モジュール式給電装置および特にポリシリコン製造のための反応炉用モジュール式給電装置
【課題】制御手段によって調整および制御される、中央制御ユニットおよび基本給電ユニットを有する、ポリシリコンを製造するための給電装置の提供。
【解決手段】基本給電ユニットは給電モジュールに電力を供給し、電力幹線からの電気エネルギが基本給電ユニットを介して供給される負荷に接続するための入力部および出力部に接続され、負荷に供給されるべき前記エネルギを調整するように構成される制御可能なスイッチとを有し、前記制御ユニットには電気エネルギが供給され、給電装置は通信バスを含み、制御モジュールおよび基本給電モジュールを前記通信バスに接続可能とする。
【解決手段】基本給電ユニットは給電モジュールに電力を供給し、電力幹線からの電気エネルギが基本給電ユニットを介して供給される負荷に接続するための入力部および出力部に接続され、負荷に供給されるべき前記エネルギを調整するように構成される制御可能なスイッチとを有し、前記制御ユニットには電気エネルギが供給され、給電装置は通信バスを含み、制御モジュールおよび基本給電モジュールを前記通信バスに接続可能とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置、特に、制御装置および少なくとも１つの基本給電ユニットを有する、ポリシリコンを製造するための反応炉のための給電装置に関し、制御ユニットは、少なくとも１つの、基本給電ユニットを調整および／または制御するための制御・調整手段を有し、基本給電ユニットは、電気エネルギを供給するための電力幹線と接続するための、少なくとも１つの入力部と、電力幹線からの電気エネルギが、基本給電ユニットを介して供給される負荷群と接続するための少なくとも１つの出力部と、少なくとも間接的に前記入力部と、および少なくとも間接的に前記出力部と接続され、出力部を介して負荷に供給されるべきエネルギを調整するように構成される制御可能なスイッチ、好ましくはサイリスタとを有し、ここで該スイッチは制御ユニットによって制御可能である。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの給電装置は、たとえば、独国実用新案第２０２００４０１４８１２号明細書から知られる。該文献には、基本給電ユニットを備える給電装置が開示され、該基本給電ユニットによって、給電装置に直列に接続された負荷に電力を供給することが可能である。該負荷の一部は、中間電圧供給ユニットから中間電圧を並列に供給されることが可能である。制御ユニットについては、該文献には詳細に説明されていない。特に、制御ユニットが、基本給電ユニットの制御可能なスイッチ、または中間電圧供給ユニットにどのように作用するかについては開示されていない。
【０００３】
さらにまた、独国実用新案第２０２００９００３３２５号明細書には、基本給電ユニットと中間電圧供給ユニットとを有する給電装置が記載されているが、そこには基本給電ユニットが詳細に説明されていない。制御ユニットについて該文献では言及されているけれども、詳細には記載されていない。
【０００４】
このタイプの給電装置および他の給電装置のさらなる欠点は、これらは、それぞれ別個に、その要求に合わせて構成されるということである。過去の解決手段についての経験に頼ることができるけれども、それぞれの給電装置は、特定の給電の問題についてのそれぞれの解決手段である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、制御ユニットと基本給電ユニットとを備える簡易な給電装置から出発して、特定の解決手段のために新たな設計を必要とすることなく、柔軟に対応することができる、冒頭のタイプの給電装置に改良を行うことである。
【０００６】
この目的は、制御ユニットが制御モジュールであり、基本給電ユニットが基本給電モジュールであり、制御モジュールが、制御モジュールに電気エネルギを供給するための電力幹線への接続のための入力部を有し、給電装置が通信バスを有し、制御モジュールも基本給電モジュールも、制御モジュールおよび基本給電モジュールを通信バスに接続するように構成されるインタフェースを有する、本発明によって達成される。
【０００７】
本発明に従うモジュール式給電装置は、制御モジュールと基本給電モジュールとを備える装置から柔軟に拡張することが可能である。これらの拡張としては、たとえば、場合によっては後から給電装置に付加されてもよい、さらなる基本給電モジュールがある。付加されるべきモジュールは、インタフェースおよび通信バスを介して制御モジュールに接続されて、制御モジュールによって制御または調整を可能にする。さらに、これらのモジュールは、電力幹線への接続のための専用の入力部を有する。したがって、本発明の給電装置は、容易に拡張可能である。したがって、本発明に従う給電装置は、たとえば、基本給電モジュールの数を電力が供給されるべきシリコン細棒の数に一致させることによって、シーメンス法でポリシリコンを製造する実際の用途に適用可能である。場合によっては、プロセス制御を改良するために、シーメンス法に従って動作するポリシリコン反応炉に電力を供給する給電装置にモジュールを後付けしてもよい。それによって、給電装置の製造業者またはポリシリコン製造業者は、条件の変化、たとえば、原材料、エネルギ、ポリシリコンの価格、または需要の変化に、シーメンス反応炉を有する設備を自由に適合させることができる。
【０００８】
給電装置は、いくつかの二次側タップを有する変圧器を含んでもよく、変圧器の各タップは、１つの入力部に関連付けられてもよい。制御可能なスイッチ群は、このタップを介して、電力幹線から取り出されるべき電気エネルギを調整するための基本給電モジュールの各入力部に関連付けられてもよい。制御可能なスイッチは、たとえばサイリスタであってもよい。制御可能なスイッチ群は、有利には、さらなるスイッチの相互接続なしで、一方でタップと、他方で基本給電モジュールの出力部と接続されてもよい。有利には、上述の制御可能なスイッチ群の他に、タップと出力部との間の電流経路に、さらなるスイッチ、特に安全な切断のための機械的な高電流スイッチは設けられていない。
【０００９】
しかしながら、制御可能なスイッチ群と前記出力部との間にノードが設けられてもよい。ノードはさらなる制御可能なスイッチを介して基準電位に接続されてもよい。このようにして、基本給電モジュールの出力部は接地され、グランドを介して短絡されてもよい。これは、基本給電モジュールの出力部に接続される負荷に他の方法で電気エネルギが供給された場合に望ましい。好ましくは、本発明に従う基本給電モジュールは、制御可能なスイッチ群のうちの１つの制御可能なスイッチまたはさらなる制御可能なスイッチのいずれかが基準電位への接続のために閉じられることを確保するインターロックを有する。このようにして、基本給電モジュールからの、および他の給電源からの基本給電モジュールに接続された負荷への同時給電を防止することができる。
【００１０】
基本給電モジュールの出力部において、負荷に、０Ｖから３０００Ｖまで、好ましくは２５００ＶまでのＡＣ電圧および０Ａから５０００Ａまで、好ましくは４０００Ａまで、特に３０００ＡまでのＡＣ電流が供給されてもよい。たとえば６０００Ｖ〜３３，０００Ｖの中間電圧範囲の３相ＡＣ電圧が変圧器の入力部に印加されてもよい。０Ｖ〜３０００Ｖ、好ましくは２５００Ｖの単相ＡＣ電圧が、基本給電モジュールの入力部に存在していてもよい。
基本給電モジュールは、接地不良を識別するための手段を含んでもよい。
【００１１】
本発明に従うモジュール式給電装置は、複数の同一または類似の基本給電モジュールを含んでもよい。
【００１２】
本発明のモジュール式給電装置は、異なるタイプのモジュールとして、電気エネルギを供給するための電力幹線または変圧器への接続ための少なくとも１つの入力部と、電力幹線から電気エネルギが供給されるように構成される負荷群のうちの１つの対応する負荷への接続のための複数の出力部と、モジュール式給電装置を前記通信バスに接続することができるインタフェースとを有する中間電圧供給モジュールを含んでもよい。
【００１３】
基本給電モジュールは、電力を接続された負荷に供給するように構成される給電装置の出力部において、０Ｖから２０００Ｖまで、好ましくは最大２５００Ｖまで供給することが好ましいけれども、さらにより高い電圧が中間電圧供給モジュールで供給されてもよい。たとえば、中間電圧供給モジュールにおいて、０Ｖから１２，０００Ｖまで、特に８０００ＶまでのＡＣ電圧および０Ａから５０Ａまで、好ましくは２０ＡまでのＡＣ電流が供給されてもよい。
【００１４】
本発明に従う給電装置の中間電圧供給モジュールには、その入力部において、電力幹線または変圧器のタップから４００Ｖの３相ＡＣ電圧が供給され得る。中間電圧供給モジュールは、入力部に供給される電圧を増加させるための少なくとも１つの変換器を含んでいてもよい。対応する変換器は、中間電圧供給モジュールの各出力部に関連付けられてもよい。
【００１５】
少なくとも、前記中間電圧供給モジュールの出力部に接続される負荷に電力が供給される間、前記出力部間の結合電圧は０Ｖであってもよい。２つの対応する端子が中間電圧供給モジュールの出力部に関連付けられてもよく、２つの外部端子を除いて、すべての他の内部端子が２つの出力部に関連付けられる。中間電圧供給モジュールの外部端子は、基本給電モジュールの出力部の各端子にそれぞれ接続される。次いで、中間電圧供給モジュールから基本給電モジュールの出力部への電流の流れを可能にすることなく、複数の負荷が基本給電モジュールの出力部に直列に接続されてもよい。
【００１６】
モジュール式給電装置は、複数の同一のまたは類似の中間電圧供給モジュールを含んでもよい。
【００１７】
本明細書との関連においても同様に、中間電圧モジュールは異なっていてもよいが、少なくとも通信バスへのインタフェースは同一であり、各中間電圧供給モジュールは送電系統への専用の接続部を有していることを意味する。
【００１８】
好ましくは、中間電圧供給モジュールの数は、基本給電モジュールの数に対応する。中間電圧供給モジュールおよび基本給電モジュールは、それぞれ、対応する負荷群に対で関連付けられてもよい。
【００１９】
本発明のモジュール式給電装置は、電気エネルギを供給するための電力幹線または変圧器との接続のための少なくとも１つの入力部と、電力幹線からの電気エネルギが供給されるべき負荷群のうちの対応する負荷への接続のための複数の出力部とを含み、モジュール式給電装置を通信バスに接続するインタフェースを含む中間周波数供給モジュールを含んでもよい。
【００２０】
２ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ、好ましくは２０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの周波数で、０Ｖ〜１００Ｖ、好ましくは５０ＶのＡＣ電圧、および０Ａ〜１５００ＡのＡＣ電流が、中間周波数供給モジュールの出力部に供給されてもよい。
【００２１】
モジュール式給電装置の中間周波数供給モジュールは、電力幹線からの、入力部に供給される電圧の周波数を変化させる、特に増加させるための１または複数の周波数変換器を含んでもよい。
【００２２】
中間周波数供給モジュールの対応する出力部が、周波数変換器の各出力部に関連付けられてもよい。少なくとも、中間周波数供給モジュールの出力部に接続される負荷に電力が供給されるとき、中間周波数供給モジュールの出力部対間の結合電圧は０Ｖであってもよい。
【００２３】
２つの端子のそれぞれが、中間周波数供給モジュールの各出力部に関連付けられ、各出力部対は２つの外部端子と１つの内部端子とを有し、外部端子は、出力部対の２つの出力部のうちの対応する１つの出力部に関連付けられ、内部端子は出力部対の２つの出力部に関連付けられてもよい。
【００２４】
２００Ｖ〜６９０Ｖ、好ましくは４００Ｖの３相ＡＣ電圧が、電力幹線からまたは変圧器から、２つの外部端子間で、中間周波数供給モジュールの入力部に供給されてもよい。
【００２５】
モジュール式給電装置は、複数の同一または類似の中間周波数供給モジュールを含んでもよい。通信バスへの接続のために、類似の中間周波数供給モジュールが、少なくとも、他の中間周波数供給モジュールと同一のインタフェースと、幹線接続部とを有する。中間周波数モジュールの数は、基本給電モジュールの数に対応してもよい。
【００２６】
有利には、本発明に従うモジュール式給電装置において、制御モジュール、基本給電モジュール、および場合によっては各中間周波数供給モジュールは、対応する制御キャビネットにそれぞれ配置される。各中間電圧供給モジュールは、基本給電モジュールとともに制御キャビネットに配置されてもよい。有利には、各制御キャビネットは幹線接続部を含む。各モジュールは、補助給電装置への接続部を有してもよい。各制御キャビネットは、表示ユニット、特に表示画面を含んでもよい。
【００２７】
制御モジュールを除いて、各モジュールは、該モジュール内で、たとえば測定変数のための記録器、制御可能なスイッチング素子、たとえばサイリスタの制御端子などに接続される、分散制御ユニットを有してもよい。分散制御ユニットはモジュールのインタフェースを介して通信バスに接続されてもよい。分散制御ユニットは制御モジュールの下流側に配置されてもよい。
【００２８】
本発明に従う給電装置は、好ましくは、エネルギを偶数の負荷に供給するのに適して構成され、したがって偶数の出力部を有する。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に従うモジュール式給電装置の例示の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】本発明に従うモジュール式給電装置を示す概略回路図である。
【図１ｂ】本発明に従うモジュール式給電装置を示す概略回路図である。
【図２】３つの基本給電モジュールを有するモジュール式給電装置を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明に従うモジュール式給電装置であって、変圧器４０、基本給電モジュールＢ、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦの配線接続を示す。制御モジュールおよび通信バスは図示されていない。また、基本給電モジュールＢ、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦ内に配置される制御ライン、測定値記録器および測定値ライン、ならびに通信バスに対する各モジュールＢ，ＭＶ，ＭＦのインタフェースおよびインタフェースドライバ回路も図示されていない。同様に、任意の制御ユニット、および／または制御モジュールの下流側に任意に配置されかつ基本給電モジュールＢ、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦに設けられるドライバまたはトリガ回路もまた図示されていない。
【００３２】
図１に従うモジュール式給電装置の基本給電モジュールＢは、変圧器４０の一次側に接続される幹線接続部を含む。変圧器４０の二次側は、複数の第１タップ４０１〜４０６を含む。各第１タップ４０１〜４０６は、基本給電モジュールＢにおいて、２つの逆並列接続されたサイリスタ１１またはトライアックを介してノード１２と接続される。一方、ノード１２は、基本給電モジュールＢの出力部の第１の端子１３１に接続される。ノード１２は、制御可能なスイッチ１４１を介して接地されてもよい。変圧器４０の二次側の第２タップ４０７は、基本給電モジュールＢの出力部の端子１３２に接続され、制御可能なスイッチ１４２を介して接地されてもよい。
【００３３】
可能性のある最も大きな電圧降下が、変圧器４０の二次側の第１タップ４０１と第２タップ４０７との間で生じる。他の第１タップ４０２〜４０６はこれら２つのタップ４０１，４０７間に配置されるので、これらの第１タップ４０２〜４０６の１つと第２タップ４０７との間の電圧降下は、可能性のある最も大きな電圧降下よりも小さい。どのサイリスタ分岐１１１〜１１６が導通しているかによって、スイッチ１４１が開いている場合に、より高いまたはより低い電圧がノード１２、したがって端子１３１に供給される。第１タップ４０１および第２タップ４０７間の可能性のある最も大きい電圧と、第１タップ４０６および第２タップ４０７間の最も小さい電圧との間の電圧が、サイリスタの点弧角、または位相角を調整することによって連続的に調整可能である。
【００３４】
基本給電モジュールＢは、調整されたまたは基本負荷電力を、端子１３１，１３２間に基本給電モジュールＢに直列に接続されるシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４に供給することを確保する。
【００３５】
シーメンス反応炉の出力電力は、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦによって改善することができる。したがって、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦは、モジュール式スイッチング装置に付加的に設けられてもよい。
【００３６】
基本給電モジュールＢからの電流が供給されるシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４は、低温において、すなわち室温においても、絶縁体である。シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４は、加熱によってだけ導通状態になる。中間電圧供給モジュールＭＶは、蒸着プロセスの初めにシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４を加熱して導通状態にするために使用することができ、基本給電モジュールＢから電流を供給することができる（誘電体加熱）。この目的のために、中間電圧供給モジュールＢの出力部は、基本給電モジュールＢよりも高い電圧を供給する。各シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各出力部に接続される。好ましくは、出力部に供給される中間電圧は、幹線周波数よりも高い周波数、たとえば５ｋＨｚを有する。
【００３７】
図１に示される中間電圧供給モジュールＭＶは、３相幹線電圧からより高い周波数の電圧を生成するために使用することができる合計３つの変換器２０を有する。この電圧は、その後、変圧器２１によって、たとえば最大１２ｋＶまでのより高い電圧に上方変換される。幹線電圧よりも高い周波数を有するこの中間電圧は、その後、中間電圧供給モジュールＭＶの出力部に供給される。各シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各出力部に接続される。
【００３８】
中間電圧供給モジュールＭＶの出力部２３は、相互に結合される。この理由のために、５つの端子２３１〜２３５だけが、図示された４つの出力部のために設けられる。これら５つの端子のうち、端子２３２，２３３，２３４が、出力部のチェーンの２つのそれぞれ連続する出力部のために使用され、端子２３１，２３５が、出力部のチェーンの始点および終点に設けられる１つの出力部のために使用される。
【００３９】
中間電圧供給モジュールＭＶの出力部における電圧は、出力部のチェーン全体にわたる電圧降下が０Ｖとなるように設定される。したがって、中間電圧供給モジュールＭＶの動作中、端子２３１，２３５間の電圧降下がない。これらの端子２３１，２３５はシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４の直列接続の端部に設けられ、またこの直列接続が基本給電モジュールＢの出力部に接続されるので、中間電圧供給モジュールＭＶの動作中、中間電圧供給モジュールＭＶによって生成される基本給電モジュールＢの出力部に存在する電圧はない。
【００４０】
中間電圧供給モジュールＭＶとは異なり、中間周波数供給モジュールＭＦは、基本給電モジュールＢと同時に、シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に電流を供給するために使用される。中間周波数供給モジュールＭＦは、その出力部３４において、幹線電圧または基本給電モジュールＢの出力電圧よりも高い周波数を有する電圧を供給する。
【００４１】
中間周波数供給モジュールＭＦは、２つの３相幹線接続部を有する。これらの幹線接続部のそれぞれは、中間周波数供給モジュールＭＦ内で、対応する周波数変換器に接続される。各周波数変換器は２つのステージ３１，３２を有する。第１ステージ３１は、幹線電圧を対応するＤＣ電圧に変換する。該ＤＣ電圧は、周波数変換器の第２ステージ３２において、より高周波のＡＣ電圧に変換される。これらの高周波ＡＣ電圧は、対応する変圧器３３の一次側に供給される。各変圧器３３の磁束は、２つのコイル３３２を介して二次側を通過する。２つの変圧器３３のそれぞれの二次コイル３３２は同一である。各二次コイル３３２は、中間周波数供給モジュールＭＦの出力部３４と並列に接続される。各シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各出力部３４に接続される。２つの出力部３４のそれぞれは、相互に結合される。これらは同一の変圧器３３から電圧を受ける出力部３４であり、これは、二次コイル３３２の２つのタップが各端子３４１，３４３および３４４，３４６とそれぞれ接続されることを意味する。二次コイル３３２の他方の２つのタップは各ノード３５１，３５２とそれぞれ接続される。ノード３５１，３５２は、端子３４３，３４５に接続される。各変圧器３２の二次コイル３３２は、変圧器の二次コイルの中央に正確に配置される中央タップを有する二次側コイルに置換されてもよい。
【００４２】
各変圧器３２の二次コイル３３２間の電圧降下の大きさは同一である。しかしながら、電圧は逆極性である。なぜなら、各変圧器３２の２つの二次コイル３３２の巻きが逆方向であるからである。一方の変圧器３２に関連付けられた出力部３４を結合することによって、端子３４１，３４３および３４４，３４６間の電圧降下がそれぞれ０になる。端子３４１，３４４が、シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ２，Ｒ３間の電気的導通接続を少なくとも介して、相互に接続されるので、中間周波数供給モジュールＭＦの出力部３４の端子３４１，３４６間の電圧降下もない。したがって、端子３４１，３４６が基本給電モジュールＢの端子１３１，１３２にそれぞれ接続されるけれども、基本給電モジュールＢとの並列動作中、中間周波数供給モジュールＭＦから基本給電モジュールＢへ電流が供給されない。
【００４３】
しかしながら、電流は、基本給電モジュールＢから中間周波数供給モジュールＭＦ内に依然として供給され得る。これは、変圧器３２の二次側のコイルと端子３４１，３４３，３４４，３４６との間に、基本給電モジュールによって供給される低周波電流を濾波する、すなわち遮断するコンデンサ３６を配置することによって防止することができる。結果として、中間周波数供給モジュールＭＦは基本給電モジュールＢから減結合される。
【００４４】
３つの図示されたモジュールＢ，ＭＶ，ＭＦは、相互に独立して動作可能であり、一方のモジュールが他方のモジュールに対して要求しないように構成される。すべてのモジュールは専用の幹線接続部を有する。
【００４５】
図示された給電のための幹線接続部に加えて、補助電流供給部が相互に分離している。インタフェースおよび通信バス（図示せず）を介する図示しない制御モジュールへの接続部もまた、相互に独立している。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、給電装置、特に、制御装置および少なくとも１つの基本給電ユニットを有する、ポリシリコンを製造するための反応炉のための給電装置に関し、制御ユニットは、少なくとも１つの、基本給電ユニットを調整および／または制御するための制御・調整手段を有し、基本給電ユニットは、電気エネルギを供給するための電力幹線と接続するための、少なくとも１つの入力部と、電力幹線からの電気エネルギが、基本給電ユニットを介して供給される負荷群と接続するための少なくとも１つの出力部と、少なくとも間接的に前記入力部と、および少なくとも間接的に前記出力部と接続され、出力部を介して負荷に供給されるべきエネルギを調整するように構成される制御可能なスイッチ、好ましくはサイリスタとを有し、ここで該スイッチは制御ユニットによって制御可能である。
【背景技術】
【０００２】
このタイプの給電装置は、たとえば、独国実用新案第２０２００４０１４８１２号明細書から知られる。該文献には、基本給電ユニットを備える給電装置が開示され、該基本給電ユニットによって、給電装置に直列に接続された負荷に電力を供給することが可能である。該負荷の一部は、中間電圧供給ユニットから中間電圧を並列に供給されることが可能である。制御ユニットについては、該文献には詳細に説明されていない。特に、制御ユニットが、基本給電ユニットの制御可能なスイッチ、または中間電圧供給ユニットにどのように作用するかについては開示されていない。
【０００３】
さらにまた、独国実用新案第２０２００９００３３２５号明細書には、基本給電ユニットと中間電圧供給ユニットとを有する給電装置が記載されているが、そこには基本給電ユニットが詳細に説明されていない。制御ユニットについて該文献では言及されているけれども、詳細には記載されていない。
【０００４】
このタイプの給電装置および他の給電装置のさらなる欠点は、これらは、それぞれ別個に、その要求に合わせて構成されるということである。過去の解決手段についての経験に頼ることができるけれども、それぞれの給電装置は、特定の給電の問題についてのそれぞれの解決手段である。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的は、制御ユニットと基本給電ユニットとを備える簡易な給電装置から出発して、特定の解決手段のために新たな設計を必要とすることなく、柔軟に対応することができる、冒頭のタイプの給電装置に改良を行うことである。
【０００６】
この目的は、制御ユニットが制御モジュールであり、基本給電ユニットが基本給電モジュールであり、制御モジュールが、制御モジュールに電気エネルギを供給するための電力幹線への接続のための入力部を有し、給電装置が通信バスを有し、制御モジュールも基本給電モジュールも、制御モジュールおよび基本給電モジュールを通信バスに接続するように構成されるインタフェースを有する、本発明によって達成される。
【０００７】
本発明に従うモジュール式給電装置は、制御モジュールと基本給電モジュールとを備える装置から柔軟に拡張することが可能である。これらの拡張としては、たとえば、場合によっては後から給電装置に付加されてもよい、さらなる基本給電モジュールがある。付加されるべきモジュールは、インタフェースおよび通信バスを介して制御モジュールに接続されて、制御モジュールによって制御または調整を可能にする。さらに、これらのモジュールは、電力幹線への接続のための専用の入力部を有する。したがって、本発明の給電装置は、容易に拡張可能である。したがって、本発明に従う給電装置は、たとえば、基本給電モジュールの数を電力が供給されるべきシリコン細棒の数に一致させることによって、シーメンス法でポリシリコンを製造する実際の用途に適用可能である。場合によっては、プロセス制御を改良するために、シーメンス法に従って動作するポリシリコン反応炉に電力を供給する給電装置にモジュールを後付けしてもよい。それによって、給電装置の製造業者またはポリシリコン製造業者は、条件の変化、たとえば、原材料、エネルギ、ポリシリコンの価格、または需要の変化に、シーメンス反応炉を有する設備を自由に適合させることができる。
【０００８】
給電装置は、いくつかの二次側タップを有する変圧器を含んでもよく、変圧器の各タップは、１つの入力部に関連付けられてもよい。制御可能なスイッチ群は、このタップを介して、電力幹線から取り出されるべき電気エネルギを調整するための基本給電モジュールの各入力部に関連付けられてもよい。制御可能なスイッチは、たとえばサイリスタであってもよい。制御可能なスイッチ群は、有利には、さらなるスイッチの相互接続なしで、一方でタップと、他方で基本給電モジュールの出力部と接続されてもよい。有利には、上述の制御可能なスイッチ群の他に、タップと出力部との間の電流経路に、さらなるスイッチ、特に安全な切断のための機械的な高電流スイッチは設けられていない。
【０００９】
しかしながら、制御可能なスイッチ群と前記出力部との間にノードが設けられてもよい。ノードはさらなる制御可能なスイッチを介して基準電位に接続されてもよい。このようにして、基本給電モジュールの出力部は接地され、グランドを介して短絡されてもよい。これは、基本給電モジュールの出力部に接続される負荷に他の方法で電気エネルギが供給された場合に望ましい。好ましくは、本発明に従う基本給電モジュールは、制御可能なスイッチ群のうちの１つの制御可能なスイッチまたはさらなる制御可能なスイッチのいずれかが基準電位への接続のために閉じられることを確保するインターロックを有する。このようにして、基本給電モジュールからの、および他の給電源からの基本給電モジュールに接続された負荷への同時給電を防止することができる。
【００１０】
基本給電モジュールの出力部において、負荷に、０Ｖから３０００Ｖまで、好ましくは２５００ＶまでのＡＣ電圧および０Ａから５０００Ａまで、好ましくは４０００Ａまで、特に３０００ＡまでのＡＣ電流が供給されてもよい。たとえば６０００Ｖ〜３３，０００Ｖの中間電圧範囲の３相ＡＣ電圧が変圧器の入力部に印加されてもよい。０Ｖ〜３０００Ｖ、好ましくは２５００Ｖの単相ＡＣ電圧が、基本給電モジュールの入力部に存在していてもよい。
基本給電モジュールは、接地不良を識別するための手段を含んでもよい。
【００１１】
本発明に従うモジュール式給電装置は、複数の同一または類似の基本給電モジュールを含んでもよい。
【００１２】
本発明のモジュール式給電装置は、異なるタイプのモジュールとして、電気エネルギを供給するための電力幹線または変圧器への接続ための少なくとも１つの入力部と、電力幹線から電気エネルギが供給されるように構成される負荷群のうちの１つの対応する負荷への接続のための複数の出力部と、モジュール式給電装置を前記通信バスに接続することができるインタフェースとを有する中間電圧供給モジュールを含んでもよい。
【００１３】
基本給電モジュールは、電力を接続された負荷に供給するように構成される給電装置の出力部において、０Ｖから２０００Ｖまで、好ましくは最大２５００Ｖまで供給することが好ましいけれども、さらにより高い電圧が中間電圧供給モジュールで供給されてもよい。たとえば、中間電圧供給モジュールにおいて、０Ｖから１２，０００Ｖまで、特に８０００ＶまでのＡＣ電圧および０Ａから５０Ａまで、好ましくは２０ＡまでのＡＣ電流が供給されてもよい。
【００１４】
本発明に従う給電装置の中間電圧供給モジュールには、その入力部において、電力幹線または変圧器のタップから４００Ｖの３相ＡＣ電圧が供給され得る。中間電圧供給モジュールは、入力部に供給される電圧を増加させるための少なくとも１つの変換器を含んでいてもよい。対応する変換器は、中間電圧供給モジュールの各出力部に関連付けられてもよい。
【００１５】
少なくとも、前記中間電圧供給モジュールの出力部に接続される負荷に電力が供給される間、前記出力部間の結合電圧は０Ｖであってもよい。２つの対応する端子が中間電圧供給モジュールの出力部に関連付けられてもよく、２つの外部端子を除いて、すべての他の内部端子が２つの出力部に関連付けられる。中間電圧供給モジュールの外部端子は、基本給電モジュールの出力部の各端子にそれぞれ接続される。次いで、中間電圧供給モジュールから基本給電モジュールの出力部への電流の流れを可能にすることなく、複数の負荷が基本給電モジュールの出力部に直列に接続されてもよい。
【００１６】
モジュール式給電装置は、複数の同一のまたは類似の中間電圧供給モジュールを含んでもよい。
【００１７】
本明細書との関連においても同様に、中間電圧モジュールは異なっていてもよいが、少なくとも通信バスへのインタフェースは同一であり、各中間電圧供給モジュールは送電系統への専用の接続部を有していることを意味する。
【００１８】
好ましくは、中間電圧供給モジュールの数は、基本給電モジュールの数に対応する。中間電圧供給モジュールおよび基本給電モジュールは、それぞれ、対応する負荷群に対で関連付けられてもよい。
【００１９】
本発明のモジュール式給電装置は、電気エネルギを供給するための電力幹線または変圧器との接続のための少なくとも１つの入力部と、電力幹線からの電気エネルギが供給されるべき負荷群のうちの対応する負荷への接続のための複数の出力部とを含み、モジュール式給電装置を通信バスに接続するインタフェースを含む中間周波数供給モジュールを含んでもよい。
【００２０】
２ｋＨｚ〜２５０ｋＨｚ、好ましくは２０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの周波数で、０Ｖ〜１００Ｖ、好ましくは５０ＶのＡＣ電圧、および０Ａ〜１５００ＡのＡＣ電流が、中間周波数供給モジュールの出力部に供給されてもよい。
【００２１】
モジュール式給電装置の中間周波数供給モジュールは、電力幹線からの、入力部に供給される電圧の周波数を変化させる、特に増加させるための１または複数の周波数変換器を含んでもよい。
【００２２】
中間周波数供給モジュールの対応する出力部が、周波数変換器の各出力部に関連付けられてもよい。少なくとも、中間周波数供給モジュールの出力部に接続される負荷に電力が供給されるとき、中間周波数供給モジュールの出力部対間の結合電圧は０Ｖであってもよい。
【００２３】
２つの端子のそれぞれが、中間周波数供給モジュールの各出力部に関連付けられ、各出力部対は２つの外部端子と１つの内部端子とを有し、外部端子は、出力部対の２つの出力部のうちの対応する１つの出力部に関連付けられ、内部端子は出力部対の２つの出力部に関連付けられてもよい。
【００２４】
２００Ｖ〜６９０Ｖ、好ましくは４００Ｖの３相ＡＣ電圧が、電力幹線からまたは変圧器から、２つの外部端子間で、中間周波数供給モジュールの入力部に供給されてもよい。
【００２５】
モジュール式給電装置は、複数の同一または類似の中間周波数供給モジュールを含んでもよい。通信バスへの接続のために、類似の中間周波数供給モジュールが、少なくとも、他の中間周波数供給モジュールと同一のインタフェースと、幹線接続部とを有する。中間周波数モジュールの数は、基本給電モジュールの数に対応してもよい。
【００２６】
有利には、本発明に従うモジュール式給電装置において、制御モジュール、基本給電モジュール、および場合によっては各中間周波数供給モジュールは、対応する制御キャビネットにそれぞれ配置される。各中間電圧供給モジュールは、基本給電モジュールとともに制御キャビネットに配置されてもよい。有利には、各制御キャビネットは幹線接続部を含む。各モジュールは、補助給電装置への接続部を有してもよい。各制御キャビネットは、表示ユニット、特に表示画面を含んでもよい。
【００２７】
制御モジュールを除いて、各モジュールは、該モジュール内で、たとえば測定変数のための記録器、制御可能なスイッチング素子、たとえばサイリスタの制御端子などに接続される、分散制御ユニットを有してもよい。分散制御ユニットはモジュールのインタフェースを介して通信バスに接続されてもよい。分散制御ユニットは制御モジュールの下流側に配置されてもよい。
【００２８】
本発明に従う給電装置は、好ましくは、エネルギを偶数の負荷に供給するのに適して構成され、したがって偶数の出力部を有する。
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明に従うモジュール式給電装置の例示の実施形態を説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１ａ】本発明に従うモジュール式給電装置を示す概略回路図である。
【図１ｂ】本発明に従うモジュール式給電装置を示す概略回路図である。
【図２】３つの基本給電モジュールを有するモジュール式給電装置を示す概略回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、本発明に従うモジュール式給電装置であって、変圧器４０、基本給電モジュールＢ、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦの配線接続を示す。制御モジュールおよび通信バスは図示されていない。また、基本給電モジュールＢ、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦ内に配置される制御ライン、測定値記録器および測定値ライン、ならびに通信バスに対する各モジュールＢ，ＭＶ，ＭＦのインタフェースおよびインタフェースドライバ回路も図示されていない。同様に、任意の制御ユニット、および／または制御モジュールの下流側に任意に配置されかつ基本給電モジュールＢ、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦに設けられるドライバまたはトリガ回路もまた図示されていない。
【００３２】
図１に従うモジュール式給電装置の基本給電モジュールＢは、変圧器４０の一次側に接続される幹線接続部を含む。変圧器４０の二次側は、複数の第１タップ４０１〜４０６を含む。各第１タップ４０１〜４０６は、基本給電モジュールＢにおいて、２つの逆並列接続されたサイリスタ１１またはトライアックを介してノード１２と接続される。一方、ノード１２は、基本給電モジュールＢの出力部の第１の端子１３１に接続される。ノード１２は、制御可能なスイッチ１４１を介して接地されてもよい。変圧器４０の二次側の第２タップ４０７は、基本給電モジュールＢの出力部の端子１３２に接続され、制御可能なスイッチ１４２を介して接地されてもよい。
【００３３】
可能性のある最も大きな電圧降下が、変圧器４０の二次側の第１タップ４０１と第２タップ４０７との間で生じる。他の第１タップ４０２〜４０６はこれら２つのタップ４０１，４０７間に配置されるので、これらの第１タップ４０２〜４０６の１つと第２タップ４０７との間の電圧降下は、可能性のある最も大きな電圧降下よりも小さい。どのサイリスタ分岐１１１〜１１６が導通しているかによって、スイッチ１４１が開いている場合に、より高いまたはより低い電圧がノード１２、したがって端子１３１に供給される。第１タップ４０１および第２タップ４０７間の可能性のある最も大きい電圧と、第１タップ４０６および第２タップ４０７間の最も小さい電圧との間の電圧が、サイリスタの点弧角、または位相角を調整することによって連続的に調整可能である。
【００３４】
基本給電モジュールＢは、調整されたまたは基本負荷電力を、端子１３１，１３２間に基本給電モジュールＢに直列に接続されるシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４に供給することを確保する。
【００３５】
シーメンス反応炉の出力電力は、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦによって改善することができる。したがって、中間電圧供給モジュールＭＶおよび中間周波数供給モジュールＭＦは、モジュール式スイッチング装置に付加的に設けられてもよい。
【００３６】
基本給電モジュールＢからの電流が供給されるシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４は、低温において、すなわち室温においても、絶縁体である。シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４は、加熱によってだけ導通状態になる。中間電圧供給モジュールＭＶは、蒸着プロセスの初めにシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４を加熱して導通状態にするために使用することができ、基本給電モジュールＢから電流を供給することができる（誘電体加熱）。この目的のために、中間電圧供給モジュールＢの出力部は、基本給電モジュールＢよりも高い電圧を供給する。各シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各出力部に接続される。好ましくは、出力部に供給される中間電圧は、幹線周波数よりも高い周波数、たとえば５ｋＨｚを有する。
【００３７】
図１に示される中間電圧供給モジュールＭＶは、３相幹線電圧からより高い周波数の電圧を生成するために使用することができる合計３つの変換器２０を有する。この電圧は、その後、変圧器２１によって、たとえば最大１２ｋＶまでのより高い電圧に上方変換される。幹線電圧よりも高い周波数を有するこの中間電圧は、その後、中間電圧供給モジュールＭＶの出力部に供給される。各シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各出力部に接続される。
【００３８】
中間電圧供給モジュールＭＶの出力部２３は、相互に結合される。この理由のために、５つの端子２３１〜２３５だけが、図示された４つの出力部のために設けられる。これら５つの端子のうち、端子２３２，２３３，２３４が、出力部のチェーンの２つのそれぞれ連続する出力部のために使用され、端子２３１，２３５が、出力部のチェーンの始点および終点に設けられる１つの出力部のために使用される。
【００３９】
中間電圧供給モジュールＭＶの出力部における電圧は、出力部のチェーン全体にわたる電圧降下が０Ｖとなるように設定される。したがって、中間電圧供給モジュールＭＶの動作中、端子２３１，２３５間の電圧降下がない。これらの端子２３１，２３５はシリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１〜Ｒ４の直列接続の端部に設けられ、またこの直列接続が基本給電モジュールＢの出力部に接続されるので、中間電圧供給モジュールＭＶの動作中、中間電圧供給モジュールＭＶによって生成される基本給電モジュールＢの出力部に存在する電圧はない。
【００４０】
中間電圧供給モジュールＭＶとは異なり、中間周波数供給モジュールＭＦは、基本給電モジュールＢと同時に、シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４に電流を供給するために使用される。中間周波数供給モジュールＭＦは、その出力部３４において、幹線電圧または基本給電モジュールＢの出力電圧よりも高い周波数を有する電圧を供給する。
【００４１】
中間周波数供給モジュールＭＦは、２つの３相幹線接続部を有する。これらの幹線接続部のそれぞれは、中間周波数供給モジュールＭＦ内で、対応する周波数変換器に接続される。各周波数変換器は２つのステージ３１，３２を有する。第１ステージ３１は、幹線電圧を対応するＤＣ電圧に変換する。該ＤＣ電圧は、周波数変換器の第２ステージ３２において、より高周波のＡＣ電圧に変換される。これらの高周波ＡＣ電圧は、対応する変圧器３３の一次側に供給される。各変圧器３３の磁束は、２つのコイル３３２を介して二次側を通過する。２つの変圧器３３のそれぞれの二次コイル３３２は同一である。各二次コイル３３２は、中間周波数供給モジュールＭＦの出力部３４と並列に接続される。各シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ１，Ｒ２，Ｒ３，Ｒ４は、各出力部３４に接続される。２つの出力部３４のそれぞれは、相互に結合される。これらは同一の変圧器３３から電圧を受ける出力部３４であり、これは、二次コイル３３２の２つのタップが各端子３４１，３４３および３４４，３４６とそれぞれ接続されることを意味する。二次コイル３３２の他方の２つのタップは各ノード３５１，３５２とそれぞれ接続される。ノード３５１，３５２は、端子３４３，３４５に接続される。各変圧器３２の二次コイル３３２は、変圧器の二次コイルの中央に正確に配置される中央タップを有する二次側コイルに置換されてもよい。
【００４２】
各変圧器３２の二次コイル３３２間の電圧降下の大きさは同一である。しかしながら、電圧は逆極性である。なぜなら、各変圧器３２の２つの二次コイル３３２の巻きが逆方向であるからである。一方の変圧器３２に関連付けられた出力部３４を結合することによって、端子３４１，３４３および３４４，３４６間の電圧降下がそれぞれ０になる。端子３４１，３４４が、シリコン棒またはシリコン細棒Ｒ２，Ｒ３間の電気的導通接続を少なくとも介して、相互に接続されるので、中間周波数供給モジュールＭＦの出力部３４の端子３４１，３４６間の電圧降下もない。したがって、端子３４１，３４６が基本給電モジュールＢの端子１３１，１３２にそれぞれ接続されるけれども、基本給電モジュールＢとの並列動作中、中間周波数供給モジュールＭＦから基本給電モジュールＢへ電流が供給されない。
【００４３】
しかしながら、電流は、基本給電モジュールＢから中間周波数供給モジュールＭＦ内に依然として供給され得る。これは、変圧器３２の二次側のコイルと端子３４１，３４３，３４４，３４６との間に、基本給電モジュールによって供給される低周波電流を濾波する、すなわち遮断するコンデンサ３６を配置することによって防止することができる。結果として、中間周波数供給モジュールＭＦは基本給電モジュールＢから減結合される。
【００４４】
３つの図示されたモジュールＢ，ＭＶ，ＭＦは、相互に独立して動作可能であり、一方のモジュールが他方のモジュールに対して要求しないように構成される。すべてのモジュールは専用の幹線接続部を有する。
【００４５】
図示された給電のための幹線接続部に加えて、補助電流供給部が相互に分離している。インタフェースおよび通信バス（図示せず）を介する図示しない制御モジュールへの接続部もまた、相互に独立している。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリシリコン製造のための反応炉用給電装置であって、
給電装置が、中央制御ユニットと少なくとも１つの基本給電ユニットとを含み、
前記制御ユニットが、前記基本給電ユニットを制御および／または調整するための少なくとも１つの制御器を含み、
前記基本給電ユニットが、
前記基本給電モジュールに電気エネルギを供給するための少なくとも１つの入力部と、
電力幹線からの電気エネルギを、前記基本給電ユニットを介して供給可能な負荷群に接続するための少なくとも１つの出力部と、
複数の制御可能なスイッチであって、少なくとも間接的に入力部と、および少なくとも間接的に出力部と接続され、前記出力部を介して前記負荷に供給されるべき前記エネルギを調整するように構成される、複数の制御可能なスイッチとを含み、
前記スイッチは前記制御ユニットによって制御可能であり、
前記制御ユニットは制御モジュールであり、基本給電ユニットは基本給電モジュールであり、
前記制御モジュールは、制御モジュールに電気エネルギを供給するための電力幹線への接続のための入力部を含み、
給電装置は通信バスを含み、
前記制御モジュールも前記基本給電モジュールも、該制御モジュールと該基本給電モジュールとを前記通信バスに接続するように構成されたインタフェースを含むことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
複数の二次側タップを有する変圧器を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項３】
前記変圧器の各タップは、前記基本給電モジュールの対応する入力部に関連付けられ、制御可能なスイッチ群は、前記基本給電モジュールの入力部であって、この入力部を介して受けるべき前記電気エネルギを調整するための前記基本給電モジュールの入力部にそれぞれ関連付けられることを特徴とする請求項２に記載のモジュール式給電装置。
【請求項４】
前記制御可能なスイッチ群は、さらなるスイッチの相互接続なしで、前記基本給電モジュールの入力部および出力部に接続されることを特徴とする請求項３に記載のモジュール式給電装置。
【請求項５】
前記制御可能なスイッチ群と前記出力部との間にノードが設けられ、該ノードはさらなる制御可能なスイッチを介して基準電位に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式給電装置。
【請求項６】
複数の同一または類似の基本給電モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項７】
中間電圧供給モジュールであって、電気エネルギを供給する電力幹線への接続または変圧された入力部を接続するための少なくとも１つの入力部と、前記負荷群から、前記電力幹線から取り出される電気エネルギが前記変圧器を介して供給されてもよい１つの対応する負荷への接続のための複数の出力部と、前記モジュール式給電装置を前記通信バスに接続するインタフェースとを含む中間電圧供給モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項８】
前記中間電圧供給モジュールは、前記入力部に印加されるべき電圧を増加させるための少なくとも１つ変換器を含むことを特徴とする請求項６に記載のモジュール式給電装置。
【請求項９】
対応する変換器が前記中間電圧供給モジュールの各出力に関連付けられることを特徴とする請求項７に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１０】
少なくとも、前記中間電圧供給モジュールの出力部に接続される負荷に電力が供給されるとき、前記出力部間の結合電圧は約０Ｖであることを特徴とする請求項６に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１１】
中間周波数供給モジュールであって、電気エネルギを供給するための電力幹線への接続のための少なくとも１つの入力部と、前記負荷群から、前記電力幹線から受ける電気エネルギが供給可能である１つの対応する負荷への接続のための複数の出力部と、前記モジュール式給電装置を前記通信バスに接続するインタフェースとを含む中間周波数供給モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１２】
前記中間周波数供給モジュールは、前記入力部に印加される前記電力幹線の電圧の周波数を増加させるための１または複数の周波数変換器を含むことを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１３】
前記周波数変換器の１つの対応する出力部が、各出力部に関連付けられることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１４】
少なくとも、前記中間周波数供給モジュールの出力部に接続される負荷に電気エネルギが供給されるとき、前記中間周波数供給モジュールの１対の出力部間の結合電圧は約０Ｖであることを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１５】
２つの対応する端子が前記中間周波数供給モジュールの各出力部に関連付けられ、各出力部対は２つの外部端子と１つの内部端子とを有し、前記外部端子は、前記１対の出力部の２つの出力部のうちの対応する１つの出力部に関連付けられ、前記内部端子は前記１対の出力部の２つの出力部に関連付けられることを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１６】
２００Ｖ〜６００Ｖの３相ＡＣ電圧が、たとえば変圧器から、前記中間周波数供給モジュールの入力部に供給されていることを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１７】
複数の同一または類似の中間周波数供給モジュールを含むことを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１８】
前記中間周波数供給モジュールの数は、基本給電モジュールの数に対応することを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１９】
複数の制御キャビネットを含み、前記制御モジュール、各基本給電モジュールおよび場合によっては各中間周波数供給モジュールは、対応する制御キャビネットに配置されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２０】
基本給電モジュールとともに各中間電圧供給モジュールは、制御キャビネットに配置されることを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２１】
各制御キャビネットは前記電力幹線への接続部を含むことを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２２】
各モジュールは、補助給電装置への接続部を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２３】
各制御キャビネットは、表示ユニット、特に表示画面を有することを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２４】
前記さらなるスイッチが接触器などの機械的スイッチであることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２５】
前記中間電圧供給モジュールは、前記入力部に印加されるべき電圧を増加させるための少なくとも１つの変換器を含むことを特徴とする請求項７に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２６】
前記３相ＡＣ電圧は、約４００Ｖであることを特徴とする請求項１６に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２７】
各制御キャビネットは、前記電力幹線への接続部を含むことを特徴とする請求項２０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２８】
前記制御可能なスイッチは、サイリスタであることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１】
ポリシリコン製造のための反応炉用給電装置であって、
給電装置が、中央制御ユニットと少なくとも１つの基本給電ユニットとを含み、
前記制御ユニットが、前記基本給電ユニットを制御および／または調整するための少なくとも１つの制御器を含み、
前記基本給電ユニットが、
前記基本給電モジュールに電気エネルギを供給するための少なくとも１つの入力部と、
電力幹線からの電気エネルギを、前記基本給電ユニットを介して供給可能な負荷群に接続するための少なくとも１つの出力部と、
複数の制御可能なスイッチであって、少なくとも間接的に入力部と、および少なくとも間接的に出力部と接続され、前記出力部を介して前記負荷に供給されるべき前記エネルギを調整するように構成される、複数の制御可能なスイッチとを含み、
前記スイッチは前記制御ユニットによって制御可能であり、
前記制御ユニットは制御モジュールであり、基本給電ユニットは基本給電モジュールであり、
前記制御モジュールは、制御モジュールに電気エネルギを供給するための電力幹線への接続のための入力部を含み、
給電装置は通信バスを含み、
前記制御モジュールも前記基本給電モジュールも、該制御モジュールと該基本給電モジュールとを前記通信バスに接続するように構成されたインタフェースを含むことを特徴とする給電装置。
【請求項２】
複数の二次側タップを有する変圧器を含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項３】
前記変圧器の各タップは、前記基本給電モジュールの対応する入力部に関連付けられ、制御可能なスイッチ群は、前記基本給電モジュールの入力部であって、この入力部を介して受けるべき前記電気エネルギを調整するための前記基本給電モジュールの入力部にそれぞれ関連付けられることを特徴とする請求項２に記載のモジュール式給電装置。
【請求項４】
前記制御可能なスイッチ群は、さらなるスイッチの相互接続なしで、前記基本給電モジュールの入力部および出力部に接続されることを特徴とする請求項３に記載のモジュール式給電装置。
【請求項５】
前記制御可能なスイッチ群と前記出力部との間にノードが設けられ、該ノードはさらなる制御可能なスイッチを介して基準電位に接続可能であることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式給電装置。
【請求項６】
複数の同一または類似の基本給電モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項７】
中間電圧供給モジュールであって、電気エネルギを供給する電力幹線への接続または変圧された入力部を接続するための少なくとも１つの入力部と、前記負荷群から、前記電力幹線から取り出される電気エネルギが前記変圧器を介して供給されてもよい１つの対応する負荷への接続のための複数の出力部と、前記モジュール式給電装置を前記通信バスに接続するインタフェースとを含む中間電圧供給モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項８】
前記中間電圧供給モジュールは、前記入力部に印加されるべき電圧を増加させるための少なくとも１つ変換器を含むことを特徴とする請求項６に記載のモジュール式給電装置。
【請求項９】
対応する変換器が前記中間電圧供給モジュールの各出力に関連付けられることを特徴とする請求項７に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１０】
少なくとも、前記中間電圧供給モジュールの出力部に接続される負荷に電力が供給されるとき、前記出力部間の結合電圧は約０Ｖであることを特徴とする請求項６に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１１】
中間周波数供給モジュールであって、電気エネルギを供給するための電力幹線への接続のための少なくとも１つの入力部と、前記負荷群から、前記電力幹線から受ける電気エネルギが供給可能である１つの対応する負荷への接続のための複数の出力部と、前記モジュール式給電装置を前記通信バスに接続するインタフェースとを含む中間周波数供給モジュールを含むことを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１２】
前記中間周波数供給モジュールは、前記入力部に印加される前記電力幹線の電圧の周波数を増加させるための１または複数の周波数変換器を含むことを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１３】
前記周波数変換器の１つの対応する出力部が、各出力部に関連付けられることを特徴とする請求項１１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１４】
少なくとも、前記中間周波数供給モジュールの出力部に接続される負荷に電気エネルギが供給されるとき、前記中間周波数供給モジュールの１対の出力部間の結合電圧は約０Ｖであることを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１５】
２つの対応する端子が前記中間周波数供給モジュールの各出力部に関連付けられ、各出力部対は２つの外部端子と１つの内部端子とを有し、前記外部端子は、前記１対の出力部の２つの出力部のうちの対応する１つの出力部に関連付けられ、前記内部端子は前記１対の出力部の２つの出力部に関連付けられることを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１６】
２００Ｖ〜６００Ｖの３相ＡＣ電圧が、たとえば変圧器から、前記中間周波数供給モジュールの入力部に供給されていることを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１７】
複数の同一または類似の中間周波数供給モジュールを含むことを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１８】
前記中間周波数供給モジュールの数は、基本給電モジュールの数に対応することを特徴とする請求項１０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項１９】
複数の制御キャビネットを含み、前記制御モジュール、各基本給電モジュールおよび場合によっては各中間周波数供給モジュールは、対応する制御キャビネットに配置されることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２０】
基本給電モジュールとともに各中間電圧供給モジュールは、制御キャビネットに配置されることを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２１】
各制御キャビネットは前記電力幹線への接続部を含むことを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２２】
各モジュールは、補助給電装置への接続部を有することを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２３】
各制御キャビネットは、表示ユニット、特に表示画面を有することを特徴とする請求項１９に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２４】
前記さらなるスイッチが接触器などの機械的スイッチであることを特徴とする請求項４に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２５】
前記中間電圧供給モジュールは、前記入力部に印加されるべき電圧を増加させるための少なくとも１つの変換器を含むことを特徴とする請求項７に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２６】
前記３相ＡＣ電圧は、約４００Ｖであることを特徴とする請求項１６に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２７】
各制御キャビネットは、前記電力幹線への接続部を含むことを特徴とする請求項２０に記載のモジュール式給電装置。
【請求項２８】
前記制御可能なスイッチは、サイリスタであることを特徴とする請求項１に記載のモジュール式給電装置。
【図１ａ】
【図１ｂ】
【図２】
【図１ｂ】
【図２】
【公開番号】特開２０１１−１７２４７０（Ｐ２０１１−１７２４７０Ａ）
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２０１１−５３３５（Ｐ２０１１−５３３５）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（５１１０１１８６１）
【氏名又は名称原語表記】ＡＥＧ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｗｅｅｒｅｎｗｅｇ ２９ Ｚｗａｎｅｎｂｕｒｇ Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１日（２０１１．９．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５３３５（Ｐ２０１１−５３３５）
【出願日】平成２３年１月１３日（２０１１．１．１３）
【出願人】（５１１０１１８６１）
【氏名又は名称原語表記】ＡＥＧ Ｐｏｗｅｒ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓ Ｂ．Ｖ．
【住所又は居所原語表記】Ｗｅｅｒｅｎｗｅｇ ２９ Ｚｗａｎｅｎｂｕｒｇ Ｔｈｅ Ｎｅｔｈｅｒｌａｎｄｓ
【Ｆターム（参考）】
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