Galvanotechnik funktioniert mit elektrischer Energie. Strom und
Spannung im galvanischen Bad laufen gerichtet. Es handelt sich um
eine sog. Gleichspannung, wie wir sie beispielsweise aus Batterien
kennen. Aus dem Stromnetz aber kommt eine Wechselspannung. Diese muss
also zunächst gerichtet werden, was über den sog. Gleichrichter
erfolgt.
Ein Gleichrichter
besteht zum einen aus einem Transformator, der die Spannung anpasst
und zum anderen aus Halbleiter-Bauelementen – z. B. Dioden –, die
für die Gleichrichtung der Spannung sorgen. Ein gutes Schaubild
findet ihr zum Beispiel unter
https://www.elektronik-kompendium.de/sites/grd/0208071.htm
Dabei erzeugen
die Dioden allerdings noch keine echte Gleichspannung, sondern
zunächst nur eine gerichtete Spannung. Man spricht von einer sog.
Restwelligkeit, dem verbleibenden Wechselspannungsanteil, welcher der
Gleichspannung übergelagert ist und in Prozent ausgedrückt wird.
Steuerungstechnologien
Man unterscheidet
zwischen verschiedenen Technologien der Gleichrichtung.
H
istorisch
war es der sog. Leonard-Satz,
der mit einem Drehstrommotor und einem Gleichstromgenerator eine
Gleichspannung erzeugt hat. Die Regelung erfolgte dabei in Grenzen
über die Drehzahl des Motors. Die Spannung konnte weiter mit Hilfe
eines Transformators geregelt werden. Die Spannung musste daher
mithilfe von Heizwiderständen geregelt werden, was zu großen
Energieverlusten führte.
Mit Einzug der
Halbleiter-Bauelemente konnte man aus der Netz-Wechselspannung ohne
mechanische Unterstützung, aber mit oben beschriebener
Restwelligkeit Gleichspannung erzeugen. In einfachen Geräten
erfolgte die Steuerung mit Hilfe sog. Stelltrafos,
also einer mechanischen Verstellung, mittels derer die Spannung
verändert werden konnte.
E
ine
Weiterentwicklung im Bereich der Halbleiter-Technik stellte der
Thyristor
dar. Durch entsprechend getaktete Phasenanschnitte
lassen sich Gleichspannungen ohne weitere mechanische
Hilfseinrichtungen regeln. Thyristoren erzeugen im Betrieb allerdings
störende elektrische Oberwellen, die durch aufwändige
Glättung-Schaltungen (Kondensatoren) eliminiert werden müssen.
Waren die Dioden
zunächst aus Selen-Halbleitern
aufgebaut, wurde diese später durch Germanium- bzw. zuletzt Silizium
ersetzt.
Z
uletzt
kamen elektronische
Schaltnetzteile hinzu. Allgemein gesagt wandeln
Schaltnetzgeräte eine unstabilisierte Eingangsspannung in eine
konstante Ausgangsspannung um. Weiter sind diese Netzteile im
Vergleich zu den klassischen Gleichrichtern meist kleiner und
leichter.
Kühlung
Bei der
Umwandlung von Wechsel- in Gleichspannung fällt als Abfallprodukt
immer auch mehr oder weniger stark Wärme an, die aus dem Prozess
entfernt werden muss.
Klassisch erfolgt
dies durch Eintauchen der wärmeerzeugenden Einheiten in ein Ölbad.
Die vom Öl aufgenommene Wärme wird verteilt und durch ein
Kühlrippensystem an die Umgebungsluft a
bgegeben.
Weiterer Vorteil war, dass das Öl sämtliche eingetaucht
