CN219873007U - 大功率水冷制动电阻器 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种大功率水冷制动电阻器，包括安装框架、电阻单元、水冷单元和盖板，安装框架设有收容腔；电阻单元包括若干电阻单体和两个接线端子，若干电阻单体均具有密封外壳及置于密封外壳中的电阻带和冷却水路，若干电阻单体分别通过密封外壳内置于收容腔中，若干电阻单体中的电阻带电连接后连接于两个接线端子；水冷单元包括进水管、出水管和若干输水管，进水管、出水管、若干输水管及若干电阻单体中的冷却水路相互连通后、共同构成水冷通路；两个盖板分别可拆卸盖合于安装框架的相对两侧。该水冷制动电阻器集冷却均匀性/冷却效率高，使用寿命长，体积小，易于实现模块化组装使用，对外输出功率高等优点于一体，应用市场广阔。

Description

大功率水冷制动电阻器

技术领域

本实用新型涉及电阻器技术领域，尤其涉及一种应用于船舶刹车控制电路中的大功率水冷制动电阻器。

背景技术

制动电阻器是用于将电动机的再生能量以热能方式消耗的载体。水冷制动电阻器是采用水冷的方式对制动电阻器进行冷却降温，目前水冷制动电阻器被越来越多地应用在轮船、起重船、石油钻机、以及各种类型的电力应用中。

目前常见的水冷制动电阻器结构整体呈圆柱形，其主要包括圆柱形的绝缘陶瓷管、绕设于所述绝缘陶瓷管上的电阻带、以及固定穿置于所述绝缘陶瓷管中的通水管。所述电阻带工作时产生的热量经所述绝缘陶瓷管传递给所述通水管，所述通水管内的水流将热量带走，以实现对所述电阻带进行水冷降温。

然而，现有的水冷制动电阻器在使用时具有以下不足之处：1)水冷效果不均匀、且水冷效率较低，从而造成电阻器的电气性能及使用寿命不佳；2)占用空间相对较大，并且较难实现模块化/集成化组装使用，从而可实现的对外输出功率大小有限；3)安装不方便，与其它零件/装置(如设备壳体、水冷装置等)之间的组装配合不便，从而造成组装成本较高。

有鉴于此，特提出本实用新型。

发明内容

为了克服上述缺陷，本实用新型提供了一种大功率水冷制动电阻器，其集冷却均匀性、冷却效率高，使用寿命长，结构紧凑、体积小，易于实现模块化/集成化组装使用，可实现对外输出功率高，便于布局组装及管理维护等优点于一体，应用市场十分广阔。

本实用新型为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种大功率水冷制动电阻器，包括安装框架、电阻单元、水冷单元和盖板，其中，所述安装框架上设有收容腔；所述电阻单元包括若干电阻单体和两个接线端子，若干所述电阻单体均具有密封外壳、以及均置于所述密封外壳中的电阻带和冷却水路，若干所述电阻单体分别通过所述密封外壳固定内置于所述收容腔中，且若干所述电阻单体中的所述电阻带按照产品电气设计需求电性连接后、连接于两个所述接线端子；同时两个所述接线端子还均固定设置于所述安装框架上；所述水冷单元包括进水管、出水管和若干输水管，所述进水管和所述出水管相互独立地固定设置于所述安装框架上，且所述进水管、所述出水管、若干所述输水管、及若干所述电阻单体中的所述冷却水路按照产品设计需求相互连通后、共同构成用于对若干所述电阻单体进行水冷降温的水冷通路；所述盖板为两个，并分别可拆卸盖合于所述安装框架的相对两侧。

作为本实用新型的进一步改进，所述安装框架具有框架主体和多个分隔板，所述框架主体为长方形框体结构，多个所述分隔板沿所述框架主体的长度方向并排设置于所述框架主体内腔中，以将所述框架主体内腔划分成多个所述收容腔。

作为本实用新型的进一步改进，若干所述电阻单体分别对应的内置于多个所述收容腔中，同时若干所述电阻单体的所述密封外壳分别与其对应的所述分隔板可拆卸固定连接。

作为本实用新型的进一步改进，每一所述电阻单体中，所述密封外壳均具有底壳和上盖，所述底壳内设有两个螺旋状的水槽，两个所述水槽呈中心对称分布，且两个所述水槽的头端相互连通，两个所述水槽的尾端分别开口于所述底壳外壁；所述上盖密封盖合于所述底壳；

所述电阻带均具有一由不锈钢材料制成且为长条带状的电阻带本体、以及两个分别固定连接于所述电阻带本体长度方向两端上的接线头，所述电阻带本体绕设于两个所述水槽中，两个所述接线头分别密封且固定穿置于两个所述水槽的尾端中。

作为本实用新型的进一步改进，每一所述电阻单体中，所述底壳上还设有进水槽道和出水槽道，所述进水槽道和所述出水槽道的一端均分别开口于所述底壳外壁，且所述进水槽道的另一端分别与两个所述水槽的头端相互连通，所述出水槽道的另一端分别与两个所述水槽的尾部相互连通；即：两个所述水槽、所述进水槽道和所述出水槽道一起构成了所述冷却水路。

作为本实用新型的进一步改进，若干所述电阻单体中的所述接线头按照产品电气设计需求电性连接后、连接于两个所述接线端子；同时两个所述接线端子并排且固定设置于所述框架主体上。

作为本实用新型的进一步改进，所述进水管和所述出水管分别固定设置于所述框架主体的相对两侧外壁上；

若干所述输水管被划分成多个水管单元，每一所述水管单元均由多个所述输水管组成；且在每一所述水管单元中，多个所述输水管依次将多个所述电阻单体中的所述冷却水路串连连通后，位于首尾处的两个所述输水管分别对应与所述进水管和所述出水管连接且连通，即：每一所述水管单元与多个所述电阻单体中的所述冷却水路一起构成了一条水冷支路，且多条所述水冷支路、所述进水管和所述出水管共同构成了所述水冷通路。

作为本实用新型的进一步改进，在所述框架主体内腔中并靠近于所述电阻单体的位置处间隔设置有多个温度传感器；

另外，在所述进水管和所述出水管上均分别安装有水流量计和电磁阀。

本实用新型的有益效果是：①所述电阻单体具有冷却水路畅通，冷却均匀性和冷却效率高(即散热效率高)，使用寿命长；结构紧凑、体积小，易于实现模块化/集成化组装使用，进而易于实现多种规格要求的对外输出功率；结构紧凑、体积小，便于自身安装及与其它部件间的布局组装，便于管理维护；绝缘等级高、耐高电压能力强等优点，大大扩展了所述电阻单体及由其制成的制动电阻器的应用范围。②因所述电阻单体具有冷却均匀性和冷却效率高的优点，再结合所述水冷单元，可实现快速、有效的除去所述电阻单体及由其制成的制动电阻器散发出来的热量，确保了所述电阻单体及制动电阻器能够持续、长时间的正常工作。③所述水冷单元具有水冷程度可控、水冷效果佳；结构简单、合理，易根据所述电阻单元结构进行安装布局，且组装便捷等优点。总之，本实用新型所述的水冷制动电阻器集冷却均匀性和冷却效率高，使用寿命长，结构紧凑、体积小，易于实现模块化/集成化组装使用，对外输出功率高，易于布局组装、便于管理维护等诸多优点于一体，应用市场十分广阔。

附图说明

图1为本实用新型所述大功率水冷制动电阻器的分解结构示意图；

图2为图1所示大功率水冷制动电阻器的局部结构的放大结构示意图(去掉了所述盖板)；

图3为本实用新型所述电阻单体的分解结构示意图；(属于局部结构图，未示出所述电阻带本体)；

图4为图3所示电阻单体的局部结构处于第一视角下的结构示意图；

图5为图3所示电阻单体的局部结构处于第二视角下的结构示意图；

图6为本实用新型所述电阻带的结构示意图。

结合附图，作以下说明：

1、安装框架；10、收容腔；11、框架主体；12、分隔板；

20、电阻单体；200、密封外壳；2000、底壳；2001、上盖；

2002、水槽；2003、进水槽道；2004、出水槽道；201、电阻带；2010、电阻带本体；2011、接线头；21、接线端子；30、进水管；31、出水管；32、输水管；4、盖板。

具体实施方式

以下结合附图，对本实用新型的较佳实施例作详细说明。

实施例1：

请参阅附图1至附图6所示。本实用新型提供了一种大功率水冷制动电阻器，其主要包括安装框架1、电阻单元、水冷单元和盖板4，其中，所述安装框架1上设有收容腔10；所述电阻单元包括若干电阻单体20和两个接线端子21，若干所述电阻单体20均具有密封外壳200、以及均置于所述密封外壳200中的电阻带201和冷却水路，若干所述电阻单体20分别通过所述密封外壳200固定内置于所述收容腔10中，且若干所述电阻单体20中的所述电阻带201按照产品电气设计需求电性连接后、连接于两个所述接线端子21；同时两个所述接线端子21还均固定设置于所述安装框架1上；所述水冷单元包括进水管30、出水管31和若干输水管32，所述进水管30和所述出水管31相互独立地固定设置于所述安装框架1上，且所述进水管30、所述出水管31、若干所述输水管32、及若干所述电阻单体20中的所述冷却水路按照产品设计需求相互连通后、共同构成用于对若干所述电阻单体20进行水冷降温的水冷通路；所述盖板4为两个，并分别通过螺栓可拆卸盖合于所述安装框架1的相对两侧。

以下对本实用新型所述大功率水冷制动电阻器的具体结构进行详细说明。

首先，对该大功率水冷制动电阻器中的所述安装框架及所述电阻单元结构进行详细说明。

请参阅附图2所示，在该大功率水冷制动电阻器结构中，所述安装框架1具有框架主体11和多个分隔板12，所述框架主体11为长方形框体结构，多个所述分隔板12沿所述框架主体11的长度方向并排设置于所述框架主体11内腔中，以将所述框架主体11内腔划分成多个所述收容腔10。具体的，所述分隔板12通过螺栓固定于所述框架主体11内腔中。

基于上述安装框架1结构，若干所述电阻单体20分别对应的内置于多个所述收容腔10中，进一步优选的，若干所述电阻单体20成排、成列布置；同时若干所述电阻单体20的所述密封外壳200还分别与其对应的所述分隔板12可拆卸固定连接(如：可通过螺丝进行可拆卸固定连接，拆装方便，省时省力)。

请继续参阅附图3至附图6所示，在所述电阻单元结构中的每一所述电阻单体20中，所述密封外壳200均具有底壳2000和上盖2001，所述底壳2000内一体设有(即一体成型有)两个螺旋状的水槽2002，两个所述水槽2002呈中心对称分布，且两个所述水槽2002的头端相互连通，两个所述水槽2002的尾端分别开口于所述底壳2000外壁；另外，所述上盖2001密封盖合于所述底壳2000上。

进一步优选的，所述密封外壳200采用PVDF工程塑料制成，这种塑料的绝缘等级高、抗老特性强，可使得所述电阻单体在工作时不会发生电离问题，进而提升了所述电阻单体的绝缘等级(可达到10⁶MΩ级以上)和耐高电压能力。

两个所述水槽2001均呈阿基米德螺旋线形状，这种水槽形状可使所述冷却水路中的水流动的更加通畅、无死角，从而提升了水冷时的冷却均匀性和冷却效率。

所述上盖2001与所述底壳2000之间通过氩弧焊焊接来实现密封固连，密封性非常好。

进一步优选的，在每一所述电阻单体20中，所述底壳2000上还设有(具体为一体成型有)进水槽道2003和出水槽道2004，其中，所述进水槽道2003和所述出水槽道2004的一端均分别开口于所述底壳2000外壁，且所述进水槽道2003的另一端分别与两个所述水槽2002的头端相互连通，所述出水槽道2004的另一端分别与两个所述水槽2002的尾部相互连通，亦即：两个所述水槽2002、所述进水槽道2003和所述出水槽道2004一起构成了所述冷却水路。

请继续参阅附图3至附图6所示，在每一所述电阻单体20中，所述电阻带201均具有一由不锈钢材料制成且为长条带状的电阻带本体2010、以及两个分别通过焊接方式固定连接于所述电阻带本体2010长度方向两端上的接线头2011，所述电阻带本体2010绕设于两个所述水槽2002中，即：所述电阻带本体2010的一部分绕设于第一个所述水槽2002中，所述电阻带本体2010的另一部分绕设于第二个所述水槽2002中；两个所述接线头2011分别密封且固定穿置于两个所述水槽2002的尾端中。

基于上述电阻带201结构，该大功率水冷制动电阻器在进行电气连接时，采取：若干所述电阻单体20中的所述接线头2011按照产品电气设计需求电性连接后、连接于两个所述接线端子21；同时两个所述接线端子21并排且固定设置于所述框架主体11上。

进一步补充说明：在本实用新型专利中，该大功率水冷制动电阻器的电气设计要求为：先对若干所述电阻单体20进行划分，以M个所述电阻单体20为一组，将它们相互串联连接后形成电阻串；然后再将形成的N个电阻串并联连接，即完成该大功率水冷制动电阻器的电路连接。

总之，本实用新型所述大功率水冷制动电阻器结构中的所述电阻单体20具有以下优点：冷却水路畅通，冷却均匀性和冷却效率高(即散热效率高)，使用寿命长；结构紧凑、体积小，易于实现模块化/集成化组装使用，进而易于实现多种规格要求的对外输出功率；结构紧凑、体积小，便于自身安装及与其它部件间的布局组装，便于管理维护；绝缘等级高、耐高电压能力强等优点，大大扩展了所述电阻单体及由其制成的制动电阻器的应用范围。

接着，对该大功率水冷制动电阻器中的所述水冷单元结构进行详细说明。

请继续参阅附图1和附图2所示，在所述水冷单元结构中，所述进水管30和所述出水管31分别固定设置于所述框架主体11的相对两侧外壁上；具体的，固定方式可采用氩弧焊焊接固连，焊接质量高；

若干所述输水管32被划分成多个水管单元，每一所述水管单元均由多个所述输水管32组成；且在每一所述水管单元中，多个所述输水管32依次将多个所述电阻单体20中的所述冷却水路串连连通后，位于首尾处的两个所述输水管32分别对应与所述进水管30和所述出水管31连接且连通，即：每一所述水管单元与多个所述电阻单体20中的所述冷却水路一起构成了一条水冷支路，且多条所述水冷支路、所述进水管30和所述出水管31共同构成了所述水冷通路。

进一步优选的，在所述框架主体11内腔中并靠近于所述电阻单体20的位置处间隔设置有多个温度传感器，所述温度传感器用于感测所述电阻单元所处工作环境的温度，同时所述温度传感器还通信连接于PLC控制器。

以及，在所述进水管30和所述出水管31上均分别安装有水流量计和电磁阀，所述水流量计亦通信连接于所述PLC控制器，所述PLC控制器对接收到的温度信号及水流量信号进行分析、判断后，相应控制所述电磁阀工作，以实现所述电阻单元的水冷降温工作达到最佳状态。

总之，本实用新型所述大功率水冷制动电阻器结构中的所述水冷单元具有以下优点：水冷程度可控、水冷效果佳；结构简单、合理，易根据所述电阻单元结构进行安装布局，且组装便捷。

综上所述，本实用新型所述的水冷制动电阻器集冷却均匀性和冷却效率高，使用寿命长，结构紧凑、体积小，易于实现模块化/集成化组装使用，对外输出功率高，易于布局组装、便于管理维护等诸多优点于一体，应用市场十分广阔。

在以上的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是以上描述仅是本实用新型的较佳实施例而已，本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，因此本实用新型不受上面公开的具体实施的限制。同时任何熟悉本领域技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (8)

1.一种大功率水冷制动电阻器，其特征在于：包括安装框架(1)、电阻单元、水冷单元和盖板(4)，其中，

所述安装框架(1)上设有收容腔(10)；

所述电阻单元包括若干电阻单体(20)和两个接线端子(21)，若干所述电阻单体(20)均具有密封外壳(200)、以及均置于所述密封外壳(200)中的电阻带(201)和冷却水路，若干所述电阻单体(20)分别通过所述密封外壳(200)固定内置于所述收容腔(10)中，且若干所述电阻单体(20)中的所述电阻带(201)按照产品电气设计需求电性连接后、连接于两个所述接线端子(21)；同时两个所述接线端子(21)还均固定设置于所述安装框架(1)上；

所述水冷单元包括进水管(30)、出水管(31)和若干输水管(32)，所述进水管(30)和所述出水管(31)相互独立地固定设置于所述安装框架(1)上，且所述进水管(30)、所述出水管(31)、若干所述输水管(32)、及若干所述电阻单体(20)中的所述冷却水路按照产品设计需求相互连通后、共同构成用于对若干所述电阻单体(20)进行水冷降温的水冷通路；

所述盖板(4)为两个，并分别可拆卸盖合于所述安装框架(1)的相对两侧。

2.根据权利要求1所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：所述安装框架(1)具有框架主体(11)和多个分隔板(12)，所述框架主体(11)为长方形框体结构，多个所述分隔板(12)沿所述框架主体(11)的长度方向并排设置于所述框架主体(11)内腔中，以将所述框架主体(11)内腔划分成多个所述收容腔(10)。

3.根据权利要求2所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：若干所述电阻单体(20)分别对应的内置于多个所述收容腔(10)中，同时若干所述电阻单体(20)的所述密封外壳(200)分别与其对应的所述分隔板(12)可拆卸固定连接。

4.根据权利要求2所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：每一所述电阻单体(20)中，所述密封外壳(200)均具有底壳(2000)和上盖(2001)，所述底壳(2000)内设有两个螺旋状的水槽(2002)，两个所述水槽(2002)呈中心对称分布，且两个所述水槽(2002)的头端相互连通，两个所述水槽(2002)的尾端分别开口于所述底壳(2000)外壁；所述上盖(2001)密封盖合于所述底壳(2000)；

所述电阻带(201)均具有一由不锈钢材料制成且为长条带状的电阻带本体(2010)、以及两个分别固定连接于所述电阻带本体(2010)长度方向两端上的接线头(2011)，所述电阻带本体(2010)绕设于两个所述水槽(2002)中，两个所述接线头(2011)分别密封且固定穿置于两个所述水槽(2002)的尾端中。

5.根据权利要求4所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：每一所述电阻单体(20)中，所述底壳(2000)上还设有进水槽道(2003)和出水槽道(2004)，所述进水槽道(2003)和所述出水槽道(2004)的一端均分别开口于所述底壳(2000)外壁，且所述进水槽道(2003)的另一端分别与两个所述水槽(2002)的头端相互连通，所述出水槽道(2004)的另一端分别与两个所述水槽(2002)的尾部相互连通；即：两个所述水槽(2002)、所述进水槽道(2003)和所述出水槽道(2004)一起构成了所述冷却水路。

6.根据权利要求4所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：若干所述电阻单体(20)中的所述接线头(2011)按照产品电气设计需求电性连接后、连接于两个所述接线端子(21)；同时两个所述接线端子(21)并排且固定设置于所述框架主体(11)上。

7.根据权利要求4所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：所述进水管(30)和所述出水管(31)分别固定设置于所述框架主体(11)的相对两侧外壁上；

若干所述输水管(32)被划分成多个水管单元，每一所述水管单元均由多个所述输水管(32)组成；且在每一所述水管单元中，多个所述输水管(32)依次将多个所述电阻单体(20)中的所述冷却水路串连连通后，位于首尾处的两个所述输水管(32)分别对应与所述进水管(30)和所述出水管(31)连接且连通，即：每一所述水管单元与多个所述电阻单体(20)中的所述冷却水路一起构成了一条水冷支路，且多条所述水冷支路、所述进水管(30)和所述出水管(31)共同构成了所述水冷通路。

8.根据权利要求7所述的大功率水冷制动电阻器，其特征在于：在所述框架主体(11)内腔中并靠近于所述电阻单体(20)的位置处间隔设置有多个温度传感器；

另外，在所述进水管(30)和所述出水管(31)上均分别安装有水流量计和电磁阀。