सिंक्रो क्या हुन्छ?

सिंक्रो क्या है?

परिभाषा

सिंक्रो एक प्रकार का ट्रान्सड्युसर है जो एक शाफ्ट की कोणीय स्थिति को विद्युत संकेत में परिवर्तित करता है। यह त्रुटि डिटेक्टर और घूर्णन स्थिति सेंसर के रूप में कार्य करता है। प्रणाली में त्रुटियाँ अक्सर शाफ्ट की गड़बड़ी के कारण होती हैं। सिंक्रो के दो मुख्य घटक होते हैं: ट्रान्समिटर और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर।

सिंक्रो प्रणाली के प्रकार

दो प्रकार की सिंक्रो प्रणालियाँ होती हैं:

नियंत्रण प्रकार का सिंक्रो

• टोक प्रसारण प्रकार का सिंक्रो

• टोक प्रसारण प्रकार का सिंक्रो

इस प्रकार का सिंक्रो एक छोटा आउटपुट टोक होता है। इसलिए, यह बहुत हल्के लोड जैसे एक पोइंटर को चलाने के लिए उपयुक्त है। इसके विपरीत, नियंत्रण प्रकार का सिंक्रो बड़े लोडों को चलाने के लिए डिजाइन किया गया है।

नियंत्रण प्रकार का सिंक्रो प्रणाली

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

• सिंक्रो ट्रान्समिटर

• सिंक्रो रिसीवर

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

सिंक्रो ट्रान्समिटर

इसका निर्माण तीन-फेज अल्टरनेटर के समान होता है। सिंक्रो का स्टेटर लोहे से बना होता है ताकि लोहे की हानि को कम किया जा सके। स्टेटर में तीन-फेज वाइंडिंग को समायोजित करने के लिए खाने होते हैं। स्टेटर वाइंडिंग के अक्ष 120º दूरी पर स्थापित होते हैं।

जहाँ (Vr) रोटर वोल्टेज का रूट-मीन-स्क्वायर (r.m.s.) मान है, और ωc) कैरियर फ्रीक्वेंसी है। स्टेटर वाइंडिंग के कुंडल तार एक स्टार विन्यास में जोड़े जाते हैं। सिंक्रो का रोटर डंबल-जैसा आकार होता है, जिसके चारों ओर एक एकाधिक कुंडल लपेटा जाता है। एक एल्टरनेटिंग करंट (AC) वोल्टेज रोटर को स्लिप रिंग्स के माध्यम से लगाया जाता है। सिंक्रो की निर्माण विशेषताएँ नीचे दिए गए चित्र में दिखाई गई हैं।चित्र में दिखाए अनुसार 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 एल्टरनेटिंग फ्लक्स उत्पन्न करता है। रोटर और स्टेटर फ्लक्स के बीच एक दूसरे की वापसी द्वारा, स्टेटर वाइंडिंग में एक वोल्टेज उत्पन्न होता है। स्टेटर वाइंडिंग में फ्लक्स लिंकेज रोटर और स्टेटर के अक्षों के बीच के कोण के कोसाइन के अनुपात में होता है। इस परिणामस्वरूप, स्टेटर वाइंडिंग में एक वोल्टेज उत्पन्न होता है। V1, V2, और V3 क्रमशः S1, S2, और S3 स्टेटर वाइंडिंग में उत्पन्न वोल्टेज हैं। नीचे दिए गए चित्र में सिंक्रो ट्रान्समिटर की रोटर स्थिति दिखाई गई है। यहाँ, रोटर अक्ष S2 स्टेटर वाइंडिंग के सापेक्ष θr कोण बनाता है।

स्टेटर वाइंडिंग के तीन टर्मिनल हैं

नीचे दिए गए चित्र में स्टेटर टर्मिनल अक्ष की रोटर से संबंधित परिवर्तन दिखाया गया है।

जब रोटर कोण शून्य होता है, तो S2 स्टेटर वाइंडिंग में अधिकतम धारा उत्पन्न होती है। रोटर की शून्य-स्थिति रोटर की कोणीय स्थिति का निर्धारण करने के लिए एक संदर्भ के रूप में काम करती है।

ट्रान्समिटर का आउटपुट ऊपर दिखाए गए चित्र के अनुसार कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के स्टेटर वाइंडिंग में दिया जाता है।

सिंक्रो प्रणाली के ट्रान्समिटर और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर में समान मात्रा की धारा बहती है। इस परिक्रमण धारा के कारण, कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के एयर-गैप में एक फ्लक्स स्थापित होता है।

कंट्रोल ट्रान्सफार्मर और ट्रान्समिटर के फ्लक्स अक्ष समान संरेखित होते हैं। कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के रोटर में उत्पन्न वोल्टेज ट्रान्समिटर और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के रोटर के बीच के कोण के कोसाइन के अनुपात में होता है। गणितीय रूप से, वोल्टेज को निम्न प्रकार से व्यक्त किया जाता है

जहाँ φ ट्रान्समिटर और कंट्रोलर के रोटर अक्षों के बीच का कोणीय विस्थापन दर्शाता है। जब θ-90, तो ट्रान्समिटर और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के रोटर अक्ष एक दूसरे के लंबवत होते हैं। ऊपर दिखाए गए चित्र में ट्रान्समिटर और रिसीवर के रोटर की शून्य-स्थिति दिखाई गई है।

मान लीजिए ट्रान्समिटर और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के रोटर एक ही दिशा में घूमते हैं। ट्रान्समिटर के रोटर को एक कोण θR द्वारा विस्थापित किया जाता है, और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के रोटर का विस्थापन कोण θC होता है। तब, दोनों रोटरों के बीच का कुल कोणीय अंतर (90º – θR + θC) होता है।

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

उनकी 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 ट्रान्समिटर और कंट्रोल ट्रान्सफार्मर एक साथ त्रुटि निर्णय के लिए उपयोग किए जाते हैं। ऊपर दिखाए गए वोल्टेज समीकरण नियंत्रण ट्रान्सफार्मर और ट्रान्समिटर के रोटर की शाफ्ट स्थिति के बराबर होता है।

त्रुटि सिग्नल डिफरेंशियल एम्प्लिफायर पर लगाया जाता है, जो सर्वो मोटर को इनपुट देता है। सर्वो मोटर का गियर कंट्रोल ट्रान्सफार्मर के रोटर को घुमाता है।

ऊपर दिखाए गए चित्र में सिंक्रो त्रुटि डिटेक्टर का आउटपुट एक मॉड्युलेटेड सिग्नल दिखाया गया है। ऊपर दिखाए गए मॉड्युलेटिंग वेव रोटर स्थिति और कैरियर वेव के बीच के गड़बड़ी को दिखाता है।