[發(fā)明專利]具有用于產(chǎn)生N相交流電的逆變器的供電設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310208069.9
• 申請(qǐng)日: 2013-05-30
• 公開（公告）號(hào): CN103457479A
• 公開（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: A·阿費(fèi)爾貝格
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 安奕極電源系統(tǒng)有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): H02M5/10
• 分類號(hào): H02M5/10
• 代理公司: 中國(guó)國(guó)際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 饒辛霞

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種供電設(shè)備，包括用于產(chǎn)生N相交流電的逆變器、以及具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組的至少一個(gè)N相交流電變壓器，其中初級(jí)繞組連接成多邊形，并且在變壓器空載運(yùn)行時(shí)位于N個(gè)次級(jí)繞組上的電壓的矢量和為零。

背景技術(shù)

申請(qǐng)?zhí)枮?1174546.9的未公布的歐洲專利申請(qǐng)公開了一個(gè)該類供電設(shè)備（見申請(qǐng)11174546.9中的圖1）。同一個(gè)申請(qǐng)11174546.9還公布了，所述第一供電設(shè)備用于根據(jù)西門子方法給硅棒供電，以生產(chǎn)多晶硅。在所述申請(qǐng)11174546.9中示出的第一供電設(shè)備有三個(gè)輸出端，在其上提供了互相間偏移120°的電壓。所述電壓驅(qū)動(dòng)頻率為1至1000kHz間的中頻電流進(jìn)入硅棒。電壓通過三相交流電變壓器提供，其具有初級(jí)繞組和次級(jí)繞組。初級(jí)繞組為三角連接。在變壓器空載運(yùn)行時(shí)在三個(gè)次級(jí)繞組上的電壓的矢量和為零。

三個(gè)次級(jí)繞組為串聯(lián)，并且和供電設(shè)備的三個(gè)輸出端平行。在輸出端上連接有作為負(fù)載的硅棒，供電設(shè)備驅(qū)動(dòng)電流流經(jīng)硅棒。

如所述的申請(qǐng)11174546.9所描述的，硅棒除了通過第一供電設(shè)備供給電力外，可以與由第一供電設(shè)備供電同時(shí)地由第二供電設(shè)備供電。在所述的第二供電設(shè)備上硅棒為串聯(lián)。電力供給通過頻率約為50Hz的電流實(shí)現(xiàn)。

申請(qǐng)11174546.9描述了，第二供電設(shè)備和第一供電設(shè)備退耦的方式為，在串聯(lián)的第一供電設(shè)備輸出端上的電壓為零。

但在實(shí)際中，當(dāng)在第一供電設(shè)備的輸出端上的負(fù)載不同樣大時(shí)，可能出現(xiàn)問題。特別是當(dāng)一個(gè)負(fù)載的自感大于另一個(gè)負(fù)載的自感時(shí)，可能會(huì)部分產(chǎn)生第一供電設(shè)備輸出端上提供的電壓絕對(duì)值中相當(dāng)顯著的差別。這會(huì)導(dǎo)致第一供電設(shè)備輸出端上的所述電壓的和不再為0。取而代之地，絕對(duì)值會(huì)達(dá)到幾百伏特。所達(dá)到的電壓和驅(qū)動(dòng)第一供電設(shè)備的頻率相關(guān)。

所述第一供電設(shè)備不均勻的負(fù)載、以及由此帶來(lái)的第一供電設(shè)備串聯(lián)輸出端上的電壓會(huì)導(dǎo)致第二供電設(shè)備被損壞或者摧毀。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的任務(wù)是，進(jìn)一步構(gòu)造第一電力設(shè)備，盡量避免前面所述第一供電設(shè)備輸出端上的電壓絕對(duì)值之間的差別。

該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明以此解決，由初級(jí)繞組形成的多邊形的每個(gè)角點(diǎn)分別通過一個(gè)電容和逆變器的一個(gè)外導(dǎo)線接頭相連。

將多邊形角點(diǎn)和外導(dǎo)線接頭相連的電容可以在供電設(shè)備運(yùn)行時(shí)間接地、即通過中間連接變壓器而設(shè)置在兩個(gè)負(fù)載的環(huán)狀電路中。以此電容可以補(bǔ)償供電設(shè)備輸出端上的電壓間的絕對(duì)值差別。電容可以具有4至6μF的電容量，特別是為4.5μF。在初級(jí)繞組端的電容可以具有和次級(jí)繞組端電容不同的容量和不同的電壓負(fù)載值。典型的次級(jí)繞組端的電容的容量值可以為2μF至10μF。

供電設(shè)備的輸出端優(yōu)選和次級(jí)繞組并聯(lián)地設(shè)置。

同樣也有益的是，供電設(shè)備的輸出端與由各一個(gè)次級(jí)繞組和另一個(gè)電容組成的串聯(lián)電路并聯(lián)地設(shè)置。通過這些其他的電容，根據(jù)本發(fā)明的供電設(shè)備、后面也稱為第一供電設(shè)備，可以和與第一供電設(shè)備輸出端的串聯(lián)電路并聯(lián)的第二供電設(shè)備退耦。所述其他的電容和其它組件一起構(gòu)成了高通濾波器，其阻止了由第二供電設(shè)備驅(qū)動(dòng)的、和第一供電設(shè)備輸出電流相比更低頻的電流流入第一供電設(shè)備并且將其損壞或者摧毀。

同樣在所述的第一供電設(shè)備和第二供電設(shè)備的退耦中，在負(fù)載不同時(shí)在第一供電設(shè)備所有輸出端上的電壓被減小。但減小程度和在放棄所述外導(dǎo)線接頭上的電容相比并不明顯。

該任務(wù)根據(jù)本發(fā)明也可以以此解決，電壓可以通過至少N-1個(gè)次級(jí)繞組離散地或者連續(xù)地調(diào)節(jié)。電壓的離散的調(diào)節(jié)可以通過次級(jí)繞組具有多個(gè)抽頭解決。當(dāng)電壓通過N-1個(gè)次級(jí)繞組可調(diào)時(shí)，其可以被改變，使得與根據(jù)本發(fā)明的供電設(shè)備相連的負(fù)載上的電壓有效值相同。

另一個(gè)根據(jù)本發(fā)明的解決方法為，和次級(jí)繞組串聯(lián)的電容至少有N-1個(gè)具有可調(diào)節(jié)的電容量。同樣通過這樣的可調(diào)的電容量可以達(dá)到，根據(jù)本發(fā)明的供電設(shè)備相連的負(fù)載上的電壓有效值相同。

逆變器可以是具有功率晶體管的橋電路。

供電設(shè)備可以包括變頻器，并且逆變器可以為變頻器的一部分。除了逆變器外，變頻器可以包括整流器和直流電壓中間電路。

替代地，變頻器也可以為直接轉(zhuǎn)換器（Direktumrichter）。那么根據(jù)本發(fā)明逆變器為直接轉(zhuǎn)換器的積分部分。

根據(jù)本發(fā)明的供電設(shè)備可以為根據(jù)西門子方法用于生產(chǎn)多晶硅的反應(yīng)爐的一部分。根據(jù)本發(fā)明的供電設(shè)備可以為第一供電設(shè)備，用于通過交流電為硅棒或者硅細(xì)棒供電以感應(yīng)地加熱。硅棒或者硅細(xì)棒可以設(shè)置于反應(yīng)爐容器中。在反應(yīng)爐容器中預(yù)設(shè)有支架固定硅棒或者硅細(xì)棒。支架同時(shí)為電接頭，硅棒或者硅細(xì)棒通過其和負(fù)載電路連接。