SISTEMAS SINCRONOS DE TRANSMISION DE DATOS
Con la llegada de los grandes aviones poli motores se presento el problema de cómo medir diversas cantidades, como la presión, temperatura, velocidad de los motores y contenido de los depósitos de combustible en puntos situados a mayores distancias de la cabina de vuelo; muchos de los instrumentos de vuelo disponibles por entonces funcionaban basándose en principios mecánicos que podrían adaptarse para transmitir adecuadamente la información requerida. Por ejemplo en un avión bimotor muy antiguo, los indicadores de velocidad de los motores accionados mecánicamente estaban diseñados con esferas de gran diámetro, de modo que montando los indicadores en las góndolas de los motores se podían leer desde la cabina de vuelo.
Por consiguiente surgió una demanda de métodos mejorados para medir en puntos distantes, esto se soluciono mediante el uso de sistemas eléctricos en los que un elemento detecta las variaciones en la cantidad medida y transmite la información eléctricamente a un elemento indicador. Es decir que todos los aviones en sus instrumentos de vuelo son del tipo de indicación remota, pero muchos de ellos tienen un diseño en el que la transmisión de datos se efectúa a través de un sistema síncrono especial.Los sistemas síncronos se agrupan en dos grupos: corriente continua y corriente alterna, aunque varían en lo que respecta al método de transmisión de datos, todos los sistemas tienen una característica común y es la que constan de un transmisor situado en la fuente de medición y de un receptor que se emplea para situar el elemento indicador.
INTRODUCCION
SISTEMAS SINCRONOS DE CORRIENTE CONTINUA
SISTEMA DESYNN.
Este sistema es uno de los primeros que se empleo en los aviones, y puede tomar una de estas tres formas:
1. Movimiento giratorio o resistencia toroidal (para indicación de posición y contenido de liquido)
2. Movimiento lineal o micro-desynn (para indicador de presión)
3. Desynn en plancha(para indicador de presión)
El principio de funcionamiento es el mismo en todos los casos, pero la disposición de movimiento giratorio puede considerarse el sistema básico del cual han evolucionado los otros.
· Sistema básico.
El sistema básico consta de una resistencia arrollada en un conformador circular (llamada resistencia toroidal) y derivada en tres puntos separados 120° separados entre si. Dos brazos de fricción diametralmente opuestos, uno positivo y el otro negativo, están aislados entre si por un brazo ranurado que engrana en un pasador accionado por el elemento mecánico apropiado del transmisor. Los brazos de contacto de fricción están montados en forma de barra y tienen libertad de rotación alrededor de un pivote que lleva la corriente al brazo positivo; la corriente al lado negativo va vía un resalto de fricción cuyo lado inferior esta conectado con un anillo instalado en el lado interior de la moldadura de terminales. Un resorte circular, instalado en el extremo del pivote, mantiene todo el conjunto en su lugar contra un muelle que da la presión de contacto requerida por la resistencia toroidal.
El elemento receptor consta de un rotor de imán permanente bipolar cilíndrico pivotado para que gire dentro del campo de un estator de metal blando laminado, que lleva un devanado distribuido en tres fases, conectado en estrella y alimentado desde las derivaciones de la resistencia toroidal. Los elementos eléctricos de los receptores son comunes a las tres disposiciones de circuito de sistema Desynn.
La explicación de lo dicho anteriormente es decir la forma en que funcionan estos brazos es que cuando se aplica corriente continúa a los brazos de contacto del transmisor, que esta en contacto con la resistencia toroidal, circulan corrientes en la resistencia que hacen o facilitan que los tres puntos de derivación o toma tengan potenciales diferentes. Estas corrientes circulan a su vez a través de las bobinas del estator del receptor y producen un campo magnético alrededor de cada bobina similar al de un imán recto, por lo tanto cualquier extremo de una bobina puede designarse como polo norte o como polo sur dependiendo de la dirección de la corriente a través de la bobina. Los campos combinados se extienden a través del entrehierro y hacen que el rotor de imán permanente se alinee con su resultante.
· Sistema micro-Desynn o indicador de presión.
Cuando el movimiento de un motor o fuerza motriz es pequeño y lineal, el empleo de un elemento de transmisión de sistema básico esta estrictamente limitado, por consiguiente se creo el transmisor micro-desynn para que pudiera aumentar estos pequeños movimientos y producir por movimiento lineal de los contactos, los mismos resultados eléctricos que la rotación completa de los brazos en contacto del transmisor básico.
Las resistencias van arrolladas en bobinas que pueden ser de sección redonda o cuadrada; las del último tipo están creadas o diseñadas para ayudar a reducir los errores cíclicos y de fricción
· Sistema Desynn tipo plancha
Además del error cíclico que presentan los sistemas básicos y los micro, también aparecen pequeños errores debidos a que la fricción establecida por los brazos de contacto que tienen que moverse en una superficie considerable de resistencia de alambre. Aunque tales errores pueden solucionarse o reducirse empleando un buen material de contacto y pulimentando la superficie de hilo de resistencia, el error cíclico sigue siendo, en cierta medida indeseable.
SISTEMAS SINCRONOS DE CORRIENTE ALTERNA.
Los sistemas que funcionan con corriente alterna se clasifican generalmente bajo el término genérico sincro y se fabrican con varios nombres comerciales, AUTOSYN y SELSYN, por ejemplo todos estos sistemas funcionan bajo el mismo principio y se dividen en cuatro grupos principales según su función:
Sincros de torsion.
Sincros de control.
Sincros diferenciales.
Sincros de resolución.
Son la forma más simple de sincro y se usan para la transmisión de información angular por medio de señales inducidas, y para la reproducción de esta información por la disposición de un eje en un elemento de salida o receptor. Estos Sincros de torsión suelen encontrarse en los sistemas de instrumentos de vuelo. Cada unidad consta de un rotor que lleva un devanado o arrollamiento, y esta montada concéntricamente en un estator que lleva tres devanados cuyos ejes están separados 120°. Las principales diferencias entre TR (receptor) y el TX (transmisor) son que el rotor del TX esta acoplado mecánicamente a un eje de salida, mientras que el rotor del TR pueden girar libremente; los devanados de el rotor están conectados a una fuente de alimentación de corriente alterna monofásica, y las conexiones correspondientes del estator están unidas por las líneas de transmisión.
Cuando los rotores están alineados con sus estatores respectivos en la posición indicada, se dice que están en “cero eléctrico” esto refiere el Angulo de referencia normalizado para los Sincros al que se producirá un ajuste dado de voltajes de los estatores; por este acuerdo se pueden emparejar los Sincros de sustitución; cuando los rotores del TX y el TR ocupan las mismas posiciones angulares, y se aplica potencia, se producirán voltajes iguales y opuestos y por consiguiente no puede circular ninguna corriente en las bobinas de los estatores. Se dice entonces que el sistema esta en “nulo”.
Los Sincros de control se diferencian de los de torsión en que su función es producir una señal de voltaje de error en el elemento receptor, como oposición a la producción de una torsión de rotor. Los Sincros de control se suelen utilizar en altímetros servo accionados que funcionan en conjunción con los calculadores centrales de datos de aire. El voltaje de error se amplifica entonces y se envía a la fase de control del motor; la otra fase (fase de referencia) es alimentada continuamente con corriente alterna.
En algunos casos es necesario detectar y transmitir señales de error representativas de dos posiciones angulares, y de tal forma que el elemento receptor de un sistema de Sincros indique la diferencia de la suma de los dos ángulos. Esto se logra introduciendo un tercer sincro en un sistema de torsión o control, y utilizándolo como transmisor diferencial. A diferencia de los Sincros del TX o CX un transformador diferencial (designado TDX o CDX) tiene un rotor y un estator devanados idénticamente que, cuando se trata de un sistema de sincro de torsión, están interconectados.
La inducción electromagnética se refiere en términos generales a la producción de una fuerza electromotriz dentro de un conductor cuando hay movimiento relativo entre el y un campo magnético. Si la corriente es constante, no se inducirá fuerza electromotriz.
Otro efecto inductor que podemos considerar ahora se produce cuando dos bobinas portadoras de corriente se colocan muy próximas y quedan enlazadas por los flujos que producen, de modo que, cuando se cambia la corriente a través de una bobina, se inducirá una fuerza electromotriz no solo en esa bobina sino también en la adyacente. Esta propiedad es conocida como inductancia mutua y se utiliza en el transformador.
Un transformador emplea dos bobinas eléctricamente separadas en un núcleo de hierro, una de las bobinas esta conectado a una alimentación de corriente alterna y la otra conocida como secundario, esta provista de terminales de los cuales se toma un voltaje de salida; el efecto de la corriente alterna es establecer un flujo magnético alterno en el núcleo, y puesto que la mayor parte de este flujo enlaza con el devanado secundario, se produce una fuerza electromotriz en el secundario por inducción mutua. La relación de los voltajes en los dos devanados es proporcional por consiguiente a la relación de las vueltas, conocida como la relación de vueltas del transformador.
La función de los servo sincronizadores (RS) es convertir los voltajes alternos, que representan las coordenadas cartesianas de un punto, en una oposición de un eje y un voltaje, que juntos representan las coordenadas polares de ese punto. Pueden utilizarse también de forma inversa para convertir el voltaje de coordenadas polares a cartesianas. Estos servo sincronizadores se emplean generalmente en los sistemas de director de vuelo e instrumentos integrados.
Un sincrotel se usa generalmente como un transformador de control de baja torsión o transmisor. Emplea un estator trifásico convencional, y a diferencia de uno convencional la sección de rotor esta en tres partes independientes: un rotor cilíndrico hueco de aluminio de sección oblicua, un devanado de rotor monofásico fijo y un núcleo cilíndrico cuyo alrededor gira el rotor. El eje del rotor esta soportado en pivotes de rubí y conectado al elemento detector de presión o cualquiera que sea el elemento que exija el uso.En su aplicación típica para medir presión, el sincrotel esta conectado eléctricamente a un sincrotransmisor de control cuyo rotor se ve obligado a seguir la posición del rotor del sincrotel, en otras palabras actúa como un sistema de servo circuito. El rotor del sincrotransmisor es activado por una alimentación monofásica de 26 voltios y 400Hz que incluye voltajes en el estator del transmisor, como este estator esta conectado al estator del sincrotel, se establece a través de el un flujo alterno radial resultante. Para cualquier presión especial aplicada al elemento detector, habrá una posición correspondiente del rotor del sincrotel y debido a su forma oblicua, el flujo radial del estator cortara sus secciones, por tanto se producen corrientes en el rotor y puesto que pivota alrededor del núcleo cilíndrico se creara una componente de del flujo axial en el núcleo. El devanado del rotor esta también fijo alrededor del núcleo y, por consiguiente el flujo del núcleo inducirá un voltaje alterno en el devanado; la amplitud de este voltaje será función sinusoidal de las posiciones relativas del flujo del rotor y estator. Este voltaje se envía a través de un amplificador, a la fase de control de un servomotor bifásico que acciona el rotor del sincrotransmisor alrededor en su estator, produciendo con ello un cambio de flujo del estator del sincrotel, hasta el punto en el que no se induce ningún voltaje en el devanado de el rotor; es decir, el sincrotransmisor es accionado a la posición nula. Esta posición corresponde a la presión de medida por la unidad detectora de ese instante.
CONCLUSIONES
Para la transmisión de datos se utilizan unos sistemas en los que se miden pequeños cambios que pueden ser significativos en la aviación para esto se utilizan los sistemas síncronos de datos que se pueden utilizar en corriente alterna o corriente directa.
Estos sistemas nombrados anteriormente nos sirven para medir la presión temperatura velocidad de los motores y el contenido en los depósitos de combustible donde si llegase a haber algún cambio por mas pequeño que sea ocurre un cambio en un indicador en donde a su vez esta situado en la cabina de un avión.Además de esto los sistemas síncronos de transmisión de datos nos sirvió por que redujo considerablemente el peso de la aeronave debido a que no hay necesidad de llevar las tuberías de presión hasta la cabina si no que se transmite la información mediante cables reduciendo así peso.
