Unsere Netzversorgung besteht aus einer Spannung die stetig in Wellenform ihre Höhe und auch ihre Richtung ändert.
Die Spannung steigt also an bis sie einen gewisse Höhe erreicht hat um dann wieder ab zu fallen, um dann wenn sie ihre
niedrigsten Punkt erreicht hat ihre Richtung zu ändern, und in der geänderten Richtung wieder das gleiche macht.
In Zahlen ausgedrückt steigt die Spannung von Null Volt ausgehend immer mehr an um dann bei ca 325 Volt ihren Scheitelpunkt
zu erreichen und stetig beginnt wieder zu sinken.
Wenn die Spannung dann wieder bei Null Volt angekommen ist, ändert die Spannung ihre Richtung und das gleiche beginnt von vorne.
Diesmal also nur in die andere Richtung.
Dieser ganze Vorgang passiert in Europa natürlich in einer Norm festgelegt genau 50 Mal in einer Sekunde.
Wenn man diesen Vorgang optisch darstellt, hat dieser Vorgang die Form einer Welle.
Diese Wellenform nennt man Sinuswelle.
Dem zu folge ändert sich auch bei einen angeschlossenen Verbraucher ständig der daraus resultierende Strom.
Und je nach dem bei welchen Zeitpunkt man jetzt einen Netzverbraucher einschaltet kann es sein das die Welle eine kleine
Spannung (P2) führt ,oder eine große Spannung (P1) , was abhängig davon ist zu welchen Zeitpunkt genau man einschaltet.
Was soviel bedeutet das sich auch der Strom ändert je nach Zeitpunkt wann man den Verbraucher einschaltet.
Im Idealfall wird der Verbraucher genau dann eingeschaltet wenn die Sinuskurve ihren Nulldurchgang passiert,
dann nämlich ist auch der Strom gleich Null.
Steigt die Sinuskurve dann an, steigt auch der Strom langsam an.
Im schlechtesten Fall wird der Verbraucher eingeschaltet wenn unser Sinus den Höchstpunkt , also 325Volt erreicht hat.
Womit dann auch einhergeht das der Strom seinen Höchstwert hat und das praktisch schlagartig.
Dies ist auch oft der Grund warum beim einschalten einiger Verbraucher schon mal der Sicherungsautomat im Sicherungskasten auslöst.
Hauptsächlich passiert dies beim einschalten Induktiver oder kapazitiver Lasten wie Mikrowelle, Flex, Motoren, Leuchtstofflampen , Rechner und dergleichen.
Und auch vorwiegend dann wenn wir diese Geräte einschalten während die Spannung ihren Höchstwert erreicht hat, also oberhalb von P1 auf der Sinus Welle.
Das ist natürlich Zufall auf welcher Höhe sich die Spannung beim einschalten eines Gerätes gerade befindet.
Diese Elektronik sorgt dafür das der angeschlossenen Verbraucher in der Regel etwas verzögert einschaltet und zwar wird nachdem
der Befehl des einschalten gegeben wurde, solange abgewartet bis der Nulldurchgang der Sinuskurve erreicht wird,
und erst dann wird der Verbraucher wirklich zugeschaltet.
Dies sorgt also für ein meist verzögertes einschalten, wobei es sich bei der Verzögerung um maximal 10 ms handelt .
Im vorliegenden Zustand der
Zeichnung liegt beispielsweise der Positive Anteil der Sinuswelle über die Widerstände R1 und R2 an.
Die Spannung von ca. 320 Volt teilt sich im Verhältnis der Widerstände auf,
somit liegt über den Widerstand R2 maximal 29 Volt an und schaltet damit den Transistor durch.
Der nun durchgeschaltete Transistor schließt die Kathode mit dem Gate kurz und verhindert damit das der Thyristor leitend wird.
Wird nun der Schalter S1 geschlossen dauert es eventuell eine kurze Zeit bis der Nulldurchgang der Wechselspannung eintritt.
Die über R2 abfallende Spannung geht damit gegen Null Volt und sperrt den Transistor.
Durch die Batterie Spannung wird der Thyristor nun aber durch gesteuert bis die die Positive Sinuswelle abermals den Nulldurchgang erreicht damit sperrt der Thyristor wieder .
Solange der Schalter geschlossen ist, wird bei jedem Nulldurchgang der Thyristor wieder von neuem aktiviert.
Das gleiche passiert auch bei der Negativen Sinuswelle.
Hier dargestellt der Positive Anteil der Sinuswelleman zum Beispiel Nullspannungsschalter nach folgenden Muster.
Das
Eingangssignal an Messpunkt M1 ist in der Abbildung untenin gelb dargestellt.
Das Ausgangssignal an Messpunkt M2 ist in lila zu sehen.
Es ist erkennbar das immer wenn die negative Halbwelle der
Sinus Kurve den Nulldurchgang passiert das Ausgangssignal
ins Positive steigt.
Mit diesen Rechteck Signal lässt sich nun ein Wechselrichter
zum richtigen Zeitpunkt im Nulldurchgang triggern.
Einen Nachteil hat diese Schaltung allerdings, es wird ein Taktsignal
synchron zum Wechselspannung Signal erzeugt, aber das einschalten wird nicht im Nulldurchgang passieren.
Der
Phototransistor des Optokopplers schaltet
durchsobald über die Fotodiode am Eingang eine Vorwärtsspannung von 1,2V anliegt .
Aufgrund der Vorwärtsspannung wird die Sinusspannung nicht exakt im Nulldurchgang erfasst.
Außerdem ist bei dieser Methode das Ausgangs-Signal um 180° verschoben , also invertiert.