Autosyn

Ein Autosyn ist eine Art Synchro, ein elektromagnetisches Kopplungsgerät, das die Winkelposition zwischen zwei Wellen ohne mechanische Verbindung überträgt. Während ein Standard-Synchro die Wellendrehung in elektrische Signale für Fernanzeigeung oder Steuerung umwandelt, geht ein Autosyn weiter: Er nutzt einen Servomotor, um seine Ausgangswelle automatisch so zu drehen, dass sie der Eingangswelle eines entfernten Autosyn entspricht und so ein Nachfolgesystem schafft. Die beiden Geräte sind über drei Signalleitungen miteinander verdrahtet und bleiben synchronisiert, solange Spannung anliegt.

Der Autosyn besteht aus einem Rotor (ein Dauermagnet oder eine Elektromagnetspule, die ein drehendes Magnetfeld erzeugt) und einem Stator mit drei um 120 Grad versetzten Spulen. Wenn sich der Eingangsrotor dreht, induziert er Spannungen in den Statorspulen, deren Größe und Phase vom Rotorwinkel abhängen. Diese Signale werden über ein dreadriges Kabel zur Empfängereinheit übertragen. Dort treiben die empfangenen Spannungen einen kleinen Servomotor an, der den Ausgansrotor und seine mechanische Last dreht, bis das Spannungsmuster, das er erzeugt, exakt dem Eingangsmuster entspricht. Dann fällt das Motormoment auf Null.

Autosyn-Systeme verbreiteten sich ab den 1930er Jahren in der Luftfahrt und in militärischer Feuerleittechnik. Ein typisches System könnte einen Flugzeugkursmesser mit dem Panel des Flugingenieurs verbinden oder ein Geschützturm-Trainingsmessgerät mit seiner tatsächlichen Position koppeln. Typische Betriebsfrequenzen waren 50 Hz und 400 Hz, wobei 400 Hz in der Luftfahrttechnik bevorzugt wurde, weil kleinere Transformatoren und schnellere Ansprechzeiten möglich waren. Standard-Resolver-Autosyns arbeiteten mit niedriger Leistung und erzeugten nur genug Moment, um leichte Zeiger und Anzeigeskalen zu bewegen; schwerere Lasten erforderten Servoverstärkung.

Ausfallarten und Drift

Spiel im Servountsetzer und magnetische Hysterese im Rotorkern führen zu Verzögerung: Die Ausgangswelle kann unter dynamischen Bedingungen um einige Grad hinter der Eingangswelle zurückbleiben oder oszillieren (Hunting), wenn die Servoverstärkung zu hoch eingestellt ist. Reibung im Ausgangsmechanismus verursacht auch statische Fehler, besonders wenn das System gegen Federkraft oder Schwerkraft Position halten soll. Diese Grenzen machten Autosyns für Präzisionsanwendungen ungeeignet, die eine besser als 0,5-Grad-Genauigkeit über längere Zeit erfordern.

Autosyn-Systeme gerieten nach den 1970er Jahren in Misskredit, als digitale Winkelgeber und Schrittmotoren zuverlässig und erschwinglich wurden. Wenige Nischenanwendungen in Luftfahrt- und Schiffstechnik nutzen sie noch, weil sie keine Elektronik brauchen, Vibrationen gut vertragen und bei Spannungsschwankungen weiterarbeiten. Moderne Äquivalente nutzen Resolver-Digital-Wandler in Verbindung mit Schrittmotoren oder bürstenlosen Gleichstrommotoren, die bessere Genauigkeit und kein Hunting bieten.