CN205527777U - 一种36对棒多晶硅还原炉控制系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种36对棒多晶硅还原炉控制系统，包括高压启动电源、五极真空接触器、功率柜、36对硅芯，采用将36对硅芯分为6组，其中3组为4对硅芯，其中3组为8对硅芯，采用本实用新型的控制系统，只需要4台高压启动电源，6个五极真空接触器，6台功率柜，就能很好的实现36对棒多晶硅还原炉控制系统，取代了现在的结构复杂，成本高的36对棒多晶硅还原炉控制系统；进一步的，与现有的36对棒多晶硅还原炉控制系统相比，本实用新型结构简单、成本低等优点。

Description

一种 36 对棒多晶硅还原炉控制系统

技术领域

本实用新型涉及一种多晶硅生产系统，特别是一种36对棒多晶硅还原炉控制系统。

背景技术

在多晶硅的生长过程中，首先需要启动击穿，然后再进行还原生长。多晶硅还原在生产方式上有12对棒、18对棒、24对棒、36对棒、48对棒。然而36对棒、48对棒将成为还原炉发展的趋势。

现有技术中采用的36对棒多晶硅还原炉，其硅芯负载一共分为6组，每组6对棒，需要6台高压启动电源进行启动，每组硅芯到真空接触器均需要7根高压母线连接，每台还原炉需要配置12个真空接触器（包括6个三极真空接触器和6个四极空接触器）和6台都具有并串联控制回路的功率柜，而且每台功率柜都包括1个三极真空接触器和1台均流电抗器，设备投入成本较高,控制系统较繁琐。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对传统36对棒多晶硅还原炉控制系统的投入成本较高，提供一种设备投入成本低的36对棒多晶硅还原炉的控制系统。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

一种36对棒多晶硅还原炉控制系统，包括高压启动电源、36对硅芯、五极真空接触器和功率柜；

所述还原炉内设置有36对硅芯，所述36对硅芯分为6组：第一组硅芯、第二组硅芯、第三组硅芯、第四组硅芯、第五组硅芯、第六组硅芯，所述第一、第三、第五组硅芯分别由4对硅芯组成，所述第二、第四、第六组硅芯分别由8对硅芯组成；

所述高压启动电源为4台，4台所述高压启动电源组成和结构均相同，4台所述高压启动电源分别为第一高压启动电源、第二高压启动电源、第三高压启动电源、第四高压启动电源；

所述五极真空接触器为6个，6个所述五极真空接触器组成和结构均相同，6个所述五极真空接触器分别为第一五级真空接触器、第二五极真空接触器、第三五极真空接触器、第四五极真空接触器、第五五极真空接触器、第六五极真空接触器；

所述4台高压启动电源分别通过第一、第三、第五五极真空接触器与第一、第三、第五组硅芯并联连接，所述4台高压启动电源分别通过第二、第四、第六五极真空接触器与第二、第四、第六组硅芯并联连接，高压启动电源为硅芯加载电压。

所述功率柜为6台，所述功率柜分别为第一功率柜、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、第五功率柜具有串联回路，所述第二、第四、第六功率柜具有串并联回路；

所述第一、第三、第五组硅芯中，每组硅芯分别连接第一、第三、第五功率柜，所述第二、第四、第六组硅芯中，每组硅芯分别连接第二、第四、第六功率柜，功率柜用于向该组中的硅芯提供还原电源。

所述第一、第三、第五组硅芯中，每组硅芯分别连接第一、第三、第五功率柜，所述高压启动电源的输出电流电压均达到激活还原的电流条件30～50A、电压条件400V～500V时，所述功率柜串联运行，向该组中的硅芯提供还原电源，继续后续的加热。

第二、第四、第六组硅芯分别连接具有并串联控制回路的功率柜，所述高压启动电源的输出电流电压均达到激活还原的电流条件30～50A、电压条件800～1000V时，所述功率柜向该组中的硅芯提供还原电源：所述功率柜先并联运行，当输出电压电流达到电流条件150～180A、电压条件2100V时切换到串联运行，继续后续的加热。

作为本实用新型的优选方案，所述第二、第四、第六组硅芯中的8对硅芯均分为4 个倍芯组，每个倍芯组包括相邻的两对硅芯，4台所述高压启动电源分别通过第二、第四、第六功率柜的真空接触器分别与所述倍芯组并联连接，为硅芯加载电压。

作为本实用新型的优选方案，所述高压启动电源包括：可控型器件和单相升压变压器，所述可控型器件的输入为交流380V，并向所述单相升压变压器的一次侧输出低压交流电，所述高压启动电源中的单相升压变压器将低压交流电升压并输出0～12KV高压交流电,所述单相升压变压器的二次侧作为所述高压启动电源的输出端。

作为本实用新型的优选方案，所述具有串并联回路的功率柜比具有串联回路的功率柜多1个三极真空接触器和1台均流电抗器。

作为本实用新型的优选方案，所述控制系统还包括一台还原主变压器，6台所述功率柜通过所述还原主变压器进行供电。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：节约了设备投入成本，简化了控制系统，与现有技术的相比较具体如下：

1、配置4台高压启动电源，节省2台高压启动电源；

2、每台还原炉只需配置6个真空接触器，节省6个真空接触器；

3、每台还原炉只需配置3台具有并串联控制回路的功率柜、3台只有串联控制回路的功率柜，从而节省3个真空接触器和3台均流电抗器等；

4、高压启动电源与真空接触器的连接，以及每个真空接触器与每组硅芯的连接只需5根高压母线，每台还原炉节省至少12根高压电缆。

附图说明

图1是现有36对棒多晶硅还原炉的控制系统结构示意图；

图2为本实用新型一种36对棒多晶硅还原炉的控制系统结构示意图；

图2中的附图标记为：1第一高压启动电源，2第二高压启动电源，3第三高压启动电源，4第四高压启动电源，5第一五极真空接触器，6第二五极真空接触器，7第三极真空接触器，8第四五极真空接触器，9第五五极真空接触器，10第六五极真空接触器，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，A1第一组硅芯，A2第二组硅芯，B1第三组硅芯，B2第四组硅芯，C1第五组硅芯，C2第六组硅芯。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图2所示，一种36对棒多晶硅还原炉的控制系统，

所述控制系统包括：36对硅芯、4台高压启动电源、6个五极真空接触器、6台功率柜。

其还原炉内设置有36对硅芯，所述36对硅芯对应还原主变压器的A、B、C三相, 每相分为2组，所述36对硅芯分为6组，第一组硅芯A1、第三组B1、第五组硅芯C1组分别由4对硅芯组成，第二组硅芯A2、第四组硅芯B2、第六组硅芯C2组分别由8对硅芯组成：分为4 个倍芯组，每个倍芯组包括相邻的两对硅芯。

所述高压启动电源包括：可控型器件和单相升压变压器，所述可控型器件的输入为交流380V，并向所述单相升压变压器的一次侧输出低压交流电，通过升压变压器将低压交流电升压并输出0～12KV高压交流电，所述单相升压变压器的二次侧作为所述高压启动电源的输出端。

如图2所示，所述高压启动电源的输入电压为AC380V，第一高压启动电源1输入端L1接A相，L2接B相；第二高压启动电源2输入端L1接B相，L2接A相；第三高压启动电源3输入端L1接A相，L2接B相，第四高压启动电源4输入端L1接B相，L2接A相；第一高压启动电源1输出端A2与第二高压启动电源2输出端A1短接，第二高压启动电源2输出端A2与第三高压启动电源3输出端A1短接，第三高压启动电源3输出端A2与第四高压启动电源4输出端A1短接。

4台高压启动电源1～4输出的5根高压母线，通过五极真空接触器第一五极真空接触器5连接到A1组硅芯A11～A14, 通过第二五极真空接触器6连接到A2组硅芯A21～A28, 通过第三五极真空接触器7连接到B1组硅芯B11～B14, 通过第四五极真空接触器8连接到B2组硅芯B21～B28, 通过第五五极真空接触器9连接到C1组硅芯C11～C14, 通过第六五极真空接触器10连接到C2组硅芯C21～C28。

A1、B1、C1组硅芯分别连接只有串联控制回路的功率柜，所述高压启动电源的输出电流电压均达到激活还原的电流条件30～50A、电压条件400V～500V时，所述功率柜串联运行，向该组中的硅芯提供还原电源，继续后续的加热。

A2、B2、C2组硅芯分别连接具有并串联控制回路的功率柜，所述高压启动电源的输出电流电压均达到激活还原的电流条件30～50A、电压条件800～1000V时，所述功率柜向该组中的硅芯提供还原电源：所述功率柜先并联运行，当输出电压电流达到电流150～180A、电压为2100V时，并联切换串联，切换到串联运行，继续后续的加热。

上述所有功率柜通过一台还原主变压器进行供电。

本实用新型所述的一种36对棒多晶硅还原炉的控制系统的启动过程分为两种方式，A1、B1、C1组的硅芯启动采用“1打1”方式，A2、B2、C2组的硅芯启动采用“1打2”方式。由于硅在常温时电阻率很高，不易导通，所以还原炉启动过程为：首先采用“1打1”方式启动A1、B1、C1组的硅芯，待这3组的硅芯启动完成后，还原炉内温度得到提高，再采用“1打2”方式启动A2、B2、C2组的硅芯。

“1打1”方式：即每台高压启动电源对应1对硅棒的方式进行击穿。首先用4台高压启动电源1～4启动A1、B1与C1组的4对硅芯时，分为两步完成，以启动A1组硅芯为例进行描述。

第一步，第一五极真空接触器5吸合, 所述高压启动电源1～4分别对A1组硅芯回路中的A11、A12、A13、A14这4对硅芯一一加载电压，每台所述高压启动电源击穿1对硅芯。

第二步,在击穿A11、A12、A13、A14这4对硅芯之后，高压启动电源1～4的输出电压电流达到均达到激活还原电源的电压电流条件时，第一五极真空接触器5断开，此时，第一功率柜11内的真空断路器吸合，串联运行，直至硅棒生长完成。

同理分别启动B1、C1组的硅芯，然后分别切换到第三功率柜13、第五功率柜15串联运行，直至硅棒生长完成。

“1打2”方式：即每台高压启动电源对应2对硅棒的方式进行击穿。在A1、B1、C1组硅芯采用“1打1”方式启动完后，还原炉内温度得到提高，A2、B2、C2组的硅芯采用“1打2”方式启动，也分成两步完成。再以启动A2组硅芯为例进行描述。

第一步，第二五极真空接触器6吸合, 所述高压启动电源1～4分别A2组的4个倍芯组加载电压，即每台所述高压启动电源击穿2对硅芯。

第二步,在击穿A11～A18这8对硅芯之后，高压启动电源1～4的输出电压电流达到均达到激活还原电源的电压电流条件时，第二五极真空接触器6断开，此时，第二功率柜12内的真空接触器吸合，并联运行。

当第二功率柜12输出电压电流达到并联切换串联的条件后，第二功率柜12内的真空接触器断开，真空断路器吸合，并联转为串联运行，直至硅棒生长完成。

然后，同理启动B2组的硅芯，切换到第四功率柜14并联运行，当第四功率柜14的输出电压电流达到并联切换串联的条件后，第四功率柜14内的真空接触器断开、真空断路器吸合，并联转为串联运行，直至硅棒生长完成。

再同理启动C2组的硅芯，切换到第六功率柜16并联运行，当第六功率柜16的输出电压电流达到并联切换串联的条件后，第六功率柜16内的真空接触器断开、真空断路器吸合，并联转为串联运行，直至硅棒生长完成。

综上，本实施例通过将36对棒多晶硅还原炉的硅芯负载分为6组，A1、B1、C1组为4对硅芯， A2、B2、C2组为8对硅芯；只需配置4台高压启动电源、每台还原炉只需配置6个五极真空接触器和6台功率柜：其中3台功率柜只有串联控制回路。从而节省2台高压启动电源，每台还原炉节省9个真空接触器、3台均流电抗器和至少12根高压电缆。从而使设备成本得到降低，控制系统得到简化。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种36对棒多晶硅还原炉控制系统，包括高压启动电源、五极真空接触器、功率柜、36对硅芯；其特征在于，

所述36对硅芯设置于还原炉内，所述36对硅芯分为6组：第一组硅芯、第二组硅芯、第三组硅芯、第四组硅芯、第五组硅芯、第六组硅芯，所述第一、第三、第五组硅芯分别由4对硅芯组成，所述第二、第四、第六组硅芯分别由8对硅芯组成；

所述高压启动电源为4台，4台所述高压启动电源组成和结构均相同，4台所述高压启动电源分别为第一高压启动电源、第二高压启动电源、第三高压启动电源、第四高压启动电源；

所述五极真空接触器为6个，6个所述五极真空接触器组成和结构均相同，6个所述五极真空接触器分别为第一五级真空接触器、第二五极真空接触器、第三五极真空接触器、第四五极真空接触器、第五五极真空接触器、第六五极真空接触器；

4台所述高压启动电源分别通过第一、第三、第五五极真空接触器与第一、第三、第五组的硅芯并联连接，4台所述高压启动电源分别通过第二、第四、第六五极真空接触器与第二、第四、第六组的硅芯并联连接；

所述功率柜为6台，6台所述功率柜分别为第一功率柜、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、第五功率柜具有串联回路，所述第二、第四、第六功率柜具有串并联回路；

所述第一、第三、第五组硅芯中，每组硅芯分别连接第一、第三、第五功率柜，所述第二、第四、第六组硅芯中，每组硅芯分别连接第二、第四、第六功率柜。

2.根据权利要求1所述的36对棒多晶硅还原炉控制系统，其特征在于，所述第二、第四、第六组硅芯中的8对硅芯均分为4 个倍芯组，每个倍芯组包括相邻的两对硅芯，4台所述高压启动电源分别通过第二、第四、第六功率柜中的真空接触器分别与所述倍芯组并联连接。

3.根据权利要求1所述的36对棒多晶硅还原炉控制系统，其特征在于，所述高压启动电源包括：可控型器件和单相升压变压器，所述可控型器件的输入为交流380V，并向所述单相升压变压器的一次侧输出低压交流电，所述高压启动电源中的单相升压变压器将低压交流电升压并输出0～12KV高压交流电,所述单相升压变压器的二次侧作为所述高压启动电源的输出端。

4.根据权利要求1所述的36对棒多晶硅还原炉控制系统，其特征在于，所述具有串并联回路的功率柜比具有串联回路的功率柜多1个三极真空接触器和1台均流电抗器。

5.根据权利要求1所述的36对棒多晶硅还原炉控制系统，其特征在于，所述控制系统还包括还原主变压器。