Что такое синхро?
Определение
Синхро — это тип преобразователя, который преобразует угловое положение вала в электрический сигнал. Он функционирует как детектор ошибок и датчик углового положения. Ошибки в системе часто возникают из-за несоосности вала. Два основных компонента синхро — передатчик и управляющий трансформатор.
Типы синхронных систем
Существует два типа синхронных систем:
Управляющие синхро
Этот тип синхро имеет относительно малый выходной момент. Поэтому он подходит для привода очень легких нагрузок, таких как указатель. В отличие от этого, управляющий синхро предназначен для привода более крупных нагрузок.
Система управляющих синхро
Управляющие синхро используются для обнаружения ошибок в системах позиционного управления. Их системы состоят из двух блоков:
Передатчик синхро
Приемник синхро
Синхро всегда работает совместно с этими двумя частями. Ниже приведено подробное объяснение передатчика и приемника синхро.
Передатчики синхро
Их конструкция похожа на конструкцию трехфазного генератора. Статор синхро изготовлен из стали, чтобы минимизировать потери на железо. Статор имеет пазы для размещения трехфазных обмоток. Оси обмоток статора расположены под углом 120° друг к другу.
где (Vr) — среднеквадратическое (среднеквадратичное) значение напряжения ротора, а (ωc) — частота несущей. Обмотки статора соединены в звездообразной конфигурации. Ротор синхро имеет форму гири, вокруг которой намотана концентрическая катушка. Переменное напряжение (AC) подается на ротор через коллекторные кольца. Конструктивные особенности синхро показаны на рисунке ниже.Рассмотрим, что напряжение подается на ротор передатчика, как показано на рисунке выше.
Когда напряжение подается на ротор, оно индуцирует магнитный ток, который, в свою очередь, создает переменный поток вдоль оси ротора. Из-за взаимной индукции между потоками ротора и статора, в обмотках статора индуцируется напряжение. Связь потока в обмотке статора пропорциональна косинусу угла между осями ротора и статора. В результате, в обмотке статора индуцируется напряжение. Пусть V1, V2 и V3 — напряжения, индуцированные в обмотках статора S1, S2 и S3 соответственно. На рисунке ниже показано положение ротора передатчика синхро. Здесь, ось ротора образует угол θr относительно обмотки статора S2.
Три вывода обмоток статора
Изменение осей выводов статора относительно ротора показано на рисунке ниже.
Когда угол ротора равен нулю, максимальный ток индуцируется в обмотке статора S2. Положение ротора при угле ноль служит эталоном для определения углового положения ротора.
Выход передатчика подается на обмотку статора управляющего трансформатора, как показано на рисунке выше.
Токи одинаковой величины протекают через передатчик и управляющий трансформатор синхронной системы. Из-за этого циркулирующего тока в воздушном зазоре управляющего трансформатора устанавливается поток.
Осевые линии потока управляющего трансформатора и передатчика находятся в одной плоскости. Напряжение, индуцированное в роторе управляющего трансформатора, пропорционально косинусу угла между роторами передатчика и управляющего трансформатора. Математически, напряжение выражается как
Где φ представляет собой угловое смещение между осями роторов передатчика и контроллера. Когда θ-90, оси роторов передатчика и управляющего трансформатора перпендикулярны друг другу. На рисунке выше показано положение роторов передатчика и приемника при угле ноль.
Предположим, что роторы передатчика и управляющего трансформатора вращаются в одном направлении. Пусть ротор передатчика отклоняется на угол θR, а угол отклонения ротора управляющего трансформатора составляет θC. Тогда, общее угловое расстояние между двумя роторами равно (90º – θR + θC).
Напряжение на выводах ротора синхронного трансформатора задается как
Малое угловое смещение между их положением ротора задается как Sin (θR – θC) = (θR – θC)
Подставляя значение углового смещения в уравнение (1), получаем
Передатчик синхро и управляющий трансформатор вместе используются для обнаружения ошибки. Уравнение напряжения, показанное выше, равно угловому положению роторов управляющего трансформатора и передатчика.
Сигнал ошибки подается на дифференциальный усилитель, который дает входное напряжение сервомотору. Шестерня сервомотора вращает ротор управляющего трансформатора.
На рисунке выше показан выход детектора ошибок синхро, который является модулированным сигналом. Модулирующая волна, показанная выше, демонстрирует несоосность между положением ротора и несущей волной.
Вход
