2.4.2. Le synchro-récepteur.
Schéma et symbole SYNCHRO récepteur
Le synchro-transmetteur est un traducteur de position en tension dans lequel une position mécanique du rotor est représentée par un ensemble de tensions entre les bornes du stator. Inversement, le synchro-récepteur (TR) est un traducteur de tension en position. Il est mécaniquement et électriquement identique au synchro-transmetteur. Pour un ensemble donné de tensions appliquées aux enroulements du stator, le synchro-récepteur positionnera son rotor à l'angle correspondant.
Par exemple, sur la figure ci-dessous, des tensions, provenant d'une source extérieure, sont appliquées aux bornes du stator. Les enroulements statoriques engendrent donc un champ magnétique dont l'intensité et la direction sont déterminées par ces tensions. Le rotor, relié à une source d'excitation, engendre également un champ magnétique. Pour la polarité magnétique indiquée sur la figure, le rotor tournera dans le sens inverse des aiguilles d'une montre.
Ces polarités magnétiques sont données pour une demi-période de la tension appliquée. Pendant l'autre demi-période, toutes les polarités magnétiques sont inversées et le mouvement du rotor a toujours lieu dans le sens inverse des aiguilles d'une montre. Les forces d'attraction et de répulsion magnétiques produisent, par conséquent, un couple-moteur, le stator se comportant comme un enroulement de champ et le rotor comme un induit.
Il y a en plus du fonctionnement en moteur décrit ci-dessus, un fonctionnement en transformateur. Le rotor, jouant un rôle d'enroulement primaire, induit une tension dans les enroulements du stator. Ces tensions induites dépendent de la position angulaire du rotor par rapport au stator et le rotor tournera jusqu'à ce qu'il atteigne une. position telle que les tensions induites dans les enroulements du stator compensent exactement celles qui sont appliquées par la source extérieure. A ce moment, la tension totale dans les enroulements statoriques est nulle. Comme le courant dans le stator est également nul, il cesse d'engendrer un champ magnétique.
Ensemble transmetteur récepteur
Les courbes de tension indiquées pour le synchro-transmetteur s'appliquent également au synchro-récepteur. Les tensions extérieures appliquées au stator, dont il a été question ci-dessus, sont habituellement fournies par un synchro-transmetteur. Le transmetteur et le récepteur sont utilisés en combinaison comme le montre la figure ci-dessous.
Dans le transmetteur, le rotor, agissant en primaire, induit, dans les enroulements du stator, des tensions qui sont appliquées au stator correspondant du récepteur. Le champ magnétique engendré par ce stator provoque la rotation du rotor-récepteur jusqu'à ce qu'il ait atteint la même position angulaire que le rotor du synchro-transmetteur. À ce moment, les tensions induites dans les stators du récepteur équilibrent exactement celles qui sont induites dans les stators du transmetteur, les courants statoriques sont nuls et le rotor-récepteur arrête de tourner.
Si l'on modifie la position angulaire du rotor du synchro-transmetteur, le rotor-récepteur tournera jusqu'à ce qu'il atteigne la même position.
2.4.3 Le synchro-transformateur
Ensemble transmetteur et transformateur
Le couple synchro-transmetteur et synchro-récepteur est utilisé pour le positionnement de faibles charges, comme l'aiguille d'un indicateur par exemple, parce qu'il ne peut fournir qu'un couple limité, à moins d'utiliser des transmetteur et récepteur de grosse taille comme pour la synchronisation du balayage d'un écran avec celle de l'antenne radar qui était utilisé sur les radar RCA AVQ-10 dans les années 1960. Pour pallier ce problème et augmenter le couple, on utilise comme récepteur un synchro-transformateur (CT), dispositif qui compare l'angle électrique fourni à son stator à l'angle mécanique donné à son rotor et qui produira en sortie un signal d'erreur dont la phase et l'amplitude représentent la direction et la grandeur du décalage de position de son axe comparé à l'angle d'entrée.
On tourne l'axe de commande (Le rotor du synchro-transmetteur) jusqu'à une position représentant celle voulue, la position en azimuth d'une antenne radar, par exemple. Cette dernière est couplée mécaniquement au rotor du synchro-transformateur qui reproduira, par conséquent, l'erreur de position. La différence de position entre l'axe du synchro-transformateur et l'axe de commande produira un signal d'erreur qui sera ensuite amplifié et utilisé pour commander un moteur - Moteur diphasé dans la plupart des applications - qui déplacera la charge, en l'occurrence, l'azimuth de l'antenne. Lorsque celui-ci approchera la position désirée, le rotor du synchro-transformateur atteindra une position correspondante à celle de l'axe de commande et la tension d'erreur décroîtra, atteignant zéro lorsque les deux positions seront identiques ; la charge sera alors dans la position voulue et le moteur s'arrêtera.
Le synchro-transformateur est réalisé de la même manière qu'un synchro-récepteur. La tension induite dans le rotor du synchro-transformateur dépend de l'angle sous lequel ses spires sont coupées par le champ magnétiques des stators. L'amplitude et la phase de cette tension induite dépendent de la différence angulaire des deux axes commande et suiveur (axes des transmetteur et synchro-transformateur).