Details

Главным объектом исследования данной работы является ламповый генератор мощностью 65 кВА м частотой 3 МГц для питания установки  бестигельной зонной плавки, с помощью которой получают особо чистый монокристаллический кремний. Ламповый генератор выступает преобразователем переменного тока промышленной частоты в высокочастотный переменный ток. Мощность, которую производит колебательный контур лампового генератора, будет потребляться нагрузочным контуром, т. е. установкой бестигельной зонной плавки. В ходе работы были рассмотрены одноконтурные ламповые генераторы с независимым возбуждением и самовозбуждением. В случае независимого возбуждения на сетку генераторной лампы, основного элемента лампового генератора, сигнал поступает со внешнего источника. В случае самовозбуждения этот сигнал формируется самим генератором за счёт сеточной цепи обратной связи. В программе COMSOL Multiphysics были произведены разработка и расчёт модели процессов, которые происходят в процессе бестигельной зонной плавки. Произведён анализ результатов, и были получены основные параметры одновиткового индуктора, которые в дальнейшем будут использованы при разработке лампового генератора. На основе полученных параметров индуктора в программе MATLAB Simulink был выполнен приближённый расчёт и моделирование схем одноконтурного лампового генератора с независимым возбуждением и самовозбуждением. По полученным результатам можно утверждать, что разработанный одноконтурный ламповый генератор способен удовлетворить энергозатраты установки бестигельной зонной плавки.

The main object of study in this work is a lamp generator with a power of 65 kVA and a frequency of 3 MHz to power a crucibleless zone melting installation, with the help of which especially pure single-crystalline silicon is obtained. The tube generator acts as a converter of industrial frequency alternating current into high frequency alternating current. The power produced by the oscillatory circuit of the lamp generator will be consumed by the load circuit, i.e., by the crucibleless zone melting installation. During the work, single-circuit tube generators with independent excitation and self-excitation were considered. In the case of independent excitation to the grid of the generator tube, the main element of the tube generator, the signal comes from an external source. In the case of self-excitation, this signal is generated by the generator itself due to the grid feedback circuit. In the COMSOL Multiphysics program, a model of the processes that occur during crucibleless zone melting was developed and calculated. The results were analyzed, and the main parameters of a single-turn inductor were obtained, which will later be used in the development of a tube generator. Based on the obtained parameters of the inductor, an approximate calculation and modeling of single-circuit tube generator circuits with independent excitation and self-excitation was performed in the MATLAB Simulink program. Based on the results obtained, it can be stated that the developed single-circuit lamp generator can satisfy the energy consumption of a crucibleless zone melting installation.