离心式调速器

离心式调速器，又称瓦特调速器或飞球调速器。英国工程师詹姆斯·瓦特于1788年为他的商业搭档马修·博尔顿的蒸汽机速度控制而设计。瓦特从没有把此装置申请发明，因为自从17世纪开始，离心式调速器已被用作监察风车和风车磨石之间的距离及压力，所以一般大众认为的瓦特发明了此装置是错误的。^[1] 实物是一个锥摆结构连接至蒸汽机阀门，利用负反馈的原理控制蒸汽机的运行速度。这也是第一个自动控制系统。^[2]

离心式调速器

瓦特调速器(左)与Porter shear 控制器(右)

1788年的博尔顿&瓦特引擎

原理

在离心式调速器中有二颗重球锥摆，其旋转速度和蒸汽机相同，当蒸汽机的速度提高时，重球因离心力移到调速器的外侧，因此会带动机构，关闭蒸汽机进气阀门，使得蒸汽机速度会下降，当蒸汽机速度过低时，重球会移到调速器的内侧，再开启蒸汽机进气阀门。依此原理即可将蒸汽机的速度控制在一定范围内。

文化影响

在刘慈欣的科幻小说《死神永生》（“三体”系列作品）中，蒸汽机离心调速器被潜伏在三体世界的云天明用于在童话中隐喻“恒定的速度”（光速）。（请参见“《死神永生》第三部 广播纪元7年 程心”）

参考

1. Hills, Richard L, Power From the Wind, Cambridge University Press, 1996
2. I.J.Nagrath; M.Gopal. 1. Control System Engineering Second. Wiley. : 5–7. ISBN 957-9590-53-2. 引文使用过时参数coauthors (帮助)