فرمان گریز از مرکز

فرمان گریز از مرکز نوع خاصی از فرمان همراه با سیستم فیدبک است که سرعت موتور را با تنظیم جریان سوخت یا مایع کاری در یک سرعت ثابت تنظیم می کند. این سیستم از اصل کنترل متناسب استفاده می کند. فرمان سانتریفیوژ توسط کریستین هویگنس اختراع شد و برای تنظیم فاصله و فشار بین آسیاب های سنگی و بادی در قرن 17 مورد استفاده قرار گرفت. در سال 1788، جیمز وات دستگاهی برای کنترل موتور بخارتنظیم کرد تا بخار موجود را در سیلندرها تنظیم و متوازن کند. این کار وی نوعی توسعه در سیستم محسوب می شود و از آن به عنوان اختراع یاد می شود. بیشترین استفاده از فرمان های سانتریفیوژ در موتور بخار در قرن نوزدهم بود.آنها همچنین در موتورهای احتراق داخلی و توربوهای مختلف سوخت و برخی از ساعتهای مدرن استفاده می شوند. یک فرمان معمولی نمی تواند سرعت دقیق و محدوده سرعت را حفظ می کند، زیرا به محض افزایش بار، سرعت (RPM) فرمان کاهش می یابد.

فرمان گریز از مرکز نوع خاصی از فرمان همراه با سیستم فیدبک است که سرعت موتور را با تنظیم جریان سوخت یا مایع کاری در یک سرعت ثابت تنظیم می کند. این سیستم از اصل کنترل متناسب استفاده می کند.

فرمان گریز  از مرکز

فرمان گریز از مرکز

همزمان با افزایش سرعت توپ ها، شیرها بسته می شوند تا تعادل بین راندمان اتصالات و شیر حاصل شود.

فرمان سانتریفیوژ توسط کریستین هویگنس اختراع شد و برای تنظیم فاصله و فشار بین آسیاب های سنگی و بادی در قرن ۱۷ مورد استفاده قرار گرفت. در سال ۱۷۸۸، جیمز وات دستگاهی برای کنترل موتور بخارتنظیم کرد تا بخار موجود را در سیلندرها تنظیم و متوازن کند. این کار وی نوعی توسعه در سیستم محسوب می شود و از آن به عنوان اختراع یاد می شود. بیشترین استفاده از فرمان های سانتریفیوژ در موتور بخار در قرن نوزدهم بود.آنها همچنین در موتورهای احتراق داخلی و توربوهای مختلف سوخت و برخی از ساعتهای مدرن استفاده می شوند. یک فرمان معمولی نمی تواند سرعت دقیق و محدوده سرعت را حفظ می کند، زیرا به محض افزایش بار، سرعت (RPM) فرمان کاهش می یابد.

منابع آزمون نظام مهندسی برق نظارت

آزمون نظام مهندسی برق طراحی

عملکرد

سرعت فرمان موتور بخار در ابتدا صفر است و در نظرگرفته نمی شود. دریچه شروع به طور کامل و با سرعت صفر باز می شود، اما توپ ها شروع به چرخش می کنند و سرعت آنها رفته رفته افزایش می یابد، سوپاپ های مرکزی به سمت پایین حرکت می کنند و دریچه را می بندند. شفت درایو که سرعت آن در حال کنترل است به سمت بالا و راست حرکت می کند.

فرمان گریز از مرکز

فرمان های Porter در موتور بخار Corliss

دستگاه های نشان داده شده در شکل بالا روی موتور بخار هستند. توان از طریق شفت خروجی موتور توسط یک کمربند یا زنجیر متصل به چرخ کمربند به فرمان منتقل می شود. فرمان به یک دریچه سوپاپ متصل شده است که جریان مایع یا بخار آن را فراهم می کند. با افزایش سرعت و حرکت اولیه، فرمان مرکزی با سرعت بیشتری می چرخد و انرژی جنبشی توپ افزایش می یابد. این پدیده باعث می شود تا دو توده یا حجم بر روی بازوی اهرم ها به سمت جلو و به سمت بالا مقابله با نیروی گرانش حرکت کنند. اگر این حرکت به اندازه کافی باشد، سبب می شود که بازوی اهرم به اندازه‌ی نیروی تحمل کشیده شوند و پرتو پیوند را حرکت دهد و در نهایت دیافراگم دریچه گاز کاهش یابد. بنابراین میزان سیال موجود در داخل سیلندر کاهش می یابد و سرعت حرکت اولیه کنترل می شود و از سرعت بیش از حد جلوگیری می شود. ممکن است برای محدود کردن محدوده حرکت دریچه گاز از وقفه زمانی استفاده شود. این اتفاق در توده های موجود در تصویر سمت راست قابل مشاهده است.

فرمان گریز از مرکز

نیروهای غیر گرانشی

محدودیت دوبازو و دوفرمان به نیروی گرانش زمین وابسته است و فرمان باید نسبت به سطح زمین در سمت راست و بالا باقی بماند تا زمانی که حرکت فرمان ها ضعیف می شود بر نیروی توپ ها غلبه کند. فرمان هایی می توانند ساخته شوند که از نیروی گرانشی استفاده نکنند و تنها با استفاده از یک بازوی راست به همراه وزنه در هر دو طرف و یک محور مرکزی متصل به محور چرخش و یک فنر تلاش کند که وزن را به سمت مرکز محور چرخش تحمیل کند. دو وزنه در انتهای مخالف بازوی چرخشی، از هرگونه تاثیر گرانشی در امان هستند اما هر دو وزنه از نیروی گریز از مرکز در برابر فنر استفاده می کنند و تلاش می کنند چرخش محور چرخشی نسبت به محور عمود را ثابت نگاه دارند. موتورهای القایی جریان متناوب تک فاز (AC) به طور معمول در فرکانس های غیر گرانشی که فنر به سمت عقب می آیند، برای از بین بردن میدان کویل ها هنگامی که سرعت چرخش موتور به اندازه کافی بالا برود، استفاده می شود. همچنین به طور پیوسته در وسایل نقلیه برف روبی، وسایل نقلیه (ATV) و وسایل نقلیه متغییر (CVT) مورد استفاده قرار می گیرند تا حرکت وسیله نقلیه را راه اندازی و تامین یا قطع کنند و نسبت قطر گیربکس را متناسب با سرعت چرخش موتور در هر دقیقه تغییر دهد.

سیستم های پویا

فرمان گریز از مرکز اغلب در علوم به عنوان مثالی از یک سیستم دینامیک استفاده می شود که در آن اطلاعات نمایش داده شده به راحتی نمی توانند ازعملیات اعمال شده جدا شوند و به دلیل اینکه که فرمان دارای مکانیزم سروو است، تجزیه و تحلیل آن در یک سیستم پویا بی اهمیت است. در سال ۱۸۶۸ جیمز کلرک ماکسول مقاله معروف “On Governors” را  نوشت و در آن به طور گسترده به نظریه کنترل بازخورد کلاسیک پرداخت. ماکسول به تحلیل ترمز گریز از مرکز و فرمان هایی که ورودی توان را کنترل می کنند پرداخت. وی دستگاه های ساخته شده توسط جیمز وات، پروفسور جیمز تامسون، فلمینگ جنکین، ویلیام تامسون، لئون فوکو و کارل ویلهلم زیمنس را بررسی نمود.