
【电】 centrifugal governor
【医】 centrifugalization; centrifugation; centrifuge
【化】 governor (gear)
离心调速器(Centrifugal Governor)是一种通过离心力自动调节机械系统转速的装置,广泛应用于蒸汽机、内燃机、涡轮机等动力设备中。其核心原理基于旋转质量产生的离心力与控制系统反馈的平衡关系。
工作原理与结构组成
历史发展与权威认证 该装置最早由詹姆斯·瓦特于1788年改良并应用于蒸汽机调速,被英国机械工程师学会收录为工业革命标志性发明之一(来源:IMechE技术档案库)。现代版本需符合ISO 9001:2015标准中的动态控制系统规范。
主要应用领域
分类标准 根据控制精度可分为:
离心调速器是一种基于离心力原理设计的自动控制装置,主要用于调节机械设备的转速,使其保持在设定范围内。以下是综合多个权威来源的详细解释:
离心调速器是最早的自动反馈控制系统之一,由詹姆斯·瓦特于1788年改进蒸汽机时引入。它通过离心力与弹簧力的动态平衡实现转速调节,标志着近代自动化控制技术的诞生,对工业革命影响深远。
核心机制
当设备转速变化时,调速器内的旋转部件(如钢球或飞球)因离心力作用向外移动或向内收缩,带动套筒和杠杆机构,进而调节阀门或供油量。例如:
数学关系
平衡状态时满足公式:
$$
F{text{离心力}} = F{text{弹簧力}}
momega r = kx
$$
其中,(m)为钢球质量,(omega)为角速度,(r)为旋转半径,(k)为弹簧系数,(x)为弹簧形变量。
虽然瓦特将离心调速器应用于蒸汽机,但该装置并非其原创。17世纪时离心调速器已用于风车控制,瓦特主要进行了改良和推广。
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