Kiiruse regulaatori töörežiim

Kiiruseregulaator on automaatne reguleerimisseade, mida kasutatakse mõnede masinate mitteperioodiliste kiiruste kõikumiste vähendamiseks. See võib hoida masina kiirust konstantsel väärtusel või seatud väärtuse lähedal. Erinevalt elektrimootoritest ei suuda turbiinid, auruturbiinid, gaasiturbiinid ja sisepõlemismootorid automaatselt kohaneda oma koormuse muutustega. Seetõttu kaotavad koormuse muutumisel nende juhitavad üksused stabiilsuse. Sellised seadmed peavad olema varustatud kiiruse regulaatoriga, et nad saaksid igal ajal koormuse ja muude tingimuste muutudes luua koormuse ja energiavarustuse vahel adaptiivse suhte, et tagada seadme normaalne töö. Kiiruseregulaatori teooria ja disain on mehaanilise dünaamika uurimissisu. Kiirusereguleerijaid on mitut tüüpi. Nende hulgas on kõige laialdasemalt kasutatav mehaaniline tsentrifugaalkiiruse regulaator. Tahhomeetri generaatorite või muude andurite elektroonikaseadmetega kiirusregulaatoreid on laialdaselt kasutatud erinevates tööstussektorites.
Kiiruseregulaator peab vastama stabiilsustingimustele:
① Kui seadme kiirus erineb seatud väärtusest, saab kiirusregulaator teha vastava reageerimistoimingu ning samal ajal peab kiirusregulaatori algolekusse taastamiseks olema pidev taastav jõud. Tsentrifugaalkiiruse regulaatori vedru on osa, mis genereerib taastava jõu. Sellist kiiruse regulaatorit nimetatakse staatiliselt stabiilseks kiirusregulaatoriks. Staatiliselt stabiilne kiirusregulaator võib aga reguleerimisprotsessi ajal kogeda ka dünaamilist ebastabiilsust. Kui reguleerimistegevus on ülemäärane ja toimub vastupidine reguleerimine, moodustab tegelik reguleerimistoiming võnkeprotsessi. Pöörete regulaatorit, mis suudab võnkumist kiiresti summutada, nimetatakse dünaamiliselt stabiilseks kiirusregulaatoriks, vastasel juhul on tegemist dünaamiliselt ebastabiilse kiiruse regulaatoriga, mis ei suuda tagada masina normaalset tööd.
② Amortisatsiooni lisamine reguleerimissüsteemi on viis dünaamilise stabiilsuse parandamiseks. Reguleerimissüsteemi sumbumine, näiteks hõõrdumine kinemaatilises paaris, muudab kiiruse regulaatori teatud tundetuks, st kui juhitava võlli kiirus erineb veidi seatud väärtusest, ei anna kiirusregulaator vastavat toimingut. Mehaanilise kiirusregulaatori tundlikkus on üldiselt umbes 1% selle seatud väärtusest. Liiga kõrge tundlikkusega kiirusregulaator põhjustab ka ebasobivaid reguleerimistoiminguid, mis on tingitud perioodilistest kiiruse kõikumisest seadme normaalse töötamise ajal.
Pöörlemissageduse regulaatorit kasutatakse diiselmootori kiiruse stabiilsena hoidmiseks. Diiselmootori koormuse muutmise ajal muutub selle pöörlemissagedus vastavalt. Kui kiirus väheneb, kui regulaatorit ei reguleerita, siis diiselmootor lõpuks seiskub; kiiruse suurenedes, kui regulaator ei tööta, ei suuda diiselmootor lõpuks liigsele tsentrifugaaljõule vastu pidada ja saab vigastada. Regulaatori ülesanne on hoida diiselmootori kiirust stabiilsena. Lisaks saab regulaator hoida ka diiselmootori minimaalset ja maksimaalset pööret, et vältida mootori seiskumist madalatel pööretel ja suurel kiirusel "ärajooksmist", mis põhjustab mehaanilisi kahjustusi.