周波数変換器を備え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
【課題】 より高性能な給電装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部であって、１または複数の負荷を接続するための接続部がそれぞれ２つ設けられた出力部と、を備え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であって、それぞれの出力部を介して、出力部に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される、給電装置に関する。給電装置は、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための、変圧器のない回路を有し、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、ｎは２以上の自然数であり、給電装置はｎ個の出力部を備え、該出力部はラインを形成し、各出力部の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる。
【解決手段】 本発明は、周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部であって、１または複数の負荷を接続するための接続部がそれぞれ２つ設けられた出力部と、を備え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であって、それぞれの出力部を介して、出力部に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される、給電装置に関する。給電装置は、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための、変圧器のない回路を有し、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、ｎは２以上の自然数であり、給電装置はｎ個の出力部を備え、該出力部はラインを形成し、各出力部の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部であって、１または複数の負荷を接続するための接続部がそれぞれ２つ設けられた出力部と、を備え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、その場合、それぞれの出力部を介して、出力部に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、周波数変換器を備え、単相給電網から電気エネルギを供給することが可能である給電装置が知られる。周波数変換器を備える給電装置には、たとえば、シーメンス法に従い真空蒸着によってポリシリコンを製造するためのシリコン反応炉のシリコンバーなどの負荷を接続することが可能である。
【０００３】
特許文献１の図３には、直列に接続された２つの負荷に、周波数変換器を備える給電装置から電気エネルギが供給され、周波数変換器を備える給電装置はそれぞれ単相で構成されてなることが示されている。予め定められた電流では、給電装置間の位相は１８０°である。周波数変換器を備える２つの給電装置によって予め定められた電圧は、したがって、合計において相殺される。
【０００４】
特許文献１の出願日後に公開されるべき、出願番号１０１５０７２８および１１１６４３１６の欧州特許出願には、周波数変換器を備える給電装置が記載され、該給電装置の出力部には、１つの一次側コイルと２つの二次側コイルとを有する変圧器が接続されている。これら２つの二次側コイルは、巻数が同じである。しかしながら、これらの巻きは互いに反対である。したがって、二次側コイルの出力部には、値は同じだが逆の電圧が隣接することになる。これらの二次側コイルは互いに結合され、これらの結合が中性線を形成し、二次側コイルの他方端部が、二相交流システムの外部導体を形成し、該二相交流システムが、接続される負荷に電力を供給する。
【０００５】
負荷は、二相交流システムの外部導体および中性線のそれぞれに接続される。
たとえば特許文献１に記載されるような、相互に結合される、２つの周波数変換器を備える給電装置の利点、欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載の、周波数変換器を備える給電装置の利点は、周波数変換器を備える給電装置を介して負荷に給電することに加えて、他の給電装置にも、給電装置同志が互いに影響し合うこともなく、同時に給電することが可能である点である。これについても特許文献１、ならびに、欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載される、周波数変換器を備える、相互に結合される２つの給電装置の短所は、二相交流システムを実現するために２つの周波数変換器が必要になる点である。欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載の、周波数変換器を備える給電装置の短所は、二相交流システムを実現するために、一次側コイルと２つの互いに反対に巻かれた二次側コイルとを必要とする特別な変圧器が必要になる点である。
【０００７】
さらにまた、非特許文献１からは、変換器、たとえば共振回路変換器、およびＡＣ−ＡＣ変換器、たとえばインターサーキットストレージを備えるＡＣ−ＡＣ変換器またはマトリックスコンバータが知られ、これらは基本的に、多相交流、特に三相交流の提供に適している。この非特許文献１には、ポリシリコン反応炉のために適しており、提供される給電装置における変換器またはＡＣ−ＡＣコンバータの結合について応用技術的記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１００８５１号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Dierk Schroeder，“Leistungselektronische Schaltungen”，ISBN 978-3-540-69300-0
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、冒頭で述べたタイプの給電装置を改善し、より性能を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）であって、１または複数の負荷（３１，３２，３３）を接続するための接続部（Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’）がそれぞれ２つ設けられた出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）と、を備えるポリシリコンを製造するための反応炉（Ｒ）のための給電装置であって、それぞれの出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を介して、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される、給電装置（ＭＦ）おいて、
給電装置（ＭＦ）は、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための、変圧器のない回路を有し、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、ｎは２以上の自然数であり、
給電装置はｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を備え、
該出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）はラインを形成し、ｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の下には、２つの接続部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）であって、同時にそれぞれに、出力部の内の他の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）が配設された接続部が設けられたｎ−２個の出力部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）があり、
各出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる、ことを特徴とする給電装置（ＭＦ）である。
【００１２】
また本発明において、ｎは３以上の自然数であることを特徴とする。
また本発明において、変換のための回路は、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）、特に、中間蓄積回路またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器に包含されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明において、変換のための回路は、インバータ、特に、共振回路インバータに包含されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明において、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータは、周波数変換器を備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明において、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータには、少なくとも変圧器（２）が次いで接続されることを特徴とする。
また本発明において、変圧器（２）は、ｎ相変圧器であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明において、ｎ相変圧器（２）は一次側で多角形に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明において、ｎ相変圧器（２）の二次側コイル（２１２，２２２，２３２）は、給電装置（ＭＦ）の各出力部に対して並列に配設されることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、第１の給電装置（ＶＳＣ）であって、少なくとも単相変圧器（４）、各二次側コイルごとに３つのタップ（４２１，４２２，４２３，４２４）を有する三相変圧器（４）またはｎ相変圧器を有し、各二次側コイル（４２）の１つのタップは、二次側の中性導体と結合され、各二次側コイル（４２）の残りのタップ（４２１，４２２，４２３）は、それぞれパワーレギュレータ（５）を介して二次側の外部導体と結合され、二次側の各外部導体は、外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）と、少なくとも１つの中性導体接続部（Ｎ’’’）を有する中性導体とに結合され、各外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）は、中性導体接続部（Ｎ’’’）の１つと共に、第１の給電装置の出力部を形成し、
１つの給電装置とｎ個の第２の給電装置との間では、第１の給電装置の各出力部が、第２の給電装置または複数の第２の給電装置の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続される、第１の給電装置を備える装置において、
第２の給電装置（ＭＦ）または上述の第２の給電装置（ＭＦ）が設けられ、第１の給電装置（ＶＳＣ）の各出力部は、第２の給電装置（ＭＦ）または複数の第２の給電装置（ＭＦ）の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続されることを特徴とする装置である。
【００１９】
また本発明は、シーメンス法に従って、真空蒸着によってポリシリコンを製造するための、反応容器を備える反応炉であって、反応容器には、シリコンバーまたはシリコン細棒のための保持部材（７）が備えられ、保持部材（７）は回路に電気的に結合される反応炉において、
上述の装置が設けられることを特徴とする反応炉である。
【発明の効果】
【００２０】
この課題は、給電装置が、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための回路を有することによって解決され、その場合、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、この場合ｎは２以上の自然数であり、給電装置はｎ個の出力部を備え、これらの出力部はラインを形成し、ｎ個の出力部の下には、２つの接続部であって、同時にそれぞれに、他の出力部が配設された接続部が設けられたｎ−２個の出力部があり、各出力部の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる。
【００２１】
好ましくは、給電装置の入力電流は、少なくとも３相を有する多相交流に変換するための回路によって変換される。
【００２２】
通常、三相交流システムまたは単相交流システムから取り出される入力電流が分配されることによって、ｎ相交流システムに、周波数変換器を備える十分な性能の給電装置を構築することが可能になる。このことが、発明に従った給電装置によって、特許文献１から知られる給電装置と比較して、多くの数の負荷に給電することを可能にし、同時に回路要素の削減も実現する。発明に従った給電装置は、さらなる利点として、より高い性能を達成することができる。
【００２３】
入力電流をｎ相の多相交流に変換するための回路は、好ましくは、サイリスタ、トライアック、ＩＧＢＴ絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、特に、逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ−ＩＧＢＴ）または逆阻止ＩＧＢＴ（ＲＢ−ＩＧＢＴ）などの電子的構成要素を備えるＡＣ−ＡＣ変換器１、特に、中間蓄積回路またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器に包含されることが可能である。変換のための回路は、好ましくは、サイリスタ、トライアック、ＩＧＢＴなどの電子的構成要素を備える変換器、特に、共振回路変換器を有してもよい。ＡＣ−ＡＣ変換器または変換器は、好ましくは、ｎ相の多相交流を生じさせることに適している。したがって、欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載される給電装置とは反対に、入力電流をｎ相の多相交流に変圧器なしで変換することが可能となる。
【００２４】
かかる変換するための回路は、ＡＣ−ＡＣ変換器、特に、中間蓄積回路、またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器が備えることが可能である。中間蓄積回路を備えるＡＣ−ＡＣ変換器の場合、中間蓄積回路としてコンデンサを備えるＡＣ−ＡＣ変換器を利用することが可能である。マトリックスコンバータとしては、ダイレクトマトリックスコンバータ（たとえば、従来型のマトリックスコンバータ（ＣＭＣ），完全なブリッジ回路におけるマトリックスコンバータ）およびインダイレクトマトリックスコンバータ（たとえば、中間回路コンデンサを有さないＡＣ／ＤＣ−ＤＣ／ＡＣコンバータ，従来型インダイレクトマトリックスコンバータ（ＩＭＣ），スパースマトリックスコンバータ（ＳＭＣ，ＶＳＭＣ，ＵＳＭＣ），３点マトリックスコンバータ）を利用可能である。
【００２５】
しかしながら、パワーエレクトロニクス半導体素子による変換は、回転機械による変換であるほどには有利ではない。
【００２６】
かかる変換回路を、インバータ、特に共振回路インバータに包含されることは可能である。
【００２７】
好ましくは、ＡＣ−ＡＣ変換器またはインバータが、周波数変換器を有することである。ｎ相の多相交流に入力電流を変換すること、および周波数を、５０〜６０Ｈｚから、たとえば０．３〜３００ＭＨｚまで、好ましくは、２０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚまで上げることが、この回路によって可能になる。
【００２８】
ＡＣ−ＡＣ変換器またはインバータには、給電装置の出力部における電圧を給電プロセスにとって必要な量に上げるために、続いて、少なくとも、変圧器が接続することが可能である。変圧器は、好ましくは、ｎ相変圧器である。
【００２９】
このｎ相変圧器は、一次側で多角形接続することも可能である。ｎ相変圧器の二次側コイルは、好ましくは、給電装置の各出力部に対して並列に配設される。
【００３０】
発明に従った給電装置によって、第１の給電装置と、発明に従った給電装置とからなる発明に従った装置を構成することが可能であり、この場合、発明に従った給電装置は、以下において、第２の給電装置と記載する。かかる装置は、以下を有する：
第１の給電装置。該第１の給電装置は、少なくとも単相交流変圧器、各二次側コイルごとに３つのタップを有する三相交流変圧器またはｎ相変圧器を有し、各二次側コイルの１つのタップは、二次側の中性導体と結合され、各二次側コイルの残りのタップは、それぞれパワーレギュレータを介して二次側の外部導体と結合され、二次側の各外部導体は、外部導体接続部と、少なくとも１つの中性導体接続部を有する中性導体とに結合され、各外部導体接続部は、中性導体接続部の１つと共に、第１の給電装置の出力部を形成し、
１つの給電装置とｎ個の第２の給電装置との間では、第１の給電装置の各出力部が、第２の給電装置または複数の第２の給電装置の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続される。
【００３１】
第１の給電装置は、二次側コイルのタップに接続されたパワーレギュレータを電圧制御において駆動する制御装置を備えてもよく、これについては、たとえば、AEG Power
Solutions GmbHのいくつかの特許出願明細書にすでに記載している。
【００３２】
このような装置は、シーメンス法に従って、真空蒸着によってポリシリコンを製造するための、反応容器を備える反応炉であって、反応容器には、シリコンバーまたはシリコン細棒のための保持部材が備えられ、保持部材は、回路に電気的に結合された反応炉において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】単相交流システムから電気エネルギが供給される、発明に従った装置を示している。
【図２】三相交流システムから電気エネルギが供給される、発明に従った装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に従った装置および給電装置の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１に示す、発明に従った装置は、第１の給電装置ＶＳＣと第２の給電装置ＭＦとを備え、これらの給電装置は、これら装置に接続される負荷に電気エネルギを給電するために共同で設けられているものである。負荷は、シーメンス法に従った蒸着によってポリシリコンを製造するための反応炉内に配設されるシリコンバー３である。
【００３６】
反応炉の反応炉容器には、保持部材７が配設され、該保持部材がシリコンバー３を一方側で保持し、他方側では、シリコンバー３と反応炉の電気的接続部との間の電気接点を形成している。
【００３７】
第１の給電装置ＶＳＣは、入力部を備え、該入力部は、単相交流システムの外部導体Ｌ１と中性導体Ｎに接続されている。第１の給電装置ＶＳＣは、単相交流変圧器４を備え、該単相交流変圧器４の一次側コイル４１は、第１の給電装置ＶＳＣの入力部と結合されている。変圧器４の二次側コイル４２は、４つのタップ４２１，４２２，４２３，４２４を備え、それらの内の３つのタップ４２１，４２２，４２３は、パワーレギュレータ５１，５２，５３を介して、第１の給電装置の出力部の外部導体接続部Ｌ１’’’と結合されている。それに対して、第４のタップ４２４は、第１の給電装置ＶＳＣの出力部の中性導体出力部Ｎ’’’と結合されている。第４のタップ４２４は二次側コイル４２の端部にある。
【００３８】
パワーレギュレータ５１，５２，５３は、サイリスタパワーレギュレータであり、これらは、２つの逆並列に接続されたサイリスタによって形成される。パワーレギュレータ５１，５２，５３は電圧シーケンス制御で駆動される。
【００３９】
電圧シーケンス制御は、制御部９によって実現され、該制御部９は、パワーレギュレータ５１，５２，５３のサイリスタ、さらにまた制御されるべき構成要素、および／または電流、電圧その他を検出するセンサに結合されるが、これについてはより詳細な説明は記載していない。
【００４０】
第２の給電装置ＭＦも同様に入力部を備え、該入力部は、第１の給電装置ＶＳＣと同じ単相交流システムの外部導体Ｌ１と中性導体Ｎに接続される。この第２の給電装置ＭＦは、ＡＣ−ＡＣ変換器１を備え、該ＡＣ−ＡＣ変換器は、第２の給電装置ＭＦの入力部に接続される。
【００４１】
このＡＣ−ＡＣ変換器１は、マトリックスコンバータであって、これによって、５０〜６０Ｈｚの周波数を有するＡＣ−ＡＣ変換器１の入力部における単相交流が、２０〜２００ＭＨｚの周波数を有する三相交流に変換される。したがって、ＡＣ−ＡＣ変換器１は、入力電流を三相交流に変換するための回路と周波数変換器である。ＡＣ−ＡＣ変換器１の出力部では、３つの外部導体Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’を介して三相交流を自由に使用することができる。
【００４２】
ＡＣ−ＡＣ変換器１の出力部は三相交流変圧器２と結合され、該三相交流変圧器２の一次側コイル２１１，２１２，２１３は三角形に接続される。二次側コイル２１２，２２２，２３２は、接続部Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’と結合され、接続部Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’は、第２の給電装置ＭＦの出力部対を形成する。これらの出力部にはシリコンバー３が接続され、この場合、第１のシリコンバー３１が接続部Ｈ’’，Ｌ１’’と結合され、接続部Ｈ’’，Ｌ１’’は第１の出力部を形成し、第２のシリコンバー３２は接続部Ｌ１’’，Ｌ２’’と結合され、接続部Ｌ１’’，Ｌ２’’は、第２の出力部を形成し、第３のシリコンバー３３は接続部Ｌ２’’，Ｌ３’’と結合され、接続部Ｌ２’’，Ｌ３’’は、第２の給電装置ＭＦの第３の出力部を形成する。これら３つの出力部は１つのラインを形成する。外部導体間には１２０°の位相角があるがゆえに、接続部Ｈ’’と接続部Ｌ３’’との間では、対称的負荷の場合、シリコンバー３１，３２，３３を通じて電圧の低下はないように調整される。
【００４３】
ＡＣ−ＡＣ変換器１は、制御部８によって制御されるが、これについての詳細は述べない。
【００４４】
第１の給電装置の出力部Ｌ１’’’，Ｎ’’’に並列に、第２の給電装置の出力部Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’のラインが接続される。
【００４５】
要するに、接続部Ｈ’’とＬ３’’とを、第２の給電装置ＭＦに影響を与えることなく結合することが可能である。二次側コイル２１２，２２２，２３２は、三角形に接続されるであろう。しかしながら、第１の給電装置の出力部を形成する、第１の給電装置ＶＳＣの外部導体接続部Ｌ１’’’と中性導体接続部Ｎ’’’を短絡させるので、これら２つの接続部Ｈ’’，Ｌ３’’の間の結合はされない。これはしかしながら望ましいことではない。
【００４６】
第２の給電装置ＭＦの接続部Ｈ’’，Ｌ３’’間において電圧の低下はなく、したがって、第１の給電装置ＶＳＣの出力部の接続部Ｌ１’’’，Ｎ’’’間においても第２の給電装置ＭＦによって提供される電圧は低下せず、第２の給電装置ＭＦは、対称負荷によって、シリコンバー３１，３２，３３を通じて、第１の給電装置ＶＳＣに電流を流すことができない。
【００４７】
第１の給電装置ＶＳＣが第２の給電装置ＭＦに逆行することを防止するために、第２の給電装置ＭＦの出力部に、第１の給電装置ＶＳＣの出力電圧が通過することができないハイパスフィルタを組み込んでもよい。
【００４８】
図１に示した装置、特に第２の給電装置ＭＦは、複数の出力部への複数のシリコンバーの接続を可能にするために、拡張していくことができない。このためには、三相交流システムのための出力部を有するＡＣ−ＡＣ変換器の代わりに、三相以上の、たとえば、四相、五相、または六相の多相交流システムのための出力部を適用することが可能であるＡＣ−ＡＣ変換器を利用することが可能である。
【００４９】
図１に示された装置は、図２に示した方法においても拡張することが可能である。この拡張は、一つには、第２の給電装置ＭＦの３倍、および三相交流システムに対する給電装置ＶＳＣの拡張に該当し、単相交流変圧器は三相交流変圧器４’で代用され、その二次側コイルには、パワーレギュレータ５が、図１に従った装置によって知られる方法で接続され、シリコンバー３と結合される。第１の給電装置ＶＳＣの各出力部には、図１に従った装置によって知られるように、第２の給電装置ＭＦが配設される。
【００５０】
図２に示す装置も拡張可能であって、たとえば、第１の給電装置ＶＣにおいて、三相以上の交流用変圧器が利用される、および／または第２の給電装置ＭＦにおいてＡＣ−ＡＣ変換器１が、第２の給電装置の入力電流を三相交流に変換するために利用される。
【符号の説明】
【００５１】
１ ＡＣ−ＡＣ変換器
２ 三相交流変圧器
２１１，２１２，２１３ 一次側コイル
２１２，２２２，２３２ 二次側コイル
３，３１，３２，３３ シリコンバー
４ 単相交流変圧器
４１ 一次側コイル
４２ 二次側コイル
４２１，４２２，４２３，４２４ タップ
４’ 三相交流変圧器
５，５１，５２，５３ パワーレギュレータ
７ 保持部材
８，９ 制御部
ＶＳＣ 第１の給電装置
ＭＦ 第２の給電装置
Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’ 外部導体
Ｎ 中性導体
Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’ 接続部
Ｌ１’’’ 外部導体接続部
Ｎ’’’ 中性導体接続部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部であって、１または複数の負荷を接続するための接続部がそれぞれ２つ設けられた出力部と、を備え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、その場合、それぞれの出力部を介して、出力部に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１から、周波数変換器を備え、単相給電網から電気エネルギを供給することが可能である給電装置が知られる。周波数変換器を備える給電装置には、たとえば、シーメンス法に従い真空蒸着によってポリシリコンを製造するためのシリコン反応炉のシリコンバーなどの負荷を接続することが可能である。
【０００３】
特許文献１の図３には、直列に接続された２つの負荷に、周波数変換器を備える給電装置から電気エネルギが供給され、周波数変換器を備える給電装置はそれぞれ単相で構成されてなることが示されている。予め定められた電流では、給電装置間の位相は１８０°である。周波数変換器を備える２つの給電装置によって予め定められた電圧は、したがって、合計において相殺される。
【０００４】
特許文献１の出願日後に公開されるべき、出願番号１０１５０７２８および１１１６４３１６の欧州特許出願には、周波数変換器を備える給電装置が記載され、該給電装置の出力部には、１つの一次側コイルと２つの二次側コイルとを有する変圧器が接続されている。これら２つの二次側コイルは、巻数が同じである。しかしながら、これらの巻きは互いに反対である。したがって、二次側コイルの出力部には、値は同じだが逆の電圧が隣接することになる。これらの二次側コイルは互いに結合され、これらの結合が中性線を形成し、二次側コイルの他方端部が、二相交流システムの外部導体を形成し、該二相交流システムが、接続される負荷に電力を供給する。
【０００５】
負荷は、二相交流システムの外部導体および中性線のそれぞれに接続される。
たとえば特許文献１に記載されるような、相互に結合される、２つの周波数変換器を備える給電装置の利点、欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載の、周波数変換器を備える給電装置の利点は、周波数変換器を備える給電装置を介して負荷に給電することに加えて、他の給電装置にも、給電装置同志が互いに影響し合うこともなく、同時に給電することが可能である点である。これについても特許文献１、ならびに、欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載されている。
【０００６】
特許文献１に記載される、周波数変換器を備える、相互に結合される２つの給電装置の短所は、二相交流システムを実現するために２つの周波数変換器が必要になる点である。欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載の、周波数変換器を備える給電装置の短所は、二相交流システムを実現するために、一次側コイルと２つの互いに反対に巻かれた二次側コイルとを必要とする特別な変圧器が必要になる点である。
【０００７】
さらにまた、非特許文献１からは、変換器、たとえば共振回路変換器、およびＡＣ−ＡＣ変換器、たとえばインターサーキットストレージを備えるＡＣ−ＡＣ変換器またはマトリックスコンバータが知られ、これらは基本的に、多相交流、特に三相交流の提供に適している。この非特許文献１には、ポリシリコン反応炉のために適しており、提供される給電装置における変換器またはＡＣ−ＡＣコンバータの結合について応用技術的記載はない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】欧州特許出願公開第２１００８５１号明細書
【非特許文献】
【０００９】
【非特許文献１】Dierk Schroeder，“Leistungselektronische Schaltungen”，ISBN 978-3-540-69300-0
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、冒頭で述べたタイプの給電装置を改善し、より性能を高めることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）であって、１または複数の負荷（３１，３２，３３）を接続するための接続部（Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’）がそれぞれ２つ設けられた出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）と、を備えるポリシリコンを製造するための反応炉（Ｒ）のための給電装置であって、それぞれの出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を介して、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される、給電装置（ＭＦ）おいて、
給電装置（ＭＦ）は、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための、変圧器のない回路を有し、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、ｎは２以上の自然数であり、
給電装置はｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を備え、
該出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）はラインを形成し、ｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の下には、２つの接続部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）であって、同時にそれぞれに、出力部の内の他の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）が配設された接続部が設けられたｎ−２個の出力部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）があり、
各出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる、ことを特徴とする給電装置（ＭＦ）である。
【００１２】
また本発明において、ｎは３以上の自然数であることを特徴とする。
また本発明において、変換のための回路は、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）、特に、中間蓄積回路またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器に包含されることを特徴とする。
【００１３】
また本発明において、変換のための回路は、インバータ、特に、共振回路インバータに包含されることを特徴とする。
【００１４】
また本発明において、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータは、周波数変換器を備えることを特徴とする。
【００１５】
また本発明において、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータには、少なくとも変圧器（２）が次いで接続されることを特徴とする。
また本発明において、変圧器（２）は、ｎ相変圧器であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明において、ｎ相変圧器（２）は一次側で多角形に接続されていることを特徴とする。
【００１７】
また本発明において、ｎ相変圧器（２）の二次側コイル（２１２，２２２，２３２）は、給電装置（ＭＦ）の各出力部に対して並列に配設されることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、第１の給電装置（ＶＳＣ）であって、少なくとも単相変圧器（４）、各二次側コイルごとに３つのタップ（４２１，４２２，４２３，４２４）を有する三相変圧器（４）またはｎ相変圧器を有し、各二次側コイル（４２）の１つのタップは、二次側の中性導体と結合され、各二次側コイル（４２）の残りのタップ（４２１，４２２，４２３）は、それぞれパワーレギュレータ（５）を介して二次側の外部導体と結合され、二次側の各外部導体は、外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）と、少なくとも１つの中性導体接続部（Ｎ’’’）を有する中性導体とに結合され、各外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）は、中性導体接続部（Ｎ’’’）の１つと共に、第１の給電装置の出力部を形成し、
１つの給電装置とｎ個の第２の給電装置との間では、第１の給電装置の各出力部が、第２の給電装置または複数の第２の給電装置の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続される、第１の給電装置を備える装置において、
第２の給電装置（ＭＦ）または上述の第２の給電装置（ＭＦ）が設けられ、第１の給電装置（ＶＳＣ）の各出力部は、第２の給電装置（ＭＦ）または複数の第２の給電装置（ＭＦ）の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続されることを特徴とする装置である。
【００１９】
また本発明は、シーメンス法に従って、真空蒸着によってポリシリコンを製造するための、反応容器を備える反応炉であって、反応容器には、シリコンバーまたはシリコン細棒のための保持部材（７）が備えられ、保持部材（７）は回路に電気的に結合される反応炉において、
上述の装置が設けられることを特徴とする反応炉である。
【発明の効果】
【００２０】
この課題は、給電装置が、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための回路を有することによって解決され、その場合、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、この場合ｎは２以上の自然数であり、給電装置はｎ個の出力部を備え、これらの出力部はラインを形成し、ｎ個の出力部の下には、２つの接続部であって、同時にそれぞれに、他の出力部が配設された接続部が設けられたｎ−２個の出力部があり、各出力部の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる。
【００２１】
好ましくは、給電装置の入力電流は、少なくとも３相を有する多相交流に変換するための回路によって変換される。
【００２２】
通常、三相交流システムまたは単相交流システムから取り出される入力電流が分配されることによって、ｎ相交流システムに、周波数変換器を備える十分な性能の給電装置を構築することが可能になる。このことが、発明に従った給電装置によって、特許文献１から知られる給電装置と比較して、多くの数の負荷に給電することを可能にし、同時に回路要素の削減も実現する。発明に従った給電装置は、さらなる利点として、より高い性能を達成することができる。
【００２３】
入力電流をｎ相の多相交流に変換するための回路は、好ましくは、サイリスタ、トライアック、ＩＧＢＴ絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ、特に、逆導通ＩＧＢＴ（ＲＣ−ＩＧＢＴ）または逆阻止ＩＧＢＴ（ＲＢ−ＩＧＢＴ）などの電子的構成要素を備えるＡＣ−ＡＣ変換器１、特に、中間蓄積回路またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器に包含されることが可能である。変換のための回路は、好ましくは、サイリスタ、トライアック、ＩＧＢＴなどの電子的構成要素を備える変換器、特に、共振回路変換器を有してもよい。ＡＣ−ＡＣ変換器または変換器は、好ましくは、ｎ相の多相交流を生じさせることに適している。したがって、欧州特許出願１０１５０７２８および１１１６４３１６に記載される給電装置とは反対に、入力電流をｎ相の多相交流に変圧器なしで変換することが可能となる。
【００２４】
かかる変換するための回路は、ＡＣ−ＡＣ変換器、特に、中間蓄積回路、またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器が備えることが可能である。中間蓄積回路を備えるＡＣ−ＡＣ変換器の場合、中間蓄積回路としてコンデンサを備えるＡＣ−ＡＣ変換器を利用することが可能である。マトリックスコンバータとしては、ダイレクトマトリックスコンバータ（たとえば、従来型のマトリックスコンバータ（ＣＭＣ），完全なブリッジ回路におけるマトリックスコンバータ）およびインダイレクトマトリックスコンバータ（たとえば、中間回路コンデンサを有さないＡＣ／ＤＣ−ＤＣ／ＡＣコンバータ，従来型インダイレクトマトリックスコンバータ（ＩＭＣ），スパースマトリックスコンバータ（ＳＭＣ，ＶＳＭＣ，ＵＳＭＣ），３点マトリックスコンバータ）を利用可能である。
【００２５】
しかしながら、パワーエレクトロニクス半導体素子による変換は、回転機械による変換であるほどには有利ではない。
【００２６】
かかる変換回路を、インバータ、特に共振回路インバータに包含されることは可能である。
【００２７】
好ましくは、ＡＣ−ＡＣ変換器またはインバータが、周波数変換器を有することである。ｎ相の多相交流に入力電流を変換すること、および周波数を、５０〜６０Ｈｚから、たとえば０．３〜３００ＭＨｚまで、好ましくは、２０ＭＨｚ〜２００ＭＨｚまで上げることが、この回路によって可能になる。
【００２８】
ＡＣ−ＡＣ変換器またはインバータには、給電装置の出力部における電圧を給電プロセスにとって必要な量に上げるために、続いて、少なくとも、変圧器が接続することが可能である。変圧器は、好ましくは、ｎ相変圧器である。
【００２９】
このｎ相変圧器は、一次側で多角形接続することも可能である。ｎ相変圧器の二次側コイルは、好ましくは、給電装置の各出力部に対して並列に配設される。
【００３０】
発明に従った給電装置によって、第１の給電装置と、発明に従った給電装置とからなる発明に従った装置を構成することが可能であり、この場合、発明に従った給電装置は、以下において、第２の給電装置と記載する。かかる装置は、以下を有する：
第１の給電装置。該第１の給電装置は、少なくとも単相交流変圧器、各二次側コイルごとに３つのタップを有する三相交流変圧器またはｎ相変圧器を有し、各二次側コイルの１つのタップは、二次側の中性導体と結合され、各二次側コイルの残りのタップは、それぞれパワーレギュレータを介して二次側の外部導体と結合され、二次側の各外部導体は、外部導体接続部と、少なくとも１つの中性導体接続部を有する中性導体とに結合され、各外部導体接続部は、中性導体接続部の１つと共に、第１の給電装置の出力部を形成し、
１つの給電装置とｎ個の第２の給電装置との間では、第１の給電装置の各出力部が、第２の給電装置または複数の第２の給電装置の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続される。
【００３１】
第１の給電装置は、二次側コイルのタップに接続されたパワーレギュレータを電圧制御において駆動する制御装置を備えてもよく、これについては、たとえば、AEG Power
Solutions GmbHのいくつかの特許出願明細書にすでに記載している。
【００３２】
このような装置は、シーメンス法に従って、真空蒸着によってポリシリコンを製造するための、反応容器を備える反応炉であって、反応容器には、シリコンバーまたはシリコン細棒のための保持部材が備えられ、保持部材は、回路に電気的に結合された反応炉において利用することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】単相交流システムから電気エネルギが供給される、発明に従った装置を示している。
【図２】三相交流システムから電気エネルギが供給される、発明に従った装置を示している。
【発明を実施するための形態】
【００３４】
本発明に従った装置および給電装置の実施形態について、図を参照して詳細に説明する。
【００３５】
図１に示す、発明に従った装置は、第１の給電装置ＶＳＣと第２の給電装置ＭＦとを備え、これらの給電装置は、これら装置に接続される負荷に電気エネルギを給電するために共同で設けられているものである。負荷は、シーメンス法に従った蒸着によってポリシリコンを製造するための反応炉内に配設されるシリコンバー３である。
【００３６】
反応炉の反応炉容器には、保持部材７が配設され、該保持部材がシリコンバー３を一方側で保持し、他方側では、シリコンバー３と反応炉の電気的接続部との間の電気接点を形成している。
【００３７】
第１の給電装置ＶＳＣは、入力部を備え、該入力部は、単相交流システムの外部導体Ｌ１と中性導体Ｎに接続されている。第１の給電装置ＶＳＣは、単相交流変圧器４を備え、該単相交流変圧器４の一次側コイル４１は、第１の給電装置ＶＳＣの入力部と結合されている。変圧器４の二次側コイル４２は、４つのタップ４２１，４２２，４２３，４２４を備え、それらの内の３つのタップ４２１，４２２，４２３は、パワーレギュレータ５１，５２，５３を介して、第１の給電装置の出力部の外部導体接続部Ｌ１’’’と結合されている。それに対して、第４のタップ４２４は、第１の給電装置ＶＳＣの出力部の中性導体出力部Ｎ’’’と結合されている。第４のタップ４２４は二次側コイル４２の端部にある。
【００３８】
パワーレギュレータ５１，５２，５３は、サイリスタパワーレギュレータであり、これらは、２つの逆並列に接続されたサイリスタによって形成される。パワーレギュレータ５１，５２，５３は電圧シーケンス制御で駆動される。
【００３９】
電圧シーケンス制御は、制御部９によって実現され、該制御部９は、パワーレギュレータ５１，５２，５３のサイリスタ、さらにまた制御されるべき構成要素、および／または電流、電圧その他を検出するセンサに結合されるが、これについてはより詳細な説明は記載していない。
【００４０】
第２の給電装置ＭＦも同様に入力部を備え、該入力部は、第１の給電装置ＶＳＣと同じ単相交流システムの外部導体Ｌ１と中性導体Ｎに接続される。この第２の給電装置ＭＦは、ＡＣ−ＡＣ変換器１を備え、該ＡＣ−ＡＣ変換器は、第２の給電装置ＭＦの入力部に接続される。
【００４１】
このＡＣ−ＡＣ変換器１は、マトリックスコンバータであって、これによって、５０〜６０Ｈｚの周波数を有するＡＣ−ＡＣ変換器１の入力部における単相交流が、２０〜２００ＭＨｚの周波数を有する三相交流に変換される。したがって、ＡＣ−ＡＣ変換器１は、入力電流を三相交流に変換するための回路と周波数変換器である。ＡＣ−ＡＣ変換器１の出力部では、３つの外部導体Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’を介して三相交流を自由に使用することができる。
【００４２】
ＡＣ−ＡＣ変換器１の出力部は三相交流変圧器２と結合され、該三相交流変圧器２の一次側コイル２１１，２１２，２１３は三角形に接続される。二次側コイル２１２，２２２，２３２は、接続部Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’と結合され、接続部Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’は、第２の給電装置ＭＦの出力部対を形成する。これらの出力部にはシリコンバー３が接続され、この場合、第１のシリコンバー３１が接続部Ｈ’’，Ｌ１’’と結合され、接続部Ｈ’’，Ｌ１’’は第１の出力部を形成し、第２のシリコンバー３２は接続部Ｌ１’’，Ｌ２’’と結合され、接続部Ｌ１’’，Ｌ２’’は、第２の出力部を形成し、第３のシリコンバー３３は接続部Ｌ２’’，Ｌ３’’と結合され、接続部Ｌ２’’，Ｌ３’’は、第２の給電装置ＭＦの第３の出力部を形成する。これら３つの出力部は１つのラインを形成する。外部導体間には１２０°の位相角があるがゆえに、接続部Ｈ’’と接続部Ｌ３’’との間では、対称的負荷の場合、シリコンバー３１，３２，３３を通じて電圧の低下はないように調整される。
【００４３】
ＡＣ−ＡＣ変換器１は、制御部８によって制御されるが、これについての詳細は述べない。
【００４４】
第１の給電装置の出力部Ｌ１’’’，Ｎ’’’に並列に、第２の給電装置の出力部Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’のラインが接続される。
【００４５】
要するに、接続部Ｈ’’とＬ３’’とを、第２の給電装置ＭＦに影響を与えることなく結合することが可能である。二次側コイル２１２，２２２，２３２は、三角形に接続されるであろう。しかしながら、第１の給電装置の出力部を形成する、第１の給電装置ＶＳＣの外部導体接続部Ｌ１’’’と中性導体接続部Ｎ’’’を短絡させるので、これら２つの接続部Ｈ’’，Ｌ３’’の間の結合はされない。これはしかしながら望ましいことではない。
【００４６】
第２の給電装置ＭＦの接続部Ｈ’’，Ｌ３’’間において電圧の低下はなく、したがって、第１の給電装置ＶＳＣの出力部の接続部Ｌ１’’’，Ｎ’’’間においても第２の給電装置ＭＦによって提供される電圧は低下せず、第２の給電装置ＭＦは、対称負荷によって、シリコンバー３１，３２，３３を通じて、第１の給電装置ＶＳＣに電流を流すことができない。
【００４７】
第１の給電装置ＶＳＣが第２の給電装置ＭＦに逆行することを防止するために、第２の給電装置ＭＦの出力部に、第１の給電装置ＶＳＣの出力電圧が通過することができないハイパスフィルタを組み込んでもよい。
【００４８】
図１に示した装置、特に第２の給電装置ＭＦは、複数の出力部への複数のシリコンバーの接続を可能にするために、拡張していくことができない。このためには、三相交流システムのための出力部を有するＡＣ−ＡＣ変換器の代わりに、三相以上の、たとえば、四相、五相、または六相の多相交流システムのための出力部を適用することが可能であるＡＣ−ＡＣ変換器を利用することが可能である。
【００４９】
図１に示された装置は、図２に示した方法においても拡張することが可能である。この拡張は、一つには、第２の給電装置ＭＦの３倍、および三相交流システムに対する給電装置ＶＳＣの拡張に該当し、単相交流変圧器は三相交流変圧器４’で代用され、その二次側コイルには、パワーレギュレータ５が、図１に従った装置によって知られる方法で接続され、シリコンバー３と結合される。第１の給電装置ＶＳＣの各出力部には、図１に従った装置によって知られるように、第２の給電装置ＭＦが配設される。
【００５０】
図２に示す装置も拡張可能であって、たとえば、第１の給電装置ＶＣにおいて、三相以上の交流用変圧器が利用される、および／または第２の給電装置ＭＦにおいてＡＣ−ＡＣ変換器１が、第２の給電装置の入力電流を三相交流に変換するために利用される。
【符号の説明】
【００５１】
１ ＡＣ−ＡＣ変換器
２ 三相交流変圧器
２１１，２１２，２１３ 一次側コイル
２１２，２２２，２３２ 二次側コイル
３，３１，３２，３３ シリコンバー
４ 単相交流変圧器
４１ 一次側コイル
４２ 二次側コイル
４２１，４２２，４２３，４２４ タップ
４’ 三相交流変圧器
５，５１，５２，５３ パワーレギュレータ
７ 保持部材
８，９ 制御部
ＶＳＣ 第１の給電装置
ＭＦ 第２の給電装置
Ｌ１，Ｌ１’，Ｌ２’，Ｌ３’ 外部導体
Ｎ 中性導体
Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’ 接続部
Ｌ１’’’ 外部導体接続部
Ｎ’’’ 中性導体接続部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）であって、１または複数の負荷（３１，３２，３３）を接続するための接続部（Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’）がそれぞれ２つ設けられた出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）と、を備えるポリシリコンを製造するための反応炉（Ｒ）のための給電装置であって、それぞれの出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を介して、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される、給電装置（ＭＦ）おいて、
給電装置（ＭＦ）は、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための、変圧器のない回路を有し、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、ｎは２以上の自然数であり、
給電装置はｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を備え、
該出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）はラインを形成し、ｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の下には、２つの接続部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）であって、同時にそれぞれに、出力部の内の他の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）が配設された接続部が設けられたｎ−２個の出力部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）があり、
各出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる、ことを特徴とする給電装置（ＭＦ）。
【請求項２】
ｎは３以上の自然数であることを特徴とする、請求項１に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項３】
変換のための回路は、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）、特に、中間蓄積回路またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器に包含されることを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項４】
変換のための回路は、インバータ、特に、共振回路インバータに包含されることを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項５】
ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータは、周波数変換器を備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項６】
ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータには、少なくとも変圧器（２）が次いで接続されることを特徴とする、請求項１〜５の１項に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項７】
変圧器（２）は、ｎ相変圧器であることを特徴とする、請求項６に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項８】
ｎ相変圧器（２）は一次側で多角形に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項９】
ｎ相変圧器（２）の二次側コイル（２１２，２２２，２３２）は、給電装置（ＭＦ）の各出力部に対して並列に配設されることを特徴とする、請求項７または８に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項１０】
第１の給電装置（ＶＳＣ）であって、少なくとも単相変圧器（４）、各二次側コイルごとに３つのタップ（４２１，４２２，４２３，４２４）を有する三相変圧器（４）またはｎ相変圧器を有し、各二次側コイル（４２）の１つのタップは、二次側の中性導体と結合され、各二次側コイル（４２）の残りのタップ（４２１，４２２，４２３）は、それぞれパワーレギュレータ（５）を介して二次側の外部導体と結合され、二次側の各外部導体は、外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）と、少なくとも１つの中性導体接続部（Ｎ’’’）を有する中性導体とに結合され、各外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）は、中性導体接続部（Ｎ’’’）の１つと共に、第１の給電装置の出力部を形成し、
１つの給電装置とｎ個の第２の給電装置との間では、第１の給電装置の各出力部が、第２の給電装置または複数の第２の給電装置の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続される、第１の給電装置を備える装置において、
第２の給電装置（ＭＦ）または請求項１〜９のいずれか１項に記載の第２の給電装置（ＭＦ）が設けられ、第１の給電装置（ＶＳＣ）の各出力部は、第２の給電装置（ＭＦ）または複数の第２の給電装置（ＭＦ）の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
シーメンス法に従って、真空蒸着によってポリシリコンを製造するための、反応容器を備える反応炉であって、反応容器には、シリコンバーまたはシリコン細棒のための保持部材（７）が備えられ、保持部材（７）は回路に電気的に結合される反応炉において、
請求項１０記載の装置が設けられることを特徴とする反応炉。
【請求項１】
周波数変換器と、少なくとも１つの入力部であって、結合可能な給電網からの入力電力を受電するための少なくとも１つの入力部と、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）であって、１または複数の負荷（３１，３２，３３）を接続するための接続部（Ｈ’’，Ｌ１’’，Ｌ２’’，Ｌ３’’）がそれぞれ２つ設けられた出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）と、を備えるポリシリコンを製造するための反応炉（Ｒ）のための給電装置であって、それぞれの出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を介して、出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）に接続される１または複数の負荷に出力電力が供給される、給電装置（ＭＦ）おいて、
給電装置（ＭＦ）は、入力電流をｎ相の多相交流に変換するための、変圧器のない回路を有し、二次側において、変換のための回路に形成されたｎ相の交流システムのライン電圧間における相変位は、３６０°／ｎであり、ｎは２以上の自然数であり、
給電装置はｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）を備え、
該出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）はラインを形成し、ｎ個の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の下には、２つの接続部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）であって、同時にそれぞれに、出力部の内の他の出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）が配設された接続部が設けられたｎ−２個の出力部（Ｌ１’’，Ｌ２’’）があり、
各出力部（Ｈ’’，Ｌ１’’；Ｌ１’’，Ｌ２’’；Ｌ２’’，Ｌ３’’）の電圧は、ｎ相交流システムのライン電圧となる、ことを特徴とする給電装置（ＭＦ）。
【請求項２】
ｎは３以上の自然数であることを特徴とする、請求項１に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項３】
変換のための回路は、ＡＣ−ＡＣ変換器（１）、特に、中間蓄積回路またはマトリックスコンバータを備えるＡＣ−ＡＣ変換器に包含されることを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項４】
変換のための回路は、インバータ、特に、共振回路インバータに包含されることを特徴とする請求項１または２に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項５】
ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータは、周波数変換器を備えることを特徴とする、請求項３または４に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項６】
ＡＣ−ＡＣ変換器（１）またはインバータには、少なくとも変圧器（２）が次いで接続されることを特徴とする、請求項１〜５の１項に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項７】
変圧器（２）は、ｎ相変圧器であることを特徴とする、請求項６に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項８】
ｎ相変圧器（２）は一次側で多角形に接続されていることを特徴とする、請求項７に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項９】
ｎ相変圧器（２）の二次側コイル（２１２，２２２，２３２）は、給電装置（ＭＦ）の各出力部に対して並列に配設されることを特徴とする、請求項７または８に記載の給電装置（ＭＦ）。
【請求項１０】
第１の給電装置（ＶＳＣ）であって、少なくとも単相変圧器（４）、各二次側コイルごとに３つのタップ（４２１，４２２，４２３，４２４）を有する三相変圧器（４）またはｎ相変圧器を有し、各二次側コイル（４２）の１つのタップは、二次側の中性導体と結合され、各二次側コイル（４２）の残りのタップ（４２１，４２２，４２３）は、それぞれパワーレギュレータ（５）を介して二次側の外部導体と結合され、二次側の各外部導体は、外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）と、少なくとも１つの中性導体接続部（Ｎ’’’）を有する中性導体とに結合され、各外部導体接続部（Ｌ１’’’，Ｌ２’’’，Ｌ３’’’）は、中性導体接続部（Ｎ’’’）の１つと共に、第１の給電装置の出力部を形成し、
１つの給電装置とｎ個の第２の給電装置との間では、第１の給電装置の各出力部が、第２の給電装置または複数の第２の給電装置の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続される、第１の給電装置を備える装置において、
第２の給電装置（ＭＦ）または請求項１〜９のいずれか１項に記載の第２の給電装置（ＭＦ）が設けられ、第１の給電装置（ＶＳＣ）の各出力部は、第２の給電装置（ＭＦ）または複数の第２の給電装置（ＭＦ）の１つの、各出力部からのラインまたは複数のラインの１つに対して並列に接続されることを特徴とする装置。
【請求項１１】
シーメンス法に従って、真空蒸着によってポリシリコンを製造するための、反応容器を備える反応炉であって、反応容器には、シリコンバーまたはシリコン細棒のための保持部材（７）が備えられ、保持部材（７）は回路に電気的に結合される反応炉において、
請求項１０記載の装置が設けられることを特徴とする反応炉。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２０１３−２７３０５（Ｐ２０１３−２７３０５Ａ）
【公開日】平成２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１６１０２２（Ｐ２０１２−１６１０２２）
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【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２５年２月４日（２０１３．２．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年７月１９日（２０１２．７．１９）
【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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