synchro

Un synchro est une machine électrique qui convertit la rotation mécanique d'un arbre en un signal électrique proportionnel, ou vice versa. Il transmet des données de position angulaire d'un endroit à un autre avec une grande précision. L'appareil se compose d'un stator avec trois bobines fixes disposées à 120 degrés l'une de l'autre et d'un rotor qui tourne avec l'arbre mesuré. Au fur et à mesure que le rotor tourne, il module le couplage magnétique à chaque bobine du stator, produisant une sortie CA triphasée dont l'amplitude et les relations de phase encodent l'angle exact de l'arbre.

Les synchros fonctionnent sur courant alternatif, généralement 400 Hz dans les avions et 60 Hz dans les systèmes industriels. Le synchro émetteur envoie les données de position; un synchro récepteur à un emplacement distant répond en faisant tourner son arbre pour correspondre. Un synchro de contrôle peut comparer deux entrées et produire un signal d'erreur proportionnel à leur différence. La précision dépend de la qualité de construction et de la stabilité de la tension d'excitation, mais les synchros bien entretenus résolvent les angles à 10 à 20 minutes d'arc près.

Les trois fils du stator transportent des signaux appelés phase de référence et deux phases de contrôle. Lorsqu'un synchro récepteur reçoit ces signaux, des forces électromagnétiques se développent dans son rotor qui l'alignent naturellement pour correspondre à l'angle de l'arbre de l'émetteur. Cette propriété d'auto-synchronisation rend les synchros précieux dans les systèmes nécessitant une indication de position à distance sans boucles de rétroaction électrique continues. Les plates-formes d'antennes, les tourelles de canons, les antennes radar et les surfaces de contrôle de vol utilisent couramment des paires de synchros pour transmettre des données de position à travers le véhicule.

Contraintes pratiques et modes de défaillance

Les synchros nécessitent un couplage mécanique et un support de roulement soigneux; un désalignement introduit un frottement qui dégrade la précision et peut endommager les roulements. Les changements de température modifient les caractéristiques électriques et les jeux mécaniques. Les embruns salins et l'humidité corrodent les bagues collectrices et les roulements, provoquant une sortie erratique ou une défaillance complète. Le nom reflète le principe électrique: le rotor recherche le synchronisme avec le champ du stator, s'alignant comme une aiguille de boussole magnétique.

Les synchros ont été largement remplacés par les résolveurs (qui n'ont que deux enroulements de stator et une meilleure linéarité) et par les codeurs d'arbre numériques dans les nouvelles conceptions. Cependant, de nombreux systèmes installés restent en service, et la technologie synchro reste viable pour les applications à haute température et haute fiabilité où l'électronique à semi-conducteurs est inadaptée. Comprendre le fonctionnement des synchros est essentiel pour le dépannage des machines industrielles et des systèmes aérospatiaux plus anciens.