원심 조속기
Centrifugal governor
원심 거버너는 연료 또는 작동 유체의 흐름을 조절하여 엔진 속도를 제어하는 피드백 시스템을 가진 특정 유형의 거버너입니다.그것은 비례 제어의 원리를 사용한다.
"중심 조절 장치"와 "플라이볼 조절 장치"로도 알려진 원심 조절 장치는 Christian Huygens에 의해 발명되었고 17세기에 [1][2]풍차의 맷돌 사이의 거리와 압력을 조절하는 데 사용되었다.1788년, 제임스 와트는 증기 엔진을 제어하기 위해 개조했는데,[3] 증기 엔진은 실린더에 증기가 들어가는 것을 조절하는데, 이것은 그가 때때로 발명가라고 불리는 매우 중요한 발전이다.19세기 증기 시대에는 원심분리기관이 증기 엔진에 가장 많이 사용되었습니다.그것들은 또한 정지해 있는 내연 기관과 다양한 연료 터빈, 그리고 일부 현대식 타격 시계에서 발견됩니다.
단순 거버너는 정확한 속도를 유지하지 않지만 속도 범위를 유지합니다. 부하가 증가하면 거버너는 속도(RPM)가 감소함에 따라 스로틀을 열기 때문입니다.
작동
.jpg)
표시된 장치는 증기 엔진에 있습니다.동력은 엔진의 출력축에서 하부 벨트 휠에 연결된 벨트 또는 체인을 통해 가바나로 공급됩니다.거버너는 작동 유체(증기)의 흐름을 조절하는 스로틀 밸브에 연결됩니다.원동기 속도가 증가함에 따라 가바나 중심축이 빠른 속도로 회전하고 볼의 운동에너지가 증가한다.이렇게 하면 레버 암에 있는 두 개의 질량이 중력에 반대하여 바깥쪽으로, 위로 이동할 수 있습니다.운동이 충분히 진행되면 이 동작으로 인해 레버 암이 스러스트 베어링을 아래로 당기고 빔 링크가 움직여 스로틀 밸브의 개구부가 감소합니다.따라서 작동 유체가 실린더로 유입되는 속도가 감소하고 원동기 속도가 제어되어 과속을 방지할 수 있습니다.
오른쪽 영상의 질량 근처에서 볼 수 있듯이 기계식 중지를 사용하여 스로틀 동작 범위를 제한할 수 있습니다.
비중력 조절
투암 투볼 조속기의 한계는 중력에 대한 의존으로, 조속기가 속도를 늦출 때 중력을 위해 지구 표면에 대해 직립해야 한다는 것입니다.
가바나(governers)는 양 끝에 무게가 있는 단일 직선 암, 회전 축에 부착된 중심 피벗, 회전 축의 중심을 향해 무게를 가하려는 스프링을 사용하여 중력을 사용하지 않는 구조로 만들 수 있습니다.피벗 암의 반대쪽 끝에 있는 두 개의 웨이트는 모든 중력 효과를 상쇄하지만, 두 웨이트 모두 원심력을 사용하여 스프링에 대항하고 회전 축에 상대적인 수직 축을 향해 피벗 암을 회전시킵니다.
스프링 추출식 비중력 조속기는 모터의 회전 속도가 충분히 높을 때 시동 필드 코일을 끄기 위해 단상 교류(AC) 유도 모터에서 일반적으로 사용됩니다.
또한 차량의 움직임을 결합/해제하고 분당 엔진 회전수에 따라 변속기의 풀리 직경 비율을 변화시키기 위해 스노모바일 및 전지형 차량(ATV) 연속 가변 변속기(CVT)에 일반적으로 사용됩니다.
역사
제임스 와트는 그의 사업 파트너인 매튜 불튼의 제안에 따라 1788년에 그의 첫 주지사를 설계했다.그것은 원추형 진자 거버너였고 와트가 증기 엔진에 사용한 마지막 일련의 혁신 중 하나였다.제임스 와트는 원심력 주지사가 자신의 발명품이라고 주장하지 않았다.와트 주지사의 거대한 동상이 영국 웨스트 미들랜즈의 스메스윅에 서 있다.
원심 조속기는 또한 충돌하는 열차의 속도를 제한하기 위해 많은 현대의 반복 시계에도 사용되므로, 리피터가 너무 빨리 작동하지 않습니다.
또 다른 종류의 원심 조속기는 실린더 내부의 스핀들, 질량 또는 실린더가 원심 클러치 또는 드럼 브레이크와 같은 패드로 코팅된 한 쌍의 질량으로 구성됩니다.이것은 속도를 제한하기 위해 스프링이 장착된 레코드 플레이어와 스프링이 장착된 전화 다이얼에서 사용됩니다.
동적 시스템
원심 조속기는 정보의 표현이 표현에 적용되는 연산과 명확하게 분리될 수 없는 동적 시스템의 예로 인지과학에서 자주 사용된다.또한 가바나(Governor)는 서보메카니즘이기 때문에 동적 시스템에서의 분석은 간단하지 않다.1868년, 제임스 클럭 맥스웰은 피드백 제어 이론의 고전으로 널리 여겨지는 유명한 논문 "주지자에 [4]대하여"를 썼습니다.Maxwell은 동력 입력을 제어하는 감속기(원심 브레이크)와 거버를 구분합니다.그는 James Watt, James Thomson 교수, Fleeming Jenkin, William Thomson, Léon Fuco 및 Carl Wilhelm Siemens(액체 거버너)의 장치를 고려하고 있습니다.
자연선택
다윈이 종의 기원에 대하여 출판하도록 이끈 유명한 1858년 린니 협회에 대한 논문에서 알프레드 러셀 월리스는 진화 원리에 대한 은유로서 주지사를 이용했습니다.
이 원리의 작용은 증기 엔진의 원심 거버너와 정확히 비슷합니다, 증기 엔진의 거의 모든 불규칙한 부분을 확인하고 교정합니다; 그리고 같은 방식으로 동물의 왕국에서 불균형적인 결핍은 눈에 띄는 크기에 도달할 수 없습니다, 왜냐하면 그것은 첫 단계에서 자신을 느끼게 할 것이기 때문입니다.존재는 어렵고 멸종은 거의 틀림없이 [5]곧 뒤따를 거의 확실하다.
Bateson은 그의 1979년 책 Mind and Nature: A Needed Unity에서 이 주제를 다시 언급했고, 다른 학자들은 자연 선택과 시스템 [6]이론 사이의 연관성을 계속해서 탐구해왔다.
문화
원심형 주지사는 미국 뉴햄프셔 주 맨체스터 시의 국새의 일부이며 시의 깃발에도 사용됩니다.디자인을 바꾸려는 2017년 노력이 [7]유권자들에 의해 거부되었다.
「 」를 참조해 주세요.
레퍼런스
- ^ Hills, Richard L (1996), Power From the Wind, Cambridge University Press
- ^ Bellman, Richard E. (8 December 2015). Adaptive Control Processes: A Guided Tour. Princeton University Press. ISBN 9781400874668. Retrieved 13 April 2018 – via Google Books.
- ^ 케임브리지 대학교:증기기관 및 제어이론
- ^ Maxwell, James Clerk (1868). "On Governors". Proceedings of the Royal Society of London. 16: 270–283. doi:10.1098/rspl.1867.0055. JSTOR 112510.
- ^ Wallace, Alfred Russel. "On the Tendency of Varieties to Depart Indefinitely From the Original Type". Retrieved 2009-04-18.
- ^ Smith, Charles H. "Wallace's Unfinished Business". Complexity (publisher Wiley Periodicals, Inc.) Volume 10, No 2, 2004. Retrieved 2007-05-11.
- ^ "유권자들은 맨체스터의 깃발에 멋진 산업혁명 발명을 간직할 수 있다." 콩코드 모니터가 2017년 11월.
