Thyristorschalter

Schaltsymbol eines Thyristorschalters

Ein Thyristor-Schalter ist eine elektronische Schaltung, welche aus einem oder mehreren Thyristoren besteht und als kontaktloser elektrischer Schalter zum Ein- und Ausschalten von elektrischen Verbrauchern wie beispielsweise Elektromotoren dient. Es wird zwischen Thyristor-Schaltern für Gleichstrom und Wechselstrom unterschieden.

Varianten

Gleichstrom

Schaltbild eines Gleichstromschalters mit Thyristorschalter (im strichlierten Rahmen)

Für Gleichstrom besteht ein Thyristorschalter, wie in nebenstehenden Schaltbild dargestellt, aus dem Hauptthyristor T_H, dem Löschthyristor T_L, sowie dem Kondensator C und der Spule L. Zusammen mit einer Freilaufdiode, diese ist parallel zum Verbraucher (Motor M) geschaltet, ergibt sich ein Gleichstromsteller wie im Schaltbild gezeigt.

Die Funktion der Schaltung:

1. Zum Einschalten des Verbrauchers (Motor M) wird als Vorbereitung zunächst der Löschthyristor T_L gezündet. Der Kondensator C wird von der Batterie über T_L und den Motor M aufgeladen.
2. Danach wird der Hauptthyristor T_H gezündet. Der Laststrom fließt über den Thyristor und den Motor. Außerdem entlädt sich der Kondensator C über T_H, D und L. Durch die in der Spule L gespeicherte Energie wird C umgeladen. Ein nochmaliges Entladen ist nicht mehr möglich, da Diode D jetzt sperrt. Der Verbraucher ist nun dauerhaft eingeschaltet, der Motor läuft.
3. Die Abschaltung erfolgt durch Zündung des Löschthyristors T_L. Kondensator C entlädt sich nun über T_L und T_H. Durch den Entladestrom wird der Laststrom des Hauptthyristors T_H reduziert und unter seinen Haltestrom gesenkt, wodurch er dauerhaft sperrt. Danach kann der Zyklus beim ersten Punkt neu beginnen.

Über das zeitliche Verhältnis der Schaltabstände von T_H und T_L kann das Tastverhältnis festgelegt werden. Die Motorspannung lässt sich dann durch eine rasche Abfolge von Ein- und Auszuständen in einem bestimmten Bereich steuern.

Wechselstrom

Ein Thyristor-Schalter für Wechselstrom, auch elektronischer Schütz genannt, besteht aus zwei antiparallel geschalteten Thyristoren oder aus einem Triac, wobei die Zündung immer beim Nulldurchgang der Wechselspannung erfolgt. Ein Löschkreis wie bei der Gleichstromschaltung ist nicht erforderlich. Sobald keine neuen Zündimpulse mehr erzeugt werden, löscht der Thyristorschalter beim nächsten Nulldurchgang des Wechselstromes. Mehrere Thyristorschalter für Wechselstrom können zu einem Thyristorschalter für Drehstrom zusammengeschaltet werden und gemeinsam angesteuert werden.

Literatur

• Valentin Crastan: Elektrische Energieversorgung 2. 3. Auflage. Springer, 2012, ISBN 978-3-642-19855-7.