Synchro là gì？

Đồng bộ là gì?

Định nghĩa

Đồng bộ là một loại biến đổi chuyển vị trí góc của trục thành tín hiệu điện. Nó hoạt động như một bộ phát hiện lỗi và cảm biến vị trí quay. Lỗi trong hệ thống thường xảy ra do sự lệch trục. Hai thành phần chính của đồng bộ là bộ truyền tín hiệu và biến áp điều khiển.

Các loại hệ thống Đồng bộ

Có hai loại hệ thống đồng bộ:

Đồng bộ Kiểu Điều khiển

• Đồng bộ Truyền Mô-men Kiểu Torque

• Đồng bộ Truyền Mô-men Kiểu Torque

Loại đồng bộ này có mô-men đầu ra tương đối nhỏ. Do đó, nó phù hợp để điều khiển tải rất nhẹ như con trỏ. Trong khi đó, đồng bộ kiểu điều khiển được thiết kế để điều khiển tải lớn hơn.

Hệ thống Đồng bộ Kiểu Điều khiển

Đồng bộ điều khiển được sử dụng để phát hiện lỗi trong các hệ thống điều khiển vị trí. Hệ thống của chúng bao gồm hai đơn vị:

• Bộ truyền tín hiệu Đồng bộ

• Bộ nhận tín hiệu Đồng bộ

Đồng bộ luôn hoạt động cùng với hai bộ phận này. Dưới đây là giải thích chi tiết về bộ truyền tín hiệu và bộ nhận tín hiệu đồng bộ.

Bộ truyền tín hiệu Đồng bộ

Cấu tạo của nó giống với máy phát điện ba pha. Stator của đồng bộ được làm bằng thép để giảm thiểu tổn thất sắt. Stator được rãnh để chứa cuộn dây ba pha. Các trục của cuộn dây stator được đặt cách nhau 120º.

trong đó (Vr) là giá trị hiệu dụng (r.m.s.) của điện áp rotor, và ωc là tần số mang. Các cuộn dây của cuộn dây stator được kết nối theo cấu hình sao. Rotor của đồng bộ có hình dạng giống như quả đấm, với cuộn dây đồng tâm quấn xung quanh. Điện áp xoay chiều (AC) được áp dụng cho rotor thông qua vòng tiếp xúc. Đặc điểm cấu tạo của đồng bộ được mô tả trong hình dưới đây.Xem xét điện áp được áp dụng cho rotor của bộ truyền tín hiệu như được hiển thị trong hình trên. 

Khi áp dụng điện áp cho rotor, nó tạo ra dòng điện từ hóa, từ đó tạo ra dòng từ xoay chiều dọc theo trục của rotor. Do sự cảm ứng lẫn nhau giữa dòng từ rotor và stator, một điện áp được tạo ra trong cuộn dây stator. Liên kết từ trong cuộn dây stator tỷ lệ thuận với cosin của góc giữa trục của rotor và stator. Kết quả là, một điện áp được tạo ra trong cuộn dây stator. Giả sử V1, V2, và V3 là điện áp được tạo ra trong cuộn dây stator S1, S2, và S3 tương ứng. Hình dưới đây minh họa vị trí rotor của bộ truyền tín hiệu đồng bộ. Ở đây, trục rotor tạo thành một góc θr so với cuộn dây stator S2.

Ba đầu cuối của cuộn dây stator là

Sự thay đổi của trục đầu cuối stator liên quan đến rotor được hiển thị trong hình dưới đây.

Khi góc rotor bằng không, dòng điện tối đa được tạo ra trong cuộn dây stator S2. Vị trí zero của rotor đóng vai trò là tham chiếu để xác định vị trí góc của rotor.

Đầu ra của bộ truyền tín hiệu được cấp cho cuộn dây stator của biến áp điều khiển, như được mô tả trong hình trên.

Dòng điện cùng cường độ chảy qua bộ truyền tín hiệu và biến áp điều khiển của hệ thống đồng bộ. Do dòng điện tuần hoàn này, một dòng từ được tạo ra trong khe hở không khí của biến áp điều khiển.

Trục từ của biến áp điều khiển và bộ truyền tín hiệu nằm cùng một đường thẳng. Điện áp được tạo ra trong rotor của biến áp điều khiển tỷ lệ thuận với cosin của góc giữa rotor của bộ truyền tín hiệu và biến áp điều khiển. Toán học, điện áp được biểu diễn như sau

Trong đó φ đại diện cho sự dịch chuyển góc giữa trục rotor của bộ truyền tín hiệu và bộ điều khiển. Khi θ-90, trục rotor của bộ truyền tín hiệu và biến áp điều khiển vuông góc với nhau. Hình trên mô tả vị trí zero của rotor của bộ truyền tín hiệu và bộ nhận tín hiệu.

Giả sử rotor của bộ truyền tín hiệu và biến áp điều khiển quay cùng hướng. Giả sử rotor của bộ truyền tín hiệu bị lệch một góc θR, và góc lệch của rotor biến áp điều khiển là θC. Khi đó, tổng khoảng cách góc giữa hai rotor là (90º – θR + θC)

Điện áp tại đầu cuối rotor của biến áp đồng bộ được cho là

Sự dịch chuyển góc nhỏ giữa vị trí rotor của chúng được cho là Sin (θR – θC) = (θR – θC)

Khi thay thế giá trị của sự dịch chuyển góc vào phương trình (1), ta được

Bộ truyền tín hiệu đồng bộ và biến áp điều khiển cùng được sử dụng để phát hiện lỗi. Phương trình điện áp được hiển thị ở trên bằng với vị trí trục của rotor của biến áp điều khiển và bộ truyền tín hiệu.

Tín hiệu lỗi được áp dụng cho bộ khuếch đại vi sai, cung cấp đầu vào cho động cơ servo. Bánh răng của động cơ servo quay rotor của biến áp điều khiển

Hình trên hiển thị đầu ra của bộ phát hiện lỗi đồng bộ, đó là tín hiệu được điều chế. Sóng điều chế trên hiển thị sự lệch giữa vị trí rotor và sóng mang.