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Gobernador centrífugo

1788
  • James Watt
Mecanismo regulador centrífugo en una máquina de vapor antigua, ingeniería de control.

(Imagen generada únicamente con fines ilustrativos)

El regulador centrífugo es un dispositivo mecánico que utiliza el principio de fuerza centrífuga Para regular la velocidad de un motor. A medida que aumenta la velocidad del motor, unas masas giratorias (bolas centrífugas) se desplazan hacia afuera debido a la fuerza centrífuga. Este movimiento está conectado a una válvula de mariposa, que reduce el suministro de combustible o vapor, disminuyendo así la velocidad del motor y manteniéndola prácticamente constante.

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, fuerza centrífuga 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.

Si bien el diseño de Watt es el más famoso, el principio se utilizó anteriormente en molinos de viento para regular la distancia entre las piedras de molino. La contribución de Watt fue su adaptación y perfeccionamiento para la máquina de vapor, que se convirtió en una piedra angular de la teoría del control automático. El análisis matemático de la estabilidad del regulador por James Clerk Maxwell Su artículo de 1868, "Sobre los reguladores", se considera una obra fundamental en la teoría del control, que marca el cambio del diseño puramente intuitivo al análisis matemático riguroso de los sistemas dinámicos.

UNESCO Nomenclature: 3305
- Ingeniería de control

Tipo

Dispositivo físico

Ruptura

Sustancial

Uso

Obsoleto

Precursores

  • comprensión de la fuerza centrífuga (Huygens, Newton)
  • desarrollo de la máquina de vapor (Newcomen, Watt)
  • mecanismos de enlace de la relojería y autómatas
  • dispositivos de regulación anteriores en molinos de viento

Aplicaciones

  • máquinas de vapor
  • motores de combustión interna (primeros modelos)
  • tocadiscos
  • hidroeléctrico turbinas
  • relojes mecánicos

Patentes:

NA

Ideas para posibles innovaciones

  • sistemas de control de crucero adaptativo en los coches modernos
  • fly-by-wire control de vuelo sistemas
  • automatizado control de procesos in chemical plants
  • algoritmos de equilibrio de carga en redes informáticas
  • regulación de frecuencia en redes eléctricas
  • Sistemas de retroalimentación robótica para una manipulación precisa
  • termostatos para regulación de temperatura
  • control automático de ganancia en amplificadores de audio
  • sistemas de frenos antibloqueo (abs)
  • sistemas de control de estabilidad en vehículos
Relacionado con: regulador centrífugo, James Watt, máquina de vapor, control por retroalimentación, teoría de control, regulación de velocidad, válvula de mariposa, revolución industrial, regulador de bolas, ingeniería mecánica.

Contexto histórico

Gobernador centrífugo

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

(Si la fecha es desconocida o no es relevante, por ejemplo "mecánica de fluidos", se proporciona una estimación redondeada de su aparición notable)

décimo año aniversario

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