DE10103691A1 - Elektrische Energieversorgung für eine elektrische Heizung - Google Patents

Elektrische Energieversorgung für eine elektrische Heizung

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine elektrische Energieversorgung für eine elektrische Heizung, die einen Tiegel aufheizt, aus dem Kristalle nach dem Czochralski-Verfahren gezogen werden. Diese Energieversorgung weist einen zwölfpulsigen Gleichrichter auf, dessen Welligkeit reduziert ist und der deshalb stark verringerte negative Einflüsse auf den Czochralski-Prozess aussübt.

Description

Die Erfindung betrifft eine elektrische Energieversorgung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Kristallziehanlagen für den so genannten Czochralski-Prozess benötigen für das Schmelzen des Materials, aus dem Kristalle gezogen werden sollen, einen Schmelz­ tiegel, der in der Regel elektrisch aufgeheizt wird. Die Aufheizung erfolgt dabei oft über Graphitplatten oder -stäbe, die entweder mit Wechselstrom oder mit Gleich­ strom betrieben werden. Um einwandfreie Kristalle zu erhalten, muss das im Schmelztiegel befindliche Schmelzgut, beispielsweise Silizium, während des ganzen Kristallziehprozesses auf einer bestimmten Temperatur gehalten werden. Dieser Kri­ stallziehprozess kann sich über mehrere Tage hinziehen. Während dieser Zeit muss jedoch nicht nur die Temperatur der Schmelze konstant gehalten werden, sondern es darf auch keine Beeinflussung durch äußere Störungen erfolgen. Mögliche Störungen sind beispielsweise mechanische Erschütterungen und Vibrationen, welche die Kon­ vektion der Schmelze in dem Schmelztiegel negativ beeinflussen.
Neben diesen Erschütterungen und Vibrationen, die oft rein mechanische Ursachen haben, treten auch Vibrationen auf, die ihre Ursache in der elektrischen Energiever­ sorgung haben. Handelt es sich bei dieser Energieversorgung um eine Wechselspan­ nungsquelle, so werden durch die Frequenz des Wechselstroms aufgrund induktiver Ankopplung Vibrationen erzeugt, die sich auf die Schmelze übertragen können.
Wegen dieses Nachteils einer Wechselstromversorgung bei der Aufheizung der Schmelze im Czochralski-Prozess werden in neuen Anlagen, mit denen der Czoch­ ralski-Prozess realisiert wird, bevorzugt Gleichstromversorgungssysteme eingesetzt.
Da es jedoch keine industriellen Gleichstromnetze gibt, von denen Gleichspannungen in beliebiger Höhe und bei beliebiger Leistung abgegriffen werden können, müssen auch für die Aufheizung der Schmelze im Czochralski-Prozess Netzwechselspannun­ gen verwendet werden, die erst durch Gleichrichtung zu einem Gleichstrom umge­ formt werden.
Nachteilig ist bei Gleichspannungen, die durch Gleichrichtung von Wechselspannun­ gen gewonnen werden, dass sie eine bestimmte Restwelligkeit besitzen. Diese Rest­ welligkeit verursacht aber ebenfalls Vibrationen, die das Kristallwachstum beim Czochralski-Prozess negativ beeinflussen.
Um diese Restwelligkeit zu vermindern, werden Glättungsdrosseln und/oder Glät­ tungskondensatoren bzw. Glättungsnetzwerke oder Saugkreise eingesetzt (K. Heu­ mann: Grundlage der Leistungselektronik, 1975, S. 125). Derartige Glättungsmittel sind jedoch dann, wenn sie auf hohe Leistungen ausgelegt sein müssen, sehr teuer.
Bei heute installierten Kristallzüchtungs-Anlagen werden Heizleistungen von mehre­ ren Hundert Kilowatt benötigt, sodass bei der Glättung der Restwelligkeit von in der Regel 6-pulsigen Gleichrichter-Spannungen ein relativ hoher Aufwand betrieben werden muss.
Ein weiteres Mittel zur Reduzierung der Restwelligkeit besteht in der Erhöhung der Pulszahl eines Gleichrichters. Die Pulszahl gibt die Anzahl der Ventilzweige an, die während einer Periode der Netzspannung nacheinander zünden.
Für die elektrische Aufheizung von Tiegeln beim Czochralski-Prozess werden im Allgemeinen primärgesteuerte Transformatoren mit nachgeschalteten 6-Puls-Dreh­ strombrückenschaltungen für die Versorgung von Heizungen im Czochralski-Prozess eingesetzt. Aber auch bei diesen 6-Puls-Drehstrombrückenschaltungen ist der Auf­ wand für die Beseitigung der Restwelligkeit mittels Glättungsmitteln sehr hoch, weil die Welligkeit immer noch bei 0,0420 oder 4,2% liegt (Franz Zach: Leistungselek­ tronik, 2. Auflage, 1988, Tafel 6.1 auf Seite 559).
Um die Welligkeit und damit die Netzstromharmonisation zu reduzieren, sind zwölf­ pulsige Schaltungen bekannt (Franz Zach, a. a. O., S. 502/503). Hierbei werden z. B. zwei für sich allein sechspulsige Gleichrichter über eine Saugdrossel parallel geschal­ tet, wodurch sich ein zwölfpulsiger Betrieb ergibt. Hierzu sind die beiden sekundären Phasenspannungen um 30° versetzt, was durch Stern oder Dreieck primär erreicht wird. Ein zwölfpulsiges Verhalten kann aber auch durch die Serienschaltung zweier Brücken erzielt werden (Franz Zach, a. a. O., S. 496, Abb. 6.20). Um einen Zwölf­ puls-Gleichrichter zu erhalten, können somit zwei Sechspuls-Gleichrichter in Reihe oder parallel geschaltet werden (H.-D. Junge und G. Möller: Elektrotechnik, 1994, S. 260). Beide Zwölfpuls-Gleichrichterschaltungen weisen eine Welligkeit von 0,011 oder 1,1% auf (Eugen Philippow: Taschenbuch Elektrotechnik, Band 5, Elemente und Baugruppen der Elektroenergietechnik, 1981, S. 906, Spalte 5 der Tafel 5.5). Durch die Verwendung einer Zwölfpuls-Schaltung anstelle einer Sechspuls-Schal­ tung kann somit die Welligkeit um das 3,8-fache reduziert werden.
Die verringerte Restwelligkeit ergibt sich dadurch, dass sich bei zwei Sechspuls- Brückenschaltungen, deren ventilseitige Spannungen gleich groß, aber um 30° gegen­ einander verdreht sind, in dem Fall, dass sie parallel oder in Reihe zusammengeschal­ tet werden, die Oberschwingungen der 6., 12., 18. usw. Ordnung und der 5., 7., 17., 19. usw. Ordnung der netzseitigen Ströme gegenseitig aufheben. Es verbleiben somit nur noch netzseitige Oberschwingungen der 11., 13., 23., 25. usw. Ordnung, wodurch schädliche Netzrückwirkungen erheblich verringert werden. Als gleichspannungssei­ tige Oberschwingungen verbleiben die 12., 24., 36. usw. Oberwelle, was zu einer Verringerung der negativen Einwirkungen auf die Last führt (vgl. Eugen Philipow, a. a. O.).
Es ist bereits eine Schaltungsanordnung zum Verringern von Oberschwingungen im Wechselstrom bei Gleichstromverbrauchern bekannt, bei der die Zwölfpulsigkeit mit nur einem Transformator realisiert wird, in dem m Sternsysteme und n Dreiecksyste­ me auf der Sekundärseite betrieben werden (DE 198 35 030 A1). Mit dieser Schal­ tungsanordnung sollen mehrere kleinere Verbraucher aus einem Netz mit einer Zwölfpulsigkeit versorgt werden, und es soll eine gleichmäßige Stromaufteilung in den Gleichrichtern realisiert werden. Für einen einzigen Großverbraucher ist diese Schaltungsanordnung indessen weniger geeignet.
Um bei einem bekannten Verfahren zur Steuerung eines 12-pulsigen Stromrichters, dessen beide Teilstromrichter jeweils mit einer Sekundärwicklung eines Transformators verknüpft sind, dessen Primärwicklung mit einem Drehstromnetz verbunden ist, Harmonische, die durch ein Spannungs-Gegensystem in Verbindung mit einer äqui­ distanten Ventilzündung hervorgerufen werden, zu korrigieren, wurde bereits vorge­ schlagen, in Abhängigkeit von gemessenen Netzphasenspannungen und eines gemes­ senen Gleichstroms oder alternativ dazu gemessenen Strangstroms Zündwinkel zu er­ mitteln, die einem vorbestimmten Zündwinkel paarweise überlagert werden (DE 198 47 680 A1). Bei diesem Verfahren muss allerdings ein hoher Aufwand an exakten Strom- und Spannungsmessungen getrieben werden, um geeignete Zündwinkelver­ schiebungen berechnen zu können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Gleichstrom-Stromversorgung für die elektrische Heizung des Inhalts eines Schmelztiegels mit vernachlässigbar kleiner Restwelligkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
Die Erfindung betrifft somit eine elektrische Energieversorgung für eine elektrische Heizung, die einen Tiegel aufheizt, aus dem Kristalle nach dem Czochralski-Verfah­ ren gezogen werden. Diese Energieversorgung weist einen zwölfpulsigen Gleichrich­ ter auf, dessen Welligkeit reduziert ist und der deshalb stark verringerte negative Ein­ flüsse auf den Czochralski-Prozess ausübt.
Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht insbesondere darin, dass die Kristall­ züchtung nach dem Czochralski-Verfahren nicht durch Vibrationen negativ beein­ flusst wird. Der Gleichstrom mit geringer Restwelligkeit kann außerdem auch für die Stromversorgung von Magneten verwendet werden, die zur Unterstützung von Czochralski-Prozessen dienen, beispielsweise um einen magnetofluiden Effekt in der Rohmaterialschmelze zu erzielen (vgl. DE 37 32 250 C2).
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass negative Rückwirkungen durch Oberwellen auf Signal- und Datenleitungen verhindert oder minimiert werden. Ferner entfallen Störungen des Versorgungsnetzes durch Oberwellen weitgehend.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine Stromversorgung für die elektrische Heizung eines Schmelztiegels, mit einem zwölfpulsigen Gleichrichter, der zwei in Reihe geschaltete Sechspuls-Gleichrichter aufweist;
Fig. 2 eine Stromversorgung für die elektrische Heizung eines Schmelztiegels mit einem zwölfpulsigen Gleichrichter, der zwei parallel geschaltete Sechspuls-Gleichrichter mit Saugdrossel aufweist;
Fig. 3 eine Stromversorgung für die elektrische Heizung eines Schmelztiegels mit einem zwölfpulsigen Gleichrichter, der zwei parallel geschaltete Sechspuls-Gleichrichter ohne Saugdrossel aufweist.
In der Fig. 1 ist eine Vakuumkammer 1 im Schnitt dargestellt, in der sich ein Schmelztiegel 2 befindet, der über eine elektrische Heizung 3, 4, die beispielsweise aus Graphit besteht, aufgeheizt wird. In dem Schmelztiegel 2 befindet sich eine Schmelze 5, aus der nach dem Czochralski-Verfahren ein Kristall 6 gezogen wird. Dieser Kristall 6 ist z. B. an einem Seil 7 aufgehängt, das durch einen ersten Motor 8 gehoben und gesenkt und durch einen zweiten Motor 9 gedreht werden kann.
Der Schmelztiegel 2 kann durch einen weiteren Motor 10 nach oben und nach unten bewegt und durch einen vierten Motor 11 gedreht werden.
Die Heizung 3, 4 liegt an einer Gleichspannung UdH, die von einem zwölfpulsigen Gleichrichter 12 geliefert wird. Dieser Gleichrichter 12 enthält zwei in Reihe geschal­ tete sechspulsige Gleichrichter, die jeweils aus einer Brückenschaltung 13, 14 mit je­ weils sechs Thyristoren 15 bis 20 bzw. 21 bis 26 bestehen. Diese Brückenschaltun­ gen 13, 14 sind mit jeweils einer dreiphasigen Sekundärwicklung 27, 28 eines Trans­ formators verbunden, dessen Primärwicklung 29 an ein dreiphasiges Wechselstrom­ netz R, S, T angeschlossen ist. Da der Gleichrichter 12 von der Netzspannung geführt wird, handelt es sich um einen so genannten fremdgeführten Gleichrichter. Von Fremdführung spricht man dann, wenn die Kommutierungs- oder Löschspannung von außen kommt. Werden in den Schaltungen selbst Vorkehrungen getroffen, um die Kommutierungs- oder Löschspannung zu erzeugen, spricht man von selbstgeführ­ ten Schaltungen. Solche Schaltungen arbeiten mit Kondensatorentladungen oder in­ duktiven Kreisen.
Die beiden in Reihe geschalteten Brückenschaltungen 13, 14 bewirken neben einer Verbesserung des cosϕ auch eine Reduktion der netzseitigen Stromoberschwingun­ gen, da ein zwölfpulsiges Verhalten entsteht. Die beiden Lastspannungen Ud1, Ud2 sind, wie man durch Berechnungen zeigen kann, um 30° gegeneinander verschoben. Die 6. Harmonischen sind daher in Gegenphase und heben sich in der Lastspannung Ud = Ud1 + Ud2 auf. Die Schaltung wird somit zwölfphasig, weshalb die ersten Netzstromharmonischen mit von Null verschiedener Amplitude die Ordnungszahlen 11 und 13 haben.
Die Sekundärwicklung 27 ist bei der Schaltungsanordnung gemäß Fig. 1 im Stern ge­ schaltet, während die Sekundärwicklung 28 im Dreieck geschaltet ist.
Um die auch noch in der Spannung Ud enthaltene Restwelligkeit zu eliminieren, ist eine Drossel 30 vorgesehen. An der Heizung 3, 4 liegt somit eine weitestgehend ge­ glättete Gleichspannung UdH. Diese Spannung UdH wird von einem Spannungs­ messgerät 31 erfasst und an einen Istwert-Erfasser 32 in analoger oder digitaler Form weitergegeben. Über einen Shunt-Widerstand 33 wird mittels eines Strommessgeräts 34 auch der Strom erfasst, der durch die Heizung 3, 4 fließt. Dieser Stromwert wird in analoger oder digitaler Form an die Istwert-Erfassung 32 gegeben, die auch eine Information über die in der Heizung 3, 4 umgesetzte Leistung aus einem Leistungs­ messgerät 35 erhält, das die gemessenen Ströme und Spannungen auswertet.
Die in die Istwert-Erfassung 32 eingegebenen Werte werden einem Regler 36 zuge­ führt, der außerdem aus einem Sollwert-Geber 37 die Soll-Werte von Spannung US' Strom IS und Leistung PS erhält. Dieser Regler 36 beaufschlagt einen Pulsgenerator 38 in der Weise, dass die Thyristoren 15 bis 20, 21 bis 26 so angesteuert werden, dass sich die gemessenen Werte von Strom, Spannung und Leistung den Sollwerten dieser Größen annähern.
Bei dem in der Fig. 1 dargestellten 12-pulsigen Gleichrichter handelt es sich also um einen vollgesteuerten Gleichrichter, da er ausschließlich steuerbare Ventile in Form von Thyristoren enthält. Durch die Verwendung steuerbarer Ventile kann der Strom­ führungsbeginn verzögert werden, sodass der Mittelwert der Gleichspannung verklei­ nert, zu Null gemacht oder auf negative Werte gebracht werden kann. Im letztge­ nannten Fall liegt allerdings Wechselrichterbetrieb vor, der hier ausgeschlossen wird.
Wird auf eine Änderung des Mittelwerts der Gleichspannung verzichtet, können an­ stelle von Thyristoren auch Leistungsdioden verwendet werden, sodass der 12-pulsi­ ge Gleichrichter ungesteuert ist. Auch eine halbgesteuerte Schaltung unter Verwen­ dung von Thyristoren und Leistungsdioden ist möglich. Allerdings treten bei halbge­ steuerten Stromrichtern zusätzliche Spannungsoberschwingungen der 3., 9. usw. Ord­ nung auf. In dreiphasigen Systemen ist deshalb der vollgesteuerten Schaltung der Vorzug zu geben.
Je größer die Pulszahl eines Stromrichters ist, desto geringer ist die Amplitude des Wechselspannungsanteils seiner Gleichspannung bei kleinen Zündwinkeln und desto höher ist die Frequenz der ersten auftretenden Oberschwingungen, d. h. desto wirt­ schaftlicher sind diese Oberschwingungen auszufiltern. Aus wirtschaftlichen Ge­ sichtspunkten erscheint es bisweilen nicht sinnvoll, für einen Stromrichter hoher Lei­ stung die Pulszahl über sechs zu erhöhen, da der zugehörige Stromrichter-Transfor­ mator zu teuer würde. Serienmäßig erhältlich oder aus Serien-Einphasen-Transforma­ toren zusammenschaltbar sind jedoch Dreiphasen-Transformatoren der Schaltgruppe Dd, Dy, Ud und Yy. Durch gasdichte Schaltung kann man mit diesen Transformato­ ren einen Zwölfpuls-Stromrichter realisieren, indem man zwei Sechspuls-Stromrich­ ter auf der Gleichspannungsseite in Reihe und auf der Drehstromseite parallel schal­ tet, wobei jedoch der eine Stromrichter-Transformator in Yy und der andere in Yd geschaltet ist oder der eine in Dd und der andere in Dy. Man erreicht so eine Ver­ schiebung der sekundärseitigen Transformatorenspannung um 30° gegeneinander. Die Addition der gleichgerichteten Spannungen der beiden Sechspuls-Stromrichter ergibt die gleiche Spannung wie die eines echten Zwölfpuls-Stromrichters. Anstelle von zwei Einzeltransformatoren kann auch ein Drei-Wicklungs-Transformator mit zwei Sekundärwicklungen verwendet werden, von denen die eine im Stern und die andere im Dreieck geschaltet ist.
Bei dieser Schaltung ist die Frequenz der Welligkeit gleich der zwölffachen Netzfre­ quenz und die Amplitude des Wechselspannungsanteils bei α = 0° oder bei α = 180° theoretisch
Uα = 0,180 = √2 U (1 - sin 75°) = 0,0590 U
Die Gleichspannung eines Sechspuls-Stromrichters beträgt beim Zündwinkel α = 0
Ud (6p) = 3/π √2 U = 1,35 U
Durch die gleichspannungsmäßige Reihenschaltung zweier Sechspuls-Stromrichter zum Zwölfpuls-Stromrichter verdoppelt sich diese Gleichspannung bei gleicher Netz­ spannung zu
Ud(12p) = 2,7 U
Die Amplitude des Wechselspannungsanteils der ungeglätteten Gleichspannung eines Zwölfpuls-Stromrichters mit dem Zündwinkel a = 0 beträgt somit 0,0178 Ud(12p). Die Vorteile dieser Schaltung liegen in der geringen Amplitude und der hohen Fre­ quenz der Welligkeit der ersten auftretenden Oberschwingungen bei Verwendung se­ rienmäßiger Transformatoren. Es darf jedoch nicht übersehen werden, dass es sich - selbst bei Verwendung eines Dreiwicklungs-Transformators - nicht um einen "ech­ ten" Zwölfpuls-Stromrichter handelt, sondern um eine Zusammenschaltung zweier Sechspuls-Stromrichter (vgl. H. D. Schymrock: Hochspannungs-Gleichstrom-Über­ tragung, Stuttgart 1985, S. 41-43).
Über ein Bedienungsfeld 39, einen Digital/Analog- bzw. Analog/Digital-Wandler 40 sowie überein Datenbussystem 41, 42 können neben den Sollwerten wie IS, PS und US weitere Befehle auf den Sollwert-Geber 37 und über diesen zum Regler 36 gege­ ben werden, der bewirkt, dass die Thyristoren 15 bis 20, 21 bis 26 entsprechend die­ ser Befehle angesteuert werden. Umgekehrt können auch Informationen aus der Ist­ wert-Erfassung 32 über das Datenbus-System 42, 41 auf dem Bedienungsfeld 39 an­ gezeigt werden. Dies ist in der Fig. 1 dadurch angedeutet, dass der Datenbus 42 ein­ erseits Daten, z. B. die Sollwerte von Strom, Spannung und Leistung auf den Soll­ wert-Geber 37 gibt, während er andererseits Daten, z. B. die Ist-Werte Ia, Pa und Ua, vom Istwert-Geber 32 abgreift und dem Digital-Analog-Wandler 40 zuführt, der die analogen Daten über den Datenbus 41 auf das Bedienungsfeld 39 gibt.
In der Fig. 2 ist eine Anordnung dargestellt, die sich von derjenigen der Fig. 1 im Wesentlichen dadurch unterscheidet, dass der zwölfpulsige Gleichrichter 12' nicht aus zwei in Reihe geschalteten Brücken 13, 14, sondern aus zwei parallel geschalteten Brücken 13', 14' besteht.
Wesentlich ist bei dieser Schaltung die Saugdrossel 50, deren Mittenanzapfung an dem einen Anschluss der Heizung 3, 4 angeschlossen ist, während der andere An­ schluss dieser Heizung 3, 4 mit den Kathoden der Dioden 15' bis 26' verbunden ist. Die Dioden 21' bis 26' der Brückenschaltung 14' sind hierbei anders ausgerichtet als in der Gleichrichterschaltung gemäß Fig. 1. Bei einer Saugdrosselschaltung ist eine Drosselspule zwischen den Mittelpunkten der phasenversetzten ventilseitigen Wick­ lungssysteme der Stromrichter-Transformatoren angeordnet. Die Saugdrossel er­ zwingt eine gleiche Belastung und nimmt die Differenzspannung der beiden Teil­ stromrichter auf.
Die Gleichrichterschaltung 12' gemäß Fig. 2 ist eine für sehr hohe Ströme geeignete Schaltung. Bei ihr sind zwei für sich allein sechspulsige Schaltungen über eine Saug­ drossel 50 parallel geschaltet, wodurch sich ein zwölfpulsiger Betrieb ergibt. Hierzu sind die beiden sekundären Phasenspannungen um 30° versetzt, was durch Stern bzw. Dreieck primär erreicht wird. Bei der Schaltung nach Fig. 1 liegen bei einem Durch­ schaltepfad jeweils vier Thyristoren in Serie, sodass bei niedrigen Spannungen und hohen Strömen dem dadurch bei der Schaltung nach Fig. 1 auftretenden Ventilspan­ nungsabfall die Schaltung nach Fig. 2 vorzuziehen ist.
Die Fig. 3 zeigt eine weitere erfindungsgemäße Änderung, die weitgehend den An­ ordnungen gemäß den Fig. 1 und 2 entspricht, aber eine zwölfpulsige Gleichrichter­ schaltung 12" aufweist, die aus zwei parallel geschalteten sechspulsigen Gleichrich­ terschaltungen 13", 14" besteht.
Auf der Gleichstromseite befindet sich außer der Drossel 30 noch eine weitere Dros­ sel 50, die zwischen die Kathoden der Thyristoren 21"-23" und die Verbindung zwi­ schen der Drossel 30 und dem Shunt 33 geschaltet ist. Die Anode der Thyristoren 18" bis 20" sind dabei direkt mit den Anoden der Thyristoren 24" bis 26" verbunden.
Die Gleichrichterschaltung 13" liegt an der Sekundärseite 27" eines eigenen Trans­ formators 51, dessen Primärwicklung 53 über Schalter 60 mit einem Drehstromnetz R, S, T verbunden ist. Die Primärwicklung 53 dieses Transformators 51 ist im Dreieck geschaltet, während seine Sekundärwicklung 27" im Stern geschaltet ist.
Die Gleichrichterschaltung 14" liegt an der Sekundärseite 28" eines anderen Trans­ formators 52, dessen Primärseite 54 über die Schalter 60 mit dem Drehstromnetz R, S, T verbunden ist. Die Primärwicklung 54 dieses Transformators 52 ist - ebenso wie seine Sekundärwicklung 28" - im Stern geschaltet.
Für die Steuerung der Thyristoren 15" bis 23" wird eine Einrichtung 36, 38 verwen­ det, bei welcher der Gleichrichter zwölf individuell geregelte Zeit-Strom-Integrale der gewünschten Spannungsform hinzuaddiert. Jeder Abschnitt beginnt und endet bei einem Strom Null, wodurch die problematischen Spitzen bei der Kurzschluss- Kommutierung vermieden wird, die bei herkömmlichen Thyristor-Reglern auftritt. Ein weicher Flankenanstieg begrenzt die Ordnung und die Größe der Harmonischen und hält die Ausgangsspannung in guter Form. Die Stromverzerrungen auf der Lei­ tung sind sehr klein und ähnlich einem ungeregelten Zwölf-Puls-Vollbrückengleich­ richter. Der Leistungsfaktor kann für eine volle Ausgangsbedingung (cos ϕ = 1) opti­ miert werden. Eine Einrichtung der vorbeschriebenen Art ist z. B. die Regeleinheit SEM 12 der Fa. Bruken, die bei 140 V/320 A für 44 kW ausgelegt ist.

Claims (16)

1. Elektrische Energieversorgung für eine elektrische Heizung, die einen Tiegel auf­ heizt, aus dem Kristalle nach dem Czochralski-Verfahren gezogen werden, dadurch gekennzeichnet, dass diese Energieversorgung einen 12-pulsigen Gleichrichter (12, 12', 12") enthält.
2. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der 12-pulsige Gleichrichter (12) aus zwei in Reihe geschalteten 6-pulsigen Gleich­ richtern (13, 14) besteht.
3. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der 12-pulsige Gleichrichter (12', 12") aus zwei parallel geschalteten 6-pulsigen Gleichrichtern (13', 14'; 13", 14") besteht.
4. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den beiden parallel geschalteten 6-pulsigen Gleichrichtern (13', 14') eine Saugdrossel (50) geschaltet ist.
5. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Ausgangsanschluss jedes der 6-pulsigen Gleichrichter (13", 14") jeweils ein Oberwellenfilter (30, 50) vorgesehen ist.
6. Elektrische Energieversorgung nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, dass jedem der 6-pulsigen Gleichrichter (13, 14; 13', 14'; 13", 14") ein eige­ ner Transformator (51, 52) zugeordnet ist.
7. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Stromkreis, der den Gleichrichter (12) mit der elektrischen Heizung (3, 4) verbindet, ein Oberwellenfilter (30) vorgesehen ist.
8. Elektrische Energieversorgung nach den Ansprüchen 5 oder 7, dadurch gekenn­ zeichnet, dass das Oberwellenfilter eine Drossel (30) ist.
9. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Heizung Graphitplatten (3, 4) enthält.
10. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der 12-pulsige Gleichrichter (12, 12', 12") zwölf steuerbare Thyristoren (15 bis 26; 15' bis 26'; 15" bis 26") enthält, deren Steuerung über eine Einrichtung (38) erfolgt, die mit einem Regler (36) in Verbindung steht.
11. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Regler (36) mit einer Istwert-Einrichtung (32) verbunden ist, welche über ein Strommessgerät (34), ein Spannungsmessgerät (31) und ein Leistungsmessgerät (35) Informationen über die tatsächlich an der Heizung (3, 4) anliegende Spannung, den durch diese Heizung (3, 4) fließenden Strom und die in der Heizung (3, 4) ver­ brauchte Leistung erhält.
12. Elektrische Energieversorgung nach den Ansprüchen 10 oder 11, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Regler (36) aus einer Sollwert-Einrichtung (37) Informatio­ nen über die Sollwerte von Strom, Spannung und Leistung der Heizung (3, 4) erhält.
13. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sollwert-Einrichtung (37) über einen Datenbus (42) mit Signalen aus einem Bedienpult (39) beaufschlagt wird.
14. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Istwert-Einrichtung (32) Signale über einen Datenbus (42) an das Bedienpult (39) gibt.
15. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Datenbus (42) eine störunanfällige Zweidraht-Leitung aufweist.
16. Elektrische Energieversorgung nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder der 6-pulsigen Gleichrichter (13, 14; 13', 14') an einer Sekundärseite (27, 28; 27', 28'; 27", 28") eines dreiphasigen Transformators liegt, dessen Primärseite (29, 29', 29") an eine dreiphasige Netzwechselspannungsquelle (R, S, T) angeschlossen ist.
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