Impiego del Tiristore

Finora abbiamo sempre considerato delle resistenze ohmiche nel circuito . principale. sostituiamo ora la resistenza in questo schema con un motore ad eccitazione separata, (vedi figura 14), caricato con un momento torcente costante.

Nella figura 3 venne precisato che il valore della corrente principale viene determinato primariamente dal carico. In questo motore sino a piccole tensioni applicate la corrente resta costante, cosicché anche il momento torcente che è proporzionale alla corrente I_A, resta costante. (1)

La tensione U applicata al motore invece è dipendete dalla regolazione del tiristore (figura 12), cioè non costante. Poiché però il numero di giri del motore è dipendente dalla tensione (2), abbiamo in questo modo trovato una regolazione dei giri del motore, durante la quale il momento torcente del motore entro un ampio campo di tensione, resta uguale. La regolazione del numero di giri a mezzo di tiristori è perciò preferita tra gli altri sistemi di regolazione (ad es. a mezzo di resistenze d’inserzione).

Figura 14

Per utilizzare in pieno l’energia delle reti a corrente alternata, vengono spesso utilizzati collegamenti a ponte con tiristori, per carichi da corrente continua. Un esempio semplice di ponte monofase con 4 tiristori si vede nella figura 15 a sinistra. Le frecce colorate nello schema indicano che ora entrambe le direzioni di corrente forniscono corrente attraverso il carico (che qui è un motore a corrente continua). Con una completa apertura del tiristore (α = 0°) si ottiene al carico una corrente continua media, come indicato dalla figura a destra. Per ogni periodo T si formano due semionde nello stesso senso. Il ponte monofase vien perciò denominato schema a due impulsi.

Figura 15

Se un carico a corrente continua deve essere alimentato con una rete di corrente trifase, ciò può avvenire utilizzando un collegamento a ponte trifase (figura 16 a sinistra).

Per ogni fase della rete vengono impiegati due tiristori, così che per tutto il  ponte sono necessari 6 tiristori.

Il ponte monofase è uno schema a due impulsi. Per il ponte trifase occorre perciò uno schema a sei impulsi di controllo (figura 16 a destra).

Si osserva che la corrente raddrizzata da una corrente trifase ha una minore ondulazione di quella ottenuta da un ponte monofase (paragona con la figura a destra della figura 15). Per livellare la corrente di una rete trifase raddrizzata da un ponte trifase, necessitano perciò meno condensatori, impedenze e resistenze. Per la regolazione di grossi carichi viene perciò data preferenza a schemi a impulsi plurimi.

Figura 16

Il ponte trifase appartiene già all'elettronica di potenza, che è il principale campo d’applicazione dei tiristori. Il tiristore ha, nel campo dell’elettronica di potenza, cioè delle forti correnti, lo stesso significato del transistore nel campo delle correnti deboli. Negli ultimi tempi il concetto di “tecnica delle forti correnti” è stato abbandonato, e sostituito dal concetto di “elettronica di potenza”, perché questa parte del campo dell'elettrotecnica è passato’, a causa del tiristore, in quello dell'elettronica.

Nell'elettronica di potenza non viene utilizzato solo “il raddrizzamento di corrente” e la “regolazione”, possibili con il tiristore. Inoltre col tiristore si possono costruire degli schemi che vanno al di là di queste proprietà. Di conseguenza si può in generale formulare che:

Il compito principale del tiristore nell’elettronica di potenza è quello di trasformare l'energia elettrica.

Il vantaggio particolare dei tiristori è che oltre al fatto che la trasformazione può essere compiuta senza perdite di energia degne di considerazione, si ha di poter inserire degli alti carichi elettrici senza movimento di contatti meccanici. Si sono quindi presentate delle possibilità d’impiego che prima non si potevano realizzare.