一种快速调整铂金通道热通量、提高电源效率方法 【技术领域】
本发明属于TFT-LCD玻璃基板制造领域，涉及到对以铂金为负载的变压器的设计方法，本方法可有效提高电加热的效果和提高电源效率。
背景技术
在TFT-LCD玻璃基板生产制程中，为了减少玻璃液与耐火物接触而带来的组份非均一性和气体夹杂物的产生，通常使用铂金通道连接熔解池与成型设备。铂金通道是用来实现玻璃液的澄清、均化、搅拌和温度调节的设备。铂金通道的各个区段要求在相应的粘度下实现其特定的功能。粘度的控制是通过铂金通道温度的控制来实施的。
铂金通道的温度控制是通过电加热来实现的。由于铂金通道工作于1200～1700℃，在此温度下，考虑到电加热的稳定、长寿命与可靠性，铂金或铂系贵金属合金成为最佳电加热负载。电加热的实现方式有铂金通道直接电加热与铂金通道间接电加热或二者同时使用。
电加热通过调功器与变压器结合工作的方式实现。变压器用来进行电加热电压的匹配，调功器则用来调节输出电压，实现电加热功率的控制。
铂金是一种十分贵重的贵金属材料。因而对于施加于其上的电压以及通过其的电流均有很严格的要求。在从室温至铂金使用温度的变化范围，铂金的电阻率变化了5～6倍。因而，在室温或低温下对于铂金适宜的电压和电流值，在高温下则不合适。同时，对于不同的截面积和长度的铂金，其适宜电压和电流值也不同。
传统的变压器的设计是针对每一个铂金负载，进行精确计算，从而确定合适的变压器参数。但是，对于直接电加热，虽然铂金通道的电参数可以精确计算，但由于回路电流高达几千安培，回路损耗很大且无法准确估算。电加热负载的老化与铂金通道工艺参数的变更亦会对变压器的参数提出不同的要求。设计者为保证所设计的变压器可用，会留有较大的电压和电流设计余量。这样，一方面加大了系统运行成本，另一方面当负载电阻计算与实际负载阻值差别较大时，电压档位会不合适，电加热回路功率因数会很低，电能利用率降低，电网谐波污染升高，而且人工更换变压器时，由于需要长时间调整变压器规格而导致对铂金负载加热效果的影响问题。同时，由于使用定做的专用变压器，变压器成本高，订货周期长。基于以上原因，通过用于铂金负载的电加热变压器的合理设计可以解决档位设计正确、变压器规格种类减少以及能够适应各种工艺变化或弥补计算、估算以及负载老化等因素，并且能够提高功率因数、减少备件数量。
【发明内容】
本发明的目的是为了解决现有技术中由于回路电流较高而不能准确计算变压器参数，进而需要较多的变压器规格、以及直接电加热档位设计偏大、电能利用率偏低的技术难题，设计了一种快速调整铂金通道热通量、提高电源效率方法，本方法在基于变压器的适配结构、铂金通道加热模式的选择和通道法兰的结构，将变压器设置为两类三规格，对直接电加热变压器分为两个规格，对间接电加热变压器设置为第三种规格，分别在变压器的原边或副边的抽头结构，通过组合抽头调整变压器输出的电压，进而精确控制铂金负载的温度。
本发明为实现发明目的采用的技术方案是，一种快速调整铂金通道热通量、提高电源效率方法，基于变压器的适配结构、铂金通道加热模式的选择和通道法兰的结构，本方法包括以下步骤：
①根据铂金通道的整体设计要求对于各区段的适配变压器分成A、B两类三规格结构设计：
A、直接电加热变压器，具有A1和A2两种规格，分别按照输出电流最大值Imax和1/2Imax进行容量设计，变压器采用原边侧抽头结构、并配备档位切换开关；
B、间接电加热变压器，副边具有6-10组降压线圈，借助于移相式功率调节器串联组合与间接加热用铂金丝或铂金板匹配形成间接加热装置，
②根据铂金通道的各区段设计要求对于各区段功率适配选择调整在变压器满负荷的60％～90％区间输出，
③借助于适配变压器的规格选配、变压组合调整工艺参数变化或电加热负载老化使变压器满负荷维持在60％～90％区间输出。
本发明的方法是将直接电加热变压器地原边或副边设置抽头结构、并形成互补加热结构，通过组合抽头调整变压器输出的电压，进而精确控制铂金负载的温度，避免回路电流过高而导致无法对铂金负载的电参数进行精确技术的问题出现；使用抽头结构，可以减少变压器的规格，避免使用多种规格变压器而导致人工调整变压器时影响铂金负载电加热的效果；使用多个抽头进行匹配组合可输出多种电压，可以满足不同负载的需求；调整电压输出操作简单，大大提高了工作效率；输出电压随机精确调节，解决了电能利用低的问题。
【具体实施方式】
一种快速调整铂金通道热通量、提高电源效率方法，基于变压器的适配结构、铂金通道加热模式的选择和通道法兰的结构，本方法包括以下步骤：
①根据铂金通道的整体设计要求对于各区段的适配变压器分成A、B两类三规格结构设计：
A、直接电加热变压器，具有A1和A2两种规格，分别按照输出电流最大值Imax和1/2Imax进行容量设计，变压器采用原边侧抽头结构、并配备档位切换开关；
B、间接电加热变压器，副边具有6-10组降压线圈，借助于移相式功率调节器串联组合与间接加热用铂金丝或铂金板匹配形成间接加热装置，
②根据铂金通道的各区段设计要求对于各区段功率适配选择调整在变压器满负荷的60％～90％区间输出，
③借助于适配变压器的规格选配、变压组合调整工艺参数变化或电加热负载老化使变压器满负荷维持在60％～90％区间输出。
直接电加热变压器的原边绕组配备3-5个抽头结构、并配备档位切换开关。
上述的直接电加热变压器的3-5原边绕组，对应的原边电压是：760V、630V，507V、440V，380V，副边线圈的输出电压是10V。
间接电加热变压器，副边具有6-10组降压线圈分别对应于：5V、10V、15V、20V、25V、30V、35V、40V、50V、60V串联电压组，原边电压380V。
上述的变压器是单相干式隔离变压器，变压器上设置有温度传感器。
上述的变压器铁芯的磁通密度小于或等于1.3特斯拉每平方厘米。
现举出本发明的具体实施例：
对于一条铂金通道，直接电加热电流为1500A、2300A、3500A、4400A、5200A和6000A，回路电压上限为9V，下限为4V。间接电加热电流为25A，电压为7V、13V、18V、22V、27V、32V、37V、46V、54V，则变压器设计如下：
对于直接电加热的变压器分为6000A和3000A两种规格，变压器的原边电压为760V、507V、380V，副边电压为10V。由于供电电压是380V，通过切换变压器原边不同档位，在副边可得到5V、7.5V和10V三个不同的输出电压，以满足铂金负载需求。
对于间接电加的热变压器原边380V供电，副边电流30A，副边电压抽头设置的档位为：0V、10V、25V、40V、60V。通过副边不同抽头的组合，可以得到10V、15V、20V、25V、30V、35V、40V、50V、60V九个档位，以满足不同负载的需求。