Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » الحاكم الطارد المركزي

الحاكم الطارد المركزي

1788
  • James Watt
Centrifugal governor mechanism in a vintage steam engine, control engineering.

(صورة توضيحية فقط)

المنظم الطارد المركزي هو جهاز ميكانيكي يستخدم مبدأ centrifugal force لتنظيم سرعة المحرك. مع ازدياد سرعة المحرك، تتحرك الكتل الدوارة (الكرات الطائرة) للخارج بفعل قوة الطرد المركزي. ترتبط هذه الحركة بصمام خانق، والذي يقلل من إمداد الوقود أو البخار، مما يؤدي إلى إبطاء المحرك والحفاظ على سرعة شبه ثابتة.

The centrifugal governor, famously improved and applied by James Watt in 1788 for his steam engine, is a classic example of a negative feedback control system. It consists of two or more masses, often called flyballs, mounted on arms that are hinged to a rotating spindle driven by the engine’s output shaft. As the spindle rotates, centrifugal force causes the flyballs to move outwards and upwards. This upward motion of the arms is mechanically linked to a throttle valve that controls the flow of working fluid (like steam) to the engine. If the engine speed increases beyond a set point, the flyballs swing further out, causing the linkage to partially close the throttle. This reduces the power input, and the engine slows down. Conversely, if the engine speed drops, the flyballs move inwards, opening the throttle and increasing power. This continuous adjustment allows the engine to maintain a relatively constant speed despite variations in load. It was a crucial innovation for the Industrial Revolution, enabling steam engines to be used for applications requiring stable speed, such as spinning and weaving in factories.

على الرغم من أن تصميم وات هو الأشهر، إلا أن المبدأ استُخدم سابقًا في طواحين الهواء لتنظيم المسافة بين أحجار الرحى. تمثلت مساهمة وات في تكييفه وتطويره لمحرك البخار، مما أصبح حجر الزاوية في نظرية التحكم الآلي. وقد أجرى جيمس كلارك تحليلًا رياضيًا لاستقرار منظم السرعة. Maxwell يعتبر بحثه الذي نُشر عام 1868 بعنوان "حول الحكام" عملاً تأسيسياً في نظرية التحكم، مما يمثل التحول من التصميم الحدسي البحت إلى التحليل الرياضي الدقيق للأنظمة الديناميكية.

UNESCO Nomenclature: 3305
هندسة التحكم

يكتب

Physical Device

خلل

Substancial

الاستخدام

Obsolete

مقدمات

  • فهم قوة الطرد المركزي (هويجنز، Newton)
  • تطوير المحرك البخاري (نيوكومن، وات)
  • آليات الربط من صناعة الساعات و automata
  • أجهزة التنظيم السابقة في طواحين الهواء

التطبيقات

  • محركات البخار
  • محركات الاحتراق الداخلي (النماذج المبكرة)
  • أجهزة تشغيل الأسطوانات
  • الطاقة الكهرومائية turbines
  • الساعات الميكانيكية

براءات الاختراع:

NA

أفكار ابتكارية محتملة

  • أنظمة تثبيت السرعة التكيفية في السيارات الحديثة
  • fly-by-wire التحكم في الطيران الأنظمة
  • automated التحكم في العملية in chemical plants
  • خوارزميات موازنة التحميل في شبكات الكمبيوتر
  • تنظيم التردد في شبكات الطاقة الكهربائية
  • أنظمة التغذية الراجعة الروبوتية للتلاعب الدقيق
  • منظمات الحرارة لتنظيم درجة الحرارة
  • التحكم التلقائي في المكسب في مكبرات الصوت
  • أنظمة المكابح المانعة للانغلاق (ABS)
  • أنظمة التحكم في الاستقرار في المركبات
ذات صلة بـ: منظم الطرد المركزي، جيمس وات، المحرك البخاري، التحكم بالتغذية الراجعة، نظرية التحكم، تنظيم السرعة، صمام الخانق، الثورة الصناعية، منظم الكرة الطائرة، الهندسة الميكانيكية.

السياق التاريخي

الحاكم الطارد المركزي

-250
-500
1750
1788
1834
1850
1850
1850
-500
1700
1761
1807-01-01
1850
1850
1850

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

أحدث الإضافات

أهم المنشورات والمقالات

أفضل الأدوات الأصلية

السنة العاشرة عيد

الصور والتنزيلات بالحجم الكامل متاحة فقط، ومجانية تمامًا، للأعضاء المسجلين.