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多晶硅铸锭炉热场设计及计算机模拟

多晶硅铸锭炉热场设计及计算机模拟

作者：饶森林南昌大学

学位级别：硕士

一台优良的多晶硅铸锭炉，除了需要具备平稳的机械传动系统，便捷的供水装置、抽真空及自动控制系统，关键还得具有一个合理的热场。热场作为铸锭炉的核心，其对多晶硅定向凝固过程中的固液界面及熔体的流动起着至关重要的作用，而加热... 详细信息

一台优良的多晶硅铸锭炉，除了需要具备平稳的机械传动系统，便捷的供水装置、抽真空及自动控制系统，关键还得具有一个合理的热场。热场作为铸锭炉的核心，其对多晶硅定向凝固过程中的固液界面及熔体的流动起着至关重要的作用，而加热器、隔热层及坩埚等部件构成了热场的主体，因此可以通过对加热器、隔热层及坩埚等部件的优化设计来调节定向凝固过程。本文首先对铸锭炉热场的理论基础和影响机理进行了简单的介绍，其次以上海晨华型号为ZG-5D的多晶硅铸锭炉作参考，并以坩埚为设计基准，由内向外对热场的主要部件(包括：加热器和隔热层)进行了选材、优化设计及校核计算。设计的目的主要是期望获得更加合理的热场结构及温度梯度分布，同时，也为将来研制一种高效的多晶硅铸锭设备提供参考依据。最后，本文在优化设计的基础上，采用Comsol Multiphysics多物理场模拟软件，验证了使用倒锥形坩埚得到的硅熔体热场及流场的分布情况，并选用底部凸形及圆形坩埚作对比，以此来检验坩埚设计的合理性，进而可初步判断整个热场设计的合理性。研究表明，与其他两种形状的坩埚相比，使用倒锥形的坩埚得到的热场更加均匀，且固液界面更为平整，即制得的多晶硅锭质量更高。说明热场中应选取侧壁有一定倾角的坩埚，即表明第三章关于热场的初步设计结果基本符合设计要求。

关键词：多晶硅铸锭炉定向凝固热场优化设计计算机模拟

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多晶硅铸锭炉控制系统的研究和设计

多晶硅铸锭炉控制系统的研究和设计

作者：韩栋梁西安电子科技大学

学位级别：硕士

多晶硅铸锭炉是太阳能光伏电池产业中关键设备,多晶硅铸锭过程中晶体生长的质量直接决定着电池片的转换效率,而多晶硅铸锭炉温度控制的精度直接影响到晶体生长的质量。本课题是对DDL-450型多晶硅铸锭炉控制系统的研究与设计,包括控制... 详细信息

多晶硅铸锭炉是太阳能光伏电池产业中关键设备,多晶硅铸锭过程中晶体生长的质量直接决定着电池片的转换效率,而多晶硅铸锭炉温度控制的精度直接影响到晶体生长的质量。本课题是对DDL-450型多晶硅铸锭炉控制系统的研究与设计,包括控制系统的硬件设计、软件实现及温度控制等关键技术的分析。通过对铸锭炉热场的分析,提出了基于晶体生长温度控制的模糊变系数PID控制算法,实现了对铸锭炉温度的精确控制。随着硅锭正朝着大锭(体积增大、重量增加)的方向发展,对设备控制功能的要求也越来越高,研究开发技术先进、高精度温度控制、性能稳定的设备,对于大幅提升国产多晶硅铸锭设备自动化程度和产品质量是非常重要的。因此,本文对多晶硅铸锭炉的控制系统进行了重点研究,包括控制系统的硬件设计和软件实现以及温度控制系统的解决方案。本系统已经投入生产运行,设备运行可靠、控制精度高、软件功能完善、操作简单方便,温度控制完全满足晶体生长工艺要求。提高了产品的性能和质量。

关键词：多晶硅铸锭炉定向凝固控制策略模糊PID控制

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触发脉冲对多晶硅铸锭炉电源温控系统的影响

电源技术 2015年第10期39卷 2301-2302,2327页

作者：张霞徐克峰马建立北京京仪椿树整流器有限责任公司北京100040 北京交通大学电气工程学院北京100000

多晶硅铸锭炉电源温控系统采用了过零触发的控制方式,通过在165 k W电源设备上的实验,研究了触发脉冲对电源温控系统影响,结果表明:拓宽触发脉冲的宽度,得到了完整的正弦波;调整触发脉冲的起始位置,大大降低了设备切入电网时的冲击电流... 详细信息

多晶硅铸锭炉电源温控系统采用了过零触发的控制方式,通过在165 k W电源设备上的实验,研究了触发脉冲对电源温控系统影响,结果表明:拓宽触发脉冲的宽度,得到了完整的正弦波;调整触发脉冲的起始位置,大大降低了设备切入电网时的冲击电流;将调压与调功有机的结合,对感性负载过零调功系统的稳定可靠运行有着非常重要作用。

关键词：多晶硅铸锭炉交流调功过零触发触发脉冲

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多晶硅铸锭炉加热室的设计

电子工业专用设备 2007年第7期36卷 36-39页

作者：陈国红王晓军姚文军苏文生国防科学技术大学研究生院湖南长沙410073 湖南证兴设备安装工程有限公司湖南株洲412003 中国电子科技集团公司第四十八研究所湖南长沙410111

加热室是多晶硅铸锭炉的关键部件之一。多晶硅锭的生长工艺过程都要通过加热室的调整来实现。着重介绍了多晶硅铸锭炉加热室的结构设计。

关键词：多晶硅铸锭炉加热室石墨加热器隔热层

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高质量多晶硅铸锭炉及其控制系统研究

高质量多晶硅铸锭炉及其控制系统研究

作者：魏良亭江苏大学

学位级别：硕士

国家“十四五”规划以及2035远景目标中,明确提出要积极发展光伏等新能源产业,多晶硅铸锭炉作为光伏产业中关键生产设备承担着重要作用。传统多晶硅铸锭炉采用两区加热结构,其加热效率以及多晶硅锭产品质量受到一定限制,且控制系统效率... 详细信息

国家“十四五”规划以及2035远景目标中,明确提出要积极发展光伏等新能源产业,多晶硅铸锭炉作为光伏产业中关键生产设备承担着重要作用。传统多晶硅铸锭炉采用两区加热结构,其加热效率以及多晶硅锭产品质量受到一定限制,且控制系统效率、精度和可靠性存在不足。为了解决上述问题,本文设计了一种三区六面加热结构,并在铸锭炉石墨平台底部设计了一种热门传动散热装置来提高熔化阶段的加热效率和长晶阶段的散热效率。基于三区六面独立加热结构,优化了控制系统算法,并完成软硬件设计和试验测试。论文主要工作如下:1、阐述了多晶硅铸锭炉的研究背景和意义,概述了多晶硅铸锭炉炉体结构、控制系统及其原理、国内外的发展情况。从热场结构、热场数学模型和系统控制算法三个方面分析了多晶硅铸锭炉及其控制系统的研究现状和发展趋势。2、通过分析热场的传热过程、性能和能耗,并结合生产工艺及要求,设计了一种三区六面加热结构,并在石墨平台底部增加热门传动装置。利用ANSYS有限元分析软件,分别对三区和两区加热结构进行热场仿真对比分析,验证优化结构的可行性。3、建立了温度、气体流量控制数学模型,并设计了一种模糊控制器来解决气体流量控制对象非线性、大滞后等问题。针对温度控制系统,为了能够在生产过程中自动调整控制参数,设计了一种模糊PID控制器,并利用粒子群算法自动寻优模糊PID温度控制中的量化因子与比例因子,以此来提高控制效率。为解决粒子群算法搜索精度不足问题,继而设计了一种非线性递减惯性权重优化基本粒子群算法来解决上述搜索精度问题,最后利用MATLAB仿真验证控制系统的控制效果。4、完成基于Opto22可编程工业控制器的控制系统的软硬件设计和实验,并通过设计联锁与协调策略、网络冗余通讯结构来提高控制系统可靠性。最后进行加料试验,分析得出基于优化的三区加热结构,气体流量模糊控制、改进型粒子群算法优化模糊PID控制效果更佳,产品质量得到进一步提高。

关键词：多晶硅铸锭炉三区六面加热结构模糊控制改进型粒子群优化算法

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多晶硅铸锭炉国产化是发展趋势

硅谷 2010年第13期 149-150页

随着光伏市场的快速发展,与之相关的上下游产业也异常活跃。但是有一点不容忽视,光伏行业的繁荣背后,其所需的生产设备却长期受制于国外企业。在今年举行的《第四届上海太阳能国际光伏会议》上,作为国际多晶硅铸锭炉龙头企业,美国

关键词：多晶硅铸锭炉企业进口太阳能企业管理太阳辐射能气候资源零配件光伏行业光伏产业国内市场

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多晶硅铸锭炉升降机构设计

太原科技 2008年第9期176卷 73-75页

作者：张金凤赵雪峰程建平中国电子科技集团公司第二研究所山西太原030024

简要认识了太阳能电池用多晶硅铸锭炉的工作原理及结构组成。重点介绍了多晶硅铸锭炉中的炉门升降装置和隔热框升降装置的结构设计。

关键词：多晶硅铸锭炉炉门升降隔热框升降波纹管

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DDL-500型多晶硅铸锭炉的开发与设计

电子工业专用设备 2013年第6期42卷 17-20页

作者：赵雪峰中国电子科技集团公司第二研究所山西太原030024

在降低多晶硅成本及提高生产效率的前提下,对多晶硅铸锭炉进行了研究调查,通过对多晶硅铸锭炉结构进行改进,对热场等关键部位进行了重新的开发设计,提高了单炉单次的生产量,满足生产要求。

关键词：多晶硅铸锭炉加热器热场改进

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中国多晶硅铸锭炉用碳素材料市场

中国多晶硅铸锭炉用碳素材料市场