一種36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，包括高壓啟動電源、五極真空接觸器、功率柜、36對硅芯，采用將36對硅芯分為6組，其中3組為4對硅芯，其中3組為8對硅芯，采用本實(shí)用新型的控制系統(tǒng)，只需要4臺高壓啟動電源，6個(gè)五極真空接觸器，6臺功率柜，就能很好的實(shí)現(xiàn)36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，取代了現(xiàn)在的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高的36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)；進(jìn)一步的，與現(xiàn)有的36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)相比，本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單、成本低等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說明】
一種36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種多晶硅生產(chǎn)系統(tǒng)，特別是一種36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在多晶硅的生長過程中，首先需要啟動擊穿，然后再進(jìn)行還原生長。多晶硅還原在生產(chǎn)方式上有12對棒、18對棒、24對棒、36對棒、48對棒。然而36對棒、48對棒將成為還原爐發(fā)展的趨勢。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中采用的36對棒多晶硅還原爐，其硅芯負(fù)載一共分為6組，每組6對棒，需要6臺高壓啟動電源進(jìn)行啟動，每組硅芯到真空接觸器均需要7根高壓母線連接，每臺還原爐需要配置12個(gè)真空接觸器(包括6個(gè)三極真空接觸器和6個(gè)四極空接觸器)和6臺都具有并串聯(lián)控制回路的功率柜，而且每臺功率柜都包括I個(gè)三極真空接觸器和I臺均流電抗器，設(shè)備投入成本較高，控制系統(tǒng)較繁瑣。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對傳統(tǒng)36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)的投入成本較高，提供一種設(shè)備投入成本低的36對棒多晶硅還原爐的控制系統(tǒng)。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，包括高壓啟動電源、36對硅芯、五極真空接觸器和功率柜；
[0007]所述還原爐內(nèi)設(shè)置有36對硅芯，所述36對硅芯分為6組:第一組硅芯、第二組硅芯、第三組硅芯、第四組硅芯、第五組硅芯、第六組硅芯，所述第一、第三、第五組硅芯分別由4對硅芯組成，所述第二、第四、第六組硅芯分別由8對硅芯組成；
[0008]所述高壓啟動電源為4臺，4臺所述高壓啟動電源組成和結(jié)構(gòu)均相同，4臺所述高壓啟動電源分別為第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源、第四高壓啟動電源；
[0009]所述五極真空接觸器為6個(gè)，6個(gè)所述五極真空接觸器組成和結(jié)構(gòu)均相同，6個(gè)所述五極真空接觸器分別為第一五級真空接觸器、第二五極真空接觸器、第三五極真空接觸器、第四五極真空接觸器、第五五極真空接觸器、第六五極真空接觸器；
[0010]所述4臺高壓啟動電源分別通過第一、第三、第五五極真空接觸器與第一、第三、第五組硅芯并聯(lián)連接，所述4臺高壓啟動電源分別通過第二、第四、第六五極真空接觸器與第二、第四、第六組硅芯并聯(lián)連接，高壓啟動電源為硅芯加載電壓。
[0011]所述功率柜為6臺，所述功率柜分別為第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜、第四功率柜、第五功率柜、第六功率柜，所述第一、第三、第五功率柜具有串聯(lián)回路，所述第二、第四、第六功率柜具有串并聯(lián)回路；
[0012]所述第一、第三、第五組硅芯中，每組硅芯分別連接第一、第三、第五功率柜，所述第二、第四、第六組硅芯中，每組硅芯分別連接第二、第四、第六功率柜，功率柜用于向該組中的硅芯提供還原電源。
[0013]所述第一、第三、第五組硅芯中，每組硅芯分別連接第一、第三、第五功率柜，所述高壓啟動電源的輸出電流電壓均達(dá)到激活還原的電流條件30?50A、電壓條件400V?500V時(shí)，所述功率柜串聯(lián)運(yùn)行，向該組中的硅芯提供還原電源，繼續(xù)后續(xù)的加熱。
[0014]第二、第四、第六組硅芯分別連接具有并串聯(lián)控制回路的功率柜，所述高壓啟動電源的輸出電流電壓均達(dá)到激活還原的電流條件30?50A、電壓條件800?1000V時(shí)，所述功率柜向該組中的硅芯提供還原電源:所述功率柜先并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)輸出電壓電流達(dá)到電流條件150?180A、電壓條件21OOV時(shí)切換到串聯(lián)運(yùn)行，繼續(xù)后續(xù)的加熱。
[0015]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述第二、第四、第六組硅芯中的8對硅芯均分為4個(gè)倍芯組，每個(gè)倍芯組包括相鄰的兩對硅芯，4臺所述高壓啟動電源分別通過第二、第四、第六功率柜的真空接觸器分別與所述倍芯組并聯(lián)連接，為硅芯加載電壓。
[0016]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述高壓啟動電源包括:可控型器件和單相升壓變壓器，所述可控型器件的輸入為交流380V，并向所述單相升壓變壓器的一次側(cè)輸出低壓交流電，所述高壓啟動電源中的單相升壓變壓器將低壓交流電升壓并輸出O?12KV高壓交流電，所述單相升壓變壓器的二次側(cè)作為所述高壓啟動電源的輸出端。
[0017]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述具有串并聯(lián)回路的功率柜比具有串聯(lián)回路的功率柜多I個(gè)三極真空接觸器和I臺均流電抗器。
[0018]作為本實(shí)用新型的優(yōu)選方案，所述控制系統(tǒng)還包括一臺還原主變壓器，6臺所述功率柜通過所述還原主變壓器進(jìn)行供電。
[0019]綜上所述，由于采用了上述技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是:節(jié)約了設(shè)備投入成本，簡化了控制系統(tǒng)，與現(xiàn)有技術(shù)的相比較具體如下:
[0020]1、配置4臺高壓啟動電源，節(jié)省2臺高壓啟動電源；
[0021]2、每臺還原爐只需配置6個(gè)真空接觸器，節(jié)省6個(gè)真空接觸器；
[0022]3、每臺還原爐只需配置3臺具有并串聯(lián)控制回路的功率柜、3臺只有串聯(lián)控制回路的功率柜，從而節(jié)省3個(gè)真空接觸器和3臺均流電抗器等；
[0023]4、高壓啟動電源與真空接觸器的連接，以及每個(gè)真空接觸器與每組硅芯的連接只需5根高壓母線，每臺還原爐節(jié)省至少12根高壓電纜。
【附圖說明】
[0024]圖1是現(xiàn)有36對棒多晶硅還原爐的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2為本實(shí)用新型一種36對棒多晶娃還原爐的控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)不意圖；
[0026]圖2中的附圖標(biāo)記為:I第一高壓啟動電源，2第二高壓啟動電源，3第三高壓啟動電源，4第四高壓啟動電源，5第一五極真空接觸器，6第二五極真空接觸器，7第三極真空接觸器，8第四五極真空接觸器，9第五五極真空接觸器，10第六五極真空接觸器，11第一功率柜，12第二功率柜，13第三功率柜，14第四功率柜，15第五功率柜，16第六功率柜，Al第一組硅芯，A2第二組硅芯，BI第三組硅芯，B2第四組硅芯，Cl第五組硅芯，C2第六組硅芯。
【具體實(shí)施方式】
[0027]下面結(jié)合附圖，對本實(shí)用新型作詳細(xì)的說明。
[0028]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0029 ]如圖2所示，一種36對棒多晶硅還原爐的控制系統(tǒng)，
[0030]所述控制系統(tǒng)包括:36對硅芯、4臺高壓啟動電源、6個(gè)五極真空接觸器、6臺功率柜。
[0031]其還原爐內(nèi)設(shè)置有36對硅芯，所述36對硅芯對應(yīng)還原主變壓器的A、B、C三相，每相分為2組，所述36對硅芯分為6組，第一組硅芯Al、第三組B1、第五組硅芯Cl組分別由4對硅芯組成，第二組硅芯A2、第四組硅芯B2、第六組硅芯C2組分別由8對硅芯組成:分為4個(gè)倍芯組，每個(gè)倍芯組包括相鄰的兩對硅芯。
[0032]所述高壓啟動電源包括:可控型器件和單相升壓變壓器，所述可控型器件的輸入為交流380V，并向所述單相升壓變壓器的一次側(cè)輸出低壓交流電，通過升壓變壓器將低壓交流電升壓并輸出O?12KV高壓交流電，所述單相升壓變壓器的二次側(cè)作為所述高壓啟動電源的輸出端。
[0033]如圖2所示，所述高壓啟動電源的輸入電壓為AC380V，第一高壓啟動電源I輸入端LI接A相，1^2接8相;第二高壓啟動電源2輸入端LI接B相，L2接A相;第三高壓啟動電源3輸入端LI接A相，1^2接8相，第四高壓啟動電源4輸入端LI接B相，L2接A相;第一高壓啟動電源I輸出端A2與第二高壓啟動電源2輸出端Al短接，第二高壓啟動電源2輸出端A2與第三高壓啟動電源3輸出端Al短接，第三高壓啟動電源3輸出端A2與第四高壓啟動電源4輸出端Al短接。
[0034]4臺高壓啟動電源I?4輸出的5根高壓母線，通過五極真空接觸器第一五極真空接觸器5連接到Al組硅芯All?A14，通過第二五極真空接觸器6連接到A2組硅芯A21?A28，通過第三五極真空接觸器7連接到BI組娃芯Bll?B14,通過第四五極真空接觸器8連接到B2組硅芯B21?B28，通過第五五極真空接觸器9連接到Cl組硅芯Cll?C14，通過第六五極真空接觸器10連接到C2組硅芯C21?C28。
[0035]A1、B1、C1組硅芯分別連接只有串聯(lián)控制回路的功率柜，所述高壓啟動電源的輸出電流電壓均達(dá)到激活還原的電流條件30?50A、電壓條件400V?500V時(shí)，所述功率柜串聯(lián)運(yùn)行，向該組中的硅芯提供還原電源，繼續(xù)后續(xù)的加熱。
[0036]A2、B2、C2組硅芯分別連接具有并串聯(lián)控制回路的功率柜，所述高壓啟動電源的輸出電流電壓均達(dá)到激活還原的電流條件30?50A、電壓條件800?1000V時(shí)，所述功率柜向該組中的硅芯提供還原電源:所述功率柜先并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)輸出電壓電流達(dá)到電流150?180A、電壓為2100V時(shí)，并聯(lián)切換串聯(lián)，切換到串聯(lián)運(yùn)彳丁，繼續(xù)后續(xù)的加熱。
[0037]上述所有功率柜通過一臺還原主變壓器進(jìn)行供電。
[0038]本實(shí)用新型所述的一種36對棒多晶硅還原爐的控制系統(tǒng)的啟動過程分為兩種方式，六131、(:1組的硅芯啟動采用“1打1”方式42、82丄2組的硅芯啟動采用“1打2”方式。由于硅在常溫時(shí)電阻率很高，不易導(dǎo)通，所以還原爐啟動過程為:首先采用“I打I”方式啟動Al、B1、C1組的硅芯，待這3組的硅芯啟動完成后，還原爐內(nèi)溫度得到提高，再采用“I打2”方式啟動A2、B2、C2組的硅芯。
[0039]“I打I”方式:即每臺高壓啟動電源對應(yīng)I對硅棒的方式進(jìn)行擊穿。首先用4臺高壓啟動電源I?4啟動Al、B1與Cl組的4對硅芯時(shí)，分為兩步完成，以啟動Al組硅芯為例進(jìn)行描述。
[0040]第一步，第一五極真空接觸器5吸合，所述高壓啟動電源I?4分別對Al組硅芯回路中的六11^12^13^14這4對硅芯——加載電壓，每臺所述高壓啟動電源擊穿I對硅芯。
[0041]第二步，在擊穿411^12^13^14這4對硅芯之后，高壓啟動電源1?4的輸出電壓電流達(dá)到均達(dá)到激活還原電源的電壓電流條件時(shí)，第一五極真空接觸器5斷開，此時(shí)，第一功率柜11內(nèi)的真空斷路器吸合，串聯(lián)運(yùn)行，直至硅棒生長完成。
[0042]同理分別啟動B1、C1組的硅芯，然后分別切換到第三功率柜13、第五功率柜15串聯(lián)運(yùn)行，直至硅棒生長完成。
[0043]“I打2”方式:即每臺高壓啟動電源對應(yīng)2對硅棒的方式進(jìn)行擊穿。在Al、B1、C1組硅芯采用“I打I”方式啟動完后，還原爐內(nèi)溫度得到提高，A2、B2、C2組的硅芯采用“I打2”方式啟動，也分成兩步完成。再以啟動A2組硅芯為例進(jìn)行描述。
[0044]第一步，第二五極真空接觸器6吸合，所述高壓啟動電源I?4分別A2組的4個(gè)倍芯組加載電壓，即每臺所述高壓啟動電源擊穿2對硅芯。
[0045]第二步，在擊穿AU?A18這8對硅芯之后，高壓啟動電源I?4的輸出電壓電流達(dá)到均達(dá)到激活還原電源的電壓電流條件時(shí)，第二五極真空接觸器6斷開，此時(shí)，第二功率柜12內(nèi)的真空接觸器吸合，并聯(lián)運(yùn)行。
[0046]當(dāng)?shù)诙β使?2輸出電壓電流達(dá)到并聯(lián)切換串聯(lián)的條件后，第二功率柜12內(nèi)的真空接觸器斷開，真空斷路器吸合，并聯(lián)轉(zhuǎn)為串聯(lián)運(yùn)行，直至硅棒生長完成。
[0047]然后，同理啟動B2組的硅芯，切換到第四功率柜14并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)?shù)谒墓β使?4的輸出電壓電流達(dá)到并聯(lián)切換串聯(lián)的條件后，第四功率柜14內(nèi)的真空接觸器斷開、真空斷路器吸合，并聯(lián)轉(zhuǎn)為串聯(lián)運(yùn)行，直至硅棒生長完成。
[0048]再同理啟動C2組的硅芯，切換到第六功率柜16并聯(lián)運(yùn)行，當(dāng)?shù)诹β使?6的輸出電壓電流達(dá)到并聯(lián)切換串聯(lián)的條件后，第六功率柜16內(nèi)的真空接觸器斷開、真空斷路器吸合，并聯(lián)轉(zhuǎn)為串聯(lián)運(yùn)行，直至硅棒生長完成。
[0049]綜上，本實(shí)施例通過將36對棒多晶硅還原爐的硅芯負(fù)載分為6組，Al、B1、C1組為4對硅芯，A2、B2、C2組為8對硅芯；只需配置4臺高壓啟動電源、每臺還原爐只需配置6個(gè)五極真空接觸器和6臺功率柜:其中3臺功率柜只有串聯(lián)控制回路。從而節(jié)省2臺高壓啟動電源，每臺還原爐節(jié)省9個(gè)真空接觸器、3臺均流電抗器和至少12根高壓電纜。從而使設(shè)備成本得到降低，控制系統(tǒng)得到簡化。
[0050]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，包括高壓啟動電源、五極真空接觸器、功率柜、36對硅芯;其特征在于， 所述36對硅芯設(shè)置于還原爐內(nèi)，所述36對硅芯分為6組:第一組硅芯、第二組硅芯、第三組硅芯、第四組硅芯、第五組硅芯、第六組硅芯，所述第一、第三、第五組硅芯分別由4對硅芯組成，所述第二、第四、第六組硅芯分別由8對硅芯組成； 所述高壓啟動電源為4臺，4臺所述高壓啟動電源組成和結(jié)構(gòu)均相同，4臺所述高壓啟動電源分別為第一高壓啟動電源、第二高壓啟動電源、第三高壓啟動電源、第四高壓啟動電源； 所述五極真空接觸器為6個(gè)，6個(gè)所述五極真空接觸器組成和結(jié)構(gòu)均相同，6個(gè)所述五極真空接觸器分別為第一五級真空接觸器、第二五極真空接觸器、第三五極真空接觸器、第四五極真空接觸器、第五五極真空接觸器、第六五極真空接觸器； 4臺所述高壓啟動電源分別通過第一、第三、第五五極真空接觸器與第一、第三、第五組的硅芯并聯(lián)連接，4臺所述高壓啟動電源分別通過第二、第四、第六五極真空接觸器與第二、第四、第六組的硅芯并聯(lián)連接； 所述功率柜為6臺，6臺所述功率柜分別為第一功率柜、第二功率柜、第三功率柜、第四功率柜、第五功率柜、第六功率柜，所述第一、第三、第五功率柜具有串聯(lián)回路，所述第二、第四、第六功率柜具有串并聯(lián)回路； 所述第一、第三、第五組硅芯中，每組硅芯分別連接第一、第三、第五功率柜，所述第二、第四、第六組硅芯中，每組硅芯分別連接第二、第四、第六功率柜。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述第二、第四、第六組硅芯中的8對硅芯均分為4個(gè)倍芯組，每個(gè)倍芯組包括相鄰的兩對硅芯，4臺所述高壓啟動電源分別通過第二、第四、第六功率柜中的真空接觸器分別與所述倍芯組并聯(lián)連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述高壓啟動電源包括:可控型器件和單相升壓變壓器，所述可控型器件的輸入為交流380V，并向所述單相升壓變壓器的一次側(cè)輸出低壓交流電，所述高壓啟動電源中的單相升壓變壓器將低壓交流電升壓并輸出O?12KV高壓交流電，所述單相升壓變壓器的二次側(cè)作為所述高壓啟動電源的輸出端。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述具有串并聯(lián)回路的功率柜比具有串聯(lián)回路的功率柜多I個(gè)三極真空接觸器和I臺均流電抗器。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的36對棒多晶硅還原爐控制系統(tǒng)，其特征在于，所述控制系統(tǒng)還包括還原主變壓器。
【文檔編號】C01B33/035GK205527777SQ201620078107
【公開日】2016年8月31日
【申請日】2016年1月26日
【發(fā)明人】肖曉剛
【申請人】四川英杰電氣股份有限公司