Un sincroscopio è uno strumento utilizzato per stabilire l’angolo di fase e la sincronizzazione della frequenza tra gli alimentatori a corrente alternata (CA). Questa è una misura di sicurezza critica quando le reti di alimentazione CA o le uscite del generatore sono unite o collegate insieme. I sincroscopi sono disponibili in due formati base: elettromeccanico ed elettronico. Gli strumenti elettromeccanici utilizzano una serie di avvolgimenti statici opposti e un rotore per fornire un’indicazione del tipo di quadrante. I sincroscopi elettronici utilizzano un microprocessore per calcolare e indicare lo stato degli ingressi tramite un display digitale o a diodi emettitori di luce (LED).
La tensione di un alimentatore in corrente alternata è costituita da una forma d’onda sinusoidale liscia che alterna valori di picco positivi e negativi. I valori di picco sono noti come l’ampiezza della fornitura; il numero di volte che il ciclo si verifica al secondo è noto come frequenza. Quando vengono confrontati due alimentatori CA di ampiezza o tensione simile, sono considerati “in fase” quando entrambi raggiungono contemporaneamente i punti di picco positivo e negativo. Quando si combinano gli alimentatori CA, è di fondamentale importanza assicurarsi che entrambi abbiano la stessa tensione, frequenza e in fase perfetta l’uno con l’altro. Il collegamento di alimentatori CA quando non sono bilanciati in questo modo può causare gravi danni alla rete.
Le tensioni degli alimentatori AC sono generalmente abbastanza stabili e facili da indicare con la strumentazione convenzionale. L’angolo di fase e il rapporto di frequenza tra le alimentazioni, tuttavia, raramente è bilanciato senza qualche aggiustamento. Quando le alimentazioni del generatore o della rete sono combinate, un sincroscopio indica eventuali differenze tra i due. In caso di discrepanze, le velocità del generatore possono essere regolate fino a quando il sincroscopio non indica un equilibrio perfetto. A quel punto, le forniture possono essere tranquillamente combinate.
Esistono due tipi fondamentali di sincroscopio. Il primo è di tipo elettromeccanico che indica i rapporti di fase e frequenza con una lancetta e un comparatore. Questo strumento è simile nella costruzione a un motore elettrico. Ha una serie di avvolgimenti statici dello statore opposti a 90 gradi, una bobina polarizzante e un elemento rotore che aziona l’ago dell’indicatore. Un’alimentazione è collegata agli avvolgimenti dello statore e l’altra alla bobina di polarizzazione. Se la fase e la frequenza delle due alimentazioni variano, il rotore girerà e darà un’indicazione della differenza.
Il secondo tipo di strumento è il sincroscopio elettronico. Questo tipo utilizza un microprocessore progettato per campionare e confrontare due alimentatori CA per le caratteristiche di fase e frequenza. Eventuali differenze tra i due vengono quindi calcolate e indicate su un display digitale a cristalli liquidi (LCD) o tramite LED. Quest’ultimo tipo di sincroscopio ha tipicamente un cerchio di LED sul pannello frontale che si illuminano secondo uno schema prestabilito per indicare la presenza e l’ampiezza delle differenze di fase e frequenza.