مقاله ها

اصول و مبانی ابزاردقیق: بخش پنجم- مبدل های موقعیت (4)

مهندس احمدرضا تراکمه

15 دقیقه مطالعه

سينكرو (Synchro) و ريزولور(Resolver)

يك سينكرو، مبدل وضعيت زاويه اي است که از يك سيم پيچ اوليه بر روي روتور و سه سيم پيچ ثانويه با اختلاف فاز 120 درجه نسبت به يكديگر بر روي استاتور تشکیل شده است. دامنه و فاز ولتاژ القايي بر روي سيم پيچ­ هاي استاتور به وضعيت فيزيكي و ولتاژ به كار رفته در روتور بستگی دارد.

بنابراين با ولتاژی معلوم در سيم پيچ اوليه، ولتاژ سيم پيچ ثانويه، وضعيت واحد و منحصر به فردي را براي روتور تعيين مي­ نمايد. سيم پيچ اوليه سينكرو، معمولاً به ولتاژ برق شهر (220 ولت و فركانس 50 هرتز) متصل شده و در خروجي، ولتاژ بیشینه ای در حدود 20 تا 180 ولت ايجاد مي ­كند. ريزولور شبيه سينكرو بوده و تنها تفاوت آن در این است كه در استاتور، دو سيم پيچ با 90 درجه اختلاف از يكديگر، قرار دارند.

مشخصه فيزيكي و الكتريكي سينكرو و ريزولور در شكل های زير نمايش داده شده است:

مبدل های سینکرو و ریزولور

سیگنال خروجی مبدل های سینکرو و ریزولور

سينكرو مزيت های بسیاری نسبت به ديگر مبدل­ هاي وضعيت كه تا کنون مورد بررسي قرار داده ايم، دارد. سينكرو در واقعيت يك مبدل وضعيت از نوع مطلق بوده و امكان اتصال مستقيم آن به برق شهر، استفاده ای آسان، راحت­ و ارزان را موجب می شود. زیرا سيگنال جريان مستقيم براي راه اندازي سينكرو يا ريزولور، نياز نیست.

خروجي سينكرو، متناوب و با ولتاژی بالا بوده و اطلاعات مربوط به وضعيت محور، در نسبت ولتاژ هر سيم پيچ ثانويه نسبت به ولتاژ اوليه مستتر است.

نويز موجود در اين سيگنال­ ها و يا هرگونه تلفات ناشی از طول سيم پيچ در هر دو طرف اوليه و ثانويه، يكسان و نسبت به سيگنال، كوچك مي­ باشد. و چون باید ولتاژ استاتور، بر ولتاژ روتور تقسيم شود تا اطلاعات مربوط به وضعيت به دست بیاید پس می توان این خطاهاي مشترك را نادیده گرفت.

این­ ها مزایای قابل توجه این نوع مبدل می ­باشند. اما سوال این است که چگونه مي­ توان سيگنال­ هاي سينوسي را به اطلاعات موقعيت تبديل نمود؟

اولين پاسخي كه به نظر مي­ رسد، استفاده از سينكروی گيرنده است. به همین منظور، از يك سينكرو به عنوان گيرنده استفاده مي­ شود. به صورتی كه محور سینکروی گيرنده مطابق با چرخش سينكروی فرستنده چرخیده و وضعيت آن را نشان می دهد. شكل زير، اين روش را به صورت ساده تری به تصویر می کشد. مي توان يك نشان گر، به محور سينكروی گيرنده متصل کرد تا وضعيت محور سينكروی فرستنده را نمایش دهد.

 

میدل سینکرو

 

يك سينكروی گيرنده نيز مي­ تواند برای توليد ولتاژ خروجي، به کار گرفته شود. براي انجام اين كار، در شكل بالا روتور را ثابت مي­ كنند تا حركتي نداشته باشد. هم چنين روتور سينكروی گيرنده به ولتاژ منبع ورودي كه براي اتصال به روتور سينكروی فرستنده استفاده می شود، وصل نمي شود. اما ولتاژی در روتور سينكروی گيرنده القاء مي شود، كه متناسب با اختلاف زاويه بين اين دو روتور است.

شكل زير، اين نوع اتصال را در دو سينكرو را نشان مي دهد:

اتصال دو مبدل سینکرو

 

در حقيقت، اگرمحور سينكروی گيرنده به نقطه ای در موقعيت دلخواه محور تحت كنترل، حركت کند، ولتاژ خروجي روتور، نشان گر خطا خواهد بود يعني:

                      (وضعيت واقعي –  وضعيت دلخواه) = سيگنال خطا

همان طور كه در معادله ولتاژ گیرنده در مطلب فوق، دیده می شود، خروجي سينكروی دريافت كننده، منحصر به یک زاویه نیست به این معنی که در يك دور چرخش كامل، دو زاويه وجود دارد كه سيگنال خروجي يكسانی توليد مي­ كنند.

روش دیگر كه آسان تر نيز هست، استفاده از مبدل "سينكرو به ديجيتال" (S/D) يا "ريزولور به ديجيتال" مي ­باشد. مبدل سينكرو به ديجيتال يك مدار مجتمع هيبريد است که سيگنال ­هاي S1،S2 ،S3 ،R1 و R2 را از سينكروی فرستنده، دریافت و مورد استفاده قرار مي ­دهد تا عددی باينري توليد کند.

ارتباط زاويه با تعداد بيت­ هاي عدد باينري، در جدول زير نشان داده شده است:

 

رابطه بین زاویه با تعداد بیتهای عدد باینری

 

مدارات مجتمع هيبريدی بسیاری وجود دارند كه به عنوان مبدل سينكرو يا ريزولور به ديجيتال به كار گرفته می شوند.

هم چنين ماژول­ هاي ديگري نيز مرتبط با سينكرو يا ريزولور وجود دارند كه به جاي خروجی باينري، خروجي BCD دارند و به آسانی مي­ توان آن ها را نمايش داد. ماژول­ هاي تكميلي ديگري نيز وجود دارد كه ورودي ديجيتال را دریافت کرده و با آن، سيگنال ­هاي سينكرو و ريزولور توليد می کند (مبدل ديجيتال به آنالوگ).

در نوع دیگری از ماژول­ ها، سیگنال­ هاي ورودي سينكرو وارد می شود اما خروجي آن، ولتاژ آنالوگ خطي است که متناسب با موقعيت محور (شفت)، توليد مي­ شود.


نیکسا را بیشتر بشناسید...


➡️بخش بعدی: مبدل های نیرو

⬅️بخش قبلی: مبدل های نوری

برچسب ها:

مبدل موقعیت سینکرو و ریزولوسیم پیچ اولیه و ثانویه سینکرو و ریزولورروتور و استارتر و محور سینکرو و ریزولور

دیدگاه شما