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4 Applikationshinweise für Thyristoren und Netzdioden
Steuerbare Ventile (Thyristoren)
Während bei nichtsteuerbaren Gleichrichterschaltungen die Beschaltung der Einzelventile die
Ausnahme bildet, ist sie bei steuerbaren Stromrichterschaltungen die Regel. Das kommt daher,
dass Thyristoren nicht nur gegen die unzulässig hohen Spitzenwerte der Überspannungen geschützt
werden müssen, sondern vor allem auch gegen deren steilen Anstieg. Eine sehr steil
ansteigende Spannung kann einen Thyristor ungewollt zünden.
Außerdem kann eine Ventilbeschaltung bei Thyristoren auch notwendig sein, um bei induktiver
Last und lückendem Strom das Zünden der Thyristoren zu erleichtern. Diese Aufgabe kann allerdings
auch von einer gleichstromseitigen Beschaltung übernommen werden. Der Einzelbeschaltung
der Thyristoren sind aber Grenzen gesetzt, weil die Kondensatoren sich beim Zünden der
Thyristoren über diese entladen und dadurch eine unerwünschte Beanspruchung mit steil ansteigendem
Strom (di/dt-Beanspruchung) verursachen. Bei Thyristorbaugruppen für kleine Stromstärken
und hohe Spannungen, bei denen man mit verhältnismäßig kleinen Kapazitäten und hochohmigen
Widerständen auskommt, ist diese di/dt-Beanspruchung noch verhältnismäßig gering, so
dass hier oft eine Beschaltung der Einzelventile allein genügt. Diese ist dann so zu bemessen wie
eine wechselstromseitige Beschaltung (vgl. Kap. 4.4.2.2/Bemessungsrichtlinien).
Bei Thyristorbaugruppen für höhere Stromstärken werden jedoch die für einen Schutz gegen
energiereiche Überspannungen erforderlichen Kapazitätswerte so groß und die optimalen Widerstandswerte
so klein, dass sich eine unzulässig hohe di/dt-Beanspruchung des Thyristors durch
die Kondensatorentladung beim Zünden ergeben würde. Daher kann ein ausreichender Schutz
durch eine Ventilbeschaltung allein nicht erreicht werden. Man muss dann zur wechselstromseitigen
Beschaltung (unter Umständen mit zusätzlicher gleichstromseitiger Beschaltung) übergehen.
Ob in solchen Fällen zusätzlich eine nach diesem Abschnitt zu bemessende Einzelbeschaltung
erforderlich ist, hängt von den Eigenschaften der Schaltung und der verwendeten Thyristoren ab.
Werden Thyristoren mit großer kritischer Spannungssteilheit eingesetzt, so kann häufig auf eine
zusätzliche Einzelbeschaltung der Ventile verzichtet werden, wenn eine wechselstromseitige –
und falls erforderlich gleichstromseitige – Beschaltung vorhanden ist.
Bei Baugruppen für sehr große Leistungen schließlich, insbesondere auch bei Parallelschaltungen
von Thyristoren, kann es vorteilhaft sein, die RC-Beschaltung über eine Hilfsbrücke anzuschließen
(Bild 4.4.3). Die zusätzlichen Kosten dieser Hilfsbrücke werden teilweise dadurch ausgeglichen,
dass ein preisgünstiger Elektrolytkondensator und ein Dämpfungswiderstand geringer
Belastbarkeit verwendet werden können. Allerdings ist zu beachten, dass bei Verwendung einer
Hilfsbrücke andererseits der für das sichere Zünden der Thyristoren bei induktiver Last notwendige
Entladestromstoss wegfällt. Empfohlene Widerstands- und Kapazitätswerte für die Einzelbeschaltung
der Ventile sind in den Katalogen angegeben oder können gemäß der nachfolgenden
Bemessungsrichtlinien berechnet werden.
Bild 4.4.3 Einzelbeschaltung eines Thyristors mit Hilfsbrücke
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