Thyristorleistungssteller bieten eine kostengünstige Lösung zur Steuerung elektrischer Heizsysteme. Sie werden in Wechselstromnetzen eingesetzt und steuern die Versorgungsspannung zum Heizsystem, indem sie diese je nach Anforderung freigeben oder sperren.
Leistungsregler arbeiten mit Thyristoren, kleinen Bauteilen, die aus vier Halbleiterschichten bestehen, von denen jede zweite ein Leiter ist.
Diese Geräte regeln die elektrische Leistung der Heizelemente proportional zur vom Temperaturregler angeforderten Leistung. Zur Leistungsanpassung schalten sie die Netzspannung kurzzeitig zu den Heizelementen bzw. zur Last ein oder aus.
Je nach Konfiguration können sie in zwei Modi betrieben werden – Impulssteuerung und Phasenanschnittsteuerung.
Leistungssteller arbeiten häufig im Impulssteuerungsmodus. Dieser gilt als vergleichsweise störungsarm und sollte nach Möglichkeit verwendet werden.
In diesem Betriebsmodus werden vollständige Sinuswellen der Netzspannung an die Last geschaltet oder blockiert. Während des Regelungsprozesses haben Schwankungen der Netzspannung nur einen geringen Einfluss auf das geregelte System.
Bei dieser Regelungsart wird die Last proportional zu einer Anzahl vollständiger Netzspannungszyklen ein‑ und ausgeschaltet.
Wenn beispielsweise ein Temperaturregler eine Ausgangsleistung von 50 % anfordert, wird nur die Hälfte der vollständigen Netzspannungszyklen an die Last geschaltet. Bei einer erforderlichen Ausgangsleistung von 33 % wird nur ein Drittel der vollständigen Netzspannungszyklen geschaltet.
Bei der Phasenanschnittsteuerung wird nur ein Teil jeder Halbwelle der Netzspannung geschaltet. Die Leistungssteller schalten dabei proportional einen Anteil jedes Netzhalbzyklus ein. Der Hauptgrund für die Verwendung der Phasenanschnittsteuerung ist die erforderliche Strombegrenzung bei Heizelementen mit sehr geringem Widerstand. Dieser Betriebsmodus ist jedoch mit erhöhten Oberwellenbelastungen und Blindleistung verbunden.
Thyristorleistungssteller werden überall dort eingesetzt, wo elektrische Heizlasten resistiver oder induktiver Art gesteuert werden müssen, beispielsweise in Industrieöfen oder in der Kunststoffverarbeitung.
Diese Leistungssteller kommen unter anderem in folgenden Anwendungen zum Einsatz:
JUMO-Thyristorleistungssteller der Serie TYA tragen zur Gewährleistung einer konstanten Ausgangsleistung bei. Sie verfügen über eine Strombegrenzung sowie optionale Regelalgorithmen.
Sie eignen sich für ohmsche und ohmsch‑induktive Lasten sowie zur Steuerung von Hochtemperatur‑Heizelementen aus Siliziumkarbid oder Molybdändisilicid. Für diese speziellen Anwendungen wird jedoch insbesondere der elektronische Transformator IPC 300 empfohlen.
Das System ermittelt die Gesamtleistung des Prozesses und passt die individuelle Leistung der Leistungssteller entsprechend an, um ein Überschreiten vordefinierter Stromgrenzwerte zu verhindern. Dadurch werden Lastspitzen vermieden und die Stromversorgungskosten reduziert.
Die wichtigsten Vorteile: