CN103595220A - 具有带有变压器铁芯的变压器的供电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种带有变压器铁芯的变压器的供电装置，具有第一变压器（T1）；第一变压器具有变压器铁芯（K）；变压器铁芯具有腿（K1）和连接腿的磁轭（K2）；腿和磁轭设置成柱体的几何形状并且柱体具有作为基面的第一多边形和作为与基面对置的面的第二多边形；所述磁轭沿着第一多边形的边以及沿着第二多边形的边设置并且腿沿着柱体的侧表面的边设置；并且具有设置在变压器铁芯的腿上的初级绕组和次级绕组，次级绕组具有至少三个端子（A），其中为一个中性导体端子和两个外部导体端子，次级绕组的全部外部导体端子各与第一导电支承体（L）机械且电连接，第一导电支承体具有外端部，并且第一支承体（L）的外端部位于柱体之外。

Description

具有带有变压器铁芯的变压器的供电装置
技术领域
本发明涉及一种供电装置，其具有第一变压器，
-所述第一变压器具有变压器铁芯，
-其中变压器铁芯具有腿和连接所述腿的磁轭，
-其中腿和磁轭设置成柱体的几何形状并且柱体具有作为基面的第一多边形和作为盖面的第二多边形，
-其中磁轭沿着第一多边形的边以及沿着第二多边形的边设置并且腿沿着柱体的侧表面的边设置，
-并且具有设置在变压器的腿上的初级绕组和次级绕组。
背景技术
具有这种变压器的供电装置例如在文献WO 00/25327A1中公开。第一多边形和第二多边形是等腰三角形。
需要注意的是，术语“柱体”在本申请中不限于通常仅与术语“柱体”关联的正圆柱体。根据适用于本申请的普遍定义（参见www.wikipedia.de），柱体由两个平行的平坦面（基面和盖面）和由平行直线形成的侧表面或者柱面所限制。这就是说，柱体通过沿着不位于所述平面中的直线移动平坦面或者曲线形成。如果直线垂直于基面和盖面，那么根据适用于本申请的普遍定义涉及正柱体。
在所述文献中描述的变压器适合于且构建用于将电能从初级三相交流系统中传递到次级三相交流系统中，反之亦然。变压器具有紧凑的结构形式，这尤其对于与低位置需求相关的应用而言是有利的。
此外，从本申请人（即AEG Power Solutions B.V.）的不同的公开专利申请中公开了供电装置，其尤其适合于且构建用于对多晶硅反应器供电，多晶硅反应器被驱动以根据西门子法将硅从三氯硅烷气相沉积（CVD）到硅棒上。在那里描述的供电装置在次级侧、即在反应器侧至少暂时地提供1000A至5000A的、尤其3000A的高电流，所述电流流过硅棒以便加热所述硅棒。
高电流需要反应器之间的电连接部具有500mm2至3000mm2的、尤其1500mm2的横截面。电连接部通常由铜制成，这恰好在铜涨价且短缺时会构成问题。
在目前已知的供电装置中（就此而言为现有技术），将功率调整器设置在开关柜中，开关柜以相邻于供电装置的变压器安放成一排或者两排。该布置会导致在变压器的次级侧上的长线路路线。
用于制造多晶硅的供电装置的设计人员对于将线路实施得尽可能短以便能够节约材料感兴趣。
因此，过去已经出现将供电装置设置在多晶硅反应器之下以便缩短线路路线的想法。通过该措施，已经能够降低供电装置的位置需求和对于一个或多个装置的部件与反应器之间的连接的材料需求。尽管如此，进一步地优化是有意义的。为此的方案是使用上面描述的具有变压器的供电装置，所述变压器具有柱形的变压器铁芯。
发明内容
现在，根据在开始所描述的具有带有柱形变压器铁芯的变压器的供电装置，本领域技术人员为了开发和构造用于多晶硅反应器的供电装置而提出下述任务：改进开头所描述的供电装置，使得其能够最佳地用于对多晶硅反应器供电。
该任务根据本发明通过如下方式来解决：
-次级绕组具有至少三个端子，其中为一个中性导体端子和两个外部导体端子，
-次级绕组的全部外部导体端子各与一第一导电支承体机械且电连接，所述第一导电支承体具有外端部，并且
-第一支承体的外端部位于柱体之外并且由此位于第一变压器之外。
优选地，次级绕组的端子也位于柱体之外。
变压器的紧凑的、节约位置的实施方案的已知的优点通过本发明与将供电装置的外部造型最佳地匹配于多晶硅反应器的外部造型结合。附加地，能够节约材料，更确切地说能够通过将变压器的二次布线直接地设置在变压器的外侧上来节约材料。次级绕组的端子之间的路线能够由此被缩短。如果例如多晶硅反应器的负载设置在供电装置之上，那么也能够相对于目前的现有技术缩短变压器的二次布线与负载之间的路线。第一支承体从变压器中侧向地引出。因此，次级绕组的端子可从外部良好地到达。
第一支承体优选在如下部位处从变压器中引出，在所述部位处次级绕组突出于由变压器铁芯所描述的柱体，其中支承体与所述次级绕组的端子连接。与在已知的三角形变压器中不同的是，全部次级绕组的端子并不在变压器的唯一一侧上被引出。更确切地说，在变压器的全部侧上存在第一支承体。
对于用于三相交流系统的根据本发明的供电装置已经证实，具有作为基面或者盖面的等腰三角形的柱体尤其适合预给定变压器铁芯的以及绕组的磁轭和腿的位置。这种变压器在本申请中也称作为三角形变压器。
第一支承体可以具有500mm2至3000mm2的横截面、尤其1500mm2的横截面。
根据本发明，在第一支承体上、尤其在第一支承体的外端部上可以固定有电路支承体。第一支承体能够完全地或者部分地承载电路支承体。但是也可能的是，第一支承体不经受由电路支承体引起的机械负荷。变压器能够具有一个或多个保持装置，在所述一个或多个保持装置上设置有变压器铁芯，并且所述一个或多个保持装置此外完全地或者部分地直接或者间接承载电路支承体。一个或多个保持装置能够包括框架，在所述框架上安置有变压器并且所述框架有利地也保持和/或支撑电路支承体。
供电装置能够具有功率调整器。每个功率调整器的输入端在中间连接第一支承体中的一个的情况下可与次级绕组中的一个的外部导体端子电连接。此外，功率调整器中的一个、功率调整器中的多个或者全部功率调整器可设置在电路支承体上。
功率调整器的输出端彼此电连接在一个点中，所述功率调整器的输入端与次级绕组中的一个的外部导体端子连接。所述功率调整器优选设置在一个电路支承体上或者设置在两个相邻的电路支承体上。
供电装置可以具有控制装置。所述控制装置适合于并且构建用于以电压跟随控制方式驱动功率调整器。
电路支承体具有至少一个基本上平坦的面。优选地，电路支承体为板。电路支承体优选完全地或者部分由电绝缘体制成。
根据本发明，每个电路支承体用至少一个平坦的面平行于变压器铁芯的两个腿且平行于变压器的两个磁轭地设置。
可能的是，在电路支承体中的一个的平坦的面与平行于其的腿和磁轭之间设置有至少一个另外的腿。
同样可能的是，在电路支承体中的一个的平坦的面与平行于其的腿和磁轭之间不设置另外的腿。
设置在电路支承体中的一个上的全部功率调整器的输入端可以与次级绕组中的一个的外部导体端子连接。因此，每个次级绕组可以与一电路支承体相关联，在所述电路支承体上设置有与次级绕组的外部导体端子连接的功率调整器。
同样可能的是，每个次级绕组与两个电路支承体相关联并且与次级绕组的外部导体端子连接的功率调整器设置在两个电路支承体中的一个上。所述电路支承体仅仅能够承载与次级绕组的端子连接的功率调整器。
设置在电路支承体中的一个上的第一组功率调整器的输入端可以与次级绕组中的第一个的外部导体端子连接，并且设置在电路支承体中的一个上的第二组功率调整器的输入端与次级绕组中的第二个的外部导体端子连接。
第一变压器的初级绕组的端子有利地被引导到第一变压器的内部空间中，所述内部空间以不通过第一变压器的变压器铁芯和绕组填充的方式来设置。因此，次级侧的端子和初级侧的端子的简单的分离是可行的。
可能的是，另外的变压器的绕组设置在第一变压器的变压器铁芯上。因此，第一变压器和另外的变压器的绕组能够设置在变压器铁芯的腿上的彼此叠置或者彼此并排的区域中。在另外的变压器的次级绕组的外部导体端子上能够连接有另外的导电支承体，所述另外的导电支承体完全或者部分地保持和/或承载第一电路支承体和/或另外的电路支承体，在所述电路支承体上设置有功率调整器。
供电装置可以具有至少一个另外的变压器，所述另外的变压器与第一变压器同样地构成，并且在另外的变压器的次级绕组的外部导体端子上连接有另外的导电支承体，所述另外的导电支承体完全或部分保持和/或承载第一电路支承体和/或另外的电路支承体，在所述电路支承体上设置有功率调整器。
如果供电装置具有多个变压器，则所述变压器能够彼此叠置地设置。变压器的腿可以以平齐的方式设置。
在第一变压器的或一个或多个另外的变压器的绕组之间存在自由空间，所述自由空间适合于且构建用于将电线路穿引经过一个或多个变压器。例如可以引导第二供电装置的线路穿过所述自由空间，所述第二供电装置适合于且构建用于以中压为硅反应器供电。
初级绕组的端子也能够伸入到所述自由空间中，所述端子的连接线路能够被引导穿过自由空间。
附图说明
根据附图详细地描述本发明的实施例。以示意图示出
图1示出根据本发明的供电装置的鸟瞰图，
图2示出供电装置的俯视图，
图2a示出图2中的细节的放大图，以及
图3示出供电装置的正视图。
具体实施方式
根据本发明的供电装置具有两个变压器T1、T2。变压器T1、T2具有初级绕组和次级绕组T1.1至T2.3，所述初级绕组和次级绕组设置在共同的变压器铁芯K上。变压器铁芯K具有腿K1和磁轭K2，所述腿和磁轭在具有三角形的正柱体的几何形状中设置为基面和盖面。磁轭K2沿着基面和盖面的边设置。腿K1沿着柱体的侧表面的边设置。
变压器T1、T2为三相交流变压器，其分别具有三个初级绕组和三个次级绕组。
在腿K1上总共设置有四个绕组，即第一变压器T1的一个初级绕组、第一变压器T1的一个次级绕组、第二变压器T2的一个初级绕组和第二变压器T2的一个次级绕组。
第一变压器T1的初级绕组和次级绕组设置在第一区域中，而第二变压器的初级和次级绕组设置在第二区域中。
第一区域和第二区域彼此叠置地设置。
变压器T1、T2的次级绕组T1.1至T2.3由铜薄膜缠绕，使得薄膜的小厚度且大宽度的次级绕组能够具有1500mm2的横截面。
变压器T1、T2的次级绕组T1.1至T2.3具有多个端子A，即一个零导体端子和多个外部导体端子。外部导体端子中的一个和零导体端子优选地设置在每个次级绕组T1.1至T2.3的端部上。其余外部导体端子分别为次级绕组的中间抽头。
端子A、即次级绕组T1.1至T2.3的零导体端子和外部导体端子与由抗弯曲的金属（优选铜）制成的电导体L连接。抗弯曲的导体L具有同样1500mm2的横截面。抗弯曲的导体L侧向地突出于变压器并且用作支承体，该支承体部分保持沿着变压器铁芯的腿设置的板形的电路支承体S1.1至S3.1。下面也称作为支承体L的导体L和端子A在附图中用A1表示。在附图中示出一些端子A，所述端子不与导体L连接，但是能够与另外的导体L连接。
在电路支承体S1.1至S3.1上安装有功率调整器，所述功率调整器用该功率调整器的第一端子各经由支承体L中的一个与次级绕组的外部导体端子连接。功率调整器的第二端子（即输出端侧的端子）经由导体彼此相互连接在与根据本发明的供电装置的输出端端子连接的点中。
除了功率调整器之外，在电路支承体S1.1至S3.1上设置有另外的器件和部件。所述器件和部件能够用于控制功率调整器、产生功率调整器的整流阀（例如半导体闸流管、IGBT或者其他可控开关等）的激发脉冲（Zuendimpulsen）。设置在电路支承体上的器件和部件在附图中没有或者仅部分地示出。
连接在次级绕组T1.1至T2.3下游的功率调整器设置在与所述次级绕组相邻的两个电路支承体上，使得次级绕组的全部外部导体端子利用短支承体与连接在下游的功率调整器连接。
承载功率调整器的电路支承体S1.1至S3.1设置在以50°至70°的、优选60°相交的平面中，其中所述功率调整器与次级绕组T1.1至T2.3的外部导体端子连接，例如关于次级绕组T1.2的电路支承体S2.1和S2.2。两个电路支承体S1.1至S3.1分别设置在一个平面中，例如S1.2和S2.1，其中，功率调整器设置在电路支承体S1.1至S3.1上，所述电路支承体设置在一个平面中，所述功率调整器与第一区域或第二区域的不同的次级绕组T1.1至T2.3连接。
与彼此叠置的区域的次级绕组T1.1至T2.3连接的功率调整器能够共同地设置在电路支承体S1.1至S3.1上。因此，例如电路支承体S2.1承载与次级绕组T1.2的端子连接的功率调整器和与次级绕组T2.2的端子连接的功率调整器。
每两个电路支承体S1.1至S3.1以平行于两个腿K1和连接所述腿K1的两个磁轭K2的方式位于由变压器铁芯K所张的柱体的每个侧上并且与所述腿K1和磁轭K2相邻，使得没有其他腿K1和其他磁轭K2设置在其之间。

Claims (14)

1.一种供电装置，其具有第一变压器（T1），
-所述第一变压器具有变压器铁芯（K），
-其中所述变压器铁芯（K）具有腿（K1）和连接所述腿的磁轭（K2），
-其中所述腿（K1）和磁轭（K2）设置成柱体的几何形状并且所述柱体具有作为基面的第一多边形和作为与所述基面对置的面的第二多边形，
-其中所述磁轭（K2）沿着所述第一多边形的边以及沿着所述第二多边形的边设置并且所述腿（K1）沿着所述柱体的侧表面的边设置，
-并且具有设置在所述变压器铁芯的腿（K1）上的初级绕组和次级绕组（T1.1，T1.2，T1.3），
其特征在于，
所述次级绕组（T1.1，T1.2，T1.3）具有至少三个端子（A），其中为一个中性导体端子和两个外部导体端子，
所述次级绕组（T1.1，T1.2，T1.3）的全部外部导体端子各与第一导电支承体（L）机械且电连接，所述第一导电支承体具有外端部，
并且第一支承体（L）的外端部位于所述柱体之外。
2.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，在所述第一支承体（L）上、尤其在所述第一支承体（L）的外端部上固定有电路支承体（S1.1至S3.2）。
3.根据权利要求2所述的供电装置，其特征在于，所述第一支承体（L）承载所述电路支承体（S1.1至S3.2）。
4.根据权利要求2或3所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置具有功率调整器，其中每个功率调整器的输入端在中间连接所述第一支承体（L）中的一个的情况下与所述次级绕组中的一个的外部导体端子电连接并且设置在所述电路支承体（S1.1至S3.2）中的一个上。
5.根据权利要求4所述的供电装置，其特征在于，所述功率调整器的输出端彼此电连接在一个点中，所述功率调整器的输入端与所述次级绕组（T1.1，T1.2，T1.3）中的一个的外部导体端子连接。
6.根据权利要求5所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置具有适合于并且构建用于以电压跟随控制方式驱动所述功率调整器的控制装置。
7.根据权利要求3至6之一所述的供电装置，其特征在于，所述电路支承体（S1.1至S3.2）具有至少一个基本上平坦的面。
8.根据权利要求7所述的供电装置，其特征在于，每个电路支承体（S1.1至S3.2）用所述平坦的面平行于所述变压器铁芯（K）的至少两个腿（K1）且平行于所述变压器铁芯（K）的两个磁轭（K2）固定在所述第一支承体（L）上。
9.根据权利要求8所述的供电装置，其特征在于，在其中一个所述电路支承体（S1.1至S3.2）的所述平坦的面与平行于其的所述磁轭（K2）之间设置有至少一个另外的腿（K1）。
10.根据权利要求8所述的供电装置，其特征在于，在其中一个所述电路支承体（S1.1至S3.2）的所述平坦的面与平行于其的所述磁轭（K2）之间不设置另外的腿（K1）。
11.根据权利要求3至10之一所述的供电装置，其特征在于，设置在其中一个所述电路支承体（S1.1至S3.2）上的全部功率调整器的输入端与所述次级绕组中的一个的外部导体端子连接。
12.根据权利要求3至10之一所述的供电装置，其特征在于，设置在所述电路支承体（S1.1至S3.2）中的一个上的第一组功率调整器的输入端与所述次级绕组（T1.1，T1.2，T1.3）中的第一个的外部导体端子连接，设置在所述电路支承体（S1.1至S3.2）中的一个上的第二组功率调整器的输入端与所述次级绕组（T1.1，T1.2，T1.3）中的第二个的外部导体端子连接。
13.根据权利要求1至12之一所述的供电装置，其特征在于，所述供电装置具有至少一个另外的变压器（T2），所述另外的变压器与所述第一变压器（T1）同样地构成，并且在所述另外的变压器的次级绕组的外部导体端子上连接有另外的导电支承体（L），所述另外的导电支承体保持所述电路支承体（S1.1至S3.2）和/或另外的电路支承体，在所述另外的电路支承体上设置有功率调整器。
14.根据权利要求1至13之一所述的供电装置，其特征在于，在所述第一变压器（T1）的或所述变压器或所述另外的变压器的绕组之间存在自由空间，所述自由空间适合于且构建用于将电线路穿引经过一个或多个所述变压器。
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PB01 Publication
C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
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