सिंक्रो क्या है?

सिंक्रो क्या है?

परिभाषा

सिंक्रो एक प्रकार का ट्रांसड्यूसर है जो एक शाफ्ट की कोणीय स्थिति को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। यह एक त्रुटि डिटेक्टर और घूर्णन स्थिति सेंसर के रूप में कार्य करता है। प्रणाली में त्रुटियाँ अक्सर शाफ्ट की गलत संरेखण के कारण होती हैं। सिंक्रो के दो मुख्य घटक होते हैं: ट्रांसमिटर और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर।

सिंक्रो प्रणाली के प्रकार

सिंक्रो प्रणालियों के दो प्रकार होते हैं:

नियंत्रण प्रकार सिंक्रो

• टोक़ ट्रांसमिशन प्रकार सिंक्रो

• टोक़ ट्रांसमिशन प्रकार सिंक्रो

इस प्रकार का सिंक्रो एक अपेक्षाकृत कम आउटपुट टोक़ उत्पन्न करता है। इसलिए, यह एक पोइंटर जैसे बहुत हल्के लोड को चलाने के लिए उपयुक्त है। इसके विपरीत, नियंत्रण प्रकार सिंक्रो बड़े लोडों को चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है।

नियंत्रण प्रकार सिंक्रो प्रणाली

नियंत्रण सिंक्रो को स्थिति नियंत्रण प्रणालियों में त्रुटि निर्णय के लिए उपयोग किया जाता है। उनकी प्रणालियाँ दो इकाइयों से बनी होती हैं:

• सिंक्रो ट्रांसमिटर

• सिंक्रो रिसीवर

सिंक्रो हमेशा इन दो भागों के साथ एक साथ कार्य करता है। निम्नलिखित में सिंक्रो ट्रांसमिटर और रिसीवर का विस्तृत विवरण दिया गया है।

सिंक्रो ट्रांसमिटर

इसकी निर्माण तीन-धारा विक्ट्रिफायर की तरह होती है। सिंक्रो का स्टेटर लोहे से बना होता है ताकि लोहे की हानि को कम किया जा सके। स्टेटर में तीन-धारा वाइंडिंग्स को समायोजित करने के लिए छेद होते हैं। स्टेटर वाइंडिंग्स के अक्ष 120º दूरी पर रखे जाते हैं।

जहाँ (Vr) रोटर वोल्टेज का रूट-मीन-स्क्वायर (r.m.s.) मान है, और ωc) वाहक आवृत्ति है। स्टेटर वाइंडिंग्स के कोईल्स स्टार कन्फ़िगरेशन में जुड़े होते हैं। सिंक्रो का रोटर डंबल-जैसा आकार रखता है, जिसके चारों ओर एक संकेंद्रित कोईल लपेटा जाता है। एक वैकल्पिक धारा (AC) वोल्टेज रोटर को स्लिप रिंग्स के माध्यम से लगाई जाती है। सिंक्रो की निर्माण संरचना नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई है।चित्र में दिखाए गए अनुसार ट्रांसमिटर के रोटर पर वोल्टेज लगाया जाता है। 

जब रोटर पर वोल्टेज लगाया जाता है, तो यह एक चुंबकीय धारा उत्पन्न करता है, जो अपनी बारी में रोटर के अक्ष के अनुदिश एक वैकल्पिक फ्लक्स उत्पन्न करता है। रोटर और स्टेटर फ्लक्स के बीच सामान्य प्रेरण के कारण, स्टेटर वाइंडिंग्स में एक वोल्टेज प्रेरित होता है। स्टेटर वाइंडिंग में फ्लक्स लिंकेज रोटर और स्टेटर के अक्षों के बीच के कोण के कोसाइन के अनुपाती होता है। इस परिणामस्वरूप, स्टेटर वाइंडिंग में एक वोल्टेज प्रेरित होता है। V1, V2, और V3 क्रमशः S1, S2, और S3 स्टेटर वाइंडिंग्स में प्रेरित वोल्टेज होते हैं। नीचे दिए गए चित्र में सिंक्रो ट्रांसमिटर की रोटर स्थिति दिखाई गई है। यहाँ, रोटर अक्ष S2 स्टेटर वाइंडिंग के सापेक्ष θr कोण बनाता है।

स्टेटर वाइंडिंग्स के तीन टर्मिनल होते हैं

स्टेटर टर्मिनल अक्ष का रोटर के संबंध में परिवर्तन नीचे दिए गए चित्र में दिखाया गया है।

जब रोटर कोण शून्य होता है, तो S2 स्टेटर वाइंडिंग में अधिकतम धारा प्रेरित होती है। रोटर की शून्य-स्थिति रोटर की कोणीय स्थिति निर्धारित करने के लिए एक संदर्भ के रूप में कार्य करती है।

ट्रांसमिटर का आउटपुट ऊपर दिए गए चित्र में दिखाए गए नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के स्टेटर वाइंडिंग में दिया जाता है।

सिंक्रो प्रणाली के ट्रांसमिटर और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर में समान मात्रा की धारा बहती है। इस परिक्रमण धारा के कारण, नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के वायु-रिक्ति में एक फ्लक्स स्थापित होता है।

नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर और ट्रांसमिटर के फ्लक्स अक्ष समान संरेखण में होते हैं। नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के रोटर में प्रेरित वोल्टेज ट्रांसमिटर और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के रोटर के बीच के कोण के कोसाइन के अनुपाती होता है। गणितीय रूप से, वोल्टेज निम्न प्रकार से व्यक्त किया जाता है

जहाँ φ ट्रांसमिटर और नियंत्रक के रोटर अक्षों के बीच का कोणीय विस्थापन प्रदर्शित करता है। जब θ-90, तो ट्रांसमिटर और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के रोटरों के अक्ष एक-दूसरे के लंबवत होते हैं। ऊपर दिए गए चित्र में ट्रांसमिटर और रिसीवर के रोटरों की शून्य-स्थिति दिखाई गई है।

मान लीजिए ट्रांसमिटर और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के रोटर एक ही दिशा में घूमते हैं। ट्रांसमिटर के रोटर को θR कोण पर झुकाया जाता है, और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के रोटर का झुकाव कोण θC है। तब, दोनों रोटरों के बीच का कुल कोणीय विभाजन (90º – θR + θC) होता है।

सिंक्रो ट्रांसफॉर्मर के रोटर टर्मिनल पर वोल्टेज निम्न प्रकार से दिया जाता है

उनके रोटर स्थिति के बीच छोटा कोणीय विस्थापन Sin (θR – θC) = (θR – θC) दिया जाता है।

समीकरण (1) में कोणीय विस्थापन का मान रखने पर हम प्राप्त करते हैं

सिंक्रो ट्रांसमिटर और नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर एक साथ त्रुटि निर्णय के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऊपर दिखाया गया वोल्टेज समीकरण नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर और ट्रांसमिटर के रोटरों की शाफ्ट स्थिति के बराबर होता है।

त्रुटि सिग्नल डिफ़रेंशियल एम्प्लिफायर पर लगाया जाता है जो सर्वो मोटर को इनपुट देता है। सर्वो मोटर का गियर नियंत्रण ट्रांसफॉर्मर के रोटर को घुमाता है।

ऊपर दिए गए चित्र में सिंक्रो त्रुटि डिटेक्टर का आउटपुट दिखाया गया है, जो एक मॉड्यूलेटेड सिग्नल है। ऊपर दिखाया गया मॉडुलेटिंग वेव रोटर स्थिति और कैरियर वेव के बीच के गलत संरेखण को दिखाता है।