일반적으로 권선형 로터 유도 모터 의 로터 권선은 시동 후 단락됩니다. 시동 중에 저항을 로터 권선과 직렬로 배치하여 시동 전류를 제한할 수 있습니다. 이러한 권선이 공통 시동 저항에 연결된 경우 두 로터는 시동 중에 동기화 상태를 유지합니다.
이것은 두 모터가 시동 중에 동기화되어야 하는 인쇄기 및 드로브릿지에 유용합니다. 일단 시동되고 로터가 단락되면 동기화 토크가 없습니다. 시동 중 저항이 높을수록 한 쌍의 모터에 대한 동기화 토크가 높아집니다.
시동 저항을 제거했지만 로터가 여전히 평행을 이루고 있다면 시동 토크는 없습니다. 그러나 상당한 동기화 토크가 있습니다. 이를 selsyn이라고 하며 , 이는 "self synchronous"의 약자입니다.
공통 저항기에서 권선 회전자 유도 모터 시작
로터는 고정되어 있을 수 있습니다. 한 로터가 각도 θ로 이동하면 다른 셀신 샤프트도 각도 θ로 이동합니다. 한 셀신에 드래그가 적용되면 다른 샤프트를 회전하려고 할 때 이를 느낄 수 있습니다.
멀티 마력(멀티 킬로와트) 셀신도 있지만, 주된 용도는 계측 응용 분야, 즉 원격 위치 표시를 위한 수 와트의 소형 장치입니다.
시작 저항이 없는 셀신스
계측 셀신은 시동 저항기 (위 그림) 에 대한 용도가 없습니다 . 자체 회전하도록 의도되지 않았습니다. 로터가 단락되지 않았고 저항기가 로드되지 않았으므로 시동 토크가 발생하지 않습니다.
그러나 한 축의 수동 회전은 병렬 유닛의 축이 뒤따를 때까지 로터 전류에 불균형을 초래합니다. 3상 전원의 공통 소스가 두 스테이터에 적용된다는 점에 유의하세요. 위에서 3상 로터를 보여주었지만 아래 그림과 같이 단상 전원 로터로 충분합니다.
송신기 - 수신기
소형 계측 셀신(selsyns)은 싱크로(synchros) 라고도 하며 , 단상 병렬, AC 전원 로터를 사용하여 외부에서 전원이 공급되지 않는 3상 병렬 스테이터를 유지합니다. 아래에는 회전 변압기로서의 싱크로 기능이 나와 있습니다.
토크 전송기 (TX)와 토크 수신기 (RX) 의 회전자가 같은 각도에 있으면 유도된 고정자 전압의 위상은 둘 다 동일하고 전류는 흐르지 않습니다.
한 로터가 다른 로터에서 변위되면 스테이터 위상 전압은 송신기와 수신기 사이에서 다릅니다. 스테이터 전류는 토크를 개발하면서 흐릅니다. 수신기 샤프트는 전기적으로 송신기 샤프트에 종속됩니다. 송신기 또는 수신기 샤프트를 돌려 반대쪽 장치를 돌릴 수 있습니다.
싱크로에는 단상 전원 로터가 있습니다.
동기 스테이터는 외부 단자로 꺼낸 3상 권선으로 감겨 있습니다. 토크 송신기 또는 수신기의 단일 로터 권선은 브러시 슬립 링으로 꺼냅니다. 동기 송신기와 수신기는 전기적으로 동일합니다.
그러나 동기 수신기에는 관성 감쇠가 내장되어 있습니다. 동기 토크 송신기는 토크 수신기를 대체할 수 있습니다.
원격 위치 감지는 주요 동기 응용 프로그램입니다. 예를 들어, 레이더 안테나에 결합된 동기 송신기는 제어실의 표시기에 안테나 위치를 표시합니다.
풍향계에 연결된 동기식 송신기는 원격 콘솔에서 풍향을 표시합니다. 동기식은 240 Vac 50 Hz, 115 Vac 60 Hz, 115 Vac 400 Hz, 26 Vac 400 Hz 전원으로 사용할 수 있습니다.
동기화 응용 프로그램: 원격 위치 표시
차동 송신기-수신기
동기식 차동 트랜스미터 (TDX)는 3상 로터와 스테이터를 모두 갖추고 있습니다. 동기식 차동 트랜스미터는 로터 입력의 전기 각도 입력에 샤프트 각도 입력을 추가하여 스테이터 출력에서 합계를 출력합니다.
이 고정자 전기각은 RX로 보내서 표시할 수 있습니다. 예를 들어, 동기 수신기는 선박의 선수에 대한 레이더 안테나의 위치를 표시합니다. 동기 차동 송신기가 선박의 나침반 방위를 추가하면 선박 방위와 관계없이 RX에서 진북을 기준으로 안테나 위치가 표시됩니다.
TX와 TDX 사이의 스테이터 리드 S1-S3 쌍을 반대로 하면 각도 위치가 빼집니다.
토크 차동 트랜스미터(TDX)
동기 송신기에 결합된 선박용 레이더 안테나는 선박의 선수에 대한 안테나 각도를 인코딩합니다(아래 그림). 안테나 위치를 진북에 대한 기준으로 표시하는 것이 좋습니다.
진북을 기준으로 안테나 각도를 표시하려면 자이로 컴퍼스에서 선박의 방향을 선수 방향 안테나 위치에 추가해야 합니다(∠안테나 + ∠자이로).
토크차동 트랜스미터 응용 프로그램: 각도 추가
∠안테나-N = ∠안테나 + ∠자이로 ∠rx = ∠tx + ∠gy
예를 들어, 선박의 방위가 ∠30°이고 선박의 선수에 대한 안테나 위치가 ∠0°이고 ∠antenna-N은 다음과 같습니다.
∠rx = ∠tx + ∠gy ∠30° = ∠30° + ∠0°
예를 들어, 선박의 방위가 ∠30°이고 선박의 선수에 대한 안테나 위치가 ∠15°이고 ∠antenna-N은 다음과 같습니다.
∠45° = ∠30° + ∠15°
덧셈 vs 뺄셈
참고로, TDX(토크 차동 송신기)와 TDR(토크 차동 수신기)을 모두 사용하여 샤프트 각도를 빼고 더하기 위한 배선도를 보여줍니다. TDX는 샤프트에 토크 각도 입력, 3개의 스테이터 연결에 전기 각도 입력, 3개의 로터 연결에 전기 각도 출력이 있습니다.
TDR은 스테이터와 로터 모두에 전기 각도 입력이 있습니다. 각도 출력은 TDR 샤프트의 토크입니다. TDX와 TDR의 차이점은 TDX가 토크 송신기이고 TDR이 토크 수신기라는 것입니다.
TDX 뺄셈
토크 입력은 TX와 TDX입니다. 토크 출력 각도 차이는 TR입니다.
TDX 추가
토크 입력은 TX와 TDX입니다. 토크 출력 각도 합은 TR입니다.
TDR 빼기
토크 입력은 TX 1 과 TX 2 입니다 . 토크 출력 각도 차이는 TDR입니다.
TDR 추가
토크 입력은 TX 1 과 TX 2 입니다 . 토크 출력 각도 합은 TDR입니다.
제어 변압기
동기식 송신기의 변형은 제어 변압기 입니다. TX와 같이 균등하게 간격이 떨어진 3개의 스테이터 권선이 있습니다. 로터는 송신기나 수신기보다 더 많은 회전으로 감겨 있어 일반적으로 서보 시스템 에 의해 회전할 때 널을 감지하는 데 더 민감합니다 .
CT(Control Transformer) 로터 출력은 스테이터 자기장 벡터에 직각으로 배향될 때 0입니다. TX 또는 RX와 달리 CT는 토크를 전송하거나 수신하지 않습니다. 단순히 민감한 각도 위치 감지기입니다.
제어 변압기(CT)가 서보 널을 감지합니다.
위 그림에서 TX의 샤프트는 레이더 안테나의 원하는 위치로 설정됩니다. 서보 시스템은 서보 모터가 안테나를 명령된 위치로 구동하도록 합니다. CT는 명령된 위치와 실제 위치를 비교하여 서보 앰프에 신호를 보내 명령된 각도에 도달할 때까지 모터를 구동합니다.
서보는 CT를 사용하여 안테나 위치 null을 감지합니다.
제어 변압기 로터가 스테이터 필드 축에 대해 90 ° 에서 널을 감지하면 로터 출력이 없습니다. 로터 변위는 변위에 비례하는 AC 오류 전압을 생성합니다.
서보 는 명령된 변수와 측정된 변수 사이의 오류를 부정적 피드백으로 인해 최소화하려고 합니다. 제어 변압기는 샤프트 각도를 TX 스테이터에서 보낸 스테이터 자기장 각도와 비교합니다.
최소값 또는 널을 측정할 때 서보는 안테나와 제어 변압기 로터를 명령된 위치로 구동합니다. 측정된 위치와 명령된 위치 사이에 오류가 없으며 증폭될 CT 출력이 없습니다.
서보 모터 , 2상 모터는 회전을 멈춥니다. 그러나 CT에서 감지된 오류는 오류가 최소화될 때까지 모터를 구동하는 증폭기를 구동합니다. 이는 서보 시스템이 TX에서 명령한 각도와 일치하도록 안테나 결합 CT를 구동한 것과 일치합니다.
서보 모터는 감속 기어 트레인을 구동할 수 있으며 TX 및 CT 동기 모터에 비해 클 수 있습니다. 그러나 AC 서보 모터의 낮은 효율성은 더 작은 부하로 제한됩니다. 또한 정속 장치이기 때문에 제어하기 어렵습니다.
그러나 한 위상의 전압을 다른 위상의 라인 전압으로 변경하여 어느 정도 제어할 수 있습니다. 무거운 부하는 대형 DC 서보 모터로 더 효율적으로 구동됩니다.
공중 응용 프로그램은 400Hz 구성 요소(TX, CT 및 서보 모터)를 사용합니다. AC 자기 구성 요소의 크기와 무게는 주파수에 반비례합니다. 따라서 움직이는 제어 표면과 같은 항공기 응용 프로그램에 400Hz 구성 요소를 사용하면 크기와 무게가 절약됩니다.
리졸버
리졸버 (아래 그림)는 서로 90°로 배치된 두 개의 스테이터 권선과 교류로 구동되는 단일 로터 권선을 가지고 있습니다 . 리졸버 는 극성에서 직사각형으로 변환하는 데 사용됩니다. 로터 샤프트의 각도 입력은 스테이터 권선에 직사각형 좌표 sinθ 및 cosθ 비례 전압을 생성합니다.
리졸버는 샤프트 각도를 각도의 사인 및 코사인으로 변환합니다.
예를 들어, 레이더 내의 블랙박스는 표적까지의 거리를 사인파 비례 전압 V로 인코딩하고 베어링 각도를 샤프트 각도로 인코딩합니다. X 및 Y 좌표로 변환합니다. 사인파는 리졸버의 로터에 공급됩니다. 베어링 각도 샤프트는 리졸버 샤프트에 결합됩니다. 좌표(X, Y)는 리졸버 스테이터 코일에서 사용할 수 있습니다.
X=V(cos(∠방향)) Y=V(sin(∠방향))
데카르트 좌표(X, Y)는 맵 디스플레이에 표시될 수 있습니다. TX(토크 송신기)는 리졸버로 사용하도록 조정될 수 있습니다.
Scott-T는 3-φ를 2-φ로 변환하여 TX가 리졸버 기능을 수행할 수 있도록 합니다.
Scott-T 변압기를 사용하여 동기 송신기에서 리졸버와 유사한 사분위각 성분을 유도할 수 있습니다 . 3개의 TX 출력인 3상은 Scott-T 변압기 에 의해 사분위각 성분 쌍으로 처리됩니다. 인덕토신 이라고 알려진 리졸버의 선형 버전도 있습니다 . 인덕토신 의 회전 버전은 리졸버보다 더 미세한 분해능을 가지고 있습니다.
요약: Selsyn(동기) 모터
- 싱크로 (Synchro )는 셀신(Selsyn) 이라고도 불리며 , 샤프트 토크를 전달하는 데 사용되는 회전 변압기입니다.
- TX( 토크 송신기)는 3상 전기 출력을 전달하기 위해 샤프트에서 토크 입력을 받습니다.
- RX, 토크 수신기는 각도 입력의 3상 전기 표현을 받아 샤프트에서 토크 출력으로 변환합니다. 따라서 TX는 입력 샤프트에서 원격 RX 출력 샤프트로 토크를 전송합니다.
- TDX 토크 차동 송신기는 전기 각도 입력과 샤프트 각도 입력을 합산하여 전기 각도 출력을 생성합니다.
- TDR (토크 차동 수신기)은 두 개의 전기 각도 입력을 합산하여 샤프트 각도 출력을 생성합니다.
- CT, 제어 변압기 는 로터가 스테이터 각도 입력에 직각으로 위치할 때 널을 감지합니다. CT는 일반적으로 서보 피드백 시스템의 구성 요소입니다.
- 리졸버 는 3상 출력 대신 샤프트 각도 입력의 구적 sin(θ) 및 cos(θ) 표현을 출력합니다.
- TX의 3상 출력은 Scott-T 변압기 에 의해 리졸버 형태의 출력으로 변환됩니다 .