概念进阶工业革命与近代科技科技与发明
离心调速器
也叫:自动调速装置
用转速反馈自动调节进汽量,使机器在负载变化时保持稳定。
🕰 1784年📍 欧洲科技
核心讲解
1782年瓦特造出联协式(双向)蒸汽机后,1784年又为它增加了一种自动调节速率的装置。本书未细说原理,只说它能“自动调节蒸汽机速率”,使机器适用于各种机械的运动。按通用说法,这就是离心调速器。
它的工作原理是一组随轴旋转的重球:机器转快了,重球因离心作用张开,通过连杆自动关小进汽阀,减少蒸汽;转慢了,重球回落,阀门开大、增加蒸汽。如此一来,即便负载忽大忽小,转速也能自动稳定在一个范围内。
这件看似不起眼的小装置意义重大:蒸汽机不再需要人盯着手动调节,能自动恒速运转,才能放心地接到纺织机、磨面机等各种设备上。它是近代自动控制的早期雏形。
费曼版:用大白话再讲一遍
就像洗澡时的自动混水阀:水太烫它自动掺冷水,水太凉它自动加热水,不用你伸手去拨。机器转快了,它就少喂点蒸汽;转慢了,就多喂点。你只管接上机器,它自己把速度稳住。
要点
- 瓦特1784年为联协式蒸汽机加装自动调速装置。
- 利用转速变化反馈,自动调节进汽阀开度。
- 负载变化时仍保持较稳定转速。
- 使蒸汽机可适配各种工业机械,是早期自动控制雏形。
常见误区
- 误以为调速器是瓦特的第一项发明:分离冷凝器在先,调速器在后。
- 误以为它只是锦上添花:没有自动恒速,蒸汽机难以通用化。
- 误以为它靠人手动调节:恰恰相反,它是自动反馈控制。
编者注
- 补充本书只称“自动调节蒸汽机速率的装置”,“离心调速器”是后世通用名称;它后来成为控制论与自动控制工业的早期原型。书外