Prevádzkový režim regulátora rýchlosti

Regulátor otáčok je automatické regulačné zariadenie používané na zníženie neperiodických výkyvov otáčok niektorých strojov. Dokáže udržiavať rýchlosť stroja na konštantnej hodnote alebo blízko nastavenej hodnoty. Na rozdiel od elektromotorov sa turbíny, parné turbíny, plynové turbíny a spaľovacie motory nedokážu automaticky prispôsobiť vlastným zmenám zaťaženia. Preto pri zmene zaťaženia stratia nimi poháňané jednotky stabilitu. Takéto jednotky musia byť vybavené regulátorom otáčok, aby mohli vytvoriť adaptívny vzťah medzi záťažou a dodávkou energie kedykoľvek pri zmene záťaže a iných podmienok, aby sa zabezpečila normálna prevádzka jednotky. Teória a návrh regulátora rýchlosti sú obsahom výskumu mechanickej dynamiky. Existuje mnoho typov regulátorov rýchlosti. Medzi nimi je najpoužívanejší mechanický odstredivý regulátor otáčok. Regulátory otáčok s tachometrovými generátormi alebo inými elektronickými zariadeniami ako senzory sú široko používané v rôznych priemyselných odvetviach.
Regulátor rýchlosti musí spĺňať podmienky stability:
① Keď sa rýchlosť jednotky odchyľuje od nastavenej hodnoty, regulátor rýchlosti môže vykonať zodpovedajúcu reakciu a súčasne musí existovať konštantná vratná sila, aby sa regulátor rýchlosti vrátil do pôvodného stavu. Pružina v odstredivom regulátore otáčok je časť, ktorá vytvára vratnú silu. Takýto regulátor rýchlosti sa nazýva staticky stabilný regulátor rýchlosti. Staticky stabilný regulátor otáčok však môže počas procesu nastavovania zaznamenať aj dynamickú nestabilitu. Keď je nastavovacia činnosť nadmerná a dôjde k spätnému nastaveniu, skutočné nastavenie vytvorí oscilačný proces. Regulátor otáčok, ktorý dokáže rýchlo utlmiť kmitanie, sa nazýva dynamicky stabilný regulátor otáčok, inak ide o dynamicky nestabilný regulátor otáčok, ktorý nemôže zaručiť normálnu prevádzku stroja.
② Pridanie tlmenia do nastavovacieho systému je spôsob, ako zlepšiť dynamickú stabilitu. Tlmenie v systéme nastavenia, ako je trenie v kinematickom páre, spôsobuje, že regulátor rýchlosti má určitú necitlivosť, to znamená, že keď sa rýchlosť ovládaného hriadeľa mierne odchyľuje od nastavenej hodnoty, regulátor rýchlosti nevytvára zodpovedajúcu činnosť. Necitlivosť mechanického regulátora otáčok je vo všeobecnosti asi 1 % jeho nastavenej hodnoty. Regulátor otáčok s príliš vysokou citlivosťou tiež spôsobí nevhodné nastavovacie činnosti v dôsledku periodického kolísania otáčok počas normálnej prevádzky jednotky.
Regulátor otáčok slúži na udržanie stabilných otáčok naftového motora. Počas zmeny zaťaženia naftového motora sa zodpovedajúco zmenia aj jeho otáčky. Keď sa rýchlosť zníži, ak nie je nastavený regulátor, dieselový motor sa nakoniec zastaví; pri zvyšovaní otáčok, ak nefunguje regulátor, vznetový motor nakoniec nevydrží nadmernú odstredivú silu a poškodí sa. Funkciou regulátora je udržiavať stabilné otáčky naftového motora. Okrem toho dokáže regulátor udržiavať aj minimálne a maximálne otáčky naftového motora, aby zabránil zhasnutiu motora v nízkych otáčkach a jeho „rozbehnutiu“ pri vysokých otáčkach, čo by spôsobilo mechanické poškodenie.