二．

 预热调压器的设计

　　目前比较流行的预热方式是直接采用高压调压电源进行预热，而不是用高温等离子
体或放置卤钨灯等方式。因为在掌握了电极绝缘技术的情况下，高压调压电源进行预热，
工艺优势比较大。

　　预热调压器方案

1，380V 交流电压经过交流调压器调压后连接到升压变压器原边。

变压器副边

1 档额定输出 V1（例如 12kV）、2 档额定输出 V2（例如 6kV）、3 档额定输

出

V3（例如 3kV）。K1 真空接触器吸合，调压输出范围 V1－V2；K2 真空接触器吸合，

调压输出范围

V2－V3；K3 真空接触器吸合，调压输出范围 V3－1000

℃硅棒电压。方案

1 的缺点是真空接触器体积较大，维护多、切换时间较长。优点是不考虑环流问题。

　　预热调压器方案

2，380V 交流电压经过交流调压器 Q1 调压后连接到升压变压器原

边

1 档，变压器副边额定输出电压 V1（例如 12kV），调压输出范围 V1－V2。380V 交

流电压经过交流调压器

Q2 调压后连接到升压变压器原边 2 档，变压器副边额定输出电

压

V2（例如 6kV），调压输出范围 V2－V3。380V 交流电压经过交流调压器 Q3 调压后

连接到升压变压器原边

3 档，变压器副边额定输出电压 V3（例如 3kV），调压输出范

围

V3－1000

℃硅棒电压。方案 2 不是真空接触器换档而是可控硅换档，无换档时间。但

是图三中存在不同档的两个可控硅开通形成变压器原边两个抽头短路的环流可能性。因
此，方案

2 的核心技术是确保任何一档可控硅工作时，其他档可控硅处于脉冲封锁状态，

绝不会产生环流。实际上环流是两个原因造成的：一是应该关断的可控硅在干扰情况下
误触发导通；二是应该关断的可控硅承受很大的

dv/dt 而导通。因此，主回路应该通过阻

容吸收电路抑制可控硅两端的电压尖峰和

dv/dt，控制回路应该采取抗干扰措施。

　　
　　根据经验，预热调压器最高输出电压：硅棒长度

×700V/米（炉壁冷却液温度

240

℃）；硅棒长度×1500V/米（炉壁冷却液温度 130℃）。当预热调压器最高输出电压

超过炉底电极绝缘电压时，可以采用短对方案，也可以采用多电源方案。

　　短对方案中

K1 和 K2 真空接触器先吸合，预热调压器为一对棒加热到 1000

℃。然后

K1 真空接触器吸合、K2 断开，预热调压器为 1000

℃的一对棒和常温的一对棒串联加热，

使两对棒都加热到

1000

℃。最后 K1、K2 都断开，预热调压器为 1000℃的两对棒和常温

的一对棒串联加热，使三对棒都加热到

1000

℃。短对方案的主要缺点是把 1000℃的硅

棒和常温的硅棒串联再加热时，由于常温硅棒电阻很大，

10000C 的硅棒没有获取功率

而温度下降，硅棒温度反复波动容易出现裂棒甚至倒棒。
　　
　　多电源方案不会出现温度波动问题。对应预热调压器

1 的一对硅棒先到 1000

℃，由

于它对炉内温度的加热，使对应预热调压器

2 的两对硅棒的最高每米电压值降低，预热

调压器

2 可以加热两对硅棒到 1000

℃。两个预热调压电源相位互差 120°，三根预热母线

中任意两根线的电压不超过预热调压器最高输出电压。
　　
　　为了简化设备，一般选用

1 套预热调压器对 N 台炉进行预加热。9 对棒还原炉预加

热系统原理，

K1 真空断路器断开，防止高压加入 A 相还原调压器。K2 吸合，对 1#炉 A

相

3 对棒预热。预热结束，K2 断开，K1 吸合，A 相 3 对棒开始由 A 相还原调压器供电。

同样，

K3 真空断路器断开，防止高压加入 B 相还原调压器。K4 吸合，对 1#炉 B 相 3 对

棒预热。预热结束，

K4 断开，K2 吸合，B 相 3 对棒开始由 B 相还原调压器供电。以次类

推，每次预热

3 对棒，每炉预热 3 次。可以对任何一个炉进行硅芯调压预热。所有真空接