Ein Thyristorgleichrichter ist ein Leistungselektronikgerät, das häufig bei der Umwandlung von Wechselstrom in Gleichstrom verwendet wird. Er erreicht einen unidirektionalen Stromfluss durch die Steuerung des Ein- und Ausschaltens des Thyristors, der Wechselstrom in Gleichstrom umwandelt. Thyristorgleichrichter zeichnen sich durch hohe Effizienz, Zuverlässigkeit und schnelle Reaktion aus.

Funktionsweise von Thyristorgleichrichtern

Thyristorgleichrichter bestehen hauptsächlich aus Thyristoren, Transformatoren, Filterkondensatoren und Lastwiderständen. Durch Steuern des Auslösewinkels des Thyristors können Ausgangsspannung und -strom eingestellt werden. Es gibt drei Elektroden, nämlich Anode A, Kathode K und Gate G (auch Steuerelektrode genannt).

Abbildung (1): Aussehen des Thyristors

Das grundlegende Funktionsprinzip eines Thyristorgleichrichters ist wie folgt:

Gleichrichtungsprozess: Der Thyristorgleichrichter nimmt einen Wechselstromeingang an und wandelt ihn in einen Einweg-Impulsstrom um. In der positiven Halbwelle, wenn die Eingangsspannung die Auslösespannung des Thyristors überschreitet, wird der Thyristor zum Einschalten ausgelöst und der Strom beginnt durch den Lastwiderstand zu fließen. In der negativen Halbwelle wird der Thyristor ausgeschaltet und der Strom fließt nicht durch den Lastwiderstand. Auf diese Weise erreicht der Thyristorgleichrichter einen unidirektionalen Stromfluss.

Triggersteuerung: Zum Einschalten des Thyristors ist ein externes Triggersignal erforderlich. Das Triggersignal kann von der Steuerschaltung oder von anderen Thyristoren erzeugt werden. Durch die Bereitstellung eines Triggersignals kann der Thyristor vom Aus-Zustand in den Ein-Zustand wechseln, wodurch Strom durchfließen kann.

Filtervorgang: Wenn der Thyristor eingeschaltet wird, liegt der Ausgangsstrom in Form von Impulsen vor. Um einen stabilen Gleichstromausgang zu erhalten, werden Thyristorgleichrichter normalerweise mit Filterkondensatoren gefiltert. Filterkondensatoren glätten Stromwelligkeiten und sorgen für einen stabilen Gleichspannungsausgang.

Lastregelung: Durch die Steuerung der Einschaltzeit des Thyristors können Ausgangsspannung und -strom eingestellt werden. Eine Erhöhung der Einschaltzeit erhöht die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom, während eine Verringerung der Einschaltzeit die Ausgangsspannung und den Ausgangsstrom verringert.

Tabelle (1) Einschalt- und Ausschaltbedingungen des Thyristors