Senkronizasyon nedir?

Senkron Nedir?

Tanım

Bir senkron, bir şaftın açısal konumunu elektrik sinyaline dönüştüren bir transdüzer türüdür. Hem hata detektörü hem de döner pozisyon sensörü olarak işlev görür. Sistemdeki hatalar genellikle şaftların hizalamasızlığı nedeniyle oluşur. Bir senkronun iki ana bileşeni, verici ve kontrol transformatörüdür.

Senkron Sistemi Türleri

İki tür senkron sistemi vardır:

Kontrol Tipi Senkron

• Tork İletim Tipi Senkron

• Tork İletim Tipi Senkronlar

Bu tür senkron, nispeten küçük bir çıkış torkuna sahiptir. Bu nedenle, göstergeler gibi çok hafif yükleri sürmeye uygun olup, kontrol tipi senkron ise daha büyük yükleri sürmeye tasarlanmıştır.

Kontrol Tipi Senkron Sistemi

Kontrol senkronları, pozisyon kontrol sistemlerinde hata tespiti için kullanılır. Sistemleri iki üniteden oluşur:

• Senkron Verici

• Senkron Alıcı

Bir senkron her zaman bu iki parçayla birlikte çalışır. Aşağıda, senkron vericisi ve alıcısı hakkında ayrıntılı bir açıklama sunulmaktadır.

Senkron Vericileri

Yapısı, üç faz alternatörünün yapısına benzerdir. Senkron statoru, demir kayıplarını en aza indirmek için çeliğden yapılmıştır. Stator, üç faz sarımı için oyulmuştur. Stator sarımlarının eksenleri birbirinden 120º uzaklıkta yerleştirilmiştir.

(Vr) rotordan r.m.s. (karekök ortalama kare) gerilim değeridir, (ωc) taşıyıcı frekansıdır. Stator sarımlarının bobinleri yıldız yapıda bağlanmıştır. Senkron rotoru, üzerine merkezsel bir bobin sarılmış dumbbell şeklindedir. Alternatif akım (AC) gerilimi sürtünme halkaları aracılığıyla rotora uygulanır. Senkronun inşaat özellikleri aşağıdaki resimde gösterilmiştir.Üstteki resimde gösterildiği gibi, verici rotoruna uygulanan gerilim göz önünde bulundurulsun.

Gerilim rotora uygulandığında, manyetize edici bir akım induksiyon edilir ve bu da rotorda bir değişken manyetik akı oluşturur. Rotor ve stator manyetik akıları arasındaki karşılıklı endüksiyon nedeniyle, stator sarımlarında bir gerilim induksiyon edilir. Stator sarımındaki manyetik akı bağlantısı, rotor ve stator eksenleri arasındaki açının kosinüsüne orantılıdır. Sonuç olarak, stator sarımında bir gerilim induksiyon edilir. V1, V2 ve V3, sırasıyla S1, S2 ve S3 stator sarımlarında induksiyon edilen gerilimler olsun. Aşağıdaki resim, senkron vericinin rotor konumunu göstermektedir. Burada, rotor ekseninin S2 stator sarımı ile yaptığı açı θr'dir.

Stator sarımlarının üç terminali şöyledir

Stator terminal eksenlerinin rotora göre değişimi, aşağıdaki resimde gösterilmiştir.

Rotor açısı sıfır olduğunda, maksimum akım S2 stator sarımında induksiyon edilir. Rotorun sıfır-konumu, rotordanın açısal konumunun belirlenmesi için bir referans olarak hizmet eder.

Vericinin çıkışı, yukarıdaki resimde gösterildiği gibi, kontrol transformatörünün stator sarımına beslenir.

Aynı büyüklükteki akımlar, senkron sisteminin vericisi ve kontrol transformatörü arasında dolaşır. Bu dolaşan akım nedeniyle, kontrol transformatörünün hava boşluğunda bir manyetik akı oluşturulur.

Kontrol transformatörünün ve vericinin manyetik akı eksenleri aynı hizada bulunmaktadır. Kontrol transformatörünün rotorda induksiyon edilen gerilim, verici ve kontrol transformatörünün rotorlarının arasındaki açısının kosinüsüne orantılıdır. Matematiksel olarak, gerilim şu şekilde ifade edilir

Burada φ, verici ve kontrol transformatörünün rotor eksenleri arasındaki açısal sapmayı temsil eder. θ-90 olduğunda, verici ve kontrol transformatörünün rotor eksenleri birbirine dik olur. Yukarıdaki resim, verici ve alıcının rotorlarının sıfır-konumlarını göstermektedir.

Verici ve kontrol transformatörünün rotorsu aynı yönde döndüğünde varsayalım. Verici rotoru θR açısı kadar saplanmış olsun ve kontrol transformatörünün rotorunun sapma açısı θC olsun. O zaman, iki rotor arasındaki toplam açısal ayrılım (90º – θR + θC) olacaktır.

Senkron transformatörünün rotor terminalindeki gerilim şu şekilde verilir

Rotordaki küçük açısal sapma Sin (θR – θC) = (θR – θC) şeklinde verilir.

Açısal sapmanın değeri denklem (1)’e yerleştirildiğinde

Senkron verici ve kontrol transformatörü birlikte hata tespiti için kullanılır. Yukarıda gösterilen gerilim denklemi, kontrol transformatörünün ve vericinin rotorlarının şaft konumlarına eşittir.

Hata sinyali, servo motora giriş sağlayan diferansiyel amplifikatöre uygulanır. Servo motorun dişlisini, kontrol transformatörünün rotoru döndürür.

Yukarıdaki resim, modüle edilmiş bir sinyal olan senkron hata detektörünün çıktısını göstermektedir. Yukarıda gösterilen modülasyon dalgası, rotor konumu ile taşıyıcı dalgası arasındaki hizalamayı gösterir.