Polaritätsumkehrgleichrichter

Ein Polaritätsumkehrgleichrichter (PRR) ist ein Gleichstromversorgungsgerät, das die Polarität seines Ausgangs umschalten kann. Dies macht ihn besonders nützlich bei Prozessen wie Galvanisieren, Elektrolyse, elektromagnetischem Bremsen und Gleichstrommotorsteuerung, bei denen eine Änderung der Stromrichtung erforderlich ist.

1.So funktioniert es
Herkömmliche Gleichrichter wandeln Wechselstrom in Gleichstrom mit fester Polarität um. PRRs bauen darauf auf und verwenden steuerbare Leistungsbauelemente wie Thyristoren, IGBTs oder MOSFETs, um den Stromfluss umzukehren. Durch Anpassung des Zündwinkels oder der Schaltsequenz kann das Gerät den Ausgang sanft oder schnell von positiv auf negativ umschalten.

2.Schaltungsstruktur
Normalerweise verwendet ein PRR einen vollständig gesteuerten Brückengleichrichter:
AC-Eingang → Gesteuerte Gleichrichterbrücke → Filter → Last
Die Brücke verfügt über vier steuerbare Elemente. Durch die Steuerung, welche Geräte wann leiten, kann der Ausgang zwischen folgenden Elementen umschalten:
▪ Positive Polarität: Strom fließt vom Pluspol zur Last.
▪ Negative Polarität: Strom fließt in die entgegengesetzte Richtung.
Spannungspegel können auch durch Ändern des Triggerwinkels (α) angepasst werden, wodurch eine präzise Steuerung sowohl der Polarität als auch der Größe möglich ist.

3.Anwendungen
(1)Galvanisieren und Elektrolyse
Bei manchen Prozessen ist eine regelmäßige Stromumkehr erforderlich, um die Beschichtungsqualität zu verbessern. PRRs bieten eine steuerbare, bidirektionale Gleichstromversorgung, um diese Anforderung zu erfüllen.
(2) Gleichstrommotorsteuerung
Wird für den Vorwärts-/Rückwärtsbetrieb und das regenerative Bremsen verwendet, wodurch Energie an das System zurückgegeben wird.
(3) Elektromagnetisches Bremsen
Durch die Stromumkehr ist ein schnelles Abbremsen oder kontrolliertes Lösen mechanischer Systeme möglich.
(4)Labor & Tests
PRRs bieten einen programmierbaren bipolaren DC-Ausgang, ideal für Forschung, Tests und Experimente, die eine flexible Polarität erfordern.

Umpolgleichrichter gewinnen in Industrie und Forschung zunehmend an Bedeutung. Sie vereinen flexible Polaritätssteuerung mit effizienter Energieumwandlung und sind damit unverzichtbar für viele moderne Leistungselektronikanwendungen. Mit der Weiterentwicklung der Geräte- und Steuerungstechnik dürfte die Verbreitung von Umpolgleichrichtern weiter zunehmen.