The Dawn of Thyristor Technology: Silicon Controlled Rectifiers (SCRs)

ويظل جهاز الاستطلاع المتحكم به، المعروف عادة باسم أجهزة إعادة التكييف، هو الركيزة الأساسية للأجهزة الالكترونية الحديثة التي تستخدمها شركة الكهرباء العامة في أواخر الخمسينات، وهي أجهزة الاستعلام ذات السعة السعة الثابتة، التي كانت تشكل أول تطبيقات عملية للضغط على جهاز الاسترجاع الكهربائي، وأجهزة الاسترجاع ذات الترددات العالية، وأجهزة التقلب التي كانت تُنقل إلى أجهزة التحكم في الحركة، وتحولت إلى أجهزة جديدة للتحكم في السيارات.

الهيكل والمبدأ التشغيلي

ويكشف قسم الاتصال عن هيكل ذي أربعة مستويات من طراز P-N-P-N، وهو هيكل يتصرف كجهازين متداخلين - شبكة وطنية ومترجم من الشرطة الوطنية، وعندما يتم حقن البوابة الإيجابية، يتحول جهاز النقل الوطني إلى نظام، مما يؤدي بدوره إلى جعل عملية نقل الأسلحة النارية عملية الوصل إلى سلوك، وهذه الحلقة الإيجابية تؤدي بسرعة إلى فقدان القدرة على تحمل هذه الأداة إلى قيود على سرعة الانقطاع.

التطبيقات المبكرة والتأثير

The introduction of SCRs revolutionized industrial power control: Before their development, large AC power was regulated with inefficient saturable reactors or bulky motor-generator sets, SCR-controlled phase-controlled rectifiers inDC voltage by varying the fire angle of the gate pulse. This technology enabled the first high-power changing-speed DC motor drives, which became essential in steel rolling paper

حدود السلطة الخاصة

وفي حين أن مجلس الأمن الخاص كان خطوة هائلة إلى الأمام، فإن القيود التشغيلية التي يفرضها قد دفعت البحث عن تصميمات محسنة لتصميمات الغدة الدرقية، وأهمها هو أن قرار مجلس الأمن لا يمكن أن يُطفأ إلا بتخفيض التيار الرئيسي الذي يقل عن حجمه الحالي أو بإجباره على الصفر - وهو عملية تسمى التبدل، وفي دائرة تابعة لمبنى DC، يتطلب ذلك دائرة خارجية للاستبدال، مما يزيد من تعقيدات وتكاليفها وخسائرها.

ثانيا - التحديات التي تواجه آلية التحول

وفي دوائر الشركة التي تعبر فيها الطبيعة حالياً صفراً، يتجه التحول إلى الاتجاه الصحيح، غير أنه في دوائر العاصمة، اضطر المهندسون إلى تصميم دوائر نقل قسرية تستخدم أجهزة التكتل، والموصلات، والأدوية المساعدة لقطع التيار، وكانت هذه الدوائر تقصر على الازدحام، وغير فعالة، وزادت من وزن النظام.

القيود على البوابة

وهناك قيد رئيسي آخر هو أن البوابة لا يمكن أن تبدأ إلا السلوك - ولا يمكن أن تطفئه، وهذا الافتقار إلى التناوب الذي تخضع لضوابط البوابة يعني أن أي حالة من حالات الخطأ، مثل الدائرة القصيرة، لا يمكن أن يُبرأ منها سائق البوابة، وقد اعتمدت الحماية على الصمامات السريعة أو أجهزة الكسر في الدائرة، مما يزيد من التكلفة ويقلل من الموثوقية.

Switching Speed Constraints

إن عملية السحب التجدد، وإن كانت قوية، بطيئة بطيئة بطبيعتها، فالوقت الذي يستغرقه الانتقال إلى نظام موحد هو عادة ما يتراوح بين 1 و10 ثواني صغيرة، ويمكن أن يصل وقت التحول (وقت الاسترداد العكسي) إلى 50 ثانية دقيقة، وهذه السرعة البطيئة التي تحد من أقصى تواتر تشغيلي إلى أقل من 1 كيلوهرتز في معظم الدوائر العملية، بينما كانت النسخ السريعة مثل نقاط الانطلاق التي أخذت بها البوابة.

بوابة التحول: خطوة إلى الأمام

وقد عالج تطور غدة البوابة تتحول إلى غزال في أواخر السبعينات أهم القيود على الحق في الملكية الخاصة، ويمكن إيقاف غزال غزال غلاف الأرضي باستخدام نبضات منافذ عكسية، مما يجعله تحولاً قابلاً للرقابة الكاملة - وهو جهاز تحويل متحكم به .

هيكل آلية التحول

ويحتفظ الفريق بهيكل الغدة الدرقية الأساسية للشرطة الوطنية، ولكن مع إدخال تعديلات كبيرة على هذا النظام، حيث تقسم طبقة النتر إلى العديد من الجزر المهددة، وكلها محاطة بمنطقة البوابة، وتخفض هذه المواصفات الأرضية من أثر التمزق، وتسمح للبوابة باستخلاص الطاقات الحالية من القطيع أثناء التناوب، وعندما تُطبق البوابة السلبية، فإنها تُحوِّل حاملات البوابة من قاعدة NPN/3.

المزايا على الحقوق الخاصة

  • Full gate control:] Both turn-on and turn-off are initiated by the gate signal, eliminating the need for forced commutation circuits in DC applications.
  • Higher shifting frequency:] GTOs can operate at frequencies up to several kilohertz, compared to a few hundred hertz for standard SCRs.
  • Simplified protection:] The ability to turn off via the gate allowed soft shutdown in fault conditions, reducing reliance on fast fuses.
  • Reduced system size and weight:] With no external commutation circuitry, inverter and helicopters designs became more compact.
  • Improved efficiency:] GTOs maintained low on-state voltage drop (typically 1.5-3 V) similar to SCRs, while offering better dynamic performance.

طلبات أطباء المعاهد

GTOs became the tool of choice for high-power voltage-source inverters (VSIs) used in railway traction, large industrial motor drives, and static VAR compensators. The Tokyo metro system, European high-speed trains, and many mining excavators relied on GTO-based inverters in the 1980s and 1990s. GTOs enabled the development [1]

الابتكارات الأخرى: من GTO إلى باحثين متقدمين

وإدراكا من الباحثين لاشتراطات البوابة العالية التي وضعتها المنظمة العالمية للأخشاب المدارية، فقد طوروا عدة هياكل معززة لحامض الغدة الدرقية في التسعينات وأوائل العقد الأول من القرن الماضي، وتهدف هذه الأجهزة إلى الجمع بين الخسائر المنخفضة في سلوك ثاكر الدراجة مع مراقبة بوابة البسط والقوى المنخفضة للمترجم.

The Integrated Gate Commutated Thyristor (IGCT)

١-١- وأدمجت مجموعة الـ )أ( من طراز )أ( في عام ٧٩٩١، رقاقة )GTO( مع دائرة ذات فتحة منخفضة الموصل باستخدام مجموعة واحدة من الطوابق الرئيسية كانت تُرفع إلى محرك البوابة بأسرع ما يمكن إلى الغلة المتوسطة )أي معدل قطرة من العجلات( تبلغ مساحتها )٤ كيلو متر مربع( لتحقيق التحولات الموحدة.

تيريستير تيرن أوف

ويستخدم راعي الحرف الـ " إي تي " ، الذي تم تطويره في معهد فيرجينيا بوليتكنيك وجامعة الدولة، مترجماً لجهاز إم إس يقصر مرارة جهاز إلتواء جي تي أثناء عملية التحول، وهذا الترتيب يقلل من شرط بوابة التحول إلى بوابة صغيرة من طراز MOS (قليل من فولتات الميكرومرات) بينما يحافظ على انخفاض مستوى البذور في البطاقات.

The MOS-Controlled Thyristor (MCT)

وتدمج شركة MCT، التي طورتها الجنرالات الكهربائية وغيرها في أواخر الثمانينات، مترجمين من طراز MOS (وحدة من طراز N-channel وP-channel) في هيكل الغدة الكهربية لتوفير خدمات النقل والتقلب التي تخضع لضوابط البوابة، وتتحول هذه المركبات إلى تطبيقات ذات قدرة عالية، وتتحول إلى تطبيقات محدودة في مجال الصنع.

The Rise of Insulated Gate Bipolar Transistors and beyond

وبينما استمر تطور أطباء الغدة الدرقية المتقدمة، برزت مترجمات البودرة المُعدّلة من طراز " إي جي بيبولار " (IGBT) بوصفها الموصل شبه المهيمن للقوى منذ التسعينات، حيث يجمع الفريق بين البوابة العالية التي تسيطر عليها الطائرة والمتمثلة في حركة الأشعة فوق البنفسجية مع انخفاض حجم التشبع الذي يُستخدم فيه جهاز تحويل ثنائي القطب، مما يتيح دفعة بسيطة من بوابة " GTO " وسرعة.

IGBTs and Their Role

وتستخدم هذه المركبات حالياً في جميع تطبيقات الطاقة الإلكترونية التي تقل عن 3.3 كيلوفولت ومتوسطة الطاقة (حتى بضع ميغاوات) وتهيمن على محركات المركبات الكهربائية، واللافتات الشمسية، ومعظم السيارات الصناعية، وتحتوي وحدات الطاقة الكهربائية الحديثة على رقائق متعددة ذات مستويات متكاملة من الديوكسينات في مجموعة واحدة، وتتجاوز الميزات القصوى 3000 ألف، وتحجب المركبات الريحية الفولية حتى 6.5 كيلو متراً.

مقارنة مع مسيحيين

فعندما يقارن الـ " إي جي بي تي " بـ " غلوب " بـ " غلوب " ، فإن المفاضلة بين الخسائر في الدول وسرعتها، ويحافظ المحررون على انخفاض أقل في حجمها، حيث يُستخدم في هذا النوع من الاختبار في إطار " المادة " )١( من النظام المتغير في الـ )٢(.

مواد حديثة: كاربيد السيليكون وغاليوم نيتريد ثيرسترس

أما الموجة التالية من التطور في تكنولوجيا الغدة الدرقية فهي موجة واسعة النطاق من شبه موصلة، ولا سيما من قنبل السيليكون (SiC) .

الاتجاهات المستقبلية في أجهزة التحكم في المواد الكيميائية

إن تطور ثروات الغدة الفوقية من أجهزة إعادة التقلب الحديثة قد يدل على دفعة ثابتة نحو زيادة السيطرة، وانخفاض الخسائر، وزيادة القوة، والاتجاهات المستقبلية نحو إدماج سائقي البوابة وأجهزة الحماية مباشرة في وحدة الطاقة، على غرار شبكة IGCT.

فمنذ الأيام الأولى من عهد مجلس الأمن في الخمسينات وحتى اليوم، تتكيف أسرة ثكنة مع متطلبات أجهزة الطاقة الالكترونية المتزايدة التعقيد، وتستمر القدرة على التعامل مع التيارات المتطرفة والفولط التي لا تحتمل سوى فقدان الحد الأدنى من السلوك، مما يضمن بقاء الأجهزة القائمة على رسغ البحار أساسية في تطبيقات الطاقة العليا، حتى مع تقدم تكنولوجيا المشهد الطبيعي، وقد تطورت القدرة على تحويل البوابة إلى نقطة تحول حاسمة.