CN103973126B - 点燃由导电材料构成的细杆、尤其是硅细杆的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于点燃由导电材料制成的细杆（3，4，5）、尤其是硅细杆（3，4，5）的电路装置（1）。本发明还涉及一种使三相交流系统（三相系统，11）用于对由导电材料制成的细杆（3，4，5）、尤其是硅细杆（3，4，5）馈送电能的应用。因此，本发明设有具有次级侧三相绕组系统（14）的三相变压器（2）或三相交流系统（三相系统，11），其中三相系统（11）的三个相位或次级侧三相绕组系统（14）这样连接或控制，使得三个相位的电压（电压矢量，43，44，45）自身抵消（三相闭合矢量三角形，46）。

Description

点燃由导电材料构成的细杆、尤其是硅细杆的装置

技术领域

本发明涉及一种用于点燃由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆的电路装置。本发明还涉及一种使三相交流系统(三相系统)对由导电材料构成的细杆、尤其是硅细杆馈送电能的应用。

背景技术

从EP 2 234 259 A1中已知一种用于点燃在用于根据西门子方法由硅细杆制造硅杆的反应器中的四个硅细杆的电路装置。

根据已知的西门子方法，将首先借助气态的氯化氢将金属冶炼的硅在大约600K的情况下转换成液态的三氯硅烷。

在多个蒸馏步骤中，清洁三氯硅烷。接下来进行气相沉积。

在该气相沉积中，使蒸馏物沸腾并且经由热的硅细杆导入所谓的沉积反应器中、在下面还简称为反应器。在所述反应器处加热或加温的硅细杆现在生长成硅晶体，其中三氯硅烷借助于氢气分解成硅、氯化氢和四氯化硅。

因为在热的硅细杆上能够在任意的位置上开始(向上)生长，所以整个(细)杆不是单晶的、而是由多晶体构成(多晶硅)的。

在大约一周后，(多晶的)硅细杆向上生长成期望的大小、即向上生长成硅杆-并且从反应器中提取或者交换。

硅细杆在反应器中的加温以电的方式进行，其中对硅细杆供应或馈送电压。

在起始阶段、即点燃硅细杆和启动反应器期间，对硅细杆供应大于2500V的所谓的中压。然后，能够借助这样高的电压实现点燃硅细杆。

如果点燃全部硅细杆，即起始阶段结束，那么进行运行阶段，在该运行阶段中给硅细杆供应低于起始阶段中电压的电压。然后，在运行阶段中，硅细杆向上生长成(多晶的)硅杆。

为了点燃引入反应器中的硅细杆所需的/相关的高压需要在反应器中为了对其进行屏蔽而进行耗费成本的绝缘。因此，在此，在对硅细杆-连同相应地设置在反应器中并且相互连接的硅细杆-的供电中利用特殊的电路装置。

该特殊的电路装置基于三相或交流电流/电压系统，其相互连接成使得施加到硅细杆上的或者由电路装置提供给硅细杆的电压相互抵消。

在EP 2 234 259 A中描述这种特殊的电路装置，借助所述电路装置能够点燃四个硅细杆。在此，此处的电路装置和此处的三相/交流电压系统互连成，使得对由各单相的系统构成的四个硅细杆馈送彼此偏移180°的电压。

在该电路装置中证实为不利的是，所述电路装置仅适合于点燃四个(或四的倍数的)或者仅偶数数量的相应地彼此设置的硅细杆。这就是说，该电路装置仅仅不充分地适合于，点燃不同于四个(或四的倍数)的数量的相应地彼此设置的硅细杆或者奇数数量的相应地彼此设置的硅细杆。

从http://de.wikipedia.org/wiki/Drehstromtransformator(于2013年2月4日建立)中，已知一种三相交流变压器、简称三相变压器。

作为多个组合的单相变压器的特殊形式的三相变压器用于借助于升压转换(hochtransformieretem)的三相交流电流进行电能传递，所述单相变压器在普遍的表现形式中用于降低/升高电压。

在此，这种三相变压器将三相系统中的需要用于(升压)变压器的三个单独的单相变压器组合成一个唯一的变压器。

三相变压器类似于单相变压器那样构成。然而与其不同之处在此、即在三相变压器中在于：分别由三个分开的绕组构成的初级侧和次级侧，所述绕组通常对于高电压侧而言称作U，V，W并且针对低电压侧称作u，v，w，所述初级侧和次级侧安装在具有三个或五个支腿的软磁的铁芯上。上高电压绕组和低电压绕组在此通常通过相应的绝缘材料分开地安置在各一个支腿上。

通过所谓的开关组确定如何将三相变压器的各侧(初级侧或次级侧)的总共六个接口相互连接。

在开关组中常规的互连包括星形和/或三角电路(绕组)，所述星形和/或三角电路(绕组)原则上能够在两侧任意地组合。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种用于点燃硅细杆或由导电材料制成的细杆的电路装置，所述电路装置能够点燃要点燃的(硅)细杆数量不是四个或偶数个杆的硅细杆/细杆，或者能够点燃数量不是四个或偶数个杆的硅细杆或由导电材料制成的细杆。

该目的通过一种用于点燃由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆的电路装置以及通过使三相交流系统(三相系统)对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈送电能的应用来实现。

本发明和所描述的改进方案-也部分地-不仅能够以软件实现，也能够以硬件实现，例如利用专用的电路。

本发明基于下述考虑或知识：在多相或三相系统中、如三相交流系统(三相系统)中，当其以适当的形式被控制或连接时，同样将电压抵消。

三相系统的应用

因此，根据本发明的应用设有用于对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈送电能的三相交流系统(三相系统)，其中三相系统的三个相位这样彼此连接或控制，使得三个相位的电压(电压矢量)抵消或者至少近似地、即除小电压差之外(以矢量的方式)抵消(电压差“理想地”是零(0V))(三相闭合的矢量三角形)。

借助-相互抵消的-电压对由导电材料构成的细杆、尤其是硅细杆馈送电能，并且因此能够将其加热和点燃。

换而言之，三相系统的电压相量系统相应地连接或者(以矢量几何的方式)闭合或者近似地闭合(“理想地闭合”)。也直观地表达出：该应用因此实现“三角系统”，其“电压支腿(Spannungsschenkel)”被馈电使得电压相量/矢量几何闭合、即电压矢量/相量的总和抵消或者近似抵消(0V)。

如果电压/电压矢量分别通过幅值(长度)和角度(自由度)来确定，那么通过将三相系统中的三个相位相应地互连来影响其幅值和/或角度关系，由此-在相应互连(分接)的情况下-实现电压相量系统的角配合(两个独立的或在此可独立设定的自由度；调整电压矢量的角度关系，以便产生其量值方面的独立性，或者设定电压矢量的幅值，以便产生其角度方面的独立性)。

换而言之，三相系统以其三相的系统提供两个-可经由互连(分接)设定的-自由度，所述自由度在此被有利地利用。

因此，在EP 2 234 259 A1中-与此相反地-此处的单相系统的电压矢量的角度关系根据原理为180°并且是未改变的-以及仅电压矢量的幅值是可变的。

根据本发明的使三相交流系统对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈送电能的应用也能够以相应的电路装置(用于对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈电馈送电能和/或用于其点燃)的形式进行转化，其中三相系统的三个相位在应用相应的构件或电路部件/元件被这样相互连接或控制，使得三个相位的电压(电压矢量)自身抵消或至少近似地、即除小电压差之外(以矢量的方式)抵消(电压差“理想地”是零(0V))(三相闭合的矢量三角形)。

然后，借助于电路装置以-自身相互抵消的-电压对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈送-电能-，并且因此将其加热和点燃。

对于用于产生三相闭合的矢量三角的这种电路装置而言，三支腿的三相变压器是尤其合适的，所述三相变压器在次级侧由一个、优选由两个或更多的三相系统构成，并且在初级侧具有三角绕组或星形绕组、优选为三角绕组。

三相变压器的次级侧的三相系统这样相互连接，从而形成闭合的三角系统的三个相位的相应的电压/电压矢量。

借助-自身相互抵消的-电压对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈送-电能-，并且因此将其加热和点燃。

电路装置

根据本发明的电路装置设有具有初级侧和次级侧的三相变压器。三相变压器的初级侧(“在初级侧”)和次级侧(“在次级侧”)具有相应的初级绕组或次级绕组(也仅称作“初级绕组”或“次级绕组”)。

所述三相变压器在初级侧能够具有三角绕组/连接或星形绕组/连接。换而言之，初级侧的绕组或这些初级绕组/这个初级绕组能够这样相互连接，从而实现三角电路或星形电路。

优选地，在三相变压器中在初级侧实现三角电路，因此，(根据结构形式)在三相变压器的变压器板中设定磁通量，所述磁通量在次级侧(也暂时地)简化了闭合的矢量系统的产生。

也能够提出，三相变压器在初级侧连接到具有例如400V-690V范围内的交流电压的多相或三相电压源系统(馈电系统)上。这就是说，初级绕组能够分别与多相/三相的电压源系统的一个相相互连接。优选地，这种馈电系统是公用的供电网/电网(馈电网)。

为了能够与现有的馈电网、例如公用的电网无关地实现馈电系统的频率，能够在馈电网和三相变压器之间连接变频器。由此可以使三相变压器的结构尺寸和损耗最小化。

也可以设置一个或在三相变压器中在初级侧的多个分接和/或-连接在三相变压器上游的-变频器的输出电压的适配器，以便在次级侧调整三相变压器(在其电压方面(功率输出))。

在次级侧，在三相变压器中将绕组或这些次级绕组/这个次级绕组这样彼此相互连接(分接，即通常在绕组之间互连)，使得其电压矢量(次级电压矢量、分接电压矢量)的总和、即在分接中/处的电压/电压矢量抵消或至少近似地、即除小电压差之外抵消(次级的电压差“理想地”是零(0V))。

如果三相变压器在次级侧在次级绕组中具有三个相应于三个相位的绕组支路，那么这三个绕组支路这样彼此相互连接(分接)，使得或者其中其(三个)(分接)电压矢量(次级电压矢量、分接电压)的总和自身抵消或者至少近似地、即除小电压差之外抵消(次级的电压差“理想地”是零(0V))。简短简化地表达为：三个绕组支路或相位在次级侧彼此相互连接，其中其(三个)(分接)电压矢量(次级电压矢量、分接电压)的总和自身抵消。

换而言之，在分接中/处的分接电压产生了三相变压器的次级电压相量系统，所述电压相量系统(矢量几何地)闭合或者近似地闭合(“理想地闭合”)。

也直观地换而言之，-通过分接点-在次级侧实现“三角系统”，所述三角系统的“电压支腿”这样被馈电，使得电压相量/矢量几何地闭合，即(次级的)电压矢量/相量的总和自身抵消或者近似地自身抵消(0V)。

如果电压矢量分别通过幅值(长度)和角度(自由度)来确定，那么通过将三相变压器中的这个次级绕组/这些次级绕组相应地互连来影响其幅值和/或角度关系，由此-在相应互连(分接)的情况下-实现次级的电压相量系统的角配合(两个独立的或在此可独立设定的自由度；设定电压矢量的角度关系，以便其产生其量值方面的独立性，或者设定电压矢量的幅值，以便产生其角度方面的独立性)。

换而言之，三相变压器以其次级的三相的系统提供两个-可经由互连(分接)调节的-自由度，所述自由度在此被有利地利用。

因此，在EP 2 234 259 A1中-与此相反地-此处的单相系统的电压矢量的角度关系根据原理为180°并且是未改变的-并且仅电压矢量的幅值是可变的。

在三相变压器中也能够在次级侧实现多个(次级)绕组系统(由此可实现不等于0°或180°的角度偏移)，尤其也具有不同的绕组尺寸(例如不同的绕组横截面)、尤其呈三个代表三个相位的绕组支路形式。

该次级侧的绕组系统(必要时由多个次级绕组系统构成)能够优选地缠绕成之字系统。在此，则三个支路的、次级绕组系统的各绕组支路的绕组尤其能够缠绕越过三相变压器的不同的支腿。

优选地，在三相变压器中在次级侧实现至少两个绕组系统(至少一个第一和第二次级绕组系统-进一步优选地具有不同的绕组尺寸(两个电压级))。

如果次级绕组系统尤其基于多个次级绕组系统或由其构成，那么刚好能够由此构成次级侧的绕组系统，其中单个的分接电压矢量能够这样调整(通过转接分接点)，使得另外的分接电压矢量的幅值不改变-或以对于该目的有利的大小改变-而没有断开(矢量)闭合的次级电压相量系统或(矢量)闭合的三角系统。

如果经由在三相变压器的次级侧实现的分接点(此处下降的分接电压)对由导电材料制成的细杆、尤其是硅细杆馈电或连接到其上，那么所述细杆能够用相应高的-自身相互抵消的-中压(馈电电压)(分接电压)、例如6kV-8kV范围内的中压来馈电-并且由此将其加热并且最后点燃。

通过次级侧的绕组系统(次级的、三相系统)的-例如可借助于(半导体)开关改变地-互连、通过次级侧的绕组系统的数量和/或通过对绕组尺寸的设计，能够设定或匹配或改变分接电压或(相应的)分接电压(根据其大小在矢量闭合的三角系统没有“断开”的情况下)。

借助三角系统的自身相互抵消的、可设定/匹配的(分接)电压(三角系统的自身(矢量)相互抵消的电压支腿)来对细杆馈电、加热并由此点燃。

能够由此考虑细杆/硅细杆的改变的状态条件(馈电条件)、如细杆/硅细杆中的(在点燃阶段或点燃过程期间)的导电性取决于温度的变化。

优选地，-基于次级侧的负载电流-将细杆/硅细杆的分接电压这样选择/匹配或通断，使得确保尽可能同时地点燃并且均匀地加热细杆/硅细杆。

在具有三个绕组支路的次级绕组系统的全部三个绕组支路中的分接点能够分别彼此对称地布置。分接点的数量能够以经济的和/或技术的观点来选择。

对细杆/硅细杆馈电(馈电电压)优选地也能够通过下述方式“间接”进行：将一个或相应的另一变压器连接在细杆上游，或者将一个或相应的另一变压器连接在相应的次级侧的分接点和细杆/硅细杆之间(直接：分接电压直接是对细杆馈电的“馈电电压”；间接：分接电压借助于另外的变压器(升压)转换成对细杆馈电的“馈电电压”)，那么能够使-否则出于绝缘方面的理由所需的较高的-成本最小化。

能够优选地以单独的、相应构成的三相(辅助三相)变压器的形式实现-通过由(升压)转换的三相变压器分接电压所产生的馈电电压-对细杆进行这种“间接馈电”，其中因此能够将三相变压器(然后作为主变压器)实现为低压变压器(例如最高电压级<1kV)，因此相反地，通过辅助变压器则将电压升压到馈电中压上(例如6kV-8kV范围内的中压电压)。“间接馈电”也能够通过单独的、连接在细杆/硅细杆上游的、单相变压器(辅助变压器)来实现。该单相变压器根据要传递的功率、电流、要绝缘的电压或馈电频率来设计。

简化地或直观地观察，三相变压器的次级的、要对细杆馈电的“间接”“三相系统”(由分接电压矢量构成的三角系统)在中央(中央地)延伸到由“馈电电压/矢量”构成的三角系统上，例如从1kV以下的(低)电压延伸到6kV-8kV范围内的(中)电压上。

也特别有利的是，(受控制地)可开关地设计互连(分接)，或在次级侧或在次级绕组系统中可变地设计互连点(分接点/分接部位)(“次级侧的电压级的转接”)，以便如此例如通过晶闸管开关或其他的半导体开关对(矢量)闭合的三角系统(在其没有“断开”的情况下)在形状和位置方面进行改变。转接优选地也能够以接触的方式实现。

由此能够彼此无关地在幅值方面改变三相系统的自身(矢量)相互抵消的电压支腿，并且因此-通过细杆/硅细杆中的相应变化的(提高的/降低的)分接电压或馈电电压-符合细杆/硅细杆中的改变的馈电条件(细杆/硅细杆中由于其加热引起的电阻变化)。

根据本发明的电路装置(因此)-尽可能地利用(-当然不同于/相反于“其”符合规定的使用来应用的/互连的-三相变压器的)标准构件进而以简单和成本适当的方式-实现将要点燃的(硅)细杆数量不是四个或偶数个杆的细杆/硅细杆点燃。

特别地，能够借助于电路装置(在多倍的情况下则作为具有中央三相变压器的电路装置)点燃和加热三个或三的倍数个(硅)细杆。

如果刚好能够优化地布置这种数量的(硅)细杆(在最小化地向“外”进行热量输出的情况下最优化地相对加热)，那么在此-容纳三个或三的倍数个(硅)细杆的-球状的或部分球状的反应器达到“其”相应的电机械最佳值、即在反应器体积最大的情况下反应器表面最小、最小化的绝缘要求和关于反应器壁的最小化的热量损失。

如果应当分别点燃三的倍数的细杆/硅细杆，那么能够这样控制中央的三相变压器，使得由各三个细杆/硅细杆构成的各个“系统”依次地被点燃。为此，能够以适当的方式控制用于各个系统的级开关。

在此，细杆/硅细杆也能够以-连接成(细)杆的-杆对的形式构成。

根据一个优选的改进方案提出，这样实现三相变压器中的次级侧的绕组系统，例如经由通过构成的绕组横截面(绕组尺寸)和/或次级侧的绕组系统的数量和/或例如通过互连(分接)来实现、如绕组“内部”的可开关的互连点/分接点，使得三相变压器在次级侧-在此处的分接点处-能够提供例如大于400V的、尤其大于600V的、例如大约690V的低电压(三相变压器在此也作为低压变压器，间接馈电)或者6kV-8kV的范围内的中电压(三相变压器在此也作为中压变压器，直接馈电)。

特别地，能够通过次级侧的多个绕组系统中的不同的次级侧绕组尺寸或通过其不同的设计方案来实现：能够以不同大小的馈电电压对细杆/硅细杆馈电-而并不“断开”闭合的次级三角系统。

如果因此例如点燃细杆/硅细杆，那么能够降低其馈电电压，和/或另外的未被点燃的细杆/硅细杆的馈电电压获得对于点燃过程有利的更高的电压，而无需“断开”矢量三角。

根据另一优选的改进方案，三相变压器是具有两个次级侧的绕组系统的三相变压器、尤其是具有两个次级侧系统的Dz0三相变压器(标准化的特殊结构形式)。

通过三相变压器中的另外的次级侧的绕组系统，能够建立相对于驱动系统的不等于零的角度偏移(Dz...)。

由此能够如也借助次级侧的多个绕组系统中的可能不同的绕组尺寸来这样调整单独的次级侧的电压矢量，使得(闭合的三角系统的)两个另外的(次级侧的)电压矢量在其幅值方面不改变，或者以对于目的(用于细杆/硅细杆的分接或馈电电压)有利的大小改变。

特别地，这对于细杆/硅细杆中的点燃过程是有利的，其中或者当在那点燃细杆/硅细杆中的一个时，其被加热并由此根据热导体降低其电阻。

为了然后降低点燃的细杆/硅细杆的加热速度，能够降低用于所述细杆/硅细杆或者在其上的馈电电压，而并不降低仍未被点燃的细杆/硅细杆上的馈电电压。

根据另一优选的改进方案提出，为了转接次级侧的电压级(分接头的转接)，通过电网、例如利用分离开关中断三相变压器的初级侧的馈电，例如为了在点燃期间匹配馈电电压而进行次级侧的转接，并且然后再次将三相变压器连接到电网上。

如果细杆/硅细杆被从环境温度加热到过程温度上，那么其功率消耗(表面功率输出)随其温度上升而提高。为了恒定的功率输送，基于细杆/硅细杆材料的热导体特性，在冷状态下在小电流时设定高电压，或在高温的情况下在高电流时设定低电压。

通过细杆/硅细杆的该特性能够有利地(根据匹配)设计三相变压器的次级侧的绕组系统的绕组横截面。因此例如能够以较小的绕组横截面来缠绕仅在高压时运行的次级侧的电压/绕组系统。

此外有利的是，三相变压器的需要用于传递磁通量的材料(铁、铁氧体......)仅必须根据要传递的最大功率来设计。

根据另有优选的改进方案提出，细杆/硅细杆在运行状态下、即在其点燃之后，借助于另外的多相的或三相的电压源系统(PPU)来馈电。

在此，也能够为PPU设有(主)调节器、例如单相交流调节器。

为了保护主调节器，开关在50/60Hz馈电频率的情况下是适合的，衰减的RC线路在馈电频率>>50Hz时可以是有利的，所述RC线路在50Hz时不起作用。

低电感的饱和电抗器能够表现出对于主调节器的另外的保护可行性。

也能够应用(匹配)开关以用于断开或者-当使用适当的开关时-也用于分离从三相变压器到一个/多个辅助变压器的线路连接。

优选地，电路装置具有一个或多个控制机构、尤其是一个(或多个)可自由编程控制器，所述控制器实现由次级侧的开关、尤其半导体开关、例如晶闸管、(匹配)开关元件、(功率)调节器、(功率)保护器等“按需要地”控制次级侧的互连/分接，和/或由初级侧的开关、尤其是半导体开关、如晶闸管、(匹配)开关元件、(功率)调节器、(功率)保护器等来“按需要地”控制初级侧的分接。

特别地，可自由编程的控制能够-基于测量信号-通过点燃策略/加热策略/运行策略来区分，并且相应地控制与结果相关的开关操作。

为了检测测量信号，电路装置能够具有电流检测机构或电压检测机构，以便检测电流或电压(三相变压器中的初级侧和/或次级侧)。

尤其为了检测通过不对称性形成的“补偿电压”(不是闭合的矢量三角)能够提出借助于高压电阻的(差分)电流检测。

电流检测机构或电压检测机构能够与电路装置中的一个或多个控制机构连接。

根据一个优选的改进方案，也能够提出，将变频器在馈电网和三相变压器之间接通，以便与现有的馈电网、例如公用电网无关地实现馈电系统的频率。可调节其输出电压和频率的这种馈电系统(具有变频器的馈电网)可以这样被控制，使在从中得出的差分电压超过极限值之前，能够及时地识别“没有闭合的”次级电压相量系统。

直接给出的本发明的有利的设计方案的描述包含大量的特征，所述特征部分地描述成多个综合的特征。然而，该特征对于本领域技术人员而言适当地也能够单独地进行考虑并且总结成有意义的另外的组合形式。

附图说明

本发明以及其设计方案和优点在下面根据一个实施例在参考附图的情况下进行详细阐明。

元件之间的在附图中示出的线(实线还有虚线)表示功能的、逻辑的和/或物理的连接，例如电信号线路或数据线路，在所述元件连接，通过所述连接能够在元件之间传递或交换信号、数据等。

相同的或功能相同的构件在附图中表示相同的附图标记。

其示出：

图1示出根据本发明的一个实施形式的具有三相变压器的用于点燃硅细杆的电路装置的电路图(电路设计图)，

图2示出根据图1的电路装置的角度图(相量图)，

图3示出根据图1的电路装置中的对硅细杆供应中压的电压级的角度图(相量图)，

图4示出根据图1的电路装置的三相变压器的电路图(电路设计图)，

图5示出根据图1的电路装置的三相变压器或根据图4的电路图(电路设计图)的角度图(相量图)。

具体实施方式

用于点燃在用于根据西门子方法由硅细杆制造硅杆的反应器中的三个硅细杆或多倍的各三个硅细杆的电路装置

图1示出具有用于点燃(在此示出的为三个)硅细杆3，4，5的具有三相变压器2的电路装置1的电路图(电路设计图)。图2示出电路装置1的三相变压器2的或电路装置1的所属的(电压矢量)角度图/相量规划(相量图)。

图4和图5-以此处的电路图或角度图/相量图-再次详细地示出电路装置1的三相变压器2。

如图1示出，用于点燃硅细杆3，4，5的电路装置1经由分离开关6和运行开关7与三相电压源电网8连接(馈电网、在此为公用电网)，所述三相电压源电网对电路装置1(在起始阶段)馈送大约400V大小的三相电流或交流电压。

电路装置1用于(以电的方式)点燃硅细杆3，4，5并且启动反应器(未示出)(起始阶段)，在反应器中设有-(在该情况下)三个细杆对形式的-硅细杆3，4，5。

如果该起始阶段结束，即硅细杆3，4，5被点燃，反应器(未示出)启动，那么通过另外的交流电源9，在此称作PPU9，即通过经由主变压器26(Sg：D iii i...)结合辅助变压器27(Sg：DIII iii)通过由中压电网(未示出)进行馈电的单相交流调节器9来执行对硅细杆3，4，5的电压供给(为了制造由硅细杆3，4，5构成的多晶硅杆)(运行阶段)。

借助于能控制的半导体开关或晶闸管28可以开关辅助变压器27中的不同的电压级/变压器级，由此PPU 9能够对硅细杆3，4，5在运行阶段中馈送1kV-2.5kV的交流电压(能受控制地设定)。

为了保护单相的主交流调节器或者PPU 9，-在50/60Hz的馈电频率时-设有开关29，或者-在馈电频率>>50Hz时-设有在50Hz时不起作用的衰减的RC线路30。

为了在起始阶段期间(点燃、启动)对硅细杆3，4，5供电，电路装置1对硅细杆馈送大约6kV-8kV范围内的-能受控制地设定的-中压，所述中压通过将来自三相电源电网8中的三相电网电压的-受控制地-“升压”来借助于电路装置1产生，并且提供给硅细杆3，4，5；在运行阶段中，硅细杆3，4，5经由PPU 9以直至2.5kV的中压馈电。

在初级侧10，-三个支腿的-三相变压器2具有三角绕组/连接12(D...)，即如在图1，4，5中示出，初级侧10的绕组3或初级绕组13这样相互连接从而实现三角电路12。

如图1，2，4，5表明或示出，在次级侧11，三相变压器2缠绕为具有次级绕组系统14的之字形电路/绕组48-由多个、分别在其绕组尺寸方面不同的(例如不同的绕组横截面)的绕组系统15，16，17，18，即第一次级绕组系统15(第一电压/变压器级)、第二次级绕组系统16(第二电压/变压器级)、第三次级绕组系统17(第三电压/变压器级)和第四次级绕组系统18(第四电压/变压器级)构成-。

如图1，2，4和5示出，在次级绕组系统14中或通过四个次级绕组系统15，16，17，18相应的互连实现具有-对应于四个次级绕组系统15，16，17，18的-各四个电压级的三个(绕组)支路50，51，52(相应于三个相位)。

如图1，2，4，5表明，第一绕组支路50从星形点n开始将第一次级绕组系统15的绕组W11(Wxy命名根据：W：绕组；x：三支腿的三相变压器2的支腿的编号[1-3]；y：次级绕组系统(电压级)的编号[1-4]；通流方向通过箭头x，x’，x”，x”’(x：支腿的编号；’/”/”’：第二/第三/第四次级绕组系统16，17，18))与第二次级绕组系统16的绕组W32和进一步与第三次级绕组系统17的绕组W23连接。第四绕组系统18的绕组W24在绕组W11之后(并且在绕组W32之前)连接到第一绕组支路50上。

如图1，2，4，5表明，第二绕组51从星形点n经由第一次级绕组15的绕组W21、继续经由第二次级绕组16的绕组W12引导至第三次级绕组17的绕组W33。第四次级绕组18的绕组W34在绕组W21之后(并且在绕组W12之前)连接到第二绕组支路51上。

如图1，2，4，5表明，第三绕组53从星形点n经由第一次级绕组15的绕组W31、继续经由第二次级绕组16的绕组W22引导至第三次级绕组17的绕组W13。第四次级绕组18的绕组W14在绕组W31之后(并且在绕组W22之前)连接到第二绕组支路52上。

经由多个可经由电开关/保护器19或晶闸管19开关的、第一绕组支路50上的分接53或第二绕组支路51上的分接54或第三绕组支路52上的分接55能在绕组支路50，51，52上截取分接电压/输出电压43或44或45(以不同的电压大小和相位(可针对硅杆3，4，5的相应的点燃状态设定))。

在此，如图1，2，5表明，次级绕组系统14确保：可在支路50，51，52上截取的分接电压/输出电压43或44或45、即其(分接/输出)电压矢量43，44，45形成闭合的三角系统46或闭合的次级电压相量系统47。

这就是说，三相变压器2在次级侧11实现针对输出电压43，44，45中(因此相应地也在用于硅细杆的馈电电压40，41，42中)而言的(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角46。

换而言之，在三相变压器2中在次级侧11，电路装置1实现“三角系统”46，对其“电压支腿”这样馈电，使得电压相量/矢量43，44，45自身几何闭合、即(次级的)电压矢量/相量43，44，45的总和在此自身抵消或者在此近似地自身抵消(0V)。

如果三相变压器2的次级绕组系统14-取决于截取53，54，55或电压级(通过次级绕组系统15，16，17，18的数量和绕组尺寸来确定)-提供(低)-在小于1kV的范围内的-电压(即“输出电压”43，44，45)(三相变压器2的小于1kV的最高电压级)，如图1表明，将所述低电压借助于电压装置1的三相辅助变压器20升压到-需要用于点燃的-在大约6kV-8kV的中压范围内的-硅细杆馈电电压40，41，42上。

如果输出电压43，44，45或其(输出)电压矢量43，44，45形成(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角(三角系统)46，那么馈电电压40，41，42-相应于升压转换-也形成这种(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角(三角系统)46。

借助-“自身相互抵消的”-馈电电压40，41，42对硅细杆3，4，5馈电-由此对其加热和点燃。

如果以由多个次级绕组系统15，16，17，18的互连构成的次级绕组系统14为基础，那么能够形成相对于驱动系统的不等于零的角度偏移(Dz...)-而并不断开(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角(三角系统)46。

尤其通过第四次级绕组系统18、即通过绕组支路50，51，52中的绕组W14，W24，W34，或者通过其互连和绕组尺寸或者通过连接(转接)在次级绕组系统18的绕组W14，W24，W34的一个上的分接，能够这样调节一个/单个输出电压/矢量43，44，45(进而还有单个馈电电压/矢量40，41，42)(通过分接点53，54，55的转接)，使得两个另外的输出电压/矢量43，44，45(进而还有馈电电压/矢量40，41，42)在其幅值方面不改变-或者以对于目的而言有利的大小改变-，而并不断开(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角(三角系统)46。

如果因此如图2，5中表明那样在三个硅细杆中的一个的点燃过程中在此点燃、加热硅细杆3并由此相应于热导体降低其电阻，那么为了降低该点燃的硅细杆3的加热速度而能够-通过将分接53从第三次级绕组系统17的绕组W13转接到支路50中的第四次级绕组系统18的绕组W14上-降低在所述点燃的硅细杆3上的输出电压43(在此输出电压43从例如690V降低到410V或者因此(基于通过辅助变压器20进行的升压转换)将馈电电压40从8kV降低到4.7kV)-，而并不降低在仍未点燃的硅细杆4，5上的馈电电压41，42或输出电压44，45(将硅细杆4的输出电压44稍微从690V提高到730V或者将馈电电压41稍微从8kV提高到8.5kV；硅细杆5的输出电压45和馈电电压42保持不变)-并且并不断开(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角(三角系统)46。

可自由编程的控制器33基于测量信号对于点燃策略来决定输出电压43，44，45、馈电电压40，41，42，-并且与结果相关地借助于半导体开关19或晶闸管19或分接x相应于开关操作来进行控制。

因此，例如硅细杆3，4，5的输出电压43，44，45或馈电电压40，41，42这样被控制，使得确保将硅细杆3，4，5尽可能同时点燃和均匀加热。如果点燃硅细杆3，4，5，那么将三相变压器2与辅助变压器20的线路连接分开，并且经由/通过PPU 9驱动硅细杆/对其馈电。在点燃过程中/在点燃阶段中，这样输出电压43，44，45或馈电电压40，41，42控制，使得为了点燃的硅细杆而将其分别降低，相反，然后为了未被点燃的硅细杆而将其分别保持恒定或者稍微提高。

为了检测测量信号，电路装置1设有电流检测机构34或电压检测机构34，以便检测电流和/或电压(在三相变压器2中的初级侧10和次级侧11)。图1示出三相变压器2的次级绕组系统14中的这种-示例的-次级侧11。

在三相变压器中出现的不对称性能够引起“补偿电压”或“差分电压”，这能够引起在(矢量)闭合的次级电压相量系统47或(矢量)闭合的矢量三角(三角系统)46中的稍微的断开(“理想的闭合”)。

为了检测通过不对称性形成的“补偿电压”/“差分电压”(参见图3，非闭合的矢量三角46或次级电压相量系统47，“差分电压”)利用电流检测机构34借助于高压电阻31设置了差分电流检测。

图3示例地-在此因此(在2.5kV的PPU 9的变压器级中)在馈电电压40，41，42为4.1kV，7.4kV，6.9kV的情况下“差分电压”32为0.9kV-针对PPU 9表明所述“补偿电压”/“差分电压”。

尽管以细节通过优选的实施例详细地阐明和描述本发明，那么奔放那么不通过所公开的实例而受到限制并且对于本领域技术人员而言能够从中导出另外的变型形式，而没有偏离本发明的保护范围。

附图标记列表

1 电路装置

2 三相变压器

3 细杆，硅细杆

4 细杆，硅细杆

5 细杆，硅细杆

6 分离开关

7 运行开关

8 馈电网，三相电压源系统/交流电流源(对于起始阶段)

9 PPU，(单相的)交流调节器(对于运行阶段)

10 在初级侧，初级侧

11 在次级侧，次级侧，三相交流系统，三相系统

12 三角绕组/连接，星形绕组/连接

13 由三个链接(到(12)的)的支路绕组链成的初级绕组/系统

14 次级绕组/系统，次级侧的三相绕组系统(由三个链接到(48)的支路50，51，52构成)

15 第一次级系统

16 第二次级系统

17 第三次级系统

18 第四次级系统

19 电开关/保护器，晶闸管

20 辅助变压器，三相(辅助)变压器

21单相辅助变压器

22 单相辅助变压器

23 单相辅助变压器

24 变频器

26 主变压器

27 辅助变压器

28 半导体开关，晶闸管

29 开关

30 RC线路

31 高压电阻

32 补偿电压，差分电压

33 (可自由编程的)控制器

34 电流检测机构，电压检测机构

35 差分电流检测装置

40 用于(3)的馈电电压

41 用于(4)的馈电电压

42 用于(5)的馈电电压

43 来自第一支路构成的输出/分接电压，第一支路上截取的次级侧的电压/矢量

44 来自第二支路构成的输出/分接电压，第二支路上截取的次级侧的电压/矢量

45 来自第三支路构成的输出/分接电压，第三支路上截取的次级侧的电压/矢量

46 闭合的三角系统

47 (闭合的)次级电压相量系统

48 之字形绕组/电路

50 第一支路/第一支路绕组(在(14)中)(第一相位)

51 第二支路/第二支路绕组(在(14)中)(第二相位)

52 第三支路/第三支路绕组(在(14)中)(第三相位)

53 第一支路上的分接/点(在(14)中)

54 第二支路上的分接/点(在(14)中)

55 第三支路上的分接/点(在(14)中)

Wxy 绕组

n 星形点

a,b,c,d,e, 分配点

Claims (7)

1.一种用于点燃由导电材料制成的细杆(3，4，5)的电路装置(1)，其特征在于：

具有初级侧(10)和次级侧(11)的三相变压器(2)；

在所述次级侧(11)多个次级绕组系统(15，16，17，18)在三个绕组支路(50，51，52)中缠绕成之字形电路，其中不同的所述次级绕组系统(15，16，17，18)对应于不同的电压级，并且三个所述绕组支路(50，51，52)对应于所述三相变压器(2)的三个相位；三个所述绕组支路(50，51，52)分别具有多个分接(53，54，55)；三个所述细杆(3，4，5)通过三个辅助变压器(21，22，23)连接在三个所述绕组支路(50，51，52)之间或所述三相变压器(2)的三个相位之间，其中所述辅助变压器(21，22，23)经由能控制的开关(19)与相应的所述绕组支路(50，51，52)的所述分接(53，54，55)连接，从而使得经由所述能控制的开关(19)施加在所述辅助变压器(21，22，23)上的电压(43，44，45)构成闭合的三角系统(46)并且相互抵消；

三个所述细杆(3，4，5)串联连接单相交流调节器(9)，当点燃所述细杆(3，4，5)并且所述辅助变压器(21，22，23)经由所述能控制的开关(19)与所述三相变压器(2)的所述次级侧(11)分离时，所述单相交流调节器执行对所述细杆(3，4，5)的电压供给。

2.根据权利要求1所述的用于点燃由导电材料制成的细杆(3，4，5)的电路装置(1)，其特征在于，多个所述次级绕组系统是具有不同绕组尺寸的次级绕组系统。

3.根据权利要求1或2所述的用于点燃由导电材料制成的细杆(3，4，5)的电路装置(1)，其特征在于，所述能控制的开关(19)是功率保护器或半导体开关。

4.根据权利要求1或2所述的用于点燃由导电材料制成的细杆(3，4，5)的电路装置(1)，其特征在于，设有变频器(34)，所述变频器连接在馈电网(8)和所述三相变压器(2)之间。

5.根据权利要求3所述的用于点燃由导电材料制成的细杆(3，4，5)的电路装置(1)，其特征在于，设有变频器(34)，所述变频器连接在馈电网(8)和所述三相变压器(2)之间。

6.根据权利要求1或2所述的用于点燃由导电材料制成的细杆(3，4，5)的电路装置(1)，其特征在于，所述细杆(3，4，5)是硅细杆。

7.一种三相交流电系统的应用，用于对由导电材料制成的细杆(3，4，5)馈送电能，其中，交流电系统在应用根据权利要求1-6中任一项所述的电路装置(1)的情况下来实现。