專利名稱：高功率電阻器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高功率電阻器和包括多個這種高功率電阻器的電阻單元。
背景技術(shù)：
高功率電阻器特別是用來制動電動機，尤其是用在可控硅傳動特別是高頻率可控硅傳動中，但是也用于電力傳動控制領(lǐng)域中許多其它的應(yīng)用。特別是在汽車工程中也需要高功率電阻器。
已知的高功率電阻器包括具有電阻的線材，將該線材纏繞在一個芯上，該芯通常能承受高溫。已知也有高功率電阻器是用沒有纏繞在芯上的螺旋線制成。該線具有電絕緣層。電阻器被放置在導(dǎo)熱材料內(nèi)，而該導(dǎo)熱材料被充當熱交換器的金屬殼體包圍。
特別是當高工作頻率例如工作頻率高于1kHz時和/或當重要的是保持電流波形時，在該已知的高功率電阻器中會出現(xiàn)問題。在該已知的功率電阻器中，這些問題的出現(xiàn)特別是由于它們具有由其結(jié)構(gòu)帶來的一定電容和/或電感，由此而會以一種不可允許的方式損害到電壓信號和/或電流信號的例如是矩形或正弦曲線的形狀和形式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是改進高功率電阻器。
按照本發(fā)明，該目的是通過權(quán)利要求1的特征來解決的。該高功率電阻器包括有殼體，該殼體可被冷卻介質(zhì)穿行或者就是穿行有冷卻介質(zhì)，并且在該殼體內(nèi)提供有電阻元件。該冷卻介質(zhì)可為液態(tài)或氣態(tài)。優(yōu)選地，該冷卻介質(zhì)為液態(tài)。
在從屬權(quán)利要求中描述了優(yōu)選實施例。
優(yōu)選地，該電阻元件是扁平狀的。
在殼體內(nèi)提供有多個電阻元件，優(yōu)選是三個。這些電阻元件可以并聯(lián)連接或串聯(lián)連接。特別優(yōu)選的是提供多個扁平狀電阻元件，這些電阻元件布置成彼此平行。
優(yōu)選地，在電阻元件之間提供有隔板。利用這些隔板將電阻元件彼此隔開。而且，該隔板可用作冷卻介質(zhì)的引導(dǎo)裝置。當用扁平狀隔板將扁平狀電阻元件彼此隔開時，這就獲得了一種特別簡單的解決方案。
另一個優(yōu)選實施例的特征在于該殼體是由塑料材料制成，優(yōu)選是由熱塑材料制成。這樣的殼體可以以低成本制造。
在殼體處提供有接頭，特別是用于供給和排出冷卻介質(zhì)的管接頭。
優(yōu)選地，在殼體處提供有接線盒。該接線盒可包括用于連接電線的電接觸件。
另一個優(yōu)選實施例的特征在于用于將電阻元件與接線盒連接的密封連接件。
本發(fā)明還涉及一種電阻單元，該電阻單元包括多個按照本發(fā)明的高功率電阻器。
利用本發(fā)明可以制造出一種用冷卻介質(zhì)冷卻的特別是用液體冷卻的高功率電阻器。它提供了一種具有高性能值并且特別是具有低阻抗和低感應(yīng)的電阻器。特別有益的是，該高功率電阻器可用來制動電動機，特別是用于高頻率可控硅傳動中，但是也可以用于電力傳動工程、特別是電力傳動控制領(lǐng)域中的許多其它應(yīng)用。另一個重要的應(yīng)用領(lǐng)域是汽車工程。
特別是在輕質(zhì)和/或高封裝密度的電氣和/或電子部件為主導(dǎo)的應(yīng)用領(lǐng)域中，特別是在汽車工業(yè)中，希望能實現(xiàn)相當高的功率耗散。這特別是在緊急制動操作過程中是必須的。同時，所需的空間應(yīng)該最小化。本發(fā)明為解決這些問題作了準備。


下面參考附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細解釋，附圖中圖1示出了高功率電阻器的立體分解圖；圖2示出了圖1所示高功率電阻器的側(cè)視圖；圖3示出了圖1和圖2所示高功率電阻器的俯視圖；圖4示出了穿過圖1～圖3所示高功率電阻器的電阻元件的截面；圖5示出了圖1～圖3所示高功率電阻器在組裝狀態(tài)下的立體圖；圖6示出了包括四個如圖1～圖3以及圖5所示的高功率電阻器的電阻單元；和圖7示出了穿過高功率電阻器的一個變型實施例的截面。
具體實施例方式
附圖中所示出的高功率電阻器包括殼體，該殼體包括上殼體部件1和下殼體部件1。殼體部件1是熱塑材料的模制(molded)部件。它們彼此結(jié)合并且形成一個封閉的、抗壓的、密封的殼體。對于塑料材料，例如可使用帶有30％尼龍和40％玻璃填充物的尼龍6.6或尼龍4.6，這正如通常在汽車工業(yè)使用的那樣，但是也可使用其它的塑料材料。
在該殼體中布置有三個電阻元件3。電阻元件3是扁平狀設(shè)計。它們彼此間平行地并且以一定的間隔地延伸。電阻元件3為矩形，該矩形比殼體部件1形成的矩形稍小。
用兩個隔板2將電阻元件3彼此隔開。隔板2同樣是扁平狀的。它們具有矩形形狀并且比電阻元件3的矩形稍大而比殼體部件1的矩形稍小。隔板2由熱塑材料制成。用于殼體部件1的那些材料也同樣可用于隔板2。隔板2可以使用與殼體部件1相同的材料制成。
稱為管接頭的接頭6被模制到殼體部件1上。接頭6位于殼體部件1的縱向側(cè)邊的末端。一個接頭6用作冷卻介質(zhì)的進口，另一個接頭6用作冷卻介質(zhì)的出口。該冷卻介質(zhì)是水或水-乙二醇混合物或油。也可使用其它的冷卻介質(zhì)。該液態(tài)冷卻介質(zhì)穿行過殼體1。在穿行過程中，它冷卻了在電流的作用下被加熱的電阻元件3。殼體部件1以密封和抗壓的方式彼此連接，使得沒有冷卻介質(zhì)會泄漏。隔板2引導(dǎo)冷卻介質(zhì)經(jīng)過電阻元件3而穿過殼體1。它們實現(xiàn)了冷卻介質(zhì)的均勻分布和對電阻元件3的均勻冷卻。
當電阻元件3串聯(lián)連接時，它們具有連接材料4，連接材料4具有U形設(shè)計并且各自被焊接到電阻元件3上。然后用電線(圖中未示出)將連接材料4彼此連接。
圖4示出了穿過電阻元件3的截面。從圖4中可得知，電阻元件3在兩面都具有薄的電絕緣層10。層10被施加到電阻元件3上。
在殼體1處提供有接線盒7，該接線盒7位于矩形殼體1的窄邊并且其長度與該窄邊的長度一致。該接線盒7具有矩形橫截面，其高度與殼體1的高度一致。然而，該接線盒7的高度也可以是殼體高度的多倍，例如兩倍(圖5)或四倍(圖6)。
在接線盒7面對殼體1的一側(cè)提供有孔，連接銷5能插入到孔中。連接銷5在其中部具有O形圈，該O形圈被夾持在接線盒7面對殼體1的壁和連接銷5的肩狀部之間，并且該O形圈實現(xiàn)了對于殼體1的密封。連接銷5還具有舌片，舌片伸入到殼體1內(nèi)并且各自與一個或多個電阻元件3電連接。
接線盒7包括導(dǎo)電接頭(在圖中未示出)，導(dǎo)電接頭是為伸入到接線盒7內(nèi)的連接銷5部分與接觸件9的導(dǎo)電連接而提供。接觸件9位于接線盒7的末端處。接觸件9形成為插座，用來插入用于電阻元件的電連接線，電連接線可被固定在接觸件9上。接線盒7用蓋8封閉。通過移走蓋8就可接近接線盒7的內(nèi)部。接線盒7包括可在串聯(lián)或并聯(lián)連接的電阻元件和接觸件9之間建立必要連接的元件(圖中未示出)。
圖6示出了包括四個高功率電阻器11的電阻單元。在電阻元件11的縱向側(cè)面上，各自提供有四個間隔開的向外延伸的凸出部，凸出部包括孔12，這些孔12彼此各自對齊并且可將諸如緊固螺釘或緊固螺栓的緊固元件插入到孔12。
圖7示出了該高功率電阻器的變型實施例，其中僅提供有一個電阻元件3并且沒有隔板2。電阻元件3在兩面各自具有薄的電絕緣層10。在彼此面對的層10的表面和殼體部件1的側(cè)面之間各自提供有可供冷卻劑13穿行的空隙。
通過使用塑料材料特別是熱塑材料，大大減小了該高功率電阻器的重量。其形狀和結(jié)構(gòu)也更好地適合于很多應(yīng)用，特別是在汽車工業(yè)中的應(yīng)用。冷卻介質(zhì)特別是液態(tài)冷卻介質(zhì)的使用在電阻元件和特別是液態(tài)冷卻介質(zhì)之間產(chǎn)生了高效的熱傳輸。
電阻元件可用大的扁平的電阻材料帶制成，該電阻材料例如是鋁鉻合金、鎳鉻合金或其它適合的材料。它可以用簡單的方式模制而成，以便獲得所需的電阻值和所需的功率值。有用的材料特別是包括Yhf、Y和ISE類型的鋁鉻合金，80/20、70/30和30/20的鎳鉻合金，以及其它材料。該材料的厚度依賴于所需的功率分布和所需的電流；其通常為0.25～0.5mm，但是更小或更大的值也是可能的。電阻元件的尺寸可上至400mm×250mm，并且在特別情況下甚至可以更大。
殼體部件1和隔板2的材料可按照要求特別是按照液態(tài)冷卻介質(zhì)的類型來選擇。特別有用的材料包括導(dǎo)熱塑料材料，尤其是合成樹脂，它實現(xiàn)了恒定的和準確的電和熱的絕緣。特別有用的材料包括Protavic牌的L112-2、L135、L163和L181，以及其它材料。
權(quán)利要求
1.一種高功率電阻器，帶有殼體(1)，該殼體(1)可被冷卻介質(zhì)穿行或者就是穿行有冷卻介質(zhì)，并且在該殼體(1)內(nèi)提供有電阻元件(3)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高功率電阻器，其特征在于，該電阻元件(3)是扁平狀的。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高功率電阻器，其特征在于，在殼體(1)內(nèi)提供有多個電阻元件(3)，優(yōu)選是三個。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高功率電阻器，其特征在于，在電阻元件(3)之間提供有隔板(2)。
5.根據(jù)在前任一項權(quán)利要求所述的高功率電阻器，其特征在于，該殼體(1)是由塑料材料制成，優(yōu)選是由熱塑材料制成。
6.根據(jù)在前任一項權(quán)利要求所述的高功率電阻器，其特征在于，在殼體(1)處提供有用于供給和排出冷卻介質(zhì)的接頭(6)。
7.根據(jù)在前任一項權(quán)利要求所述的高功率電阻器，其特征在于，在殼體(1)處提供有接線盒(7)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的高功率電阻器，其特征在于，用于將電阻元件(3)與接線盒(7)連接的密封連接件(5)。
9.一種電阻單元，包括多個如權(quán)利要求1～8的任一項中所要求的高功率電阻器(11)。
全文摘要
一種改進的高功率電阻器，包括殼體(1)，該殼體(1)可被冷卻介質(zhì)穿行或者就是穿行有冷卻介質(zhì)，并且在該殼體(1)內(nèi)提供有一個或多個電阻元件(3)。
文檔編號H01C13/00GK1763869SQ20051009989
公開日2006年4月26日 申請日期2005年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者T·希利瑟, G·帕爾克 申請人:埃爾迪斯埃姆基及施米德公司