Cosa è Synchro？
Cos'è un Synchro?
Definizione
Un Synchro è un tipo di trasduttore che converte la posizione angolare di un albero in un segnale elettrico. Funziona sia come rilevatore di errore che come sensore di posizione rotativo. Gli errori nel sistema spesso si verificano a causa della disallineazione dell'albero. I due componenti principali di un synchro sono il trasmettitore e il trasformatore di controllo.
Tipi di Sistema Synchro
Esistono due tipi di sistemi synchro:
Synchro di Tipo Controllo
Synchro di Trasmissione del Torque
Synchro di Trasmissione del Torque
Questo tipo di synchro ha un output di torque relativamente piccolo. Di conseguenza, è adatto per guidare carichi molto leggeri come un indicatore. In contrasto, il synchro di tipo controllo è progettato per guidare carichi più grandi.
Sistema Synchro di Tipo Controllo
I synchro di controllo vengono utilizzati per la rilevazione degli errori nei sistemi di controllo posizionale. I loro sistemi sono composti da due unità:
Trasmettitore Synchro
Ricevitore Synchro
Un synchro opera sempre in tandem con queste due parti. Di seguito viene fornita una spiegazione dettagliata del trasmettitore e del ricevitore synchro.
Trasmettitore Synchro
La sua costruzione assomiglia a quella di un alternatore trifase. Lo stator del synchro è realizzato in acciaio per minimizzare le perdite di ferro. Lo stator è scanalato per ospitare gli avvolgimenti trifase. Gli assi degli avvolgimenti dello stator sono disposti a 120º l'uno dall'altro.
dove (Vr) è il valore efficace (r.m.s.) della tensione del rotore, e ωc è la frequenza portante. Gli avvolgimenti dello stator sono collegati in configurazione a stella. Il rotore del synchro ha una forma simile a un bilanciere, con un avvolgimento concentrico intorno ad esso. Una tensione alternata (CA) viene applicata al rotore attraverso anelli di scorrimento. Le caratteristiche costruttive del synchro sono illustrate nella figura sottostante.Si consideri la tensione applicata al rotore del trasmettitore come mostrato nella figura sopra.
Quando una tensione viene applicata al rotore, induce una corrente di magnetizzazione, che a sua volta genera un flusso alternato lungo l'asse del rotore. A causa dell'induzione reciproca tra i flussi del rotore e dello stator, viene indotta una tensione negli avvolgimenti dello stator. Il legame di flusso nello stator è proporzionale al coseno dell'angolo tra gli assi del rotore e dello stator. Di conseguenza, viene indotta una tensione negli avvolgimenti dello stator. Siano V1, V2 e V3 le tensioni indotte negli avvolgimenti S1, S2 e S3 rispettivamente. La figura sottostante illustra la posizione del rotore del trasmettitore synchro. Qui, l'asse del rotore forma un angolo θr rispetto all'avvolgimento S2 dello stator.
Le tre terminali degli avvolgimenti dello stator sono
La variazione dell'asse terminale dello stator rispetto al rotore è mostrata nella figura sottostante.
Quando l'angolo del rotore è zero, la corrente massima viene indotta nell'avvolgimento S2 dello stator. La posizione zero del rotore serve come riferimento per determinare la posizione angolare del rotore.
L'uscita del trasmettitore viene alimentata all'avvolgimento dello stator del trasformatore di controllo, come mostrato nella figura sopra.
Correnti della stessa magnitudine scorrono attraverso il trasmettitore e il trasformatore di controllo del sistema synchro. A causa di questa corrente circolante, viene stabilito un flusso all'interno dell'aria del trasformatore di controllo.
Gli assi dei flussi del trasformatore di controllo e del trasmettitore sono allineati. La tensione indotta nel rotore del trasformatore di controllo è proporzionale al coseno dell'angolo tra i rotori del trasmettitore e del trasformatore di controllo. Matematicamente, la tensione è espressa come
Dove φ rappresenta lo spostamento angolare tra gli assi dei rotori del trasmettitore e del controller. Quando θ-90, gli assi dei rotori del trasmettitore e del trasformatore di controllo sono perpendicolari tra loro. La figura sopra mostra la posizione zero dei rotori del trasmettitore e del ricevitore.
Supponiamo che i rotori del trasmettitore e del trasformatore di controllo ruotino nella stessa direzione. Sia il rotore del trasmettitore deflesso di un angolo θR, e l'angolo di deflessione del rotore del trasformatore di controllo sia θC. Allora, la separazione angolare totale tra i due rotori è (90º – θR + θC)
La tensione ai terminali del rotore del trasformatore synchro è data da
Lo spostamento angolare minimo tra le loro posizioni del rotore è dato da Sin (θR – θC) = (θR – θC)
Sostituendo il valore dello spostamento angolare nell'equazione (1) otteniamo
Il trasmettitore synchro e il trasformatore di controllo insieme vengono utilizzati per rilevare l'errore. L'equazione di tensione mostrata sopra è uguale alla posizione dell'albero dei rotori del trasformatore di controllo e del trasmettitore.
Il segnale di errore viene applicato all'amplificatore differenziale che fornisce l'ingresso al motore servo. L'ingranaggio del motore servo ruota il rotore del trasformatore di controllo
La figura sopra mostra l'uscita del rilevatore di errore synchro, che è un segnale modulato. L'onda modulante sopra mostrata indica la disallineazione tra la posizione del rotore e l'onda portante.
