Nopeussäätimen toimintatila

Nopeudensäädin on automaattinen säätölaite, jota käytetään vähentämään joidenkin koneiden ei-jaksollisia nopeuden vaihteluita. Se voi pitää koneen nopeuden vakioarvossa tai lähellä asetettua arvoa. Toisin kuin sähkömoottorit, turbiinit, höyryturbiinit, kaasuturbiinit ja polttomoottorit eivät voi automaattisesti mukautua omiin kuormituksen muutoksiin. Siksi kuorman muuttuessa niiden käyttämät yksiköt menettävät vakauden. Tällaiset yksiköt on varustettava nopeudensäätimellä, jotta ne voivat muodostaa mukautuvan suhteen kuorman ja energiansyötön välille milloin tahansa kuorman ja muiden olosuhteiden muuttuessa, jotta yksikön normaali toiminta voidaan varmistaa. Nopeussäätimen teoria ja suunnittelu ovat mekaanisen dynamiikan tutkimussisältöä. Nopeussäätimiä on monenlaisia. Niistä yleisimmin käytetty on mekaaninen keskipakonopeudensäädin. Nopeussäätimiä, joissa on kierroslukumittarigeneraattoreita tai muita elektronisia laitteita antureina, on käytetty laajasti teollisuuden eri aloilla.
Nopeussäätimen on täytettävä vakavuusehdot:
① Kun yksikön nopeus poikkeaa asetetusta arvosta, nopeudensäädin voi tehdä vastaavan vastetoimenpiteen, ja samalla täytyy olla jatkuva palautusvoima nopeudensäätimen palauttamiseksi alkuperäiseen tilaan. Keskipakonopeudensäätimen jousi on se osa, joka tuottaa palautusvoiman. Tällaista nopeuden säädintä kutsutaan staattisesti vakaaksi nopeudensäätimeksi. Staattisesti vakaa nopeudensäädin voi kuitenkin myös kokea dynaamista epävakautta säätöprosessin aikana. Kun säätötoiminto on liiallinen ja käänteinen säätö tapahtuu, varsinainen säätötoiminto muodostaa värähtelyprosessin. Nopeudensäädintä, joka voi nopeasti vaimentaa värähtelyä, kutsutaan dynaamisesti stabiiliksi nopeudensäätimeksi, muuten se on dynaamisesti epävakaa nopeudensäädin, joka ei voi taata koneen normaalia toimintaa.
② Vaimennuksen lisääminen säätöjärjestelmään on tapa parantaa dynaamista vakautta. Säätöjärjestelmän vaimennus, kuten kitka kinemaattisessa parissa, saa nopeudensäätimeen tietyn epäherkkyyden, eli kun säädettävän akselin nopeus poikkeaa hieman asetetusta arvosta, nopeudensäädin ei tuota vastaavaa toimintaa. Mekaanisen nopeudensäätimen herkkyys on yleensä noin 1 % sen asetetusta arvosta. Liian korkean herkkyyden omaava nopeudensäädin aiheuttaa myös epäasianmukaisia ​​säätötoimenpiteitä säännöllisistä nopeuden vaihteluista yksikön normaalin käytön aikana.
Nopeussäädintä käytetään pitämään dieselmoottorin nopeus vakaana. Dieselmoottorin kuormanvaihdon aikana sen nopeus muuttuu vastaavasti. Kun nopeus laskee, jos säädintä ei säädetä, dieselmoottori pysähtyy lopulta; nopeuden kasvaessa, jos säädin ei toimi, dieselmoottori ei lopulta kestä liiallista keskipakovoimaa ja vaurioituu. Säätimen tehtävänä on pitää dieselmoottorin nopeus vakaana. Lisäksi säädin voi myös ylläpitää dieselmoottorin minimi- ja maksiminopeutta estääkseen moottoria pysähtymästä alhaisilla nopeuksilla ja "karkaamasta" suurilla nopeuksilla aiheuttaen mekaanisia vaurioita.