专利名称：一种多晶硅还原炉用变流变压器的制作方法
技术领域：
本实用新型属于变压器技术领域，具体涉及一种多晶硅还原炉用变流变压器。
背景技术：
在多晶硅冶炼过程中需要将一种电压调整形成若干种电压，要求电压电流变化范围宽并能进行精确控制。由于多晶硅冶炼过程控温复杂，温度变化跨度大，而且不同的生产工序温度变化均不相同，这个变化过程需要预设温度变化曲线，而温度的变化是通过配套的多晶硅还原炉调功柜(变压器)来进行调节。所述配套的多晶硅还原炉调功柜内设置有可控硅系统，大功率的可控硅系统在工作中势必产生大量的谐波，这些谐波会引起调功柜功率不稳，从而导致多晶硅生产过程中的温度变化的不稳定，对多晶硅生产会产生不利影响。并且，谐波电流在变压器绕组和线路传输中都要产生附加损耗，并引起发热，影响绕组的绝缘强度，另外还会引起振动和噪音，使整个柜体结构出现金属疲劳和机械损坏等情况。 为了避免上述不利影响，必须设法对可控硅系统产生的谐波加以抑制，而抑制谐波的有效途径之一就是增加系统输入波形的脉波数，这可通过变压器移相来实现。为配合多晶硅反应过程中对温度的不同需求，调功柜输出的容量大小也需要相应发生变化，因此多晶硅还原炉变压器的副边绕组需要设计、制作成为多级输出绕组。然而，如果副边绕组为多级输出绕组，那么结构上很难实现变压器在副边移相的特殊结构要求。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种能够满足多晶硅冶炼需要，且可以有效减少可控硅系统产生的谐波的多晶硅还原炉用变流变压器。解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该多晶硅还原炉用变流变压器包括两台三相变压器，在所述两台三相变压器中，每台变压器均包括铁心、原边绕组和副边绕组，每台变压器中的原边绕组均包括三相主绕组和三相移相绕组，所述三相主绕组联结为三角形结构。优选的是，在所述两台三相变压器中，其中一台三相变压器原边绕组中的三相主绕组联结为正向三角形结构，另外一台变压器原边绕组中的三相主绕组联结为逆向三角形结构。其中，每台三相变压器中的原边绕组的三个主绕组分别通过该主绕组的始端与同一台变压器中的另外一个主绕组的终端联结，三个主绕组线圈两两首尾联结成三角形。由于两台变压器的原边绕组的三个主绕组首尾联结时，选取了两个不同的方向，一台变压器的原边绕组的三个主绕组线圈联结成正三角形方向，另一台变压器的原边绕组的三个主绕组线圈联结成逆三角形方向。两种不同的方向联结是为了两台变压器并联工作时，每台变压器产生不同方向的相位移，从而会引起两台变压器的副边输出电压的相位角差，提高设备的脉波数，减少网侧谐波电流，提高功率因数。进一步优选的是，所述两台三相变压器中，每台三相变压器的原边绕组中三相移相绕组分别与三相主绕组联结成延边三角形结构。优选的是，每一台变压器的原边绕组的三个主绕组的始端分别与本变压器内的一个移相绕组的末端连接，对于每一个移相绕组来说形成一个外延三角形的结构。延边三角形的移相，因一次侧有三次谐波电流的闭合回路，不管二次侧绕组采用何种接线方式，都不会使感应电压产生波形畸变。优选的是，每台三相变压器中，对于副边绕组而言，其中一相绕组包括两个分裂绕组，或者三相绕组中的每一相绕组均包括两个分裂绕组，所述各个分裂绕组之间相互绝缘，彼此之间独立且无公共端点。该变流变压器中，原边绕组中三相移相绕组为延边三角形结构，而副边绕组发生分裂，通过这种设置，可实现变压器原边电压对可控硅系统输入电压的不同角度的相位移，原边绕组的移相使输入电压之间相位角调整，达到调整输入可控硅系统的电压电流波形、控制输出谐波含量的目的。
更优选的是，副边绕组中，某一相绕组沿其轴向分裂形成两个分裂绕组，所述两个分裂绕组的线圈匝数相同且每个分裂绕组的匝数均为分裂前绕组的匝数的一半。由于副边绕组负载不平衡程度在0-20%范围内运行，这种均匀性的分裂，能够降低副边绕组的负载不平衡度。分裂后每个绕组的电压变为分裂前电压的一半，使该范围的电压档位变成了双档位，使得两个分裂绕组均有这个档位的电压，从而能够满足多晶硅生产工艺中特殊的调压需求。优选的是，副边绕组中，每个分裂绕组中包括有若干个抽头，且每个分裂绕组中抽头的数量相同。要消除变压器中的谐波干扰，也可以通过副边绕组中线圈星接或者角接来实现，但是由于多晶硅生产工艺的高电压和较宽范围电压调节要求，需要副边绕组分裂以及需要带有多抽头输出，而副边绕组的这种分裂结构以及多抽头输出很难实现这种星接或者角接的移相的复杂结构要求，而本实用新型由于原边绕组采用移相结构，因而可实现上述需求。优选的是，副边绕组采用箔绕或者线绕的方式制成，以提高绕组抗短路能力。优选的是，铁心采用高导磁冷轧取向硅钢片叠装而成，所述铁心的叠片方式采用45°角全斜五级步进叠片。铁心采用无穿孔螺杆铁心，并采用拉板及绑扎结构进行固定。这种结构可以降低空载损耗，空载电流。优选的是，铁心的磁通密度小于或等于I. 4特斯拉。由于整流回路存在谐波分量，本实用新型变流变压器的铁心磁密度取值较低，可有效改善阀侧输出波形，减少变压器振动和噪音。优选的是，该变流变压器采用干式变流变压器，从而可以有效的避免油浸式变压器易引起漏油污染以及火灾等问题。该变流变压器中两台变压器并联运行，经全波整流后可形成多脉波整流波形，消除多晶硅生产过程中调压系统的谐波影响，从而使多晶硅生产工艺中调功柜工作稳定。本实用新型多晶硅还原炉用变流变压器的使用可以有效的降低高压产生的谐波，通过输入电压之间相位角的调整，达到调整可控硅系统的输出电流波形、空置输出谐波含量的目的，消除谐波电压，减少谐波在金属结构件中引起的涡流损耗，能够更好地满足多晶硅冶炼的工艺要求。
图I是本实用新型实施例I中多晶硅还原炉用变流变压器中其中一台变压器的结构示意图(原边绕组中的三相主绕组为逆三角形结构)；图2是本实用新型实施例I中多晶硅还原炉用变流变压器中另外一台变压器的结构示意图(原边绕组中的三相主绕组为正三角形结构)；图3是本实用新型实施例2中多晶硅还原炉用变流变压器中其中一台变压器的结构示意图(原边绕组中的三相主绕组为逆三角形结构)；图4是本实用新型实施例2中多晶硅还原炉用变流变压器中另外一台变压器的结构示意图(原边绕组中的三相主绕组为正三角形结构)。图中1_原边绕组；2-铁心；3_副边绕组；Az，Bz，Cz_原边绕组的三相主绕组；Ay、By、Cy-原边绕组的三相移相绕组；
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型作进一步详细描述。多晶硅还原炉用变流变压器，包括两台三相变压器，在所述两台三相变压器中，每台变压器均包括铁心2、原边绕组I和副边绕组3，每台变压器中的原边绕组均包括三相主绕组和三相移相绕组，所述三相主绕组联结为三角形结构。在所述两台三相变压器中，其中一台三相变压器原边绕组中的三相主绕组联结为正向三角形结构，另外一台变压器原边绕组中的三相主绕组联结为逆向三角形结构。实施例I :如图I和图2所示，本实用新型多晶硅还原炉用变流变压器包括两台变压器Tl和T2，每台变压器的原边绕组均包括三相主绕组和三相移相绕组。每台变压器为原边绕组I为延边三角形结构的移相绕组和主绕组两部分组成，副边绕组3分裂的三相变压器。如图I所示，变压器Tl原边绕组I的三相为A相、B相和C相。三相对应的原边绕组I的三相主绕组线圈为1Az、1Bz、1Cz，三相移相绕组线圈为lAy，lBy，lCy。其中，A相主绕组线圈(IAz)的始端与C相主绕组线圈(ICz)的末端联结，B相主绕组线圈(IBz)的始端与A相主绕组线圈(IAz)的末端联结，C相主绕组线圈(ICz)的始端与B相主绕组线圈(IBz)的末端联结，这样A相主绕组线圈(1Αζ)、Β相主绕组线圈(IBz)和C相主绕组线圈(ICz)联结成逆向三角形。A相主绕组线圈(IAz)的始端与A相移相线圈(IAy)的末端联结，形成延边三角形结构；B相主绕组线圈(IBz)的始端与B相移相线圈(IBy)的末端联结,形成延边三角形结构；C相主绕组线圈(ICz)的始端与C相移相线圈(ICy)的末端联结，形成延边三角形结构。如图2所示，变压器T2原边绕组I的三相为A相、B相和C相。三相对应的原边绕组的三相主绕组线圈为2Az、2Bz、2Cz，三相移相绕组线圈为2Ay，2By，2Cy。其中，A相主绕组线圈(2Az)的始端与B相主绕组线圈(2Bz)的末端联结，B相主绕组线圈(2Bz)的始端与C相主绕组线圈(2Cz)的末端联结，C相主绕组线圈(2Cz)的始端与A相主绕组线圈(2Az)的末端联结，这样A相主绕组线圈(2Az)、B相主绕组线圈(2Bz)和C相主绕组线圈(2Cz)联结成正向三角形。A相主绕组线圈(2Az)的始端与A相移相线圈(2Ay)的末端联结，形成延边三角形结构；B相主绕组线圈(2Bz)的始端与B相移相线圈(2By)的末端联结，形成延边三角形结构；C相主绕组线圈(2Cz)的始端与C相移相线圈(2Cy)的末端联结，形成延边三角形结构。一次侧三相移相绕组与三相主绕组的联结方式有三种，即曲折形结构、六边形结构和延边三角形结构，延边三角形联结结构比曲折形和六边形节省材料。延边三角形的移相，因一次侧有三次谐波电流的闭合回路，不管二次侧绕组采用何种接线方式，都不会使感应电压产生波形畸变，且因移相而增加的变压器容量较小(如移相7. 5°C时，多边形移相和曲折形移相的等效容量增加6. 68%，而延边三角形移相等效容量增加2. 64% )，故其有很 好的经济性，已成为主流结构，广泛用在35KV及以下的变压器产品上。本实施例中，副边绕组3采用分裂的三相变压器。其中，副边绕组的一相B相包括两个相互绝缘，且无公共端点的分裂绕组。这样，副边绕组3包括有四个独立的单相绕组，与原边绕组I保持相同的相位，当变压器T2移相角为+15度，同容量的变压器Tl移相角为-15度，则两台变压器的副边输出电压之间的相位角便相差30度；上述两台变压器并联运行，经全波整流后可形成12脉波整流波形，消除可控硅系统11次及以下谐波影响。从而使多晶硅生产工艺中调功柜工作稳定，使多晶硅生产中的预设温度曲线稳定，满足其特殊的生产工艺需求。本实施例中，副边绕组3的b相沿其轴向分裂所形成两个分裂绕组中，两个分裂绕组的线圈匝数相同，且均为分裂前绕组的匝数的一半。由于副边绕组3负载不平衡程度在0-20%范围内运行，这种均匀性的分裂，能够降低副边绕组3的负载不平衡度。分裂后每个绕组的电压变为分裂前电压的一半，使该范围的电压档位变成了双档位，两个分裂绕组均有这个档位的电压。多晶硅生产工艺中特殊的调压需求决定了副边绕组线圈的分裂方式。本实施例中，副边绕组3的四个绕组中，每个绕组中包括有若干个抽头，且每个绕组中包括的抽头数相同。消除变压器中的谐波干扰，也可以通过副边绕组3中线圈星接或者角接来实现，但是副边绕组3的这种分裂结构以及多抽头输出很难实现这种星接或者角接的复杂移相结构。本实施例中，副边绕组3每个绕组均采用箔绕或线绕的方式制成，以提高副边绕组3的抗突发短路能力。本实施例中，多晶硅还原炉变压器的铁心2采用高导磁冷轧取向硅钢片叠装而成，所述铁心2的叠片方式采用45°角全斜五级步进叠片。铁心2采用无穿孔螺杆铁心2，并采用拉板及绑扎结构进行固定。这种结构可以降低空载损耗，空载电流。由于整流回路存在谐波分量，故本实用新型变流变压器的铁心2磁密度取值宜较低，可有效改善阀侧输出波形，减少变压器振动和噪音。本实施例中，铁心2的磁通密度小于或等于I. 4特斯拉。本实施例中，该变流变压器采用干式变流变压器。可以有效的避免油浸式变压器易引起漏油污染以及火灾等问题。实施例2 如图3和图4所示，本实施例与实施例I的区别在于副边绕组3包括三相绕组，即a相绕组，b相绕组和c相绕组，其中，每相绕组均沿轴向分裂为两个绕组，即副边绕组3中每相绕组均包括有两个分裂绕组，所述六个分裂绕组之间相互绝缘，彼此无公共端点的独立绕组。副边绕组3中，每相绕组中的两个分裂绕组的线圈匝数相同，且均为分裂前绕组的匝数的一半。每个分裂绕组中包括有若干个抽头，且六个分裂绕组的抽头数相同。本实施例中的其它结构、作用以及材质都与实施例I相同，这里不再赘述。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示 例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，该变流变压器包括两台三相变压器，在所述两台三相变压器中，每台变压器均包括铁心、原边绕组和副边绕组，每台变压器中的原边绕组均包括三相主绕组和三相移相绕组，所述三相主绕组联结为三角形结构。
2.根据权利要求I所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，在所述两台三相变压器中，其中一台三相变压器原边绕组中的三相主绕组联结为正向三角形结构，另外一台变压器原边绕组中的三相主绕组联结为逆向三角形结构。
3.根据权利要求2所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，所述两台三相变压器中，每台三相变压器的原边绕组中的三相移相绕组分别与三相主绕组联结成延边三角形结构。
4.根据权利要求1-3之一所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，每台三相变压器中，对于副边绕组而言，其中一相绕组包括两个分裂绕组，或者三相绕组中的每一相绕组均包括两个分裂绕组，所述各个分裂绕组之间相互绝缘，彼此之间独立且无公共端点。
5.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，在副边绕组中，某一相绕组沿其轴向分裂形成两个分裂绕组，所述两个分裂绕组的线圈匝数相同，且每个分裂绕组的匝数均为分裂前绕组的匝数的一半。
6.根据权利要求5所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，在副边绕组中，每个分裂绕组中包括有若干个抽头，且每个分裂绕组中抽头的数量相同。
7.根据权利要求4所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，所述副边绕组采用箔绕或线绕的方式制成。
8.根据权利要求1-3之一所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，所述铁心采用高导磁冷轧取向硅钢片叠装而成，所述铁心的叠片方式采用45°角全斜五级步进叠片。
9.根据权利要求8所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，所述铁心采用无穿孔螺杆铁心，并采用拉板及绑扎结构进行固定；所述铁心的磁通密度小于或等于I. 4特斯拉。
10.根据权利要求1-3之一所述的多晶硅还原炉用变流变压器，其特征在于，该变流变压器采用干式变流变压器。
专利摘要本实用新型涉及一种多晶硅还原炉用变流变压器，包括两台三相变压器，在所述两台三相变压器中，每台变压器均包括铁心、原边绕组和副边绕组，每台变压器中的原边绕组均包括三相主绕组和三相移相绕组，所述三相主绕组联结为三角形结构。其中一台三相变压器原边绕组中的三相主绕组联结为正向三角形结构，另外一台变压器原边绕组中的三相主绕组联结为逆向三角形结构。本实用新型多晶硅还原炉用变流变压器的使用可以有效的降低高压产生的谐波，从而使多晶硅生产工艺中调功柜工作稳定，使多晶硅生产中的预设温度曲线稳定，满足其特殊生产工艺需求。
文档编号H01F29/02GK202615991SQ201220048289
公开日2012年12月19日 申请日期2012年2月15日 优先权日2012年2月15日
发明者蒋志勇 申请人:特变电工股份有限公司