[發明專利]光伏多晶硅鑄錠爐爐底多軸同步提升裝置

無效

• 申請號: 201010260312.8
• 申請日: 2010-08-23
• 公開（公告）號: CN101949059A
• 公開（公告）日: 2011-01-19
• 發明（設計）人: 于慶廣;翟志華;馮龑
• 申請（專利權）人: 清華大學;江西旭陽雷迪高科技股份有限公司;江蘇華盛天龍光電設備股份有限公司
• 主分類號: C30B29/06
• 分類號: C30B29/06;C30B28/06
• 代理公司: 北京清亦華知識產權代理事務所(普通合伙) 11201
• 代理人: 廖元秋

技術領域：

本發明屬于光伏多晶硅鑄錠爐的爐底自動化控制技術領域，特別涉及光伏多晶硅鑄錠爐多軸同步提升爐底的裝置。

背景技術

太陽能是各種可再生能源中最重要的基本能源，生物質能、風能、海洋能、水能等都來自太陽能，廣義地說，太陽能包含以上各種可再生能源。太陽能作為可再生能源的一種，則是指太陽能的直接轉化和利用。通過轉換裝置把太陽輻射能轉換成熱能利用的屬于太陽能熱利用技術，再利用熱能進行發電的稱為太陽能熱發電；通過光電轉換裝置把太陽輻射能轉換成電能利用的屬于太陽能光發電技術，光電轉換裝置通常是利用半導體器件(太陽能電池)的光伏效應原理進行光電轉換的，因此又稱太陽能光伏技術。

聯合國召開了一系列有各國領導人參加的高峰會議，討論和制定世界太陽能戰略規劃、國際太陽能公約，設立國際太陽能基金等，推動全球太陽能和可再生能源的開發利用。開發利用太陽能和可再生能源成為國際社會的一大主題和共同行動，成為各國制定可持續發展戰略的重要內容。中國政府一直把研究開發太陽能和可再生能源技術列入國家科技攻關計劃，大大推動了太陽能和可再生能源技術和產業的發展。太陽能利用技術在研究開發、商業化生產、市場開拓方面都獲得了長足發展，成為快速、穩定發展的新興產業之一。

由于硅材料占太陽能電池成本中的絕大部分，降低硅材料的成本是光伏應用的關鍵。多晶硅鑄錠技術是降低太陽能電池成本的重要途徑之一，該技術省去了昂貴的單晶拉制過程，也能用較低純度的硅作投爐料，材料及電能消耗方面都較省。鑄錠工藝主要有定向凝固法和澆鑄法兩種。定向凝固法是將硅料放在坩堝中加以熔融，然后控制保溫罩的提升速度從坩堝底部形成冷源以造成一定的溫度梯度，使固液界面從坩堝底部向上移動而形成晶錠。

爐底是光伏多晶硅鑄錠爐的重要組成部分，在多晶硅鑄錠爐的裝爐和開爐過程中，需要對爐底進行同步升降控制，實現裝料及卸料的自動化控制。現有的技術實現方法：一是用一臺電動機配合軟軸驅動實現多軸同步驅動爐底，二是用液壓系統實現多軸同步驅動爐底。這兩種方法都有安裝、同步整定困難等致命缺點。

在兩個專利中公開了一種多晶硅鑄錠爐(專利號：200820080644.6和專利號：200820080640.8)，該兩專利的核心及共同特點是采用一個電機驅動軸和機械軟軸共同組成多晶硅鑄錠爐爐底同步提升裝置。是靠機械軟軸來實現同步，該裝置的機械軟軸的安裝和同步整定很困難，維修也很不方便。

發明內容

本發明的目的是為克服已有技術的不足之處，提出一種光伏多晶硅鑄錠爐爐底多軸同步提升裝置，本發明采用運動控制總線，通過多軸運動伺服控制器、伺服驅動器及伺服電動機，實現多晶硅鑄錠爐爐底三臺驅動電動機的多軸同步控制裝置。本發明控制精度高，可以單軸運行，調試整定方便，提高了生產效率，縮短了多晶硅鑄錠生產周期。

本發明提出的光伏多晶硅鑄錠爐爐底同步提升裝置，其特征在于，該裝置包括一臺多軸運動控制器、三個伺服驅動器、三個伺服電機及其傳動機構，三套滾珠絲杠與渦輪渦桿組件；該多軸運動控制器通過運動控制總線分別與三個伺服驅動器相連，每個伺服驅動器的輸出端與一個伺服電機的輸入端相連，每個伺服電機的輸出端通過其傳動機構與每套滾珠絲杠與渦輪渦桿組件相連，所述三套滾珠絲杠與渦輪渦桿組件通過機械裝置分別與光伏多晶硅鑄錠爐底相固接。

本發明的特點及有益效果：

本發明采用多軸運動伺服控制器、伺服驅動器及伺服電動機，實現多晶硅鑄錠爐爐底三臺驅動電動機的多軸同步控制裝置。

該裝置安裝在鑄錠爐底部，用于在多晶硅鑄錠爐裝料及卸料過程中對爐底進行同步升降控制，可提高自動化水平，縮短光伏多晶硅鑄錠爐的生產周期，提高效率。

本發明解決了現有設備結構復雜，安裝困難，調試困難，維護不方便的難題。本發明可以實現三軸同步運行，還可實現單軸或雙軸點動運行調整。調試整定方便，提高了生產效率，縮短了多晶硅鑄錠生產周期。

附圖說明

圖1為本發明的光伏多晶硅鑄錠爐爐底多軸同步提升裝置結構框圖。

圖2為本發明的光伏多晶硅鑄錠爐爐底多軸同步提升裝置實施例的結構示意圖；

圖3為本發明的光伏多晶硅鑄錠爐爐底多軸同步提升裝置的提升基座位置分布圖；

具體實施方式

本發明提出的光伏多晶硅鑄錠爐爐底多軸同步提升裝置，結合附圖及實施例詳細說明如下：