具有第一電源單元和第二電源單元的電源設備的製作方法

2023-09-22 21:48:20

專利名稱：具有第一電源單元和第二電源單元的電源設備的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種電源設備，尤其涉及一種用於根據西門子法製造多晶矽的反應器的電源設備，該電源設備具有第一電源單元，具有第二電源單元，具有接頭組，並且具有分配給該接頭組的第一開關裝置組，該第二電源單元包括至少兩個交流電壓調節器和一個用於控制該交流電壓調節器的電壓伺服控制裝置(Spanrumgsfolgesteuerimg)，該接頭組包括用於連接至少一個負載的至少兩個接頭，其中第一接頭直接、即在不中間連接開關的情況下與第二電源單元的輸出端連接，該第一開關裝置組配備有用於將該接頭組的接頭與第一電源單元的輸出端連接以及將該接頭組的接頭從第一電源單元的輸出端斷開的開關裝置。
背景技術：
公開號為DE 10 2009 021 403 Al的德國專利申請文本以及實用新型文獻DE 20 2009 003 325 Ul公開了這樣一種電源設備。這些文獻中所描述的電源設備被用在用於根據西門子法或通過化學的氣體分離(Gasabscheidimg)製造多晶矽的反應器中。那裡所描述的電源設備的第一電源單元提供在西門子法的分離過程開始時可以施加於細矽棒的中壓(1至30kV額定電壓)。在棒對觸發之後，然後由第二電源單元進行供電。第二電源單元包括多個輸入端和多個交流電壓調節器。這些輸入端與不同電位連接，這些電位例如可以在變壓器的次級側抽頭上提供。變壓器所提供的這些電壓在低壓範圍(0至3kV額定電壓)中。第二電源單元的交流電壓調節器一方面與相應的一個輸入端連接，並且另一方面與輸出端連接。交流電壓調節器可以是可控矽調節器。但是也可以使用具有其他整流閥的調節器。交流單元調節器由電壓伺服控制裝置控制。電壓伺服控制裝置例如在申請人以前的申請中有所介紹，並且在G. K. Dubey、S. R. Doradla, A. Joshi和R. M. K. Sinha所著的 "ThyristorizedPower Controllers」。由第二電源單元提供的電壓是低壓。上述文獻涉及電源設備，其中四個負載、即四個棒對被供應以電能。用於西門子法的反應器近來用於遠不止四個棒對。例如已知用於M個棒對的反應器。例如在實用新型文獻DE 20 2007 001 083 Ul中公開了一種用於M個棒對的反應器的電源設備。但是該實用新型文獻所公開的電源設備不具有在分離過程開始期間為棒對供應中壓的第一電源單元。實用新型文獻DE 20 2007 001 083 Ul所公開的電源設備包括多個為棒對供應電能的第二電源單元。棒對被分組，並且為這些組分配至少一個第二電源單元。在組內，棒對在分離過程開始時串聯連接，然後並聯連接。設置轉換裝置，用於在對串聯連接的棒對供電和並聯連接供電之間切換。尤其是由於在棒對的並聯運行和串聯運行之間的轉換，實用新型文獻DE20 2007 001 083 Ul所公開的電源設備是昂貴的。

發明內容
為此提出了本發明。本發明要解決的技術問題是改進開頭所述種類的一種電源設備，使得可以為大量棒對供應電能。該技術問題通過以下方式解決，即該電源設備包括其他第二電源單元、其他接頭組和其他第一開關裝置組，所述其他第二電源單元包括至少兩個交流電壓調節器和用於控制該交流電壓調節器的電壓伺服控制裝置，所述其他接頭組包括用於連接至少一個負載的至少兩個接頭，其中每一個接頭組的接頭中，第一接頭直接、即在不中間連接開關的情況下與所述其他第二電源單元之一的輸出端連接，所述其他第一開關裝置組分別分配給所述其他接頭組之一併且配備有用於將該接頭組的接頭與第一電源單元的輸出端連接及將該接頭組的接頭從第一電源單元的輸出端斷開的開關裝置。按照一種同樣建議的根據本發明的用於為尤其是在上述電源設備的情況下能連接到電源設備的接頭組的接頭上的負載供電的方法，接頭組的接頭相繼地經由分配給該接頭組的第一開關裝置組的開關裝置在其餘接頭組的接頭從第一電源單元的輸出端斷開期間與第一電源單元的輸出端連接。在一個接頭組的接頭經由分配給該接頭組的第一開關裝置組的開關裝置連接之後，這些接頭由分配給該接頭組的第二電源單元供應以電流。優選地，一個接頭組的每個接頭可以經由所對應的開關裝置組的一個開關裝置與第一電源單元的正好一個輸出端連接。在本發明的一特別適宜的實施方式中，每個接頭組包括第二接頭。每個接頭組的第一接頭和第二接頭可以經由第二開關裝置組的開關裝置與參考電位連接。根據本發明的一個電源設備的每個接頭組可以包括2女n+1個接頭，其中η是自然數。這2女n+1個接頭中，第一子組的n+1個接頭(優選包括第一接頭和第二接頭)藉助於第二開關裝置組的開關裝置與參考電位連接。根據本發明的一個電源設備的第一電源單元可以包括2女m+1個輸出端，其中m 是自然數。數m和數η可以相等。第一輸出端和第二輸出端可以是能經由第一開關裝置組的開關裝置與接頭組的第一接頭和第二接頭連接的。第一輸出端和第二輸出端在第一電源單元工作期間可以位於第一電位。2女m+1個輸出端中，第一子組的ρ+1個輸出端(包括第一輸出端和第二輸出端) 在第一電源單元工作期間可以處於一個電位，或處於第一電位，其中P是小於等於m的自然數。2 * m+1個輸出端中，第二子組的ρ個輸出端可以處於第二電位。第二電源單元的能在第二電源單元的輸出端上提供的額定電壓可以至少是第一電源單元的能在第一電源單元的第一子組的輸出端和第二子組的輸出端之間提供的額定電壓的m倍。根據本發明的一種電源設備可以包括至少一個變壓器，該變壓器在次級側具有多個抽頭。次級側抽頭中外面的抽頭可以與至少一個接頭組的第二接頭連接。其餘次級側抽頭優選與第二電源單元的輸入端連接。有利地，電源設備包括三個變壓器，它們在初級側以三角形連接並且連接到三相電網的不同外側(Auiienseiter)上。多個第二電源單元儘可能相同地連接到變壓器的次級側，從而變壓器被相同地加載或者電網被對稱地加載。根據本發明，第一電源單元可以包括至少一個變頻器。此外，第一電源單元還可以包括至少一個變壓器。


藉助於附圖詳細描述根據本發明的電源設備的一個實施例。在附圖中
圖1示出了根據本發明的電源設備的電路圖。
具體實施例方式圖1中示出的電源設備包括第一電源單元10。第一電源單元10包括三個輸入端 18，這些輸入端經由一個三極開關與三相電網的相線連接。在第一電源單元10內，輸入端 18經由變頻器16與第一對變壓器17和第二對變壓器17連接。每對具有一個第一變壓器 17a和一個第二變壓器17b。變壓器17具有次級線圈，次級線圈的抽頭與輸出端11、12、13、 14、15連接。第一輸出端11和第二輸出端15隻與屬於不同變壓器17對的變壓器17的次級線圈的一個抽頭連接。第一輸出端11與第一對的第一變壓器17a連接，第二輸出端15與第二對的第二變壓器17b連接。第三輸出端13與第一對的第二變壓器17b的一個抽頭連接， 並且與第二對的第一變壓器17a的一個抽頭連接。其餘輸出端12、14分別與第一和第二對的第一變壓器17a的一個抽頭及第二變壓器17b的一個抽頭連接。一對變壓器的次級線圈的繞向相反，從而在變壓器17的初級線圈上輸入電壓相同的情況下，一個變壓器對的兩個變壓器17的次級線圈上的電壓降相反。因此，第一輸出端11、第二輸出端15和第三輸出端 13處於相同的電位。其餘輸出端12、14同樣處於相同的電位。四個負載41、42、43、44連接到五個輸出端11、12、13、14、15。電源設備還包括三個變壓器70。變壓器70的初級線圈以三角形連接，並且經由抽頭71、72連接到三相電網的三個相線。變壓器70可以經由三極開關從電網斷開。變壓器70的次級線圈包括抽頭73、74、75、76、77、78。這些抽頭73至78與第二電源單元20的輸入端21連接。第二電源單元20的輸入端21與正好一個變壓器70的次級側抽頭73至78連接。當然，也可以是多個第二電源單元20連接到一個變壓器70。在例子中示出了兩個第二電源單元20連接到每個變壓器70。每個第二電源單元20包括輸出端 24。電源設備包括多個接頭組30。每個第二電源單元20與一個接頭組30—一對應。 在每個接頭組30中設置第一接頭31和第二接頭35。每個接頭組30的第一接頭31與相應的第二電源單元20的輸出端M連接。每個接頭組30的第二接頭35與變壓器70的次級側抽頭79連接，對應於該接頭組30的第二電源單元20與該變壓器70連接。接頭組30的所有接頭31至35(即也包括第一接頭31和第二接頭3 可以經由第一開關裝置組50的開關裝置51至55與第一電源單元10的輸出端11至15連接，或者藉助於這些開關裝置51至55從輸出端11至15斷開。其中，每個接頭組30與一個第一開關裝置組50—一對應。開關裝置51至55可以是可控開關裝置。第一開關裝置組50的開關裝置51至55由中央控制裝置56控制。控制裝置56被構造為使得總是只有一個開關裝置組50的開關裝置51至55可以被接通。同時只有一個接頭組30的接頭31至35可以經由與其對應的開關裝置50至55與第一電源單元10連接。還可能的是，第一開關裝置51 至陽都不接通，並且因此接頭組30之一的接頭31至35都不與第一電源單元10連接。電源設備可以包括第二開關裝置組60，其中各個第二開關裝置組60分別對應於一個接頭組30。每個接頭組30的第一接頭31和第二接頭35可以經由一個第二開關裝置組60的開關裝置61、62與一個參考電位連接。優選地，在一個接頭組30的接頭31至35經由開關裝置51至55與第一電源單元10連接的情況下是這種情況。
此外，簡要地介紹一種方法，可以以該方法操作該電源單元或類似的電源單元。根據該方法，接頭組30相繼地首先連接到第一電源單元10，為此，正連接到第一電源單元10 的接頭組30的接頭31、32、33、34、；35經由第一開關裝置組50的開關裝置51、52、53、54、55 連接到第一電源單元10的輸出端11、12、13、14、15。如果接頭組30的接頭31、32、33、34、 35沒有與第一電源單元10相連，則對應於該接頭組30的第一開關裝置組50的開關裝置 51、52、53、54、55斷開。在一個接頭組30的接頭31、32、33、34、；35連接到第一電源單元10 上長達一預定時間、優選是直到作為負載41、42、43、44連接的細矽棒對的觸發之後，開關裝置51、52、53、54、55被斷開。因此，由對應於該接頭組30的第二電源單元20進行供電。附圖標記列表
10第一電源單元
11第一輸出端
12輸出端
13第三輸出端
14輸出端
15第二輸出端
16變頻器
17變壓器
18輸入端
20第二電源單元
21輸入端
22交流電壓調節器
23電壓伺服控制裝置
24輸出端
30接頭組
31第一接頭
32接頭
33接頭
；34接頭
；35第二接頭
41負載
42負載
43負載
44負載
50第一開關裝置組
51開關裝置
52開關裝置
53開關裝置
54開關裝置
55開關裝置
56開關裝置的控制裝置
60第二開關裝置組
61開關裝置
65開關裝置
70變壓器
71初級側接頭
72初級側接頭
73次級側接頭
74次級側接頭
75次級側接頭
76次級側接頭
77次級側接頭
78次級側接頭
79次級側接頭
權利要求
1.一種電源設備，尤其是用於按照西門子法製造多晶矽的反應器的電源設備，包括第一電源單元(10)，包括第二電源單元(20)，所述第二電源單元00)包括至少兩個交流電壓調節器02) 和用於控制所述交流電壓調節器0 的電壓伺服控制裝置03)，包括接頭組(30)，所述接頭組包括用於連接至少一個負載01、42、43、44)的至少兩個接頭(31、32、33、34、35)，這至少兩個接頭中第一接頭(31)直接、即在不中間連接開關的情況下與所述第二電源單元OO)的輸出端04)連接，並且包括分配給所述接頭組(30)的第一開關裝置組(50)，具有用於將所述接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、35)與所述第一電源單元(10)的輸出端(15、16、17、18、19)連接或將所述接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、35)從所述第一電源單元(10)的輸出端(15、16、 17、18、19)斷開的開關裝置(51、52、53、54、55)，其特徵在於，所述電源設備包括其他第二電源單元(20)，所述其他第二電源單元OO)包括至少兩個交流電壓調節器 (22)和用於控制該交流電壓調節器0 的電壓伺服控制裝置03)，其他接頭組(30)，所述其他接頭組(30)包括用於連接至少一個負載(41、42、43、44)的至少兩個接頭(31、32、33、34、35)，每個其他接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、35)中，第一接頭(31)直接、即在不中間連接開關的情況下與所述其他第二電源單元OO)的輸出端 (24)連接，以及分別分配給所述其他接頭組(30)之一的其他第一開關裝置組(50)，具有用於將所述其他接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、35)與所述第一電源單元(10)的輸出端(11、12、 13,14,15)連接或將所述其他接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、3幻從所述第一電源單元 (10)的輸出端(11、12、13、14、15)斷開的第一開關裝置(51、52、53、54、55)。
2.根據權利要求1所述的電源設備，其特徵在於，一個接頭組(30)的每個接頭(31、 32,33,34,35)能經由相應開關裝置組的開關裝置(51、52、53、討、5幻與所述第一電源單元 (10)的正好一個輸出端(11、12、13、14、15)連接。
3.根據權利要求1或2所述的電源設備，其特徵在於，每個接頭組(30)包括第二接頭 (35)。
4.根據權利要求3所述的電源設備，其特徵在於，每個接頭組(30)的第一接頭(31)和第二接頭(3 能經由第二開關裝置組(60)的開關裝置(61、65)與參考電位連接。
5.根據權利要求4所述的電源設備，其特徵在於，每個接頭組(30)包括2女n+1個接頭，其中η是自然數。
6.根據權利要求5所述的電源設備，其特徵在於，這2女n+1個接頭中，包括第一接頭 (31)和第二接頭(35)的第一子組的n+1個接頭能藉助於第二開關裝置組(60)的開關裝置與所述參考電位連接。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的電源設備，其特徵在於，所述第一電源單元包括 2 * m+1個輸出端(11、12、13、14、15)，其中111是自然數。
8.根據權利要求7所述的電源設備，其特徵在於，第一輸出端(11)和第二輸出端(15) 能經由第一開關裝置組的開關裝置與所述接頭組(30)的第一接頭(31)和第二接頭(35)連接。
9.根據權利要求8所述的電源設備，其特徵在於，第一輸出端(11)和第二輸出端(15) 在所述第一電源單元工作期間處於第一電位。
10.根據權利要求7至9中任一項所述的電源設備，其特徵在於，所述2女m+1個輸出端中，包括第一輸出端(11)和第二輸出端(1 的第一子組的P+1個輸出端在所述第一電源單元工作期間處於一個電位或處於所述第一電位，其中ρ是小於等於m的自然數。
11.根據權利要求10所述的電源設備，其特徵在於，所述2* m+1個輸出端中，第二子組的P個輸出端處於第二電位。
12.根據權利要求11所述的電源設備，其特徵在於，所述第二電源單元00)的能在所述第二電源單元00)的輸出端上提供的額定電壓至少是所述第一電源單元(10)的能在所述第一電源單元(10)的第一子組的輸出端和第二子組的輸出端之間提供的額定電壓的m 倍。
13.根據權利要求3至13中任一項所述的電源設備，其特徵在於，所述電源設備包括至少一個變壓器(70)，所述變壓器(70)在次級側具有多個抽頭(73、74、75、76、77、78、79)， 這些次級側抽頭(73、74、75、76、77、78、79)中的外部抽頭(79)與至少一個接頭組(30)的第二接頭(3 連接，並且其餘次級側抽頭(73、74、75、76、77、78)與所述第二電源單元Q0) 的輸入端連接。
14.用於為能連接到電源設備、尤其是根據權利要求1至13中任一項的電源設備的接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、35)上的負載(41、42、43、44、45)供電的方法，其特徵在於，所述接頭組(30)的接頭(31、32、33、34、35)相繼地在其餘接頭組(30)的接頭(31、32、 33、34、35)與第一電源單元(10)的輸出端(11、12、13、14、15)斷開期間經由對應於所述接頭組(30)的第一開關裝置組(50)的開關裝置(51、52、53、討、5幻與所述第一電源單元 (10)的輸出端(11、12、13、14、15)連接。
15.根據權利要求14所述的方法，其特徵在於，在一個接頭組(30)的接頭(31、32、33、 34,35)經由對應於該接頭組(30)的第一開關裝置組(50)的開關裝置(51、52、53、M、55) 連接之後，這些接頭由對應於該接頭組(30)的第二電源單元00)供應電流。
全文摘要
電源設備包括第一電源單元、第二電源單元、接頭組和分配給接頭組的第一開關裝置組，第二電源單元包括至少兩個交流電壓調節器和控制調節器的電壓伺服控制裝置，接頭組包括至少兩個接頭，第一接頭直接與第二電源單元輸出端連接，第一開關裝置組有將接頭與第一電源單元輸出端連接或斷開的開關裝置，電源設備包括其他第二電源單元、其他接頭組和分配給其他接頭組之一的其他第一開關裝置組，其他第二電源單元包括至少兩個交流電壓調節器和控制該調節器的電壓伺服控制裝置，其他接頭組包括連接至少一個負載的至少兩個接頭，第一接頭直接與其他第二電源單元輸出端連接，其他第一開關裝置組具有將接頭與第一電源單元的輸出端連接或斷開的第一開關裝置。
文檔編號H02M5/00GK102255514SQ201110133088
公開日2011年11月23日 申請日期2011年5月20日 優先權日2010年5月21日
發明者C·費伯, P·瓦爾梅爾 申請人:安奕極電源系統有限責任公司