12-5 非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)

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非周期性速度波動(dòng)及其調(diào)節(jié)

若機(jī)械在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，其等效力矩Me＝Med－Mer的變化為非周期性的，則機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的速度將出現(xiàn)非周期性的波動(dòng)，從而破壞機(jī)械的穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。若長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)Med>Mer或Mer>Med，可能會(huì)導(dǎo)致“飛車”破壞或?qū)е峦＼嚞F(xiàn)象。

為了避免這兩種情況的發(fā)生，必須對(duì)這種非周期性的波動(dòng)進(jìn)行調(diào)節(jié)。

機(jī)械的非周期性速度波動(dòng)調(diào)節(jié)的本質(zhì)是要機(jī)械重新恢復(fù)建立穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。為此，就要設(shè)法使等效驅(qū)動(dòng)力矩與等效工作阻力矩恢復(fù)平衡關(guān)系。機(jī)械的非周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)有兩種情況：（1）對(duì)于以電動(dòng)機(jī)為原動(dòng)機(jī)的機(jī)械，其本身具有自調(diào)性。MOωABCω0MdωMnωnN

當(dāng)時(shí)，電動(dòng)機(jī)速度下降，電動(dòng)機(jī)所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩將自動(dòng)增大；

反之，當(dāng)時(shí)，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速上升，其所產(chǎn)生的驅(qū)動(dòng)力矩將自動(dòng)減小，使Med與Mer自動(dòng)地重新達(dá)到平衡。電動(dòng)機(jī)的這種性能稱為自調(diào)性。（2）對(duì)于以蒸汽機(jī)、汽輪機(jī)、內(nèi)燃機(jī)等為原動(dòng)機(jī)的機(jī)械，需要安裝調(diào)速器來(lái)調(diào)節(jié)。

調(diào)速器的種類很多，按執(zhí)行機(jī)構(gòu)分類，主要有機(jī)械式、氣動(dòng)式、機(jī)械氣動(dòng)式、液壓式、電液式和電子式等。圖示為內(nèi)燃機(jī)驅(qū)動(dòng)的發(fā)電機(jī)組中采用的機(jī)械式調(diào)速器的工作原理圖。內(nèi)燃機(jī)2的驅(qū)動(dòng)功與供油量的大小成正比。當(dāng)負(fù)荷突然減小時(shí)，內(nèi)燃機(jī)2和工作機(jī)發(fā)電機(jī)組1的主軸轉(zhuǎn)速升高，由錐齒輪3、4驅(qū)動(dòng)的調(diào)速器5的主軸轉(zhuǎn)速也隨著升高，5上的兩個(gè)重球因離心力增大而飛向上方，帶動(dòng)套簡(jiǎn)6向上移動(dòng)，并通過(guò)套環(huán)7和桿件8、9、10將節(jié)流閥關(guān)小，減少油路的流通面積，從而減少了內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)功。套筒經(jīng)過(guò)多次振蕩后，停留在固定位置，從而建立起新的平衡關(guān)系。反之，由于負(fù)荷的突然增加而造成機(jī)械主軸轉(zhuǎn)速下降時(shí)，調(diào)速器5中的重球所受的離心慣性力也隨之減小，重球下落，套筒6下移，油路開(kāi)口增加，進(jìn)油量的增加使得內(nèi)燃機(jī)的驅(qū)動(dòng)功增加。當(dāng)與阻抗功平衡時(shí)，套筒經(jīng)過(guò)幾次振蕩后停留在固定位置，被打破的平衡關(guān)系重新建立起來(lái)。調(diào)速器和飛輪盡管都用來(lái)調(diào)速，但兩者的調(diào)速原理不同，解決的問(wèn)題也不同。飛輪的作用是機(jī)械出現(xiàn)盈功時(shí)把多余的能量吸收和儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)機(jī)械出現(xiàn)虧功時(shí)又把儲(chǔ)存的能量釋放和補(bǔ)償出來(lái)，從而降低機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)速度的波動(dòng)程度，即在機(jī)械內(nèi)部起轉(zhuǎn)化和調(diào)節(jié)功能的作用，而其本身并不能產(chǎn)生新的能量使機(jī)械在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中的能量增加或減少，故只適用于周期性速度波動(dòng)的調(diào)節(jié)。調(diào)速器的作用則不同，它是從機(jī)械的外部來(lái)調(diào)節(jié)輸入