3.8. Регулирование скорости дпт независимого возбуждения в схеме с шунтированием якоря

Для регулирования скорости ДПТ независимого возбуждения применяется схема с шунтированием якоря, показанная на рис. 3.30. Эта схема позволяет с помощью двух добавочных резисторов–R_ш,включаемого параллельно якорю, иR_п,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 I_пна его выражение из (3.59), а затем исключая из полученных двух уравненийI_ш, 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 R_п. 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 R_ши регулируемомR_пприведено на рис. 3.31.

Общая для данного R_шточкаA₁пересечения всех характеристик соответствует режиму работы ДПТ, когда он не потребляет ток из сети, в силу чего резисторR_пне 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/R_ш1. При измененииR_ш,например при его увеличении, общей точкой становится точкаA₂, также располагающаяся на естественной характеристике.

Семейство искусственных характеристик ДПТ при постоянном R_пи регулируемомR_шприведено на рис. 3.32. Пересечение характеристик происходит в точкеВ₁,которая является общей точкой для всех искусственных характеристик при данномR_п.В точкеB₁ЭДС ДПТ, изменив свой знак, компенсирует внутреннее падение напряжения в якоре, вследствие чего напряжение на якоре и, следовательно, наR_шравно нулю, ток через резисторR_ш.не проходит, а ток через якорь определяется какI₁=U/R_п1.При измененииR_п,например при его увеличении, общей точкой характеристик становится точкаВ₂,координата тока для которой определяется соотношениемI₂=U/R_п2.

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 R_шиR_п. 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.