Hvad er Synchro？

Hvad er Synchro?

Definition

En synchro er en type transducer, der konverterer vinklen på en akse til et elektrisk signal. Den fungerer både som en fejlregistreringsenhed og som en rotativ positionsensor. Fejl i systemet opstår ofte pga. misalignment af aksen. De to hovedkomponenter i en synchro er transmitteren og kontroltransformator.

Synchrosystemtyper

Der findes to typer synchrosystemer:

Kontroltype Synchro

• Køredriftstype Synchro

• Køredrifts-synchrone

Denne type synchro har en relativt lille udgangskørehastighed. Derfor er den egnet til at drevet meget lette belastninger, såsom en pegepinde. I modsætning hertil er kontroltypen synchro designet til at drevet større belastninger.

Kontroltype Synchros System

Kontrolsynchros anvendes til fejlregistrering i positionskontrollsystemer. Deras systemer består af to enheder:

• Synchrotransmitter

• Synchromodtager

En synchro fungerer altid sammen med disse to dele. Nedenstående giver en detaljeret forklaring på synchrotransmitteren og -modtageren.

Synchrotransmittere

Dens konstruktion ligner den på en tre-fase alternator. Statoren i synchronen er lavet af stål for at minimere jerntab. Statoren er inddelt for at rumme de tre-fase vindinger. Akserne for statorvindingerne er placeret 120º fra hinanden.

hvor (Vr) er kvadratrods-gennemsnits (r.m.s.) værdien af rotorspændingen, og ωc) er bærende frekvens. Vindingsbobinerne i statorvindingerne er forbundet i en stjernekonfiguration. Rotoren i synchon har en dumbbell-lignende form, med en cirkulær bobin vindet omkring det. En alternerende strøm (AC) spænding anvendes på rotoren gennem slipringe. Konstruktionsfunktionerne for synchon er illustreret i figuren nedenfor.Betal opmærksomhed til, at spændingen anvendes på rotoren af transmitteren, som vist i figuren ovenfor. 

Når en spænding anvendes på rotoren, inducerer det en magnetiseringsstrøm, hvilket igen genererer en alternerende flux langs rotorens akse. På grund af gensidig induktion mellem rotor- og stator-flux induceres en spænding i statorvindingerne. Flux-forbindelsen i statorvindingen er proportional med cosinus af vinklen mellem akserne for rotor og stator. Som resultat induceres en spænding i statorvindingen. Lad V1, V2, og V3 være spændingerne, der induceres i statorvindingerne S1, S2, og S3 henholdsvis. Figuren nedenfor viser rotorens position i synchrotransmitteren. Her dannes en vinkel θr mellem rotorens akse og statorvinding S2.

De tre terminaler for statorvindingerne er

Variationen i stator-terminalernes akse i forhold til rotoren er vist i figuren nedenfor.

Når rotorens vinkel er nul, induceres maksimal strøm i statorvinding S2. Null-positionen for rotoren fungerer som reference for at bestemme rotorens vinkelposition.

Udgangen fra transmitteren fødes til statorvindingen af kontroltransformator, som vist i figuren ovenfor.

Strømme af samme størrelse løber igennem transmitteren og kontroltransformator i synchrosystemet. På grund af denne cirkulerende strøm etableres en flux inden for luftspillet i kontroltransformator.

Fluxakserne for kontroltransformator og transmitter er i samme justering. Spændingen, der induceres i rotoren af kontroltransformator, er proportional med cosinus af vinklen mellem rotoraxlerne for transmitter og kontroltransformator. Matematisk udtrykker spændingen sig som

Hvor φ repræsenterer den vinklelige forskydning mellem rotoraxlerne for transmitter og kontroller. Når θ-90, er akserne for rotorerne af transmitter og kontroltransformator vinkelrette på hinanden. Figuren ovenfor viser null-positionen for rotorerne af transmitter og modtager.

Antag, at rotorerne af transmitter og kontroltransformator roterer i samme retning. Lad rotoren af transmitter blive deflekteret med en vinkel θR, og deflektionsvinklen for kontroltransformatorens rotor være θC . Så er den totale vinklelige separation mellem de to rotorer (90º – θR + θC)

Spændingen ved rotorterminalerne for synchrotransformator er givet som

Den lille vinklelige forskydning mellem deres rotorposition er givet som Sin (θR – θC) = (θR – θC)

Ved at indsætte værdien af vinklelig forskydning i ligning (1) får vi

Synchrotransmitteren og kontroltransformator bruges sammen til at registrere fejlen. Spændingsligningen, som er vist ovenfor, er lig med skæftepositionen for rotorerne af kontroltransformator og transmitter.

Fejl-signalet anvendes til differentialforstærker, som giver input til servomotor. Tandhjulet af servomotoren roterer rotoren af kontroltransformator 

Figuren ovenfor viser outputtet fra synchrofejlregistreringsenhed, som er et moduleret signal. Moduleringsbølgen ovenfor viser misalignment mellem rotorens position og bærende bølge.