De referentiespanning wordt door middel van glijcontacten overgebracht
Constructie van een synchro
Roterende transformator
Selsyn: de koppeling van twee synchros
|
---|
Synchro
Om de hoekpositie van een as op afstand door te geven gebruikt men synchro's die een mechanische koppeling tussen twee assen omzetten in een electrische koppeling.
De voeding wordt op de rotor aangelegd en alle synchro's moeten door dezelfde stroomleiding gevoed worden om fasefouten te vermijden. Als de synchro's door een transformator gevoed worden moeten alle synchro's van de groep op dezelfde uitgang van de transfo aangesloten worden.
De voedingsspanning bedraagt 115 of 26V op 50, 60 of 400Hz. Dit is het referentiesignaal. De gebruikte frekwentie bepaalt de maximale rotatiesnelheid van de synchro: bij 50Hz is de maximale rotatiesnelheid ongeveer 100 toeren/minuut zodat de synchro niet uit de pas gaat lopen.
De voeding van deze synchro is 115V 60Hz (toepassingen aan land), maar er worden ook synchro's gebruikt in de luchtvaart en de marine op 400Hz.
De voeding wordt op de rotor overgebracht door sleepringen, maar tegenwoordig werkt men vaker met roterende transformatoren om de energie over te brengen op de rotor. De roterende transformatoren hebben geen contacten en de synchro's die ermee uitgerust zijn gaan normaal nooit defekt. De roterende transfo werd vroeger hoofdzakelijk gebruikt in videorecorders om de spanning van de roterende videokoppen over te brengen naar de electronika.
De stator bestaat uit drie spoelen die een hoek van 120° met elkaar vormen. Het uitgangssignaal hangt af van de positie van de rotor. De maximale spanning tussen twee fasen (lijnspanning) bedraagt 90V (systemen op 115V) of 11.8V (systemen op 26V). Mechanisch kan de synchro vergeleken worden met een alternator die een laag vermogen levert, maar waarvan het signaal zuiver sinusvormig met een lage vervorming is.
Er is normaal gezien één transmitter die het signaal naar één of meerdere ontvangers stuurt (selsyn toepassing, zie lager). De ontvangers draaien zich in de positie waarbij de statorstroom minimaal is, dus als de ontvangers in dezelfde richting gedraaid zijn als de zender.
Een synchro is niet gemaakt om grote koppels over te brengen. Mogelijke toepassingen zijn:
- Wijzigen van de stand van een hydraulische klep
- Doorgeven van de positie van de gyrocompas naar de repeaters,
- Doorgeven van de positie van de windhaan op de brug, enz.
De synchro wordt dus vooral gebruikt om een hoekpositie door te geven. Een synchro wordt gebruikt om mechanische aanduiders aan te sturen, maar het signaal kan ook electronisch verwerkt worden (bijvoorbeeld het geven van een alarm bij het overschrijden van een veilige waarde).
De synchro zonder glijcontacten is bijzonder betrouwbaar in vergelijking met andere systemen en wordt nog steeds gebruikt in kritieke toepassingen (luchtvaart, marine-toepassingen, industrie, electriciteitscentrales, scheikundige processen,...).
Tegenwoordig wordt het signaal van de synchro's lokaal verwerkt en omgezet in een digitaal signaal die gemultiplext kan worden. Zo zijn er minder kabels nodig die bijvoorbeeld van de machinekamer naar de technische centrale lopen.
De synchro heeft een enkelpolige ingang (monofasige voedingsspanning) en een driefasige uitgangspanning, waarvan de wisselspanning afhangt van de aspositie, zie formules rechts.
u(S3S2) = n * u(R2R1) * sin(α + 120)
n: transformatieverhouding
u: spanning tussen ...
R1R2: primaire wukkeling (rotor)
S3S2: één van de secundaire wikkelingen (stator)
De formule is enkel geldig als de synchro traag draait ten opzichte van de netfrekwentie.
Selsyn
Een selsyn (self synchronising) is de combinatie van twee (of meerdere) synchro's: een zender en één of meerdere ontvangers. De meeste synchro's worden in een selsyn systeem gebruikt.
Een selsyn of dubbele synchro gedraagt zich als een electrische koppeling die het mechanisch koppel overbrengt. Als men een synchro verdraait, dan draait de andere synchro mee, maar ook de vrijving van de tweede synchro is voelbaar in de eerste. Kan de zender vrij draaien, dan kan men die op afstand verdraaien door aan de ontvanger te draaien (werking in beide richtingen).
Er zijn geen mechanische of electrische verschillen tussen de zender en de ontvanger, de zender is meestal groter uitgevoerd om meerdere ontvangers te sturen. De ontvanger werkt ook als zender en vormt een belasting op de aandrijving van de zender. Het koppel van de zender wordt overgebracht op de ontvanger(s) en de last op de ontvanger(s) wordt overgebracht op de zender.
De nauwkeurigheid van de selsyn neemt af als er een grotere koppel geleverd moet worden (er is "rek" op de koppeling tussen de twee synchro's). Als men een hoge nauwkeurigheid en een hoog koppel nodig heeft, dan gebruikt men een servo systeem.
|