Synkro - Synchro

Denne artikkelen handler om transformatoren. For annen bruk, se Synchro (tvetydighet) .
Skjematisk oversikt over en synkron svinger. Hele sirkelen representerer rotoren. De solide stengene representerer kjernene til viklingene ved siden av dem. Kraft til rotoren er forbundet med glidringer og børster, representert ved sirklene i endene av rotorviklingen. Som vist induserer rotoren like spenninger i 120 ° og 240 ° viklingene, og ingen spenning i 0 ° viklingen. [Vex] trenger ikke nødvendigvis å være koblet til den felles ledningen til statorstjerneviklingene.
Enkelt to-synkron system.

En synkro (også kjent som selsyn og av andre merkenavn) er faktisk en transformator hvis primære til sekundære kobling kan varieres ved fysisk å endre den relative orienteringen av de to viklingene. Synkroner brukes ofte til å måle vinkelen til en roterende maskin, for eksempel en antenneplattform . I sin generelle fysiske konstruksjon er det omtrent som en elektrisk motor. Transformatorens primære vikling, festet til rotoren , blir begeistret av en vekselstrøm , som ved elektromagnetisk induksjon får spenninger til å vises mellom de Y-tilkoblede sekundærviklingene festet til 120 grader til hverandre på statoren . Spenningene måles og brukes til å bestemme rotorens vinkel i forhold til statoren.

Et bilde av en synkron sender

Bruker

Synkrosystemer ble først brukt i kontrollsystemet til Panamakanalen på begynnelsen av 1900-tallet for å overføre låseport- og ventilspindelposisjoner og vannstand til kontrollpultene.

Se på tilkoblingsbeskrivelsen til en synkron sender

Brannkontrollsystemdesign som ble utviklet under andre verdenskrig, brukte mye synkroniseringer for å overføre vinkelinformasjon fra våpen og severdigheter til en analog brannkontrollcomputer , og for å overføre ønsket pistolposisjon tilbake til pistolstedet. Tidlige systemer flyttet bare indikatorhjul, men med fremkomsten av amplidynen , så vel som motordrevne kraftige hydrauliske servoer, kunne brannkontrollsystemet direkte kontrollere posisjonene til tunge våpen.

Mindre synkroner brukes fortsatt til å fjernstyre indikatormålere og som roterende posisjonssensorer for flykontrollflater, der det er nødvendig med påliteligheten til disse robuste enhetene. Digitale enheter som roterende koderen har erstattet synkroner i de fleste andre applikasjoner.

Selsyn motorer ble mye brukt i film utstyr for å synkronisere filmkamera og lydopptak utstyr, før innføringa av krystall oscillatorer og mikroelektronikk .

Store synkroner ble brukt på marine krigsskip, som ødeleggere, for å betjene styreutstyret fra rattet på broen.

Synkrosystemtyper

Det er to typer synkroniseringssystemer: dreiemomentsystemer og kontrollsystemer.

I et dreiemomentsystem vil en synkron gi en mekanisk ytelse med lav effekt som er tilstrekkelig til å plassere en indikator, aktivere en følsom bryter eller flytte lysbelastninger uten kraftforsterkning. I enklere termer er et dreiemomentsynkrosystem et system der det overførte signalet gjør det brukbare arbeidet. I et slikt system er nøyaktighet i størrelsesorden en grad oppnåelig.

I et styringssystem vil en synkron gi en spenning for konvertering til dreiemoment gjennom en forsterker og en servomotor. Kontrolltypesynkroner brukes i applikasjoner som krever store dreiemomenter eller høy nøyaktighet, for eksempel oppfølgingskoblinger og feildetektorer i servo, automatiske styringssystemer (for eksempel et autopilotsystem). I enklere termer er et styresynkrosystem et system der det overførte signalet styrer en kraftkilde som gjør det brukbare arbeidet.

Ganske ofte vil ett system utføre både dreiemoment og kontrollfunksjoner. Individuelle enheter er designet for bruk i enten dreiemoment eller kontrollsystemer. Enkelte dreiemoment kan brukes som styreenheter, men styreenheter kan ikke erstatte dreiemoment.

Synkronfunksjonelle kategorier

En synkro vil falle inn i en av åtte funksjonelle kategorier. De er som følger:

Momentmelder (TX)
Inngang: rotor plassert mekanisk eller manuelt av informasjonen som skal overføres.
Utgang: elektrisk utgang fra stator som identifiserer rotorposisjonen som leveres til en dreiemomentmottaker, dreiemomentforskjeller eller en dreiemomentforskjeller.
Kontrollsender (CX)
Inngang: samme som TX.
Utgang: elektrisk utgang samme som TX, men leveres til en kontrolltransformator eller en differensialsender.
Moment differensialsender (TDX)
Inngang: TX-utgang på stator; rotor plassert i henhold til mengdedata fra TX som må modifiseres.
Utgang: elektrisk utgang fra rotor (som representerer en vinkel lik den algebraiske summen eller forskjellen mellom rotorposisjonsvinkelen og vinkeldata fra TX) levert til dreiemomentmottakere, en annen TDX eller en dreiemomentdifferensiell mottaker.
Kontroll differensial sender (CDX)
Inngang: samme som TDX, men data levert av CX.
Utgang: samme som TDX, men leveres kun til en kontrolltransformator eller en annen CDX.
Momentmottaker (TR)
Inngang: Elektriske vinkelposisjonsdata fra TX eller TDX levert til statoren.
Utgang: Rotoren antar posisjon bestemt av den medfølgende elektriske inngangen.
Momentdifferensiell mottaker (TDR)
Inngang: elektriske data levert fra to TX-er, to TDX-er eller fra en TX og en TDX (en koblet til rotoren og en koblet til statoren).
Utgang: rotoren antar posisjon lik den algebraiske summen eller forskjellen mellom to vinkelinnganger.
Kontrolltransformator (CT)
Inngang: elektriske data fra CX eller CDX påført stator. Rotor plassert mekanisk eller manuelt.
Utgang: elektrisk utgang fra rotor (proporsjonal med sinus av forskjellen mellom rotorvinkelposisjon og elektrisk inngangsvinkel.
Momentmottaker-sender (TRX)
Denne synkronen ble designet som en momentmottaker, men kan brukes enten som sender eller mottaker.
Inngang: avhengig av applikasjon, samme som TX.
Utgang: avhengig av applikasjon, samme som TX eller TR.

Operasjon

På et praktisk nivå ligner synkroner motorer ved at det er en rotor, stator og en aksel. Vanligvis kobler skliringer og børster rotoren til ekstern kraft. En synkro-transmitteraksel roteres av mekanismen som sender informasjon, mens synkronmottakerens aksel roterer en dreiehjul eller driver en lett mekanisk belastning. En- og trefaseenheter er vanlige i bruk, og vil følge den andres rotasjon når de er koblet riktig. Én sender kan snu flere mottakere; hvis dreiemoment er en faktor, må senderen være fysisk større for å få ekstra strøm. I et filmlåsesystem kan en stor motordrevet distributør kjøre så mange som 20 maskiner, lyddubber, opptaksteller og projektorer.

Synchros beregnet for terrestrisk anvendelse har en tendens til å bli drevet ved 50 eller 60 hertz (den nettfrekvensen i de fleste land), mens de for marine eller luftfarts bruk har en tendens til å operere på 400 hertz (frekvensen til ombord elektrisk generator drevet av motorer ).

Enfaseenheter har fem ledninger: to for en magnetiseringsvikling (vanligvis linjespenning) og tre for utgang / inngang. Disse tre busses til de andre synkronene i systemet, og gir kraften og informasjonen til å justere akslene til alle mottakerne. Synkron sendere og mottakere må drives av samme grenkrets, for å si det sånn; Strømforsyningsspenningskildene må stemme overens i spenning og fase. Den sikreste tilnærmingen er å buss de fem eller seks linjene fra sendere og mottakere på et felles punkt. Ulike merker av selsyns, som brukes i sammenkoblingssystemer, har forskjellige utgangsspenninger. I alle tilfeller vil trefasesystemer håndtere mer kraft og fungere litt jevnere. Excitasjonen er ofte 208/240 V 3-faset strøm. Mange synkroner fungerer også på 30 til 60 V AC.

Synkrontransmittere er som beskrevet, men synkronmottakere på 50 og 60 Hz krever roterende dempere for å holde sjaktene fra å svinge når de ikke er lastet (som med ringer) eller lett belastet i applikasjoner med høy nøyaktighet.

En annen type mottaker, kalt kontrolltransformator (CT), er en del av en posisjonsservo som inkluderer en servoforsterker og servomotor. Motoren er innrettet mot CT-rotoren, og når senderens rotor beveger seg, dreier servomotoren CT-rotoren og den mekaniske belastningen for å matche den nye posisjonen. CT har høyimpedansstatorer og trekker mye mindre strøm enn vanlige synkronmottakere når de ikke er riktig plassert.

Synkron sendere kan også mate synkron til digitale omformere, som gir en digital representasjon av akselvinkelen.

Synkroniserte varianter

Såkalte 'børsteløse synkroner' bruker rotasjonstransformatorer (som ikke har magnetisk interaksjon med vanlig rotor og stator) for å mate rotoren. Disse transformatorene har stasjonære primærbilder og roterende sekundærer. Sekundæren er noe som en spole viklet med magnetråd, spolens akse konsentrisk med rotoraksen. "Spolen" er sekundærviklingens kjerne, dens flenser er polene, og koblingen varierer ikke vesentlig med rotorposisjon. Primærviklingen er lik, omgitt av magnetkjerne, og endestykker er som tykke skiver. Hullene i disse endestykkene stemmer overens med de roterende sekundærstolpene.

For høy nøyaktighet i pistolbrannkontroll og romfartarbeid ble såkalte multi-speed synchro data links brukt. For eksempel hadde en to-trinns kobling to sendere, den ene roterte en omdreining over hele spekteret (for eksempel et pistollager), mens den andre roterte en omdreining for hver 10-graders peiling. Sistnevnte ble kalt en 36-trinns synkro. Selvfølgelig ble girene laget tilsvarende. På mottakeren bestemte størrelsen på 1X-kanalens feil om den "raske" kanalen skulle brukes i stedet. En liten 1X-feil betydde at dataene til 36x-kanalen var entydige. Når mottakerservoen slo seg, beholdt den fine kanalen normalt kontrollen.

For veldig kritiske applikasjoner har tre-trinns synkroniseringssystemer blitt brukt.

Såkalte multispeed-synkroner har statorer med mange poler, slik at deres utgangsspenninger går gjennom flere sykluser for en fysisk revolusjon. For to-trinns systemer krever disse ikke giring mellom sjaktene.

Differensialsynkroner er en annen kategori. De har tre-ledede rotorer og statorer som statoren beskrevet ovenfor, og kan være sendere eller mottakere. En differensialsender er koblet mellom en synkron sender og en mottaker, og dens akselposisjon legger til (eller trekker fra, avhengig av definisjon) vinkelen definert av senderen. En differensialmottaker er koblet mellom to sendere, og viser summen (eller forskjellen, igjen som definert) mellom akselposisjonene til de to senderne. Det er synkronlignende enheter som kalles transolvers, noe som differensial-synkroner, men med tre-leder rotorer og fire-leder statorer.

En resolver ligner på en synkron, men har en stator med fire ledninger, og viklingene er 90 grader fra hverandre i stedet for 120 grader. Rotoren kan være synkronaktig eller ha to sett med viklinger 90 grader fra hverandre. Selv om et par oppløsere teoretisk kunne fungere som et par synkroner, brukes oppløsere til beregning.

En spesiell T-tilkoblet transformatorordning oppfunnet av Scott ( "Scott T" ) grensesnitt mellom resolver og synchro dataformater; den ble oppfunnet for å koble til tofaset vekselstrøm med trefasestrøm, men kan også brukes til presisjonsapplikasjoner.

Se også

Merknader

Referanser