Sincro – Wikipedia

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Schema di un trasduttore sincronizzato. Il cerchio completo rappresenta il rotore. Le barre piene rappresentano i nuclei degli avvolgimenti adiacenti. L’alimentazione al rotore è collegata da collettori rotanti e spazzole, rappresentate dai cerchi alle estremità dell’avvolgimento del rotore. Come mostrato, il rotore induce tensioni uguali negli avvolgimenti di 120° e 240° e nessuna tensione nell’avvolgimento di 0°. [Vex] non deve necessariamente essere collegato al filo comune degli avvolgimenti a stella dello statore.

Semplice sistema a due sincronizzazioni.

UN sincronizzato (conosciuto anche come selsin e da altri marchi) è, in effetti, a trasformatore il cui accoppiamento primario-secondario può essere variato modificando fisicamente l’orientamento relativo dei due avvolgimenti. I sincronizzatori sono spesso usati per misurare l’angolo di una macchina rotante come un antenna piattaforma. Nella sua costruzione fisica generale, è molto simile a un motore elettrico. L’avvolgimento primario del trasformatore, fissato al rotoreè eccitato da un corrente alternatache da induzione elettromagneticaprovoca la comparsa di tensioni tra gli avvolgimenti secondari collegati a Y fissati a 120 gradi tra loro sul statore. Le tensioni vengono misurate e utilizzate per determinare l’angolo del rotore rispetto allo statore.

Un’immagine di un trasmettitore sincronizzato

I sistemi sincronizzati sono stati utilizzati per la prima volta nel sistema di controllo del Canale di Panama all’inizio del 1900 per trasmettere le posizioni delle saracinesche e degli steli delle valvole e i livelli dell’acqua ai banchi di controllo.[1]

Vista dello schema di collegamento di un trasmettitore sincronizzato

Sistema antincendio progetti sviluppati durante seconda guerra mondiale utilizzato ampiamente synchros, per trasmettere informazioni angolari da pistole e mirini a un computer di controllo antincendio analogicoe per trasmettere la posizione della pistola desiderata alla posizione della pistola. I primi sistemi hanno appena spostato i quadranti degli indicatori, ma con l’avvento del amplidinacosì come idraulico ad alta potenza motorizzato serviil sistema di controllo del fuoco potrebbe controllare direttamente le posizioni dei cannoni pesanti.[2]

I sincronizzatori più piccoli sono ancora utilizzati per pilotare a distanza indicatori di livello e come sensori di posizione rotanti per le superfici di controllo degli aeromobili, dove è necessaria l’affidabilità di questi dispositivi robusti. Dispositivi digitali come il encoder rotativo hanno sostituito i sincronizzatori nella maggior parte delle altre applicazioni.

I motori Selsyn sono stati ampiamente utilizzati in film apparecchiature da sincronizzare cineprese e registrazione del suono attrezzature, prima dell’avvento di oscillatori a cristallo e microelettronica.

I grandi sincronizzatori venivano usati sulle navi da guerra navali, come i cacciatorpediniere, per azionare la timoneria dal volante sul ponte.

Tipi di sistemi sincronizzati[edit]

Esistono due tipi di sistemi sincronizzati: sistemi di coppia e sistemi di controllo.

In un sistema di coppia, un sincronizzatore fornirà un’uscita meccanica a bassa potenza sufficiente per posizionare un dispositivo indicatore, azionare un interruttore sensibile o spostare carichi leggeri senza amplificazione di potenza. In termini più semplici, un sistema sincronizzato di coppia è un sistema in cui il segnale trasmesso fa il lavoro utilizzabile. In un tale sistema, è possibile ottenere una precisione dell’ordine di un grado.

In un sistema di controllo, un sincronizzatore fornirà una tensione per la conversione in coppia attraverso un amplificatore e a servomotore. I sincronizzatori di tipo di controllo vengono utilizzati in applicazioni che richiedono coppie elevate o elevata precisione, come collegamenti di follow-up e rilevatori di errore in servosistemi di controllo automatico (come un sistema di pilota automatico). In termini più semplici, un sistema di controllo sincronizzato è un sistema in cui il segnale trasmesso controlla una fonte di alimentazione che fa il lavoro utilizzabile.

Abbastanza spesso, un sistema eseguirà sia la coppia che le funzioni di controllo. Le singole unità sono progettate per l’uso in sistemi di coppia o di controllo. Alcune unità di coppia possono essere utilizzate come unità di controllo, ma le unità di controllo non possono sostituire le unità di coppia.[3]

Categorie funzionali sincrone[edit]

Un synchro rientrerà in una delle otto categorie funzionali. Sono i seguenti:[4]

Trasmettitore di coppia (TX)
Input: rotore posizionato meccanicamente o manualmente dall’informazione da trasmettere.
Uscita: uscita elettrica dallo statore che identifica la posizione del rotore fornita a un ricevitore di coppia, un trasmettitore differenziale di coppia o un ricevitore differenziale di coppia.
Trasmettitore di controllo (CX)
Ingresso: come TX.
Uscita: uscita elettrica uguale a TX ma alimentata ad un trasformatore di comando o ad un trasmettitore differenziale di comando.
Trasmettitore differenziale di coppia (TDX)
Ingresso: uscita TX applicata allo statore; rotore posizionato in base alla quantità di dati da TX che deve essere modificata.
Uscita: uscita elettrica dal rotore (che rappresenta un angolo uguale alla somma o differenza algebrica dell’angolo di posizione del rotore e dei dati angolari da TX) fornita ai ricevitori di coppia, un altro TDX o un ricevitore differenziale di coppia.
Trasmettitore differenziale di controllo (CDX)
Input: come TDX ma dati forniti da CX.
Uscita: come TDX ma alimentata solo a un trasformatore di controllo oa un altro CDX.
Ricevitore di coppia (TR)
Input: dati di posizione dell’angolo elettrico da TX o TDX forniti allo statore.
Uscita: Il rotore assume la posizione determinata dall’ingresso elettrico fornito.
Ricevitore differenziale di coppia (TDR)
Input: dati elettrici forniti da due TX, due TDX o da un TX e un TDX (uno collegato al rotore e uno collegato allo statore).
Uscita: il rotore assume posizione uguale alla somma o differenza algebrica di due ingressi angolari.
Trasformatore di controllo (TA)
Input: dati elettrici da CX o CDX applicati allo statore. Rotore posizionato meccanicamente o manualmente.
Uscita: uscita elettrica dal rotore (proporzionale al seno della differenza tra posizione angolare del rotore e angolo di ingresso elettrico.
Ricevitore-trasmettitore di coppia (TRX)
Questo sincronizzatore è stato progettato come ricevitore di coppia, ma può essere utilizzato sia come trasmettitore che come ricevitore.
Input: a seconda dell’applicazione, come TX.
Uscita: a seconda dell’applicazione, come TX o TR.

Operazione[edit]

A livello pratico, i sincronizzatori assomigliano ai motori, in quanto sono presenti un rotore, uno statore e un albero. Ordinariamente, anelli di scorrimento e spazzole collegare il rotore all’alimentazione esterna. L’albero di un trasmettitore sincronizzato viene ruotato dal meccanismo che invia le informazioni, mentre l’albero del ricevitore sincronizzato ruota un quadrante o aziona un carico meccanico leggero. Le unità monofase e trifase sono in uso comune e seguiranno la rotazione dell’altra se collegate correttamente. Un trasmettitore può accendere più ricevitori; se la coppia è un fattore, il trasmettitore deve essere fisicamente più grande per generare la corrente aggiuntiva. In un sistema di interblocco cinematografico, un grande distributore motorizzato può pilotare fino a 20 macchine, doppiatori di suoni, contatori di filmati e proiettori.

I sincronizzatori progettati per l’uso terrestre tendono ad essere guidati a 50 o 60 hertz (il alimentazione frequenza nella maggior parte dei paesi), mentre quelli per uso marittimo o aeronautico tendono ad operare a 400 hertz (la frequenza della generatore elettrico azionato dai motori).

Le unità monofase hanno cinque fili: due per l’avvolgimento dell’eccitatore (tipicamente tensione di linea) e tre per l’uscita/ingresso. Questi tre sono collegati in bus agli altri sincronizzatori nel sistema e forniscono la potenza e le informazioni per allineare gli alberi di tutti i ricevitori. Trasmettitori e ricevitori sincronizzati devono essere alimentati dallo stesso circuito derivato, per così dire; le sorgenti di tensione di eccitazione di rete devono corrispondere in tensione e fase. L’approccio più sicuro consiste nel collegare le cinque o sei linee da trasmettitori e ricevitori in un punto comune. Diverse marche di selsyn, utilizzate nei sistemi di interblocco, hanno tensioni di uscita diverse. In tutti i casi, i sistemi trifase gestiranno più potenza e funzioneranno un po’ più agevolmente. L’eccitazione è spesso l’alimentazione di rete trifase a 208/240 V. Molti sincronizzatori funzionano da 30 a 60 V AC anche.

I trasmettitori sincronizzati sono come descritti, ma i ricevitori sincronizzati a 50 e 60 Hz richiedono ammortizzatori rotanti per evitare che i loro alberi oscillino quando non sono caricati (come con i quadranti) o leggermente caricati in applicazioni ad alta precisione.

Un diverso tipo di ricevitore, chiamato trasformatore di controllo (CT), fa parte di un servo di posizione che include un servoamplificatore e un servomotore. Il motore è orientato al rotore del CT e, quando il rotore del trasmettitore si muove, il servomotore fa girare il rotore del CT e il carico meccanico in modo che corrispondano alla nuova posizione. I TA hanno statori ad alta impedenza e assorbono molta meno corrente dei normali ricevitori sincronizzati quando non sono posizionati correttamente.

I trasmettitori sincronizzati possono anche alimentare i convertitori sincronizzati, che forniscono una rappresentazione digitale dell’angolo dell’albero.

Varianti sincrone[edit]

Cosiddetto sincronizzazioni senza spazzole uso trasformatori rotanti (che non hanno interazione magnetica con il solito rotore e statore) per alimentare il rotore. Questi trasformatori hanno primari fissi e secondari rotanti. Il secondario è un po’ come una bobina avvolta con filo smaltato, l’asse della bobina concentrico con l’asse del rotore. La “bobina” è il nucleo dell’avvolgimento secondario, le sue flange sono i poli e il suo accoppiamento non varia significativamente con la posizione del rotore. L’avvolgimento primario è simile, circondato dal suo nucleo magnetico, e le sue estremità sono come rondelle spesse. I fori in quei pezzi terminali sono allineati con i poli secondari rotanti.

Per un’elevata precisione nel controllo del fuoco delle armi e nel lavoro aerospaziale, sono stati utilizzati i cosiddetti collegamenti dati sincronizzati a più velocità. Ad esempio, un collegamento a due velocità aveva due trasmettitori, uno rotante per un giro sull’intera gamma (come il cuscinetto di una pistola), mentre l’altro ruotava di un giro ogni 10 gradi di rilevamento. Quest’ultimo è stato chiamato sincronizzato a 36 velocità. Naturalmente, i treni di ingranaggi sono stati realizzati di conseguenza. Al ricevitore, l’entità dell’errore del canale 1X determinava se doveva essere utilizzato invece il canale “veloce”. Un piccolo errore 1X significava che i dati del canale 36x non erano ambigui. Una volta che il servo del ricevitore si è stabilizzato, il canale fine normalmente ha mantenuto il controllo.

Per applicazioni molto critiche sono stati utilizzati sistemi sincronizzati a tre velocità.

I cosiddetti sincronizzatori multivelocità hanno statori con molti poli, in modo che le loro tensioni di uscita attraversino diversi cicli per un giro fisico. Per i sistemi a due velocità, questi non richiedono ingranaggi tra gli alberi.

I sincronizzatori differenziali sono un’altra categoria. Hanno rotori e statori a tre conduttori come lo statore sopra descritto e possono essere trasmettitori o ricevitori. Un trasmettitore differenziale è collegato tra un trasmettitore sincronizzato e un ricevitore e la posizione del suo albero aggiunge (o sottrae, a seconda della definizione) l’angolo definito dal trasmettitore. Un ricevitore differenziale è collegato tra due trasmettitori e mostra la somma (o la differenza, sempre definita) tra le posizioni dell’albero dei due trasmettitori. Esistono dispositivi simili a sincronizzatori chiamati transsolver, un po’ come i sincronizzatori differenziali, ma con rotori a tre conduttori e statori a quattro conduttori.

UN risolutore è simile a un sincronizzatore, ma ha uno statore con quattro conduttori, gli avvolgimenti sono fisicamente a 90 gradi l’uno dall’altro invece di 120 gradi. Il suo rotore potrebbe essere sincrono o avere due serie di avvolgimenti a 90 gradi di distanza. Sebbene una coppia di resolver possa teoricamente funzionare come una coppia di synchros, i resolver vengono utilizzati per il calcolo.

Una speciale disposizione del trasformatore con connessione a T inventata da Scott (“Scott T”) interfacce tra i formati dati resolver e synchro; è stato inventato per interconnettere l’alimentazione CA bifase con l’alimentazione trifase, ma può essere utilizzato anche per applicazioni di precisione.

Guarda anche[edit]

Riferimenti[edit]


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