CN102255514A - 具有第一电源单元和第二电源单元的电源设备 - Google Patents

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CN102255514A CN2011101330880A CN201110133088A CN102255514A CN 102255514 A CN102255514 A CN 102255514A CN 2011101330880 A CN2011101330880 A CN 2011101330880A CN 201110133088 A CN201110133088 A CN 201110133088A CN 102255514 A CN102255514 A CN 102255514A
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Abstract

电源设备包括第一电源单元、第二电源单元、接头组和分配给接头组的第一开关装置组，第二电源单元包括至少两个交流电压调节器和控制调节器的电压伺服控制装置，接头组包括至少两个接头，第一接头直接与第二电源单元输出端连接，第一开关装置组有将接头与第一电源单元输出端连接或断开的开关装置，电源设备包括其他第二电源单元、其他接头组和分配给其他接头组之一的其他第一开关装置组，其他第二电源单元包括至少两个交流电压调节器和控制该调节器的电压伺服控制装置，其他接头组包括连接至少一个负载的至少两个接头，第一接头直接与其他第二电源单元输出端连接，其他第一开关装置组具有将接头与第一电源单元的输出端连接或断开的第一开关装置。

Description

具有第一电源单元和第二电源单元的电源设备
技术领域
本发明涉及一种电源设备，尤其涉及一种用于根据西门子法制造多晶硅的反应器的电源设备，该电源设备具有第一电源单元，具有第二电源单元，具有接头组，并且具有分配给该接头组的第一开关装置组，该第二电源单元包括至少两个交流电压调节器和一个用于控制该交流电压调节器的电压伺服控制装置(Spannungsfolgesteuerung)，该接头组包括用于连接至少一个负载的至少两个接头，其中第一接头直接、即在不中间连接开关的情况下与第二电源单元的输出端连接，该第一开关装置组配备有用于将该接头组的接头与第一电源单元的输出端连接以及将该接头组的接头从第一电源单元的输出端断开的开关装置。
背景技术
公开号为DE 10 2009 021 403 A1的德国专利申请文本以及实用新型文献DE 20 2009 003 325 U1公开了这样一种电源设备。这些文献中所描述的电源设备被用在用于根据西门子法或通过化学的气体分离(Gasabscheidung)制造多晶硅的反应器中。那里所描述的电源设备的第一电源单元提供在西门子法的分离过程开始时可以施加于细硅棒的中压(1至30kV额定电压)。在棒对触发之后，然后由第二电源单元进行供电。第二电源单元包括多个输入端和多个交流电压调节器。这些输入端与不同电位连接，这些电位例如可以在变压器的次级侧抽头上提供。变压器所提供的这些电压在低压范围(0至3kV额定电压)中。第二电源单元的交流电压调节器一方面与相应的一个输入端连接，并且另一方面与输出端连接。交流电压调节器可以是可控硅调节器。但是也可以使用具有其他整流阀的调节器。交流单元调节器由电压伺服控制装置控制。电压伺服控制装置例如在申请人以前的申请中有所介绍，并且在G.K.Dubey、S.R.Doradla、A.Joshi和R.M.K.Sinha所著的“ThyristorizedPower Controllers”。由第二电源单元提供的电压是低压。
上述文献涉及电源设备，其中四个负载、即四个棒对被供应以电能。用于西门子法的反应器近来用于远不止四个棒对。例如已知用于24个棒对的反应器。例如在实用新型文献DE 20 2007 001 083 U1中公开了一种用于24个棒对的反应器的电源设备。但是该实用新型文献所公开的电源设备不具有在分离过程开始期间为棒对供应中压的第一电源单元。实用新型文献DE 20 2007 001 083 U1所公开的电源设备包括多个为棒对供应电能的第二电源单元。棒对被分组，并且为这些组分配至少一个第二电源单元。在组内，棒对在分离过程开始时串联连接，然后并联连接。设置转换装置，用于在对串联连接的棒对供电和并联连接供电之间切换。尤其是由于在棒对的并联运行和串联运行之间的转换，实用新型文献DE20 2007 001 083 U1所公开的电源设备是昂贵的。
发明内容
为此提出了本发明。
本发明要解决的技术问题是改进开头所述种类的一种电源设备，使得可以为大量棒对供应电能。
该技术问题通过以下方式解决，即该电源设备包括其他第二电源单元、其他接头组和其他第一开关装置组，所述其他第二电源单元包括至少两个交流电压调节器和用于控制该交流电压调节器的电压伺服控制装置，所述其他接头组包括用于连接至少一个负载的至少两个接头，其中每一个接头组的接头中，第一接头直接、即在不中间连接开关的情况下与所述其他第二电源单元之一的输出端连接，所述其他第一开关装置组分别分配给所述其他接头组之一并且配备有用于将该接头组的接头与第一电源单元的输出端连接及将该接头组的接头从第一电源单元的输出端断开的开关装置。
按照一种同样建议的根据本发明的用于为尤其是在上述电源设备的情况下能连接到电源设备的接头组的接头上的负载供电的方法，接头组的接头相继地经由分配给该接头组的第一开关装置组的开关装置在其余接头组的接头从第一电源单元的输出端断开期间与第一电源单元的输出端连接。在一个接头组的接头经由分配给该接头组的第一开关装置组的开关装置连接之后，这些接头由分配给该接头组的第二电源单元供应以电流。
优选地，一个接头组的每个接头可以经由所对应的开关装置组的一个开关装置与第一电源单元的正好一个输出端连接。
在本发明的一特别适宜的实施方式中，每个接头组包括第二接头。每个接头组的第一接头和第二接头可以经由第二开关装置组的开关装置与参考电位连接。
根据本发明的一个电源设备的每个接头组可以包括2＊n+1个接头，其中n是自然数。这2＊n+1个接头中，第一子组的n+1个接头(优选包括第一接头和第二接头)借助于第二开关装置组的开关装置与参考电位连接。
根据本发明的一个电源设备的第一电源单元可以包括2＊m+1个输出端，其中m是自然数。数m和数n可以相等。第一输出端和第二输出端可以是能经由第一开关装置组的开关装置与接头组的第一接头和第二接头连接的。第一输出端和第二输出端在第一电源单元工作期间可以位于第一电位。
2＊m+1个输出端中，第一子组的p+1个输出端(包括第一输出端和第二输出端)在第一电源单元工作期间可以处于一个电位，或处于第一电位，其中p是小于等于m的自然数。2＊m+1个输出端中，第二子组的p个输出端可以处于第二电位。第二电源单元的能在第二电源单元的输出端上提供的额定电压可以至少是第一电源单元的能在第一电源单元的第一子组的输出端和第二子组的输出端之间提供的额定电压的m倍。
根据本发明的一种电源设备可以包括至少一个变压器，该变压器在次级侧具有多个抽头。次级侧抽头中外面的抽头可以与至少一个接头组的第二接头连接。其余次级侧抽头优选与第二电源单元的输入端连接。有利地，电源设备包括三个变压器，它们在初级侧以三角形连接并且连接到三相电网的不同外侧(Auβenseiter)上。多个第二电源单元尽可能相同地连接到变压器的次级侧，从而变压器被相同地加载或者电网被对称地加载。
根据本发明，第一电源单元可以包括至少一个变频器。此外，第一电源单元还可以包括至少一个变压器。
附图说明
借助于附图详细描述根据本发明的电源设备的一个实施例。在附图中：
图1示出了根据本发明的电源设备的电路图。
具体实施方式
图1中示出的电源设备包括第一电源单元10。第一电源单元10包括三个输入端18，这些输入端经由一个三极开关与三相电网的相线连接。在第一电源单元10内，输入端18经由变频器16与第一对变压器17和第二对变压器17连接。每对具有一个第一变压器17a和一个第二变压器17b。变压器17具有次级线圈，次级线圈的抽头与输出端11、12、13、14、15连接。
第一输出端11和第二输出端15只与属于不同变压器17对的变压器17的次级线圈的一个抽头连接。第一输出端11与第一对的第一变压器17a连接，第二输出端15与第二对的第二变压器17b连接。第三输出端13与第一对的第二变压器17b的一个抽头连接，并且与第二对的第一变压器17a的一个抽头连接。其余输出端12、14分别与第一和第二对的第一变压器17a的一个抽头及第二变压器17b的一个抽头连接。一对变压器的次级线圈的绕向相反，从而在变压器17的初级线圈上输入电压相同的情况下，一个变压器对的两个变压器17的次级线圈上的电压降相反。因此，第一输出端11、第二输出端15和第三输出端13处于相同的电位。其余输出端12、14同样处于相同的电位。四个负载41、42、43、44连接到五个输出端11、12、13、14、15。
电源设备还包括三个变压器70。变压器70的初级线圈以三角形连接，并且经由抽头71、72连接到三相电网的三个相线。变压器70可以经由三极开关从电网断开。
变压器70的次级线圈包括抽头73、74、75、76、77、78。这些抽头73至78与第二电源单元20的输入端21连接。第二电源单元20的输入端21与正好一个变压器70的次级侧抽头73至78连接。当然，也可以是多个第二电源单元20连接到一个变压器70。在例子中示出了两个第二电源单元20连接到每个变压器70。每个第二电源单元20包括输出端24。
电源设备包括多个接头组30。每个第二电源单元20与一个接头组30一一对应。在每个接头组30中设置第一接头31和第二接头35。每个接头组30的第一接头31与相应的第二电源单元20的输出端24连接。每个接头组30的第二接头35与变压器70的次级侧抽头79连接，对应于该接头组30的第二电源单元20与该变压器70连接。
接头组30的所有接头31至35(即也包括第一接头31和第二接头35)可以经由第一开关装置组50的开关装置51至55与第一电源单元10的输出端11至15连接，或者借助于这些开关装置51至55从输出端11至15断开。其中，每个接头组30与一个第一开关装置组50一一对应。开关装置51至55可以是可控开关装置。第一开关装置组50的开关装置51至55由中央控制装置56控制。控制装置56被构造为使得总是只有一个开关装置组50的开关装置51至55可以被接通。同时只有一个接头组30的接头31至35可以经由与其对应的开关装置50至55与第一电源单元10连接。还可能的是，第一开关装置51至55都不接通，并且因此接头组30之一的接头31至35都不与第一电源单元10连接。
电源设备可以包括第二开关装置组60，其中各个第二开关装置组60分别对应于一个接头组30。每个接头组30的第一接头31和第二接头35可以经由一个第二开关装置组60的开关装置61、62与一个参考电位连接。优选地，在一个接头组30的接头31至35经由开关装置51至55与第一电源单元10连接的情况下是这种情况。
此外，简要地介绍一种方法，可以以该方法操作该电源单元或类似的电源单元。根据该方法，接头组30相继地首先连接到第一电源单元10，为此，正连接到第一电源单元10的接头组30的接头31、32、33、34、35经由第一开关装置组50的开关装置51、52、53、54、55连接到第一电源单元10的输出端11、12、13、14、15。如果接头组30的接头31、32、33、34、35没有与第一电源单元10相连，则对应于该接头组30的第一开关装置组50的开关装置51、52、53、54、55断开。在一个接头组30的接头31、32、33、34、35连接到第一电源单元10上长达一预定时间、优选是直到作为负载41、42、43、44连接的细硅棒对的触发之后，开关装置51、52、53、54、55被断开。因此，由对应于该接头组30的第二电源单元20进行供电。
附图标记列表
10第一电源单元
11第一输出端
12输出端
13第三输出端
14输出端
15第二输出端
16变频器
17变压器
18输入端
20第二电源单元
21输入端
22交流电压调节器
23电压伺服控制装置
24输出端
30接头组
31第一接头
32接头
33接头
34接头
35第二接头
41负载
42负载
43负载
44负载
50第一开关装置组
51开关装置
52开关装置
53开关装置
54开关装置
55开关装置
56开关装置的控制装置
60第二开关装置组
61开关装置
65开关装置
70变压器
71初级侧接头
72初级侧接头
73次级侧接头
74次级侧接头
75次级侧接头
76次级侧接头
77次级侧接头
78次级侧接头
79次级侧接头

Claims (15)

1.一种电源设备，尤其是用于按照西门子法制造多晶硅的反应器的电源设备，
包括第一电源单元(10)，
包括第二电源单元(20)，所述第二电源单元(20)包括至少两个交流电压调节器(22)和用于控制所述交流电压调节器(22)的电压伺服控制装置(23)，
包括接头组(30)，所述接头组包括用于连接至少一个负载(41、42、43、44)的至少两个接头(31、32、33、34、35)，这至少两个接头中第一接头(31)直接、即在不中间连接开关的情况下与所述第二电源单元(20)的输出端(24)连接，并且
包括分配给所述接头组(30)的第一开关装置组(50)，具有用于将所述接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)与所述第一电源单元(10)的输出端(15、16、17、18、19)连接或将所述接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)从所述第一电源单元(10)的输出端(15、16、17、18、19)断开的开关装置(51、52、53、54、55)，
其特征在于，
所述电源设备包括：
其他第二电源单元(20)，所述其他第二电源单元(20)包括至少两个交流电压调节器(22)和用于控制该交流电压调节器(22)的电压伺服控制装置(23)，
其他接头组(30)，所述其他接头组(30)包括用于连接至少一个负载(41、42、43、44)的至少两个接头(31、32、33、34、35)，每个其他接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)中，第一接头(31)直接、即在不中间连接开关的情况下与所述其他第二电源单元(20)的输出端(24)连接，以及
分别分配给所述其他接头组(30)之一的其他第一开关装置组(50)，具有用于将所述其他接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)与所述第一电源单元(10)的输出端(11、12、13、14、15)连接或将所述其他接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)从所述第一电源单元(10)的输出端(11、12、13、14、15)断开的第一开关装置(51、52、53、54、55)。
2.根据权利要求1所述的电源设备，其特征在于，一个接头组(30)的每个接头(31、32、33、34、35)能经由相应开关装置组的开关装置(51、52、53、54、55)与所述第一电源单元(10)的正好一个输出端(11、12、13、14、15)连接。
3.根据权利要求1或2所述的电源设备，其特征在于，每个接头组(30)包括第二接头(35)。
4.根据权利要求3所述的电源设备，其特征在于，每个接头组(30)的第一接头(31)和第二接头(35)能经由第二开关装置组(60)的开关装置(61、65)与参考电位连接。
5.根据权利要求4所述的电源设备，其特征在于，每个接头组(30)包括2＊n+1个接头，其中n是自然数。
6.根据权利要求5所述的电源设备，其特征在于，这2＊n+1个接头中，包括第一接头(31)和第二接头(35)的第一子组的n+1个接头能借助于第二开关装置组(60)的开关装置与所述参考电位连接。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的电源设备，其特征在于，所述第一电源单元包括2＊m+1个输出端(11、12、13、14、15)，其中m是自然数。
8.根据权利要求7所述的电源设备，其特征在于，第一输出端(11)和第二输出端(15)能经由第一开关装置组的开关装置与所述接头组(30)的第一接头(31)和第二接头(35)连接。
9.根据权利要求8所述的电源设备，其特征在于，第一输出端(11)和第二输出端(15)在所述第一电源单元工作期间处于第一电位。
10.根据权利要求7至9中任一项所述的电源设备，其特征在于，所述2＊m+1个输出端中，包括第一输出端(11)和第二输出端(15)的第一子组的p+1个输出端在所述第一电源单元工作期间处于一个电位或处于所述第一电位，其中p是小于等于m的自然数。
11.根据权利要求10所述的电源设备，其特征在于，所述2＊m+1个输出端中，第二子组的p个输出端处于第二电位。
12.根据权利要求11所述的电源设备，其特征在于，所述第二电源单元(20)的能在所述第二电源单元(20)的输出端上提供的额定电压至少是所述第一电源单元(10)的能在所述第一电源单元(10)的第一子组的输出端和第二子组的输出端之间提供的额定电压的m倍。
13.根据权利要求3至13中任一项所述的电源设备，其特征在于，所述电源设备包括至少一个变压器(70)，所述变压器(70)在次级侧具有多个抽头(73、74、75、76、77、78、79)，这些次级侧抽头(73、74、75、76、77、78、79)中的外部抽头(79)与至少一个接头组(30)的第二接头(35)连接，并且其余次级侧抽头(73、74、75、76、77、78)与所述第二电源单元(20)的输入端连接。
14.用于为能连接到电源设备、尤其是根据权利要求1至13中任一项的电源设备的接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)上的负载(41、42、43、44、45)供电的方法，其特征在于，所述接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)相继地在其余接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)与第一电源单元(10)的输出端(11、12、13、14、15)断开期间经由对应于所述接头组(30)的第一开关装置组(50)的开关装置(51、52、53、54、55)与所述第一电源单元(10)的输出端(11、12、13、14、15)连接。
15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，在一个接头组(30)的接头(31、32、33、34、35)经由对应于该接头组(30)的第一开关装置组(50)的开关装置(51、52、53、54、55)连接之后，这些接头由对应于该接头组(30)的第二电源单元(20)供应电流。
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