Betriebsart des Drehzahlreglers

Der Drehzahlregler ist ein automatisches Regelgerät, das verwendet wird, um die nicht periodischen Drehzahlschwankungen einiger Maschinen zu reduzieren. Er kann die Maschinendrehzahl auf einem konstanten Wert oder nahe dem eingestellten Wert halten. Im Gegensatz zu Elektromotoren können sich Turbinen, Dampfturbinen, Gasturbinen und Verbrennungsmotoren nicht automatisch an ihre eigenen Laständerungen anpassen. Daher verlieren die von ihnen angetriebenen Einheiten bei einer Laständerung an Stabilität. Solche Einheiten müssen mit einem Drehzahlregler ausgestattet sein, damit sie bei Last- und anderen Bedingungen jederzeit eine adaptive Beziehung zwischen Last und Energieversorgung herstellen können, um den normalen Betrieb der Einheit sicherzustellen. Theorie und Design des Drehzahlreglers sind Forschungsgegenstand der mechanischen Dynamik. Es gibt viele Arten von Drehzahlreglern. Unter ihnen ist der mechanische Fliehkraftdrehzahlregler der am weitesten verbreitete. Drehzahlregler mit Tachometergeneratoren oder anderen elektronischen Geräten als Sensoren werden in verschiedenen Industriezweigen häufig eingesetzt.
Der Drehzahlregler muss die Stabilitätsbedingungen erfüllen:
① Wenn die Geschwindigkeit der Einheit vom eingestellten Wert abweicht, kann der Drehzahlregler eine entsprechende Reaktion ausführen. Gleichzeitig muss eine konstante Rückstellkraft vorhanden sein, um den Drehzahlregler in seinen Ausgangszustand zurückzusetzen. Die Feder im Fliehkraftregler ist der Teil, der die Rückstellkraft erzeugt. Ein solcher Drehzahlregler wird als statisch stabiler Drehzahlregler bezeichnet. Bei einem statisch stabilen Drehzahlregler kann es jedoch während des Einstellvorgangs auch zu dynamischer Instabilität kommen. Wenn die Einstellaktion übermäßig ist und eine umgekehrte Einstellung erfolgt, bildet die eigentliche Einstellaktion einen Schwingungsprozess. Ein Drehzahlregler, der die Schwingung schnell dämpfen kann, wird als dynamisch stabiler Drehzahlregler bezeichnet. Andernfalls handelt es sich um einen dynamisch instabilen Drehzahlregler, der den normalen Betrieb der Maschine nicht garantieren kann.
② Durch Hinzufügen einer Dämpfung zum Einstellsystem lässt sich die dynamische Stabilität verbessern. Die Dämpfung im Einstellsystem, beispielsweise Reibung im kinematischen Paar, führt dazu, dass der Drehzahlregler eine gewisse Unempfindlichkeit aufweist. Das heißt, wenn die Drehzahl der gesteuerten Welle geringfügig vom eingestellten Wert abweicht, führt der Drehzahlregler keine entsprechende Aktion aus. Die Unempfindlichkeit eines mechanischen Drehzahlreglers beträgt im Allgemeinen etwa 1 % seines eingestellten Werts. Ein Drehzahlregler mit zu hoher Empfindlichkeit führt aufgrund periodischer Drehzahlschwankungen während des normalen Betriebs des Geräts auch zu unangemessenen Anpassungsaktionen.
Der Drehzahlregler wird verwendet, um die Drehzahl des Dieselmotors stabil zu halten. Während der Laständerung des Dieselmotors ändert sich seine Drehzahl entsprechend. Wenn die Drehzahl abnimmt und der Regler nicht angepasst wird, bleibt der Dieselmotor irgendwann stehen; wenn die Drehzahl zunimmt und der Regler nicht funktioniert, kann der Dieselmotor der übermäßigen Zentrifugalkraft irgendwann nicht mehr standhalten und wird beschädigt. Die Funktion des Reglers besteht darin, die Drehzahl des Dieselmotors stabil zu halten. Darüber hinaus kann der Regler auch die Mindest- und Höchstdrehzahl des Dieselmotors aufrechterhalten, um zu verhindern, dass der Motor bei niedrigen Drehzahlen abgewürgt wird und bei hohen Drehzahlen „durchgeht“, was zu mechanischen Schäden führt.