Co je Synchro？

Co je Synchro?

Definice

Synchro je typ transduceru, který převádí úhlovou polohu hřídele na elektrický signál. Slouží jako detektor chyb a senzor otáčející se polohy. Chyby v systému často vznikají kvůli nesouladu hřídele. Dvě hlavní komponenty synchra jsou vysílač a řídící transformátor.

Typy synchro systémů

Existují dva typy synchro systémů:

Synchro pro ovládání

• Synchro pro přenos momentu

• Synchro pro přenos momentu

Tento typ synchra má relativně malý výstupní moment. Proto je vhodný pro pohon velmi lehkých zatěžovacích prvků, jako je ukazatel. Naopak, synchro pro ovládání je navrženo pro pohon větších zatěžovacích prvků.

Systém synchro pro ovládání

Synchro pro ovládání se používají pro detekci chyb v systémech pozicového řízení. Jejich systémy se skládají ze dvou jednotek:

• Vysílač synchro

• Přijímač synchro

Synchro vždy funguje společně s těmito dvěma částmi. Níže je podrobnější vysvětlení vysílače a přijímače synchro.

Vysílač synchro

Jeho konstrukce je podobná konstrukci třífázového alternátoru. Stator synchra je vyroben z oceli, aby byly minimalizovány železné ztráty. Stator je vybrán tak, aby mohl obsahovat třífázové vinutí. Ose statorových vinutí jsou od sebe posunuty o 120º.

kde (Vr) je hodnota efektivní hodnoty (r.m.s.) napětí rotoru a ωc) je nosná frekvence. Vinutí statoru jsou spojena v hvězdicové konfiguraci. Rotor synchra má tvar kyje, s koncentrickým vinutím obtočeným kolem něj. Střídavé napětí (AC) se aplikuje na rotor přes kluzné kroužky. Konstrukční prvky synchra jsou znázorněny na obrázku níže.Uvažujte, že napětí je aplikováno na rotor vysílače, jak je znázorněno na obrázku výše. 

Když je na rotor aplikováno napětí, indukuje magnetizační proud, který generuje střídavý tok podél osy rotoru. Díky vzájemné indukci mezi toky rotoru a statoru je v statorových vinutích indukováno napětí. Vazba toku v statorovém vinutí je úměrná kosinu úhlu mezi osami rotoru a statoru. V důsledku toho je v statorovém vinutí indukováno napětí. Nechť V1, V2 a V3 jsou napětí indukovaná v statorových vinutích S1, S2 a S3. Obrázek níže znázorňuje polohu rotoru vysílače synchro. Zde tvoří osa rotoru úhel θr s ohledem na statorové vinutí S2.

Tři terminály statorových vinutí jsou

Variace osy statorových terminálů vzhledem k rotoru je znázorněna na obrázku níže.

Když je úhel rotoru nulový, do statorového vinutí S2 je indukován maximální proud. Nulová poloha rotoru slouží jako referenční bod pro určení úhlové polohy rotoru.

Výstup vysílače je přiveden na statorové vinutí řídícího transformátoru, jak je znázorněno na obrázku výše.

Proud stejné velikosti protéká vysílačem a řídícím transformátorem synchro systému. Tento cirkulující proud vytváří tok v vzduchovém prostoru řídícího transformátoru.

Osy toku řídícího transformátoru a vysílače jsou stejně zarovnané. Napětí indukované v rotoru řídícího transformátoru je úměrné kosinu úhlu mezi rotory vysílače a řídícího transformátoru. Matematicky je napětí vyjádřeno jako

Kde φ reprezentuje úhlové posunutí mezi osami rotorů vysílače a kontrolního zařízení. Když je θ-90, osy rotorů vysílače a řídícího transformátoru jsou kolmé k sobě. Obrázek výše zobrazuje nulovou polohu rotorů vysílače a přijímače.

Předpokládejme, že rotoře vysílače a řídícího transformátoru se otáčejí ve stejném směru. Nechť rotor vysílače je vychýlen o úhel θR a vychýlení rotoru řídícího transformátoru je θC. Pak celkové úhlové oddělení mezi těmito dvěma rotory je (90º – θR + θC)

Napětí na terminálech rotoru synchro transformátoru je dáno jako

Malé úhlové posunutí mezi jejich polohou rotoru je dáno Sin (θR – θC) = (θR – θC)

Po dosazení hodnoty úhlového posunutí do rovnice (1) dostaneme

Vysílač synchro a řídící transformátor jsou společně používány pro detekci chyb. Napěťová rovnice uvedená výše je rovna polohě hřídele rotorů řídícího transformátoru a vysílače.

Signál chyby je aplikován na diferenciální zesilovač, který poskytuje vstup servomotoru. Ozubené kolo servomotoru otáčí rotor řídícího transformátoru 

Obrázek výše zobrazuje výstup detektoru chyb synchro, což je modulovaný signál. Modulační vlna nahoře ukazuje nesoulad mezi polohou rotoru a nosnou vlnou.