轮胎胶粉技术一、序言
随着近几年全球对可再生、清洁和安全能源的需求，推动了以多晶硅为产业基础的太阳能光伏发电
产业的迅速发展，世界各国竟相建立多晶硅生产线，中国在这一轮新能源的产业开拓中也积极布局。
由于长期以来国外对中国在多晶硅生产技术方面的封锁，我国在相关技术装备制造、工艺技术突破ctp版材
及相关配套设备上存在着规模小、水平低、能耗大及可靠性差等缺点，这使得我国多晶硅生产线绝大部
份均需要采购国外设备，设备采购以及设备维护的价格都非常昂贵，并且无法做到及时服务，影响整个
产业的健康发展。
多晶硅还原炉加热控制系统是多晶硅生产的关键控制系统，关系到最终的产品质量及生产成本，英 杰电气在多晶硅还原电气控制系统上进行了积极研发及实践，已有多套还原电源成功投运。
还原炉是还原系统的核心设备，内部硅棒串联形成负载，在整个还原过程中，存在以下特点：
1、硅棒直径从Φ8增加到Φ150，电阻值从几十欧变为几十毫欧，在不考虑温度等其它因素影响的
情况下，仅仅是直径的变化即导致负载电阻变化达400倍左右。
服务器监测2、硅棒表面温度要维持1080℃，加热功率达100多千瓦～2000多千瓦；
3、硅棒还原过程是一个连续长期的过程，运行时间达200多个小时，还原炉要求可靠性高，稳定
性好。
因此，根据还原炉加热的工艺要求和以上3大特点，应用现代电力电子技术，实现对还原炉的加热碎花刀刀
电源设计应基于以下原则进行：
1、由于硅棒电阻变化范围大，使得电压、电流变化范围宽，当采用晶闸管调压时，存在功率因数
低及谐波电流大等问题，要从设计上考虑降低谐波、提高功率因数。
2、由于设备功率大，电能消耗非常大，在设计上要考虑较高的转换效率，提升设备节能水平。
3、由于设备长期大功率运行，设计上应保证高可靠性，提高产品平均无故障时间（MTBF）。库房管理流程
目前还原炉加热电源主要有3种控制方案：单层控制方案、叠层控制方案和直流控制方案。
1、单层控制方案
这种控制方案是我国部份企业早期采用的
传统控制方案，如图1，这种控制方式晶闸管
触发角α在0-180°的范围内移相，当触发角
α移相较大即深度调压时系统功率因数降低，并
且存在较高的谐波，为了提高功率因数，减少谐 图1
波，单层控制通常采用多抽头变压器或增加谐波治理和无功补偿装置，这样不仅增加了变压器制造难度，降低了可靠性，也会增加系统制造成本。
2、叠层控制方案
叠层控制方案是近几年来应用于还原炉控制 比较多的一种方案，这种方案主要采用了叠层控 制技术，这种还原电源系统运行时，电流波形由 一组晶闸管全导通和一组晶闸管移相波形组成（当 晶闸管在移相到0°和180°切换时仅一组晶闸管
导通）。叠层控制还原电源如图2。这种控制方式由 图2
控制系统自动调节晶闸管的移相与切换，切换过程平滑、无冲击，在整个调节过程中，负载电压处于叠加状态，系统谐波小，功率因数高。而且变压器抽头少，转换效率高。
叠层控制存在一个主要问题就是系统容易产生环流，要解决该问题技术难度大，只有完全数字化的控制系统才能实现准确控制。
3、直流控制方案
近一年来，某些厂家从国外引进了一种直 流控制方案，这种控制方案首先由整流系统 （6脉波、12脉波或24脉波等形式）将交流电 源整流为直流电源，再经斩波系统斩波、滤波处 理后输出到硅棒负载。
这种控制方式系统结构复杂，控制维护难度
大，故障率高；而且由于该系统电能由交流电经 图3
整流桥整流为直流，直流再经IGBT 斩波为可调的直流电源，转换过程能量损耗大，转换效率也比较低下；同时，该系统由于谐波含量高也影响了其推广使用。
4、三种控制方案的性能比较（三种方案均不采用谐波治理及功率补偿的前提下比较）
从上表的对比可以看出，直流控制在转换效率、谐波处理及设备可靠性方面均较差，业界选用该方案的较少，而单层控制由于谐波高及功率因数低（图4与图5）也逐渐不再被厂家选用。叠层控制由
于具有优良的控制性能与可靠性在还原炉电气控制系统中被广泛采用，是现阶段普遍采用的还原电源控制方案。
图4：单层/叠层谐波比较图5：单层/叠层功率因数比较英杰电气还原电源控制系统在三种控制方案的综合比较基础上，结合自已的研发优势与核心技术，采用了第二种方案即叠层控制方式。
五、多晶硅还原炉电气设备国产化的来临
低谐波、高功率因数及高转换效率是还原电源性能优劣的主要表现，在日益倡导节能、注重制造成本的今天，叠层控制还原电源的优势进一步的突出，成为了我国电源装备技术选择的首要选择。
英杰电气在2008年为四川永祥及江西塞维LDK分别提供了还原电源控制系统，已分别投入正常运行。通过英杰还原电源在客户现场大量配套及投入使用不仅证明了英杰电气具备了提供多晶硅还原炉加热电源配套产品和电网质量解决方案的能力。也说明了多晶硅还原炉的电气设备改进及国产化时代已经来临。
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