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离心式调速器:英国瓦特的伟大创新

时间:2023-06-27 理论教育 版权反馈
【摘要】:离心式调速器英国人瓦特从小就喜欢搞发明创造,发奋学习各种科学文化知识。1788年,瓦特用离心式调速器自动控制蒸汽机的速度,如图2.11 所示,开创了近代自动调节装置应用的新纪元,对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。据说调速器并不一定是瓦特的发明,不过瓦特想到把它装在蒸汽机上,也是一件了不起的创新。

离心式调速器:英国瓦特的伟大创新

离心式调速器

英国人瓦特从小就喜欢搞发明创造,发奋学习各种科学文化知识。1769年,瓦特在大量试验的基础上,经过了无数次失败,终于制成了一台单动式蒸汽机,并且获得了第一台蒸汽机的专利权。1788年,瓦特用离心式调速器自动控制蒸汽机的速度,如图2.11 所示,开创了近代自动调节装置应用的新纪元,对第一次工业革命及后来控制理论的发展有重要影响。图2.12 细致地展示出安装离心调速器的蒸汽机。据说调速器并不一定是瓦特的发明,不过瓦特想到把它装在蒸汽机上,也是一件了不起的创新。这种调速器的构造是利用蒸汽机带动一根竖直的轴转动,这根轴的顶端有两根铰接的等长细杆,细杆另一端各有一个金属球。当蒸汽机转动过快时,竖轴也转动加快,两个金属小球在离心力作用下,由于转动快而升高,这时通过与小球连接的连杆将蒸汽阀门关小,从而蒸汽机的转速也随之降低。反之,若蒸汽机的转速过慢,则竖轴转动慢了,小球的位置便开始下降,这时连杆随之将阀门开大,从而使蒸汽机转速加快。

图2.11 离心式调速器自动控制蒸汽机的速度

离心调速器是一个基于力学原理的发明,是蒸汽机能普及应用的关键,也是人类自动调节与自动控制的开始。由于人们能够自由地控制蒸汽机的速度,才使蒸汽机应用于纺织火车轮船机械加工等行业,才使人类大量使用自然原动力成为可能,这才有产业革命的第二阶段。(www.xing528.com)

离心调速系统实物是一个锥摆结构连接至蒸汽机阀门,利用负反馈的原理控制蒸汽机的运行速度。这也是蒸汽机的第一个自动控制系统。该离心调速系统原理图,如图2.13 所示。

图2.12 离心调速器实物图

图2.13 离心调速器系统原理图

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