专利名称：矩阵等压式绝缘水冷电阻器的制作方法
技术领域：
本发明属于绝缘水冷电阻器领域。
背景技术：
现有的绝缘水冷电阻器，一是采用内层为绝缘油冷却加外层水冷却的双冷式电阻 器；二是在绝缘瓷管外壁制电阻膜、内孔通水冷却的瓷管内冷式电阻器；三是将电阻丝穿 入金属管，在丝与管之间填充绝缘物，将金属管浸入水中进行冷却。双冷式电阻器的内层冷却液是油，油的冷却效果比水差，且双层冷却的结构复杂、 体积大；瓷管内冷式电阻器的管壁要承受水的压力，管壁要有足够的厚度，管壁越厚热阻 越大，传热效率将大大下降，要达到预计的功率就得增大体积，同时瓷管与瓷管之间要有间 距才能安装，这进一步导致体积增大。金属管冷却电阻器需要外加冷却水路，结构复杂体积大，该结构主要当加热器用。
发明内容
为解决上述方案中存在的问题与缺陷，本发明提供了一种矩阵等压式绝缘水冷电 阻器及其制作方法。本发明是通过以下技术方案实现的本发明所涉及的是一种矩阵等压式绝缘水冷电阻器，主要包括一个多层电阻芯 片，密封圈、内水腔框、外水腔框、外电极、分流箱、集水箱。采用矩阵等压多腔结构，各列的 腔体数(行数)相等，在同列相邻两个腔之间由多层电阻芯片隔开，由于共用分流箱和集 水箱，各列各行的腔内压力相等，相邻两个腔之间的多层电阻芯片的两个工作面没有压力 差，多层电阻芯片可以做得很薄。多层电阻芯片的结构是一片绝缘瓷片，厚度为0.3mm 3mm ；两片电阻瓷片，电阻瓷片所用基片的氧化铝含量大于80%，厚度为0. 3mm 3mm (根据 最高工作电压来定，电压越高，瓷片越厚)；在2片电阻瓷片的电阻膜上涂一层弹性树脂，2 片电阻瓷片的电阻膜相对，中间放一片绝缘瓷片，将三片瓷片粘接在一起，组成多层电阻芯 片；多层电阻芯片有3大优点1)多层电阻芯片很薄，所占空间很小；2)电阻芯片所用的 基片是导热效率很高、厚度很小的氧化铝瓷片(氧化铝含量>80%)。在多层电阻芯片的 两个外表面通水时，由于电阻基片很薄，氧化铝含量很高，表面积也大，电阻膜产生的热量 可以很快通过基片传导给水，水流将热量带走；3)多层电阻芯片的电阻基片的一面是电阻 膜，另一面是白瓷面，装配后水腔框和多层电阻芯片组成完整的水腔，水腔中的水只能和密 封圈内的白瓷面接触，从而保证了水和电阻膜之间的绝缘。通过矩阵等压组装，可以方便获 得矩阵等压式绝缘水冷电阻器，电阻体内没有无用的空间，在保证绝缘的前提下，用很小的 体积获得很大的功率。所述绝缘式等压多腔多层电阻器制作方法1.制作带内电极瓷片在薄瓷片一面的两端印刷电极浆料，经烧结成为内电极；
2.制作带电阻膜瓷片在带内电极瓷片两电极之间印刷电阻浆料，电阻浆料要和 内电极搭接上，经烧结成为电阻膜；3.制作电阻瓷片在带电阻膜瓷片表面印刷介质浆料，经烧结成为电阻膜保护 层；4.制作带连接线电阻瓷片在电阻瓷片的两内电极上各焊接一根铜线，做为内电 极和外电极的连接线；5.制作多层电阻芯片在2片带连接线电阻瓷片的电阻膜上涂一层弹性树脂，2片 带连接线电阻瓷片的电阻膜相对，中间放一片绝缘瓷片，将三者粘接在一起烘干；6.制作外水腔框用工程塑料加工成如下的框框的下端有进水孔，上端有出水 孔，框的一个侧面为平面，另一侧面的中部凹进，凹进部位的下部有一块均流板，四周为平 面，在平面上开有密封槽，密封槽的外围有和平面垂直的安装孔；7.制作内水腔框用工程塑料加工成如下的框框的下端有进水口，上端有出水 口，框的中部镂空，镂空部位的下部有一块均流板，镂空剩下的两端面为平面，在每一平面 上各开有一条密封槽，密封槽的外围有和平面垂直的安装孔；8.制作多腔水冷电阻体两个水腔框之间放一多层电阻芯片，水腔框和多层电阻 芯片之间有密封圈密封，最外侧的两边放外水腔框，中间放内水腔框。根据功率的大小，多 层电阻芯片的数量可以从1到n(最好从10 30之间选择)，水腔框数量=(单列多层电 阻芯片数量_2) +2+2，用拉杆将水腔框和多层电阻芯片拉紧；9.制作分流箱用不锈钢制作水箱，水箱的侧面或底面开1个大口径的进水口，顶 面为一个平面，在该平面上开有N个小口径的出水口 ；10.制作集水箱用不锈钢制作水箱，水箱的底面为一个平面，在该平面上开有N 个中口径的进水口，水箱的侧面或顶面开1个大口径的出水口 ；11.组装矩阵等压式绝缘水冷电阻器分流箱在下，集水箱在上，中间放置多腔冷 却电阻体，在分流箱和多腔冷却电阻体之间、集水箱和多腔冷却电阻体之间均有密封圈密 封，用拉杆将三者拉紧；将带连接线电阻瓷片的连接线接到外电极上；电压加到两个外接 电极上，冷却水从分流箱的进水口流进，分成N路流经多腔冷却电阻体的N个水腔，N路水 汇集到集水箱，从集水箱的出水口流出，将多层电阻芯片的热量带走。本发明的有益效果是多层电阻芯片的两面没有水压差，可以做的很薄，极大地减 小了热阻，提高了散热效率，缩小了体积；电阻膜和水之间有绝缘瓷片隔开，保证了电绝缘； 采用矩阵组装，多腔冷却电阻体内没有无用的空间，极大的缩小了体积。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1是带内电极瓷片示意图。图2是带电阻膜瓷片示意图。图3是带介质电阻瓷片示意图。图4是带连接线电阻瓷片示意图。图5是多层电阻芯片示意图。图6是外水腔框示意图。
图7是内水腔框示意图。图8是等压多腔冷却电阻体示意图。图9是分流箱示意图。图10是集水箱示意图。图11是矩阵等压式绝缘水冷电阻器示意图。图中1代表瓷片；2代表内电极；3代表电阻膜；4代表连接线；5代表绝缘瓷片； 6代表凹陷平面；7代表原平面；8代表密封槽；9代表和原平面垂直的安装孔；10代表出水 孔；11代表均流板；12代表进水孔；13代表矩形孔；14代表集水箱；15代表等压多腔冷却 电阻体；16代表分流箱；17代表拉杆；18代表外电极；
具体实施例方式1.在图1带电极瓷片的瓷片1表面滚印电极浆料，经高温烧结成有内电极2。2.在图1带电极瓷片表面滚印电阻浆料，电阻浆料要和两端的内电极2搭接上，经 高温烧结成有电阻膜3的图2带电阻膜瓷片；3.在图2带电阻膜瓷片表面滚印介质浆料，经高温烧结成有介质保护层4的图3 带介质电阻瓷片。4.在图3带介质电阻瓷片的2个内电极2上焊接金属连接线4，形成有连接线的 图4带连接线电阻瓷片。5.在2片图4带连接线电阻瓷片的电阻膜上涂一层弹性树脂，电阻膜相对，中间放 一片绝缘瓷片5，将三者粘接在一起烘干形成图5多层电阻芯片。6.用工程塑料注塑成图6外水腔框，框的下端有进水孔12，上端有出水孔10，框的 一个侧面为平面，另一侧面有凹陷平面6，凹陷平面6数量等于列数，在每一凹陷平面的下 部有一块均流板11，每一凹陷平面6四周为原平面7，在原平面7上围绕每一凹陷平面6开 一圈密封槽8，在每圈密封槽8的外围有和原平面7垂直的安装孔9。7.用工程塑料注塑成图7内水腔框，框的下端有进水孔12，上端有出水孔10，框的 平面镂空出矩形孔13，矩形孔13的数量等于列数，在每个矩形孔13的下部有一块均流板 11，每个矩形孔13的四周为原平面7，在原平面7上围绕每个矩形孔13开一圈密封槽8，在 每圈密封槽8的外围有和原平面7垂直的安装孔9。8.制作等压多腔冷却电阻体15 在同列相邻的两个水腔框之间放置两个密封圈， 两个密封圈之间放置一片图5多层电阻芯片，最外两侧的水腔框为图6外水腔框，两个图6 外水腔框之间的水腔框为图7内水腔框，用拉杆将图6外水腔框、图7内水腔框、图5多层 电阻芯片和密封圈8拉紧。9.用不锈钢板加工成分流箱16，分流箱16的侧面(或底面)开1个大口径的进 水口，顶面开N个小口径的出水口。10.用不锈钢板加工成集水箱14，集水箱14的底面开N个中口径的进水口，顶面 (或侧面)开1个大口径的出水口。11.组装图11矩阵等压式绝缘水冷电阻器分流箱16在下，集水箱14在上，中间 放置图8等压多腔冷却电阻体，在分流箱16和等压多腔冷却电阻体15之间、集水箱14和 等压多腔冷却电阻体15之间均有密封圈密封，用拉杆17将三者拉紧；将图4带连接线电阻瓷片的连接线4接到外电极18上；电压加到两个外电极18上，冷却水从分流箱16的进水 口流进，流入等压多腔冷却电阻体15，汇集到集水箱14，从集水箱14的出水口流出，将图5 多层电阻芯片的热量带走。
权利要求
1.本发明所涉及的是一种矩阵等压式绝缘水冷电阻器，其底部为分流箱，中部为等压 多腔冷却电阻体，上部为集水箱，各部分之间有密封圈密封，水从分流箱进水口流进，分成 N路流经多腔冷却电阻体的N个腔体，N路水汇集到集水箱，最后从出水口流出，其特征是 所述矩阵等压式绝缘水冷电阻器采用多行多列的多水腔结构，各水腔由水腔框、密封圈、多 层电阻芯片组成，共用分流箱和集水箱，所述的多层电阻芯片为3层结构，中间层为绝缘基 片，外层为电阻芯片。
2.根据权利要求1所述的矩阵等压式绝缘水冷电阻器，其特征是所述的多行多列的 多水腔结构中各列的水腔数(行数)相等，水腔由水腔框、密封圈、多层电阻芯片组成，同列 相邻的两个水腔框之间放置两个密封圈，两个密封圈之间放置一片多层电阻芯片，最外两 侧为外水腔框，两外水腔框之间为内水腔框。在同列相邻的两个水腔框之间放置2条密封 圈，2条密封圈之间放一个多层电阻芯片。
3.根据权利要求1所述的矩阵等压式绝缘水冷电阻器，其特征是所述的水腔框为绝 缘框，同行不同列的水腔框做成一体，水腔框分外水腔框和内水腔框，所有水腔框等高，上 下端面为平面，该平面通过密封圈和分流箱、集水箱密封。
4.根据权利要求3所述的矩阵等压式绝缘水冷电阻器，其特征是所述的外水腔框的 下端面开有进水孔，上端面开有出水口，外水腔框的一个侧面为平面，另一侧面有凹陷平 面，凹陷平面数量等于列数，在每一凹陷平面的下部有一块均流板，每一凹陷平面四周为原 平面，在原平面上围绕每一凹陷平面开一圈密封槽，在每圈密封槽的外围有和原平面垂直 的安装孔。
5.根据权利要求3所述的矩阵等压式绝缘水冷电阻器，其特征是所述的内水腔框的 下端面开有进水孔，上端面开有出水口，内水腔框的平面镂空出矩形孔，矩形孔的数量等于 列数，在每个矩形孔的下部有一块均流板，每个矩形孔的四周为原平面，在原平面上围绕每 个矩形孔开一圈密封槽，在每圈密封槽的外围有和原平面垂直的安装孔。
6.根据权利要求1所述的矩阵等压式绝缘水冷电阻器，其特征是所述的电阻芯片为3 层结构，中间层为绝缘瓷片，厚度0. 3mm 3mm，两侧为电阻瓷片，电阻瓷片所用的基片为厚 度0. 3mm 3mm、导热性绝缘性良好、氧化铝含量> 80%的瓷片，瓷片的一个平面附有电阻 膜，该面和中间层的绝缘瓷片相贴，基瓷片的另一平面为绝缘平面，该面通过密封圈和水腔 框组成水腔，绝缘平面和水直接接触。
全文摘要
本发明公开了一种绝缘水冷电阻器及其制作方法，提供了一种热阻小，散热效率高，体积小的矩阵等压式绝缘水冷电阻器。其底部为分流箱，中部为等压多腔冷却电阻体，上部为集水箱，各部分之间有密封圈密封，水从分流箱进水口流进，分成N路流经多腔冷却电阻体的N个腔体，N路水汇集到集水箱，最后从出水口流出。所述矩阵等压式绝缘水冷电阻器采用多行多列的多水腔结构，各水腔由水腔框、密封圈、多层电阻芯片组成，共用分流箱和集水箱，所述的多层电阻芯片为3层结构，中间层为绝缘基片，外层为电阻芯片。该发明多层电阻芯片的两面没有水压差，可以做的很薄，极大地减小了热阻，提高了散热效率，缩小了体积；电阻膜和水之间有绝缘瓷片隔开，保证了电绝缘；采用矩阵组装，多腔冷却电阻体内没有无用的空间，极大的缩小了体积。
文档编号H01C7/00GK102117689SQ20101016856
公开日2011年7月6日 申请日期2010年5月11日 优先权日2010年5月11日
发明者侯鹏, 周向辉, 张文辉, 张铃, 李本德, 李燕毅, 滕牧, 牛双妹, 赵然, 马利媛 申请人:北京七一八友晟电子有限公司