1.本技术涉及于电阻器技术领域,特别涉及一种超大功率固液换热结构的水冷电阻。
背景技术:2.随着电力电子技术的飞速发展,大功率电力电子设备不断涌现,但常规电阻在使用过程中散发的热量较大,因此,大功率电力电子设备通常采用散热效率较高的水冷型电阻。
3.现有的水冷型电阻一般有三种,第一种是将电阻安装在水冷板上,通过电阻器上安装的导热系数较高的散热底板实现快速散热,对于热量极高的一些工况,想要达到很好的散热效果,安装式的散热方式需要电阻器的底板有足够大的接触面积;第二种是去离子水通入电阻器内部,直接接触电阻部分进行散热,而直接接触式的散热方式成本会比较高;第三种则是将装有电阻的筒体直接放入容纳有冷水的容器中以冷却电阻,但该种结构的密封性要求较高,因此将装有电阻的筒体与容纳有冷水的容器固定连接时,通常需要在筒体和容器之间设置有法兰结构和螺栓等连接件配合安装,导致其安装或拆卸的过程繁琐且难度较大。
技术实现要素:4.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本技术提出一种超大功率固液换热结构的水冷电阻,其脉冲吸收能力强,而且安装、拆卸和更换电阻单元不仅较为方便,而且难度较小。
5.根据本技术实施例的超大功率固液换热结构的水冷电阻,包括:外壳,所述外壳设置有第一容纳腔和与所述第一容纳腔连通的第一开口,所述第一开口设置有若干个且设置在所述外壳顶部;电阻单元,所述电阻单元设置有若干个;所述电阻单元包括有内壳和电阻结构,所述电阻结构设置于所述内壳内,所述内壳上设置有连接结构;所述内壳一一对应穿设于所述第一开口并延伸至所述第一容纳腔内,所述连接结构与所述外壳顶部抵接并覆盖所述第一开口。
6.根据本技术实施例的超大功率固液换热结构的水冷电阻,至少具有如下有益效果:
7.在外壳的顶部设置有若干个与第一容纳腔连通的第一开口,电阻单元相对应地设置有多个,内壳一一对应穿设于第一开口并延伸至第一容纳腔内,外壳的第一容纳腔用于容纳冷水或其他液体,以使内壳外壁可以与第一容纳腔内的冷水或其他液体直接接触,实现电阻结构与第一容纳腔内的冷水或其他液体通过内壳交换热量,以对电阻结构进行冷却;而在内壳伸入第一容纳腔内后,内壳上的连接结构能够与外壳的顶部抵接,以限定内壳相对于外壳的位置,从而限定内壳伸入第一容纳腔的深度,并且连接结构能够覆盖并封闭第一开口,从而避免第一容纳腔内的冷水或其他液体从第一开口处流出,而且连接结构可
以依靠电阻单元的重力进一步提高封闭第一开口的密封性,因此,该超大功率固液换热结构的水冷电阻可以一一安装、拆卸或更换电阻单元,并且安装、拆卸和更换电阻单元时,将电阻单元从第一开口处取下,这使得安装、拆卸和更换电阻单元不仅较为方便,而且难度较小;每一第一开口处均可以放置有一个电阻单元,多个电阻单元之间可以电连接,以提高单个超大功率固液换热结构的水冷电阻的脉冲吸收能力。
8.根据本技术的一些实施例,所述第一开口呈圆形,所述连接结构呈圆环形,所述第一开口的半径小于所述连接结构的外圆半径。
9.根据本技术的一些实施例,所述连接结构设置于所述内壳上部。
10.根据本技术的一些实施例,所述电阻结构包括有第一电极片、电阻体、连接件和第二电极片;所述第一电极片与所述电阻体的顶部连接,所述连接件与所述电阻体的底部连接,所述第二电极片与所述连接件连接。
11.根据本技术的一些实施例,所述内壳设置有第二容纳腔和与所述第二容纳腔连通的第二开口,所述第二开口设置在所述内壳顶部;所述电阻体和所述连接件均设置于所述第二容纳腔内,所述第一电极片和所述第二电极片均设置于所述电阻体靠近所述第二开口一侧。
12.根据本技术的一些实施例,所述电阻结构还包括有绝缘套;所述连接件包括有连接杆和与所述连接杆连接的连接块,所述连接块设置于所述电阻体和所述连接杆的底部,所述绝缘套套设于所述连接杆。
13.根据本技术的一些实施例,所述电阻体设置有沿高度方向延伸的通孔,所述连接杆和所述绝缘套均设置于所述通孔内,并延伸设置至所述电阻体的两端。
14.根据本技术的一些实施例,还包括有灌封层;所述灌封层填充于所述内壳与所述电阻体之间。
15.根据本技术的一些实施例,所述外壳侧壁上设置有进水口和出水口,所述出水口高于所述进水口。
16.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
17.本技术的上述或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
18.图1为本技术的超大功率固液换热结构的水冷电阻的结构示意图;
19.图2为本技术的超大功率固液换热结构的水冷电阻的外壳的结构示意图;
20.图3为图1的超大功率固液换热结构的水冷电阻的剖视图;
21.图4为本技术的超大功率固液换热结构的水冷电阻的电阻单元的剖视图;
22.图5为本技术的超大功率固液换热结构的水冷电阻的电阻结构的结构示意图。
23.附图标记:
24.外壳100;第一容纳腔110;第一开口120;进水口130;出水口140;
25.电阻单元200;内壳210;连接结构211;第二开口212;电阻结构220;第一电极片221;电阻体222;连接件223;连接杆2231;连接块2232;第二电极片224;灌封层230;绝缘套
240。
具体实施方式
26.下面详细描述本技术的实施例,实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本技术,而不能理解为对本技术的限制。
27.在本技术的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、左、右、前、后等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。
28.在本技术的描述中,如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
29.本技术的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
30.下面参考图1至图5描述根据本技术实施例的超大功率固液换热结构的水冷电阻。
31.根据本技术实施例的超大功率固液换热结构的水冷电阻,超大功率固液换热结构的水冷电阻包括有外壳100和电阻单元200;外壳100设置有第一容纳腔110和与第一容纳腔110连通的第一开口120,第一开口120设置有若干个且设置在外壳100顶部;电阻单元200设置有若干个;电阻单元200包括有内壳210和电阻结构220,电阻结构220设置于内壳210内,内壳210上设置有连接结构211;内壳210一一对应穿设于第一开口120并延伸至第一容纳腔110内,连接结构211与外壳100顶部抵接并覆盖第一开口120。
32.在外壳100的顶部设置有若干个与第一容纳腔110连通的第一开口120,电阻单元200相对应地设置有多个,内壳210一一对应穿设于第一开口120并延伸至第一容纳腔110内,外壳100的第一容纳腔110用于容纳冷水或其他液体,以使内壳210外壁可以与第一容纳腔110内的冷水或其他液体直接接触,实现电阻结构220与第一容纳腔110内的冷水或其他液体通过内壳210交换热量,以对电阻结构220进行冷却;而在内壳210伸入第一容纳腔110内后,内壳210上的连接结构211能够与外壳100的顶部抵接,以限定内壳210相对于外壳100的位置,从而限定内壳210伸入第一容纳腔110的深度,并且连接结构211能够覆盖并封闭第一开口120,从而避免第一容纳腔110内的冷水或其他液体从第一开口120处流出,而且连接结构211可以依靠电阻单元200的重力进一步提高封闭第一开口120的密封性,因此,该水冷电阻可以一一安装、拆卸或更换电阻单元200,并且安装、拆卸和更换电阻单元200时,只需将电阻单元200直接从第一开口120处放入第一容纳腔110,或直接将电阻单元200从第一开口120处取下,这使得安装、拆卸和更换电阻单元200不仅较为方便,而且难度较小;每一第一开口120处均可以放置有一个电阻单元200,多个电阻单元200之间可以电连接,以提高单个超大功率固液换热结构的水冷电阻的脉冲吸收能力。
33.参照图1至图4,可以理解的是,第一开口120呈圆形,连接结构211呈圆环形,第一开口120的半径小于连接结构211的外圆半径。
34.连接结构211环绕设置在内壳210侧壁上,连接结构211呈圆环形,连接结构211的外圆半径大于第一开口120的半径,内壳210从第一开口120伸入第一容纳腔110后,连接结构211能够覆盖并封闭第一开口120,而且,由于第一开口120为圆形,连接结构211为圆环形,内壳210在第一开口120内水平移动时,连接结构211能够始终位于第一开口120上方并覆盖第一开口120,并且可以避免连接结构211从第一开口120掉落至第一容纳腔110内,提高安全性。
35.具体地,连接结构211为法兰结构;连接结构211与内壳210一体成型设置;连接结构211的底部设置有用于与外壳100顶部抵接的抵接面,具体地,连接结构211环绕内壳210侧壁设置,外壳100顶部的端面为水平面,相对应地,连接结构211的底部端面也为水平面,连接结构211的底部与外壳100的顶部贴合,能够较好覆盖并封闭第一开口120。
36.具体地,内壳210为圆柱体,内壳210的半径小于或等于第一开口120的半径;由于内壳210呈圆柱体,第一开口120呈圆形,使得内壳210与第一开口120的内壁相互接触的面均为弧面,能够减少内壳210与第一开口120的内壁发生碰撞而受到的损害;内壳210的半径小于第一开口120的半径,使得呈圆柱体的内壳210能够顺利穿设第一开口120;具体地,内壳210的半径可以等于第一开口120的半径,以使得内壳210卡在第一开口120处,以进一步提高内壳210安装于外壳100上的稳定性。
37.具体地,第一容纳腔110的顶壁与底壁之间的距离,大于或等于内壳210沿高度方向延伸的长度;连接结构211设置于内壳210侧壁,内壳210从第一开口120伸入第一容纳腔110内直至连接结构211的底部与内壳210顶部抵接,由于第一容纳腔110的顶壁与底壁之间的距离,大于内壳210沿高度方向延伸的长度,这使得内壳210伸入第一容纳腔110内后内壳210的底部与第一容纳腔110的底壁之间间隔一定的距离,增加了内壳210与第一容纳腔110的液体之间接触的面积,并且可以避免内壳210伸入第一容纳腔110内后内壳210的底部与第一容纳腔110的底壁发生碰撞。
38.在本技术的另一些实施例中,第一容纳腔110的顶壁与底壁之间的距离,等于内壳210沿高度方向延伸的长度,连接结构211设置于内壳210侧壁顶部位置,使得内壳210伸入第一容纳腔110内后,内壳210的底部能够与第一容纳腔110的底壁抵接,提高内壳210在第一容纳腔110内的稳定性,以减少内壳210被第一容纳腔110内流动的液体冲撞而移动或倾斜的程度。
39.参照图1和图3,可以理解的是,连接结构211设置于内壳210上部,使得内壳210下方大部分结构位于第一容纳腔110,以使得增加内壳210与第一容纳腔110内的冷水或其他液体的接触面积较大,从提高电阻单元200的冷却效率;具体地,根据具体的情况,连接结构211可以设置在内壳210的顶部,从而使得电阻单元200的内壳210与第一容纳腔110完全接触,从而使得电阻单元200的散热面积最大化,以进一步提高散热效率。
40.参照图4和图5,可以理解的是,电阻结构220包括有第一电极片221、电阻体222、连接件223和第二电极片224;第一电极片221与电阻体222的顶部连接,连接件223与电阻体222的底部连接,第二电极片224与连接件223连接。
41.电阻结构220包括有依次连接的第一电极片221、电阻体222、连接件223和第二电极片224,第一电极片221和第二电极片224用于与外部设备进行电连接,电阻体222和连接件223设置于第二容纳腔,内壳210将电阻体222和连接件223包覆其中,以保护电阻体222和
连接件223。
42.由于第一电极片221与电阻体222的顶部连接,连接件223与电阻体222的底部连接,电阻体222可由多个电阻串联而成,进一步增强了电阻器整体的脉冲承受能力。具体地,由于外壳100的顶部设置有若干第一开口120,每一第一开口120处均放置有一个电阻单元200,其中任意一电阻单元200的电阻结构220的第一电极片221或第二电极片224,可以与另一电阻单元200的电阻结构220的第一电极片221或第二电极片224电连接,从而串联不同电阻单元200的电阻体222,进一步增强该水冷电阻的脉冲承受能力。
43.参照图4,可以理解的是,内壳210设置有第二容纳腔和与第二容纳腔连通的第二开口212,第二开口212设置在内壳210顶部;电阻体222和连接件223均设置于第二容纳腔内,第一电极片221和第二电极片224均设置于电阻体222靠近第二开口212一侧。
44.内壳210的顶部设置有第二开口212,第二开口212与内壳210的第二容纳腔连通,电阻结构220可以从第二开口212伸入第二容纳腔内;第一电极片221和第二电极片224均设置于靠近第二开口212处,以方便外部设备通过第一电极片221和第二电极片224与电阻体222进行电连接,具体地,第一电极片221和第二电极片224设置于第二容纳腔内,且第一电极片221和第二电极片224的部分伸出第二开口212,避免外部因素弯折第一电极片221和第二电极片224。
45.参照图4,可以理解的是,电阻结构220还包括有绝缘套240;连接件223包括有连接杆2231和与连接杆2231连接的连接块2232,连接块2232设置于电阻体222和连接杆2231的底部,绝缘套240套设于连接杆2231。
46.绝缘套240套设于连接杆2231,以避免连接杆2231的侧壁与电阻体222相互接触,连接块2232设置于电阻体222和连接杆2231的底部,连接块2232与连接杆2231一体成型设置,并与电阻体222的底部抵接,并且连接块2232与连接杆2231均由导电材料制成,以电连接电阻体222和连接件223;具体地,第一电极片221和第二电极片224均设置于靠近内壳210的顶部,其中,第一电极片221位于绝缘套240的顶部,绝缘套240能够避免第一电极片221与第二电极片224直接接触。
47.由于第一电极片221与电阻体222的顶部连接,第二电极片224与连接杆2231的顶部连接,而连接块2232与连接杆2231和电阻体222的底部连接,当外部设备电连接第一电极片221和第二电极片224时,外部设备输出的电流会在电阻体222内沿较长的路径行走,从而保证电阻体222对电流阻碍的效果。
48.参照图4,可以理解的是,电阻体222设置有沿高度方向延伸的通孔,连接杆2231和绝缘套240均设置于通孔内,并延伸设置至电阻体222的两端。
49.电阻体222上设置有一贯穿电阻体222的通孔,连接件223包括有连接杆2231和与连接杆2231连接的连接块2232,连接杆2231和绝缘套240设置于通孔内,使得电阻结构220整体结构更为紧凑,并且连接杆2231可以对电阻结构220起到定位的作用,而绝缘套240则可以充分保证安全性,避免电阻结构220出现漏电;具体地,由于内壳210为圆柱体,电阻体222也为圆柱体。
50.参照图4和图5,可以理解的是,电阻结构220还包括有灌封层230;灌封层230填充于内壳210与电阻体222之间。
51.灌封层230与内壳210的内壁和电阻体222的外壁连接,灌封层230能够连接电阻体
222与内壳210,提高电阻体222与内壳210连接的稳定性的同时,可以保证电阻结构220使用时的散热效果与安全性;电阻体222内设置有一贯穿电阻体222的通孔,连接件223设置于通孔内,由于灌封层230设置于内壳210的侧壁上,使得灌封层230能够与电阻体222的周壁相接触,灌封层230由具有良好导热性和绝缘效果的材料固化形成,因此,灌封层230能够均匀的将电阻体222散发出的热量传导至内壳210上,再传导至与内壳210相接触的冷水或其他液体,从而对电阻体222进行冷却。
52.具体地,由于内壳210为圆柱体,电阻体222也为圆柱体;在电阻体222上设置有一通孔,连接杆2231和连接块2232,灌封层230与电阻体222的周壁相接触,提高电阻体222与第一容纳腔110内的冷水或其他液体热交换的效率;电阻结构220放入第二容纳腔内后,将灌封材料灌入内壳210的内壁和电阻体222之间,而后灌封材料固化形成灌封层230;在电阻体222的上下端面安装延伸式散热翅,通过增加电阻体222表面积,提高电阻体222的散热效率。
53.参照图1和图2,可以理解的是,外壳100侧壁上设置有进水口130和出水口140,出水口140高于进水口130。
54.为了增大第一容纳腔110与内壳210相接触的时间,通过采用低进高出的通水形式,出水口140的位置高于进水口130的位置,即将进水口130设置在第一容纳腔110侧壁的下部,而出水口140则设置在第一容纳腔110侧壁的上部;冷水可以从进水口130进入第二容纳腔内,并在第二容纳腔内流动,再从出水口140流出,由于出水口140高于进水口130,这可以增加冷水留存在第二容纳腔内的时间,提高冷却电阻结构220的效果;根据具体的情况,进水口130还可以设置在外壳100的底部,出水口140也可以设置在外壳100的顶部,进水口130和出水口140均可以设置有多个。
55.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
56.尽管已经示出和描述了本技术的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本技术的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本技术的范围由权利要求及其等同物限定。