明最后而重要的目的是提供安全且经济的液体冷却式电阻器装置。
技术任务以及这些和其它的目的是通过根据本发明的液体冷却式电阻器装置根据本发明而实现的。
将导热的、电绝缘的平坦层挤压电阻器的弹性加压部件的使用确保了改善电阻器和平坦层之间的热传递。而且，通过平坦层封闭块的空腔以及将弹性加压部件放置到空腔中改善从层到液体的热传递。总体的热传递效率和效力的提高使得本发明的装置比所提到的现有技术的装置更小且更轻。
此外，弹性加压部件的使用提高了装置的沿与电阻器的平面垂直的方向的硬度，从而使其大致位于车辆以及铁道车辆的特征振动频率之上。因此，在使用过程中装置能够更好地耐受振动和震动。
附图说明
而且，在后续的说明书中限定了本发明的其它特性。本发明的进一步的特性和优点将通过对非限制性的附图中所图示的根据发现的液体冷却式电阻器装置的优选而非排他性的实施方案的描述变得更加明显，在附图中：
图1示出了本发明的一个实施方案的分解图。
发明详述
参照上面的图，液体冷却式电阻器装置(通常由1表示)包括电阻器(2)，电阻器(2)优选地为电阻性材料的平坦格栅的形式。优选地，所述电阻器(2)与电源电力的电连接是通过作为电阻器(2)的部分或者与电阻器(2)连接的端子实现的。
电阻器(2)置于导热的、电绝缘的平坦层(7)上，平坦层(7)被布置成使得其主平面彼此平行。优选地，平坦层(7)由氮化铝陶瓷制成并且包括刚性片材。
设置至少一个块(3)，块(3)优选地由电绝缘、绝热的材料制成，尤其优选地由模制热固塑料制成。块(3)设有液体入口(4)和液体出口(5)，液体入口(4)和液体出口(5)优选地布置成平行且作为所述块的宽度的函数。块进一步具有空腔，空腔设有入口(4)和出口(5)之间的液体流路(6)。有利的是，可以在块(6)的取向朝向电阻器(2)的面中加工出空腔，使得空腔具有能够由导热的、电绝缘的平坦层(7)闭合的开侧。
优选地，空腔具有周向肩件，所述平坦层(7)置于周向肩件上。通过这种方式，闭合液体流路(6)，并且液体不能接触到电阻器(2)。
优选地，流路(6)覆盖与电阻器(2)的最大面积相同的印迹，从而使得能量耗散最大化。有利的是，用于冷却的液体可以为水，并且液体优选地以足够高的流率导入流路(6)中以使湍流持续地通过流路。
优选地，限定空腔内的液体流路(6)的分隔壁的峰端与层(7)间隔开以使得在所述峰端上方可以有小的液体旁路。这防止在电阻器(2)的印迹中平坦层(7)上的干燥区域，依次避免了可有损热传递和装置的整体性的热点。
设有能够刚性紧固到块(3)上的电绝缘遮挡板，电阻器(2)被阻挡在遮挡板和平坦层(7)之间。优选地，遮挡板包括另一块(3)，另一导热的、电绝缘层(7)布置在另一块(3)和电阻器(2)之间，如图1所示。优选地，两个块(3)能够经由紧固铆钉(9)刚性地彼此紧固到一起。
弹性加压部件布置在块(3)和导热的、电绝缘平坦层(7)之间，使所述平坦层(7)经受挤压电阻器(2)的力。特别地，弹性加压部件容纳在块(3)的空腔中。优选地，弹性加压部件被构造成通过平坦层(7)和电阻器(2)之间的接触区域处的几乎均匀的接触压力将平坦层(7)挤压电阻器(2)。在装置的一个实施方案中，弹性部件包括布置在块(3)的内部液体流路(6)中的多个弹簧(8)。优选地，每个弹簧(8)布置成使其轴线与所述内部液体流路(6)垂直。优选地，弹簧(8)由不锈钢制成。
在如图1所示的块(3)存在于电阻器(2)的各侧的布置中，弹簧(8)被构造成提供分布于每个平坦层(7)的面上的力，提供了电阻器(2)和每个平坦层(7)之间的紧密接触。除了改善电阻器(2)和导热的、电绝缘的平坦层(7)之间的热传递之外，块(3)的内部液体流路(6)中弹簧的存在增加了液体流的湍流，这依次改善了从导热的、电绝缘的平坦层(7)到液体的热传递。弹簧还减小了内部液体流路(6)的截面，从而提高了液体流的速度并且因此提高了从平坦层(7)到液体的热传递率，而不增加要求的液体容积流率。
总体上看，弹性加压部件的存在提供了来自电阻器(2)的热传递的200-300％的增加，依次能够使得装置比现有技术的装置更小且更轻。块(3)使用热固速率进一步有助于装置的紧凑且重量轻的构造。
任选地，装置包括膨胀引导部件(未示出)，所述膨胀引导部件布置在电阻器(2)的散热片之间以在其主平面中限制电阻器的膨胀，从而防止电阻器的散热片之间的相互接触以及后续的短路。优选地，膨胀引导部件包括至少一个云母纸条。有利的是，该至少一个条的厚度不大于电阻器(2)的厚度，从而不妨碍电阻器(3)和绝缘层(7)之间的接触。
这样构思出的液体冷却式电阻器装置易于进行多种改进和变型，这些改进和变型均落在本发明构思的范围内；此外，全部的细节可由技术等同的元件替代。
事实上，可以根据需要和工艺现状而使用任意材料类型或尺寸。

Claims (8)

1.液体冷却式电阻器装置(1)，包括块(3)，所述块(3)具有液体入口(4)、液体出口(5)和空腔，所述空腔具有由以其彼此平行的主平面支撑平坦电阻器(2)的导热、电绝缘的平坦层(7)闭合的开侧，所述装置进一步包括能够刚性紧固到所述块(3)的电绝缘遮挡板，所述电绝缘遮挡板朝向所述电阻器(2)以遮挡所述平坦层(7)上的所述电阻器(2)，所述空腔容纳弹性加压部件，所述弹性加压部件被构造成使所述平坦层(7)挤压所述电阻器(2)；其特征在于，所述空腔在所述液体入口(4)和所述液体出口(5)之间设有液体流路(6)，其中，所述弹性加压部件包括布置在所述块(3)的所述液体流路(6)中的多个弹簧(8)；所述弹性加压部件直接承受所述平坦层(7)，从而通过所述平坦层(7)和所述电阻器(2)之间的接触区域处的几乎均匀的接触压力使所述平坦层(7)挤压所述电阻器(2)；而且，每个所述弹簧(8)被布置成使轴线与所述液体流路(6)垂直；所述平坦层(7)在周边置于所述块(3)的肩部上，而且限定空腔内的液体流路(6)的分隔壁的峰端与层(7)间隔开以使得在所述峰端上方可以有小的液体旁路。
2.如权利要求1所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述弹簧(8)由不锈钢制成。
3.如权利要求1或2所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述电绝缘的遮挡板包括另一块(3)，使另一导热的、电绝缘的平坦层(7)布置在所述另一块(3)和所述电阻器(2)之间，并且弹性加压部件容纳在所述另一块(3)的空腔中并且被构造成使所述另一平坦层(7)挤压所述电阻器(2)。
4.如权利要求1或2所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述块(3)由电绝缘且绝热的材料制成。
5.如权利要求1或2所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述块(3)由热固塑料制成。
6.如权利要求1或2所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述导热的、电绝缘的平坦层(7)由氮化铝陶瓷制成。
7.如权利要求1或2所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述装置包括布置在所述电阻器(2)的散热片之间的膨胀引导部件。
8.如权利要求7所述的液体冷却式电阻器装置(1)，其特征在于，所述膨胀引导部件包括至少一个云母纸条。
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