一种密封型大功率电阻器的制作方法

本发明涉及电阻器领域。更具体地说，本发明涉及一种能够在短时间内吸收大功率能量的电阻器。

背景技术：

电阻器在日常生活中一般直接称为电阻。是一个限流元件，将电阻接在电路中后，电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚，它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。理想的电阻器是线性的，即通过电阻器的瞬时电流与外加瞬时电压成正比。用于分压的可变电阻器。在裸露的电阻体上，紧压着一至两个可移金属触点。触点位置确定电阻体任一端与触点间的阻值。

电阻元件的电阻值大小一般与温度，材料，长度，还有横截面积有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能。电阻在电路中通常起分压、分流的作用。

近来，各种大功率电阻器的最为重要的因素是快速吸收能量。现有的大功率电阻器主要运用于充电回路、过压保护电路等。现有电阻器设计主要采用陶瓷绕线技术和电阻带开放式设计，陶瓷绕线式电阻器耐能量冲击能力有限，难以负载高功率的冲击；电阻带开放式电阻器有体积大，热量对周围其他设备会造成影响的缺点。

技术实现要素：

本发明的一个目的，提供了一个结构简单、组装方便的大功率电阻器，发明人在不降低大功率电阻器其他功能作用的前提下，缩小了电阻器的体积，使用能更广泛地运用于其他设备中，并且本发明电阻器选用的材料，使本发明的电阻器的抗冲击性能得到了有效提高。

本发明还有一个目的是提供一种封闭式的大功率电阻器，其能够在开放式的环境中运用，具有防水和防尘的功能，防护等级可以达到ip68。

本发明还有一个目的是通过氧化镁或氧化铝填充物传导电阻带的热量，再通过密封式铝合金外壳向空气散热的方式，提高大功率电阻器的效率，具有更好的散热效果。

为了实现上述本发明的这些目的和其它优点，本发明的发明人发明的一种密封型大功率电阻器包括：密封式铝合金外壳、电阻带、绝缘子、密封电缆接头、绝缘导热填充物：

密封式铝合金外壳：包括壳体件、第一封板、及第二封板，用于放置绝缘子、密封电缆接头、绝缘填充物，壳体件采用挤压铝型材；

电阻带：固定于密封式铝合金外壳的壳体件内；

绝缘子：用于把电阻带固定于壳体件内；

密封电缆接头：与电阻带密封连接，穿过密封式铝合金外壳的第一封板；

绝缘导热填充物：填充于密封式铝合金外壳的壳体件内，第一封板与第二封板之间，填充满壳体件与电阻带之间的所有间隙。

本发明的密封型大功率电阻器，其中密封式铝合金外壳为矩形外壳，其中的壳体件为铝型材一次性挤压成型，壳体件表面进一步包括锯齿形翅片。

本发明所述的密封型大功率电阻器，其特征在于，电阻带为蛇形槽结构，材料是铬镍合金，电阻带由铬镍合金板冲压成型或激光切割成型，通过绝缘子对其进行上、下、左、右限位，限位于密封式铝合金外壳的壳体件内。

本发明所述的密封型大功率电阻器，其中由铬镍合金板冲压成型的电阻带由2层或两层的铬镍合金板冲压成型，形成多层电阻带，多层电阻带之间上下固定，再由绝缘子限位于密封式铝合金外壳的壳体件内。

本发明所述的密封型大功率电阻器，其中密封电缆接头安装在电阻器的密封式铝合金外壳的第一封板上，密封电缆接头与电子带、第一封板之间密封固定。

本发明所述的密封型大功率电阻器，其中绝缘填充物填满所述密封式铝合金外壳与电阻带之间的间隙，绝缘填充物填材料选自：氧化铝粉末颗粒、氧化镁粉末颗粒、或氧化铝与氧化镁混合粉末颗粒中的一种。

本发明所述的密封型大功率电阻器，为进一步提高电阻带的散热，其中填充于密封式铝合金外壳与电阻带之间的间隙的绝缘填充物填材料优选为氧化铝与氧化镁的混合粉末颗粒，氧化铝与氧化镁质量比为1：3-2：3之间的混合粉末颗粒。

本发明所述的密封型大功率电阻器，其中氧化铝与氧化镁混合粉末颗粒在密封式铝合金外壳与电阻带之间的间隙的填充量达100％以上。

本发明所述的密封型大功率电阻器，其中填充在密封式铝合金外壳与电阻带之间的间隙的氧化铝与氧化镁混合粉末颗粒为高压填充，密封型大功率电阻器的密封式铝合金外壳内无空气间隙。

本发明所述的密封型大功率电阻器，为使电阻带在壳体件的固定更为牢固，同时提高密封型大功率电阻器的密封性其中所述的绝缘子与电阻之间限位固定优选为台阶式限位固定，密封式铝合金外壳的孔对准绝缘子的安装孔冲压变形固定绝缘子。

本发明至少包括以下有益效果：

通过发明人对本发明密封型大功率电阻器的研究发现，本发明的密封型大功率电阻器仅由：密封式铝合金外壳、电阻带、绝缘子、密封电缆接头、绝缘导热填充物组成，不但涉及的材料少，其结构简单，组装方便，有效节约了生产成本，提高了工人的工作效率，另一方面，本发明中的壳体件及电阻带均采用金属一次成型，保证了大功率电阻器安全性，避免了大功率电阻器在运输或使用过程中容易破损的缺陷。

本发明的发明人通过对填充于密封式铝合金外壳与电阻带之间的间隙的绝缘填充物填材料进行了严格筛选发现使用氧化铝、氧化镁或其混合物，能有效提高电阻器在使用过程中的热散，其中优选为氧化铝与氧化镁的混合粉末颗粒，氧化铝与氧化镁质量比为1：3-2：3之间的混合粉末颗粒。同时本发明的发明人发明了对绝缘填充物进行加压填充，使密封式铝合金外壳与电阻带之间的间隙被填充之100％以上，能进一步提高电阻器在使用过程中的工作效率。

本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

图1为大功率电阻器的爆炸图

图2为大功率电阻器待封装绝缘导热填充物

图3为大功率电阻器的电阻带结构图

图4为电阻带、绝缘子和密封式铝合金外壳之间的装配剖面图

图5为带散热器翅片的大功率电阻器爆炸图

图6带散热器翅片的密封式铝合金外壳

图7为双层电阻带的外形结构图

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

首先，将参照附图对根据本发明第一实施方式的产品结构进行详细描述。图1为根据第一实施方式的大功率电阻器的爆炸图。根据第一实施方式的大功率电阻器包括：密封式铝合金外壳110；电阻带120，为铬镍合金材料；绝缘子130，采用非导电陶瓷材料，如氧化铝等烧结而成的；密封电缆接头140；绝缘导热填充物150，氧化铝或氧化镁粉末颗粒。

其中密封式铝合金外壳110包括挤压铝型材成型的壳体、铝合金板材加工成型的第一封板112和第二封板113。对密封式铝合金外壳110表面进行阳极氧化处理，可以增加产品的耐候性能，提高产品的抗腐蚀性能。

图3，电阻带120采用镍铬合金材料，具有耐高温的特性，材料的热稳定性较好，可以在长期600℃的环境下工作。电阻带的形状采用蛇形槽的型式，减小产品的体积，钣材用冲压成型或尽管切割等工艺方法成型。电阻片与电阻片之间的齿形槽的宽度是通过电阻带的热膨胀数值及电阻设计要求的最小电气间隙来计算的。避免由于电阻带热膨胀变形引起相邻的两片电阻带触碰而导致电阻内部短路。按照电阻带在电路中所要求吸收的热量来对电阻带材料进行计算选型，电阻带材料的电阻率(ρ)。根据电阻的阻值(r)计算电阻带的长度(l)、宽度(w)和厚度(t)。计算公式：r＝ρl/(wt)。按照电阻带的选材经验，计算出产品的最高工作环境温度，及电阻率的温度系数来选择电阻带的材料，电阻带材料通常为不锈钢304、耐热合金钢crni2520、耐热合金钢crni3020或耐热合金钢crni2080。电阻带的厚度选择为0.8mm～1.5mm。

绝缘子130的作用是把电阻带120固定在密封式铝合金外壳110上，并起到电阻带120与密封式铝合金外壳110之间的绝缘作用。装配图参见图4。绝缘子上有一个台阶，直接套进电阻带120的圆孔内，对电阻带起到限位的作用。绝缘子与密封式铝合金外壳上相对应的孔对准之后，进行冲压变形的工艺，将密封式铝合金外壳110的孔内翻，将密封式铝合金外壳110与绝缘子130进行固定。

耐高温电缆160连接到电阻带接线排121上，再通过密封电缆接头140从大功率电阻引出。由于电阻带在正常工作的情况下表面温度会达到400℃左右，所以要采用耐高温电缆连接。

电阻带安装完，壳体后封板封装好之后，把绝缘导热填充物150填充满铝合金壳体。绝缘导热填充物150的材料为氧化铝或氧化镁的粉末颗粒。这种材料的主要优点是绝缘功能和导热功能。电阻带吸收了大功率的能量后散发的热量通过绝缘导热填充物传导至密封式铝合金外壳110再传递到空气中。图2为待封装绝缘导热填充物的状态图。

壳体后封板150和壳体前盖板160通过密封硅胶高温粘接封装的方法固定在密封式铝合金外壳110的两端。

大功率电阻器上有四个安装孔111，用于电阻器的安装和固定。

图5为本发明的第二实施例，在铝合金壳体上增加散热翅片。

图6为带散热翅片的铝合金壳体，带有散热翅片的铝合金壳体通过挤压铝型材工艺一次性成型，翅片可以分布在壳体件的四周，可以是一面，也可以是多面。铝合金壳体增加散热翅片的作用为，对于散热要求较高的大功率电阻器可以通过增加产品表面散热面积的方法加快电阻器温度的散发，能够有效控制电阻器的表面温度。

图7为双层电阻带的外形结构，电阻带的层与层之间通过焊接方式连接，按照电阻带的阻值和吸收功率的设计要求可以选择单层电阻带，或者多层电阻带。

2根高温电缆分别安装在电阻带的接线排211位置。将单层或多层电阻带通过绝缘子固定在铝合金壳体上，绝缘子上的台阶插入电阻带的安装孔，再把电阻带放入铝合金壳体内，通过冲击211的孔，将电阻带、绝缘子和铝合金壳体进行固定。装配图参考图4。

第一封板212用高温硅胶粘接在壳体的一侧。再将绝缘导热填充物250充满电阻的空腔内，要确保填充物填满后压实。再将第二封板213用高温硅胶粘接在壳体的另一侧。密封电缆接头240安装在第二封板213上。

显而易见的是，本领域的技术人员可以从根据本发明的实施方式的各种结构中获得根据不麻烦的各个实施方式尚未直接提到的各种效果。

尽管本发明的实施方案已公开如上，但其并不仅仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本发明的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。