第11节 Selsyn（同步）电机 (修订中)
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通常，[绕线转子感应电动机](https://www.allaboutcircuits.com/textbook/alternating- 电阻与转子绕组串联以限制启动电流。 (opens new window)如果这些绕组连接到一个共同的启动电阻，两个转子将在启动期间保持同步。
这对于印刷机和吊桥很有用，在这些情况下，两个电机在启动期间需要同步。一旦启动，转子短路，同步转矩就消失了。启动时的阻力越大，一对电机的同步转矩就越大。
如果移除了启动电阻，但转子仍然并联，则没有启动扭矩。然而，存在相当大的同步扭矩。这称为_selsyn_，是“自同步”的缩写。
从普通电阻启动绕线转子感应电动机
转子可以是静止的。如果一个转子移动一个角度 θ，另一个 selsyn 轴将移动一个角度 θ。如果对一个 selsyn 施加阻力，则在尝试旋转另一个轴时会感觉到。
虽然存在多马力（多千瓦）selsyns，但主要应用是用于仪器应用的几瓦的小型装置——远程位置指示。
无启动阻力的 Selsyns
仪表 selsyns 没有用于启动电阻器 (opens new window)（上图）。它们不打算自转。由于转子没有短路，也没有加载电阻，因此不会产生启动扭矩。
但是，手动旋转一根轴会在转子电流中产生不平衡，直到并联单元的轴跟随。请注意，两个定子都使用了一个共同的三相电源。尽管我们在上面显示了三相转子，但如下图所示，单相动力转子就足够了。
# 1. 发射器 - 接收器
小型仪器 selsyns，也称为_同步_器，使用单相并联交流通电转子，保留不外部通电的三相并联定子。下面显示的是作为旋转变压器的同步功能。
如果_扭矩发送器_(TX) 和_扭矩接收器_(RX) 的转子处于相同的角度，则感应定子电压的相位对于两者将相同，并且没有电流流动。
如果一个转子与另一个转子发生位移，则发射器和接收器之间的定子相电压将不同。定子电流将流过产生转矩。接收器轴在电气上从属于发射器轴。可以旋转发射器或接收器轴以转动相对的单元。
同步器具有单相动力转子
同步定子采用引出至外部端子的三相绕组绕制。扭矩发送器或接收器的单个转子绕组由有刷滑环引出。同步发射器和接收器在电气上是相同的。
然而，同步接收器具有内置的惯性阻尼。同步扭矩发送器可以代替扭矩接收器。
远程位置传感是主要的同步应用。例如，耦合到雷达天线的同步发射器在控制室中的指示器上指示天线位置。
与风向标耦合的同步发射器在远程控制台上指示风向。同步器可用于 240 Vac 50 Hz、115 Vac 60 Hz、115 Vac 400 Hz 和 26 Vac 400 Hz 电源。
同步应用：远程位置指示
# 2. 差分发射器-接收器
同步差动变送器(TDX)具有三相转子和定子。同步差动变送器将轴角输入添加到转子输入上的电角度输入，在定子输出上输出总和。
该定子电角度可以通过将其发送到 RX 来显示。例如，同步接收器显示雷达天线相对于船首的位置。通过同步差分发射器添加船舶罗盘航向，在 RX 上显示相对于真北的天线位置，无论船舶航向如何。
在 TX 和 TDX 之间反转 S1-S3 对定子引线会减去角位置。
扭矩差动变送器 (TDX)
与同步发射器耦合的舰载雷达天线对相对于船首的天线角度进行编码（下图）。希望显示相对于真北的天线位置。
我们需要将船舶从陀螺罗盘航向添加到相对于船首的天线位置，以显示相对于真北的天线角度（∠天线 + ∠陀螺仪）。
扭矩差动变送器应用：角度加法
∠天线-N = ∠天线 + ∠陀螺仪 ∠rx = ∠tx + ∠gy
例如，船首向为∠30°，天线相对船首的位置为∠0°，∠antenna-N为：
∠rx = ∠tx + ∠gy ∠30° = ∠30° + ∠0°
例如，船的航向为∠30°，天线相对船首的位置为∠15°，∠antenna-N为：
∠45° = ∠30° + ∠15°
# 2.1. 加法与减法
作为参考，我们展示了使用 TDX（扭矩差动发射器）和 TDR（扭矩差动接收器）进行轴角减法和加法的接线图。TDX 在轴上具有扭矩角输入，在三个定子连接上具有电角输入，在三转子连接上具有电角输出。
TDR 在定子和转子上都有电角度输入。角度输出是 TDR 轴上的扭矩。TDX 和 TDR 之间的区别在于 TDX 是扭矩发送器，而 TDR 是扭矩接收器。
TDX 减法
扭矩输入为 TX 和 TDX。扭矩输出角差为TR。
TDX 加法
扭矩输入为 TX 和 TDX。扭矩输出角和为TR。
TDR 减法
扭矩输入为 TX 1和 TX 2。扭矩输出角度差为 TDR。
TDR 添加
扭矩输入为 TX 1和 TX 2。扭矩输出角和为 TDR。
# 3. 控制变压器
同步发射器的一个变体是_控制变压器_。它具有三个等间距的定子绕组，如 TX。它的转子比发射器或接收器缠绕的匝数更多，以使其在旋转时更敏感地检测零点，通常是由_伺服_系统旋转。
当 CT（控制变压器）转子与定子磁场矢量成直角定向时，其输出为零。与 TX 或 RX 不同，CT 既不传输也不接收扭矩。它只是一个灵敏的角位置检测器。
控制变压器 (CT) 检测伺服零位
上图中，TX的轴设置在雷达天线的所需位置。伺服系统将使伺服电机将天线驱动到指定位置。CT 将指令位置与实际位置进行比较，并向伺服放大器发出信号以驱动电机，直到达到指令角度。
伺服使用 CT 感应天线位置零
当控制变压器转子检测到与定子磁场轴线成 90 __°__的零位时，没有转子输出。任何转子位移都会产生与位移成比例的交流误差电压。
由于负反馈，_伺服_寻求最小化命令变量和测量变量之间的误差。控制变压器将轴角与 TX 定子发送的定子磁场角进行比较。
当它测量到最小值或零时，伺服驱动天线和控制变压器转子到指令位置。测量位置和指令位置之间没有误差，无需放大 CT 输出。
_伺服电机_2相电机停止旋转。然而，任何 CT 检测到的误差都会驱动驱动电机的放大器，直到误差最小化。这对应于伺服系统已驱动天线耦合 CT 以匹配 TX 命令的角度。
伺服电机可以驱动减速齿轮系，并且与 TX 和 CT 同步器相比更大。然而，交流伺服电机的低效率限制了它们用于较小的负载。它们也难以控制，因为它们是恒速设备。
但是，它们可以在一定程度上通过改变一个相的电压和另一相的线电压来控制。大型直流伺服电机更有效地驱动重负载。
机载应用使用 400Hz 组件——TX、CT 和伺服电机。交流磁性元件的尺寸和重量与频率成反比。因此，在飞机应用（如移动控制面）中使用 400 Hz 组件可以节省尺寸和重量。
# 4. 解析器
旋转_变压器_（下图）有两个相互呈 90 __°__放置的定子绕组和一个由交流电驱动的转子绕组。旋转变压器用于极坐标到矩形的转换。转子轴上的角度输入在定子绕组上产生直角坐标 sinθ 和 cosθ 成比例的电压。
旋转变压器将轴角度转换为角度的正弦和余弦
例如，雷达内的黑盒将与目标的距离编码为正弦波比例电压 V，而方位角为轴角。转换为 X 和 Y 坐标。正弦波被馈送到旋转变压器的转子。轴承角轴连接到旋转变压器轴。旋转变压器定子线圈上的坐标 (X, Y) 可用：
X=V(cos(∠轴承)) Y=V(sin(∠轴承))
笛卡尔坐标 (X, Y) 可以绘制在地图显示上。TX（扭矩发送器）可适合用作旋转变压器。
Scott-T 将 3-φ 转换为 2-φ，使 TX 能够执行旋转变压器功能
_通过使用Scott- inductosyn (opens new window)。_感应同步器_的旋转版本比旋转变压器具有更精细的分辨率。
摘要：Selsyn（同步）电机
- 同步_器，也称为_selsyn ，是一种用于传递轴扭矩的旋转变压器。
- TX，扭矩传送器，在其轴上接受扭矩输入，用于在三相电气输出上传输。
- RX，扭矩接收器，接受角度输入的三相电气表示，以在其轴上转换为扭矩输出。因此，TX 将扭矩从输入轴传输到远程 RX 输出轴。
- TDX，扭矩差动变送器，将电角输入与轴角输入相加，产生电角输出
- TDR，_扭矩差分接收器，_将两个电角度输入相加，产生轴角度输出
- 当转子与定子角度输入成直角时，_控制变压器_CT会检测到零位。CT 通常是伺服反馈系统的一个组件。
- 旋转_变压器_输出轴角输入的正交 sin(θ) 和 cos(θ) 表示，而不是三相输出。
- TX 的三相输出由_Scott-T 变压器_转换为旋转变压器式输出。
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