多晶鑄錠爐爐雙電源加熱控制

《多晶鑄錠爐爐雙電源加熱控制》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、多晶鑄錠爐爐雙電源加熱控制【摘要】簡要介紹多晶硅鑄錠爐的工作原理，重點介紹多晶硅鑄錠爐雙電源加熱控制方式，以及多晶鑄錠爐雙電源加熱優(yōu)勢。【關鍵詞】多晶硅鑄錠爐；保溫板；加熱器；功率單元;變壓器【中圖分類號】TF063【文獻標識碼】A【文章編號】1672—5158(2012)10-0181-01多晶硅鑄錠爐是用于生產(chǎn)多晶硅錠的主要設備，該設備用于生產(chǎn)多晶硅錠，是多晶電池光伏產(chǎn)業(yè)鏈的源頭設備，目前主要的設備廠家有，美國GT公司、浙江晶盛機電、精工科技、以及京運通等，多晶設備國產(chǎn)化步伐的加快，也加速了行業(yè)成本的下降，同時新技術的引進、設備升級改造，

2、雙電源等控制方式的推出使得1多晶鑄錠爐簡介1.1工作原理多晶硅鑄錠爐控制原理簡述如下：通過工控機設置合理的工藝條件和預設定參數(shù)后，將信息送達SNAP智能控制器。把通過SiN涂布處理的增埸里裝入多晶硅料，并將其放置在具有作用的DS塊上；閉合爐體及各閥門并抽真空。然后通過觸發(fā)板調(diào)整可控硅來控制變壓器輸出3800A左右的電流加到加熱器，并通過SNAP智能控制器，自動溫度控制，加熱若干小時后使的多晶硅料熔化。當多晶硅料完全熔化后，根據(jù)工藝設定要求，緩慢提升隔熱籠高度,暴露出DS塊,使能量可以藉輻射方式散發(fā)至爐體,再通過爐體中的冷卻水將熱量帶走，DS塊

3、的溫度下降會使硅溶液形成垂直的溫度梯度，此溫度梯度控制硅由底部開始凝固結晶。當所有硅料凝固結晶后，硅錠再經(jīng)過熱退火，供入惰性氣體（氫氣），控制冷卻方式等步驟消除熱應力，以避免鑄塊出現(xiàn)裂縫及減少差排的發(fā)生。冷卻到規(guī)定溫度后，開爐出料。1.2多晶硅鑄錠爐的重要構成爐體：多晶硅鑄錠爐爐體主要由中空的不銹鋼爐體，采用上下爐體兩部分構成，冷卻水在中空管路中，對于爐體內(nèi)進行冷卻，有些廠家鑄錠爐采用底部氣冷、或者利用百葉加水冷銅盤的方式增加了底部冷卻，利于類單晶的實驗項目。熱場：多晶硅鑄錠爐由變壓器、頂側加熱器、隔熱籠保溫層、ds塊等部分構成，一些廠家加熱

4、系統(tǒng)，進行優(yōu)化，頂測加熱器分開控制。真空系統(tǒng)：由真空泵組、真空管路、比例閥、閘板閥等構成監(jiān)測系統(tǒng)：測溫熱電偶、紅外儀、壓力計、流量計、泄露檢測等氫氣：鑄錠爐用氫氣對于硅錠進行除雜、以及惰性環(huán)境的生成。質(zhì)量流量控制器是有效控制氫氣流量的通用器件。2多晶鑄錠爐雙電源加熱2.1多晶鑄錠爐電源加熱簡介多晶鑄錠爐加熱系統(tǒng)主要由功率單元、可控硅、變壓器、石墨加熱器、銅電極、以及絕緣墊片構成。普通的鑄錠爐采用一套功率單元觸發(fā)機構，鑄錠爐通過設定的工藝控制方式，由PLC發(fā)送信號到功率單元，功率單元發(fā)送觸發(fā)電壓到可控硅控制器，通過控制可控硅控制器的導通和關斷來

5、控制主電源與變壓器之間三相電的導通與關斷，通過可控硅的三項電源經(jīng)過變壓器的電磁互感線圈后，再利用頂測雙三角形加熱方式，對頂部和側部加熱器同時進行加熱控制。加載到加熱器上的三項電分別作用到6個銅電極上，（如圖所示）然后電源瞬間加載到與銅電極相連的石墨電極上，利用三角型連接的加熱器進行加熱，通過絕緣瓦片將加熱器與爐體絕緣，完成加熱控制。加熱器：多晶鑄錠爐加熱器由頂部加熱器和側部加熱器構成，加熱器材質(zhì)為高純石墨，電阻級別為毫歐級。絕緣機構：鑄錠爐加熱器和爐體絕緣是通過半圓形的一對瓦片和一對墊片組成，材料通常是高純度氮化硼，通常絕緣效果在兆歐級以上。

6、2.2雙電源控制原理雙電源控制方式：雙電源系統(tǒng)由兩套獨立的功率單元控制，能夠根據(jù)設定要求通過觸發(fā)板分開控制兩條線路的導通與關斷，兩條線路經(jīng)過對應的變壓器后分別加載到頂部、側部加熱器上如圖所示，頂部加熱器為①③⑤三個電極控制，側部加熱器為②④⑥三個電極控制，從而實現(xiàn)了頂側加熱器分開的控制系統(tǒng)。2.3雙電源控制優(yōu)勢①更加的節(jié)能，雙電源控制可以有效的減少側部加熱器長晶段加熱時間，從而達到減少加熱電力的目的，同時減少單位時間內(nèi)冷卻水帶走的熱量，從而間接地減少了動力制冷設備的負荷。②更好的控制熱場，雙電源控制可以輕松實現(xiàn)頂側加熱器分開加熱，通過調(diào)節(jié)頂側

7、系數(shù)來達到控制熱場的目的。③對于晶體生長有很大改進，雙電源控制有利于在鑄錠爐內(nèi)部形成更均勻的垂直梯度，從而更好的控制長晶速率，使得長晶界面更加平緩，從而減少陰影、紅區(qū)等不利因素。④減輕主線路電流承載負荷，雙電源控制可以有效的減少主線路電流疊加，從而減少線路負載量，對于母線、配電室有一定的保護作用。⑤延長內(nèi)部熱場使用壽命，生長段調(diào)節(jié)頂側系數(shù)后，減少側部加熱器對于相鄰保溫板的熱接觸，從而延長內(nèi)部保溫板熱場使用壽命。隨著光伏產(chǎn)業(yè)鏈的不斷調(diào)整，以及高效多晶電池的全面推廣，淘汰、升級舊設備是必然趨勢，多晶鑄錠爐雙電源控制加熱必將成為行業(yè)內(nèi)推廣升級的主流

8、，為漸冷的光伏行業(yè)注入一支強心劑。