Das Prinzip der Leistungsregelung in einer Wechselstromlast mittels Thyristoren

Die durchschnittliche Lastleistung in sinusförmigen Wechselstromkreisen kann angepasst werden Thyristoren… Diese Methode zur Steuerung des Stromverbrauchs ist besonders einfach, wenn die Last rein aktiv ist. Durch einige Modifikationen an Verbraucherschaltungen ist es jedoch möglich, Lasten mithilfe von Thyristoren zu steuern. reaktive Komponente.

Dieser Regulierungsansatz wird allgemein als bezeichnet Phasenspannungsregelung, und wird im Allgemeinen auf solche Verbraucher angewendet, die zunächst direkt aus dem Netz versorgt werden können, dies aber nicht benötigen vollkommen harmonische Spannungsform.

Das Steuerprinzip besteht darin, den Öffnungswinkel des Thyristors wie bei einem elektronischen Schalter zu ändern. Wenn also der Thyristor öffnet und Strom nicht über die gesamte Halbwelle der Sinuswelle leitet, sondern erst ab einer bestimmten Phase davon, werden unvollständige Sinuswellen der Last und ihren Teilen mit dem Anfangsteil der Halbwelle zugeführt. Monatszyklus abgeschnitten.

Dies wird dadurch erreicht, dass der Thyristor unabhängig arbeitet Halbwellengleichrichter, oder zwei Thyristoren sind in der Gleichrichterschaltung enthalten (dann ist dies der sogenannte gesteuerter Gleichrichter). Das Ergebnis des Betriebs der Schaltung ist eine Verringerung des Effektivwerts der Spannung, die der Last zugeführt wird, die nach einem solchen Gleichrichter angeschlossen ist.

Solche Schaltungen finden sich häufig in Sanftanlassern von Gleichstrommotoren, auf Platinen zur Stromsteuerung von Akkus, in Geräten zur Helligkeitsregelung von Glühlampen usw.

Der Vorteil dieses Ansatzes liegt vor allem in den geringen Kosten und der Einfachheit des Aufbaus von Schaltungen mit Thyristoren sowie in der Einfachheit von Steuerschaltungen zur Phasenregelung der Spannung bei Wechselstrom im Netz. Der Nachteil ist natürlich die verzerrte Form der resultierenden Spannung, ein hoher Welligkeitsstrom am Ausgang und eine Reduzierung des Leistungsfaktors für den Benutzer.

Der mit der Verzerrung der Spannungs- und Stromform verbundene Nachteil besteht im Wesentlichen darin, dass beim plötzlichen Abschalten des Thyristors der Strom durch die Last stark ansteigt, während der Spannungsabfall an den Widerständen sowohl im Versorgungskreis als auch in den Lastkreisen zunimmt scharf. Die Form der Versorgungsspannung wird überhaupt nicht sinusförmig. Wir müssen zusätzliche Filter bauen, wenn es beispielsweise darum geht, die Leistung eines Induktionsmotors zu steuern, für den immer ein reiner Sinus gewünscht ist.

Der Thyristor ist so ausgelegt, dass er beginnt, Strom zu leiten als Diode genau ab dem Moment, in dem der Triggerspannungsimpuls an seine Steuerelektrode angelegt wird.In diesem Moment schaltet der Thyristor vom gesperrten Zustand in den leitenden Zustand und leitet Strom von der Anode zur Kathode, auch wenn die Wirkung des Steuerimpulses bereits beendet ist, der Strom von der Anode zur Kathode jedoch weiterhin fließt.

Sobald der Strom im Stromkreis stoppt, sperrt der Thyristor und wartet auf den nächsten Impuls an seiner Steuerelektrode, während die Spannung von der Anodenseite angelegt wird. Dadurch werden die Perioden des offenen Zustands des Thyristors gebildet und die Schnittstücke der Stromsinuskurve im Verbraucherkreis erhalten.

Aus diesem Grund wird die Thyristorsteuerung häufig in elektrischen Haushaltsgeräten verwendet, in denen Heizelemente, Gleichstrommotoren und Glühfäden verwendet werden – solche Geräte, die nicht besonders empfindlich auf Wellen reagieren, die bei der Frequenz des Netzwerks auftreten. Kleine, kompakte und preiswerte Thyristor-Dimmer eignen sich ideal zum Einstellen der Temperatur von elektrischen Fußbodenheizungen, der Leuchtintensität von Glühlampen, der Temperatur von Ölheizungen, Lötkolben usw.

Siehe auch:Prinzipien der Thyristor- und Triac-Steuerung