Для регулирования скорости ДПТ независимого возбуждения применяется схема с шунтированием якоря, показанная на рис. 3.30. Эта схема позволяет с помощью двух добавочных резисторов–Rш, включаемого параллельно якорю, и Rп, включаемого последовательно с якорем, получать
сравнительно жесткие характеристики в области малых скоростей ДПТ. Такие характеристики требуются, например, для электроприводов подъемных кранов и лифтов.
Уравнения характеристик ДПТ в схеме рис. 3.30 могут быть получены на основании выражений для ЭДС (3.2) и момента (3.3) ДПТ и следующих соотношений:
(3.57)
(3.58)
(3.59)
Заменяя в (3.57) и (3.58) ток Iп на его выражение из (3.59), а затем исключая из полученных двух уравнений Iш, получаем следующие выражения соответственно для электромеханической и механической характеристик:
(3.60)
(3.61)
где
Из (3.60) и (3.61) видно, что в схеме с шунтированием якоря снижается скорость идеального холостого хода и падает жесткость характеристик по сравнению с основной схемой включения ДПТ. Это объясняется тем, что в схеме рис 3.30 напряжение ДПТ меньше напряжения источника питания, а в якорной цепи находится добавочный резистор Rп. По этой причине способ регулирования скорости в схеме с шунтированием якоря часто называют комбинированным, так как он сочетает в себе регулирование изменением напряжения и реостатное регулирование.
Семейство искусственных характеристик ДПТ в схеме рис. 3.30 при постоянном Rш и регулируемом Rп приведено на рис. 3.31.
Общая для данного Rш точка A1 пересечения всех характеристик соответствует режиму работы ДПТ, когда он не потребляет ток из сети, в силу чего резистор Rп не оказывает влияния на характеристики ДПТ. В этой точке ЭДС ДПТ уравновешивает напряжение сети и внутреннее падение напряжения в якоре, т. е.
Двигатель работает в режиме динамического торможения с током I1=U/Rш1. При изменении Rш, например при его увеличении, общей точкой становится точка A2, также располагающаяся на естественной характеристике.
Семейство искусственных характеристик ДПТ при постоянном Rп и регулируемом Rш приведено на рис. 3.32. Пересечение характеристик происходит в точке В1, которая является общей точкой для всех искусственных характеристик при данном Rп. В точке B1 ЭДС ДПТ, изменив свой знак, компенсирует внутреннее падение напряжения в якоре, вследствие чего напряжение на якоре и, следовательно, на Rш равно нулю, ток через резистор Rш. не проходит, а ток через якорь определяется как I1=U/Rп1. При изменении Rп, например при его увеличении, общей точкой характеристик становится точка В2, координата тока для которой определяется соотношением I2=U/Rп2.
Рассмотренный способ регулирования скорости по своим характеристикам и показателям занимает промежуточное положение между способами, связанными с изменением напряжения на якоре и сопротивлением в цепи якоря. Диапазон регулирования скорости лежит в пределах 5 – 6, плавность регулирования определяется плавностью изменения сопротивления Rш и Rп. Регулирование скорости осуществляется вниз от основной при постоянном моменте нагрузки, жесткость получаемых искусственных характеристик относительно высокая в области малых скоростей.
Экономичность этого способа регулирования невысока из-за значительных потерь мощности в якорной цепи. По этой причине способ используется для регулирования скорости ДПТ небольшой мощности при кратковременной работе на пониженных скоростях.