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Auswahl und Berechnung von Thyristoren für die B6-Schaltung
Um Thyristoren für eine B6-Schaltung auszuwählen, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden, insbesondere die maximale Sperrspannung und der maximale Durchlassstrom. Die Berechnung basiert auf der angegebenen ideellen Gleichspannung \(U_{\mathrm{di}}\) und den Eigenschaften der Last sowie der Spannungsversorgung.
Berechnung der ideellen Gleichspannung
Gegeben ist die verkettete Spannung \(U_{\mathrm{V}} = 18 \mathrm{~V}\), und die Formel für die ideelle Gleichspannung ist:
\(U_{\mathrm{di}} = \frac{3 \sqrt{2}}{\pi} U_{\mathrm{V}}\)
Einsetzen der gegebenen Werte:
\(U_{\mathrm{di}} = \frac{3 \sqrt{2}}{\pi} \cdot 18\mathrm{~V} \approx 1,35 \cdot 18\mathrm{~V} = 24,3 \mathrm{~V}\)
Die ideelle Gleichspannung beträgt also etwa 24 V, was für die Bereitstellung von 24V Gleichspannung in Industrieanwendungen ausreichend ist.
Maximale Sperrspannung
Die maximale Sperrspannung \(U_{\mathrm{vmax}}\) der Thyristoren kann mit der folgenden Formel berechnet werden:
\(U_{\mathrm{vmax}} = 1,05 U_{\mathrm{di}}\)
Einsetzen des Wertes von \(U_{\mathrm{di}}\):
\(U_{\mathrm{vmax}} = 1,05 \cdot 24,3 \mathrm{~V} \approx 25,5 \mathrm{~V}\)
Das bedeutet, dass die Thyristoren mindestens eine maximale Sperrspannung von 25,5 V aushalten müssen.
Thyristoren Auswahl
Bei der Auswahl der Thyristoren ist es wichtig, nicht nur die Sperrspannung, sondern auch den maximalen Durchlassstrom, der durch die Thyristoren fließen kann, und die Temperaturbedingungen zu berücksichtigen. Die spezifischen Anforderungen hängen von der Last und den Betriebsbedingungen ab. Man sollte Thyristoren wählen, deren maximale Sperrspannung und Durchlassstrom über den berechneten Werten liegen, um eine sichere Operation zu gewährleisten.
Praktisches Muster der B6-Schaltung
Ein praktisches Muster bzw. Schema einer B6-Schaltung umfasst sechs Thyristoren, die in einer Brückenschaltung angeordnet sind. Diese Konfiguration erlaubt die Gleichrichtung von Dreiphasen-Wechselstrom zu Gleichstrom. Die Ansteuerung der Thyristoren erfolgt phasenversetzt, sodass in jedem Moment zwei Thyristoren (einer aus jeder Hälfte der Brücke) leiten und den Stromfluss zur Last ermöglichen.
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Obere Brückenhälfte: Drei Thyristoren sind mit ihren Anoden an den jeweiligen Phasen des Dreiphasen-Systems angeschlossen.
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Untere Brückenhälfte: Drei Thyristoren sind mit ihren Kathoden an den jeweiligen Phasen angeschlossen, jedoch in umgekehrter Richtung im Vergleich zu den oberen Thyristoren.
Die Ansteuerung der Thyristoren muss so erfolgen, dass immer ein Thyristor der oberen Brücke und ein Thyristor der unteren Brücke gleichzeitig leiten, um einen kontinuierlichen Gleichstrom zur Last hin zu ermöglichen. Die Ansteuerung der Thyristoren muss synchron mit dem Wechselstromnetz erfolgen, um die korrekte Funktion der Gleichrichtung zu gewährleisten.
In der Praxis wird ein solches Schema oft mit zusätzlichen Steuer- und Schutzeinrichtungen erweitert, um die Thyristoren vor Überlastung zu schützen und eine präzise Ansteuerung zu ermöglichen.
