Vad är Synchro？

Vad är en Synchro?

Definition

En synchro är en typ av transducer som omvandlar skivans vinkelposition till ett elektriskt signal. Den fungerar både som felupptäckare och roterande positions sensor. Fel i systemet uppstår ofta på grund av skivans missjustering. De två huvudkomponenterna i en synchro är sändaren och styrtransformatorn.

Typ av Synchrosystem

Det finns två typer av synchrosystem:

Kontrolltyp Synchro

• Momentöverföringstyp Synchro

• Momentöverföringstyp Synchros

Denna typ av synchro har en relativt liten utgångsmoment. Därför passar den för att driva mycket lätta laster, såsom en pekare. I kontrast är kontrolltypens synchro utformad för att driva större laster.

Kontrolltyp Synchrosystem

Kontrollsynchros används för felupptäckt i positionskontrollsystem. Deras system består av två enheter:

• Synchro Sändare

• Synchro Mottagare

En synchro fungerar alltid tillsammans med dessa två delar. Nedan följer en detaljerad förklaring av synchrosändaren och mottagaren.

Synchro Sändare

Konstruktionen liknar den av en trefasalternator. Statorn i synchron är gjord av stål för att minimera järnförluster. Statorn är inrammad för att rymma de trefasspolariseringarna. Axlarna för statorvindningarna är inställda 120º från varandra.

där (Vr) är det effektiva värdet (r.m.s.) av rotorvoltaget, och ωc är bärarfrequensen. Spolar i statorvindningar är anslutna i en stjärnkonfiguration. Rotorn i synchro har formen av en dumbbell, med en koncentrisk spol virad runt den. Ett alternerande ström (AC) spänning appliceras till rotorn genom slipringar. Konstruktionsaspekterna av synchro illustreras i figuren nedan.Betrakta spänningen som appliceras till rotorn i sändaren som visas i figuren ovan. 

När en spänning appliceras till rotorn induceras en magnetiseringsström, vilket i sin tur genererar en alternerande flux längs rotorns axel. På grund av den ömsesidiga induktionen mellan rotors och statorflödena induceras en spänning i statorvindningarna. Fluxkopplingen i statorvindningen är proportionell mot cosinus av vinkeln mellan axlarna för rotorn och statorn. Som ett resultat induceras en spänning i statorvindningen. Låt V1, V2 och V3 vara de spänningar som induceras i statorvindningarna S1, S2 och S3 respektive. Figuren nedan visar rotorns position i synchrosändaren. Här bildar rotorns axel en vinkel θr i förhållande till statorvindningen S2.

De tre terminalerna för statorvindningarna är

Variationen i statorterminalernas axel i förhållande till rotorn visas i figuren nedan.

När rotorns vinkel är noll induceras maximal ström i statorvindningen S2. Nollpositionen för rotorn fungerar som referens för att fastställa rotorns vinkelposition.

Sändarens utdata matas till statorvindningen i styrtransformatorn, som visas i figuren ovan.

Strömmar av samma magnitud flödar genom sändaren och styrtransformatorn i synchrosystemet. På grund av denna cirkulerande ström upprättas en flux inom luftgapet i styrtransformatorn.

Fluxaxlarna för styrtransformatorn och sändaren är i samma justering. Spänningen som induceras i styrtransformatorns rotor är proportionell mot cosinus av vinkeln mellan sändarens och styrtransformatorns rotor. Matematiskt uttrycks spänningen som

Där φ representerar den vinkelförskjutningen mellan sändarens och kontrollrans rotors axlar. När θ-90 är axlarna för sändarens och styrtransformatorns rotor vinkelräta mot varandra. Figuren ovan visar nollpositionen för sändarens och mottagarens rotor.

Antag att sändarens och styrtransformatorns rotor roterar i samma riktning. Låt sändarens rotor vara deflekterad med en vinkel θR, och deflektionsvinkeln för styrtransformatorns rotor vara θC. Då är den totala vinkelseparationen mellan de två rotorerna (90º – θR + θC)

Spänningen vid synchrotransformatorns rotorterminaler ges som

Den lilla vinkelförskjutningen mellan deras rotorposition ges som Sin (θR – θC) = (θR – θC)

Genom att ersätta vinkelförskjutningens värde i ekvation (1) får vi

Synchrosändaren och styrtransformatorn används tillsammans för att upptäcka fel. Spännings ekvationen som visas ovan motsvarar skivans position för styrtransformatorns och sändarens rotor.

Felsignalen appliceras till differentieringsförstärkaren som ger indata till servomotorn. Servomotorns kuggrad roterar styrtransformatorns rotor 

Figuren ovan visar utdata från synchrofelupptäckaren, vilket är en modulerad signal. Moduleringsvågen ovan visar missjusteringen mellan rotorns position och bärvågen.