Для отримання порівняно жорстких механічних характеристик двигуна при низьких швидкостях обертання часто використовують шунтування якоря резистором. при обов'язковому включенні в ланцюг якоря додаткового опору. Очевидно, що і утворюють дільник напруги. На роботу дільника великий вплив робить навантаження двигуна, оскільки по опору протікає струм. споживаний з мережі. Отже, падіння напруги залежить від. При такому включенні двигуна використовується спільно два способи регулювання: зміною підводиться до якоря напруги і зміною опору якірного ланцюга. За рахунок використання двох способів регулювання отримуємо характеристики, які займають проміжне положення між характеристиками, отриманими за рахунок зміни напруги, і характеристиками, отриманими за рахунок зміни опору в ланцюзі якоря [1; 2]. Запишемо рівняння, що описують дану схему (рис. 4.20):
Мал. 4.20. Схема включення ДПТ НВ
Знайдемо з цих виразів ЕРС:
У цьому виразі замінимо - коефіцієнт ділення подільника напруги при ідеальному холостому ході двигуна. Розділимо обидві частини цього виразу на і отримаємо рівняння електромеханічної та механічної характеристик:
Як бачимо, і електромеханічні, і механічні характеристики лінійні при = const. Побудуємо ці характеристики (рис. 4.21).
Мал. 4.21. Механічні характеристики ДПТ НВ
1 - природна характеристика;
2 - реостатно характеристика;
3 - характеристика, отримана під час шунтування якоря
Як видно з рис. 4.21, на характеристиці 3 менше швидкості ідеального холостого ходу на природній характеристиці. За рахунок того, що завжди менше 1. Завдяки більшої жорсткості характеристик в даному випадку ми маємо можливість отримати більший діапазон регулювання (він становить. На відміну від при реостатному регулюванні). Але це регулювання не економічне, тому що втрати в ланцюзі якоря значні. Зниження кутової швидкості ідеального холостого ходу пояснюється тим, що при відсутності струму в ланцюзі якоря прикладена до якоря напругу не буде дорівнює напрузі мережі, як це мало місце при реостатному регулюванні. У цьому випадку воно менше напруги мережі на значення падіння напруги на додатковому резисторі, так як через нього буде проходити струм і при відсутності струму в якорі.
З зіставлення характеристик очевидні переваги даного методу. Ту ж частоту обертання можна отримати і при реостатному регулюванні (характеристика 2), але при цьому буде менше жорсткість характеристики і нижче стабільність регулювання. З огляду на те, що Rш і ми можемо змінювати, отримуємо два різних сімейства характеристик.
В цьому випадку отримаємо сімейство характеристик, показане на рис. 4.22.
Мал. 4.22. Сімейство характеристик ДПТ НВ, отриманих
При незмінному опорі шунта змінюємо додатковий опір в інтервалі від 0 до ∞.
Точка - точка перетину характеристик відповідає режиму, при якому опір послідовного резистора не впливатиме на струм якоря, тобто коли через послідовний резистор не буде проходити струм. Це можливо тільки при обертанні якоря з кутовий швидкістю більшою за швидкість ідеального холостого ходу, коли ЕРС якоря повністю врівноважує прикладену напругу мережі і внутрішні втрати в ланцюзі якоря:
В цьому випадку двигун працює в режимі динамічного гальмування на зовнішній резистор. Оскільки напруга на якорі дорівнює напрузі мережі, струм якоря:
Підставами це значення струму в рівняння ЕРС і, розділивши обидві частини на. отримаємо:
- швидкість обертання в точці.
У граничних випадках, при незмінному і змінному. виходять дві характеристики. При ми маємо природну характеристику двигуна. Напруга, що підводиться до якоря, не залежить від опору шунтуючого резистора і не змінюється при зміні струму якоря. Інший крайній випадок, коли. Це означає, що двигун не отримує харчування від мережі і працює в режимі динамічного гальмування, замикаючись на. Характеристика в цьому випадку проходить через початок координат, крутизна залежить від величини. Всі інші характеристики займають проміжне положення. Очевидно, що, зменшуючи опір шунта, ми отримаємо нове сімейство більш жорстких характеристик, яким відповідають всі ті ж співвідношення.
Мал. 4.23. Сімейство характеристик ДПТ НВ, отриманих
В цьому випадку отримаємо сімейство механічних характеристик, що перетинаються в точці (на рис. 4.23 представлені два сімейства Rд2> Rд1). Цій точці відповідає режим, можливий при деякому негативному значенні швидкості двигуна, коли його ЕРС:
Очевидно, що в цьому випадку опір шунтуючого резистора не впливає на струм якоря. У цьому випадку струм не проходить через шунтирующий резистор при будь-якому значенні опору, так як напруга на затискачах якоря дорівнює нулю. При цьому двигун споживає струм. Підставами значення в рівняння ЕРС і, розділивши обидві частини на. перейдемо до частоти обертання:
- швидкість обертання в точці.
У граничних випадках, при постійному і зміні. виходять дві характеристики. При характеристика паралельна природною і двигун працює в режимі динамічного гальмування, характеристика проходить через початок координат. При ми маємо реостатно характеристику, яка проходить через і точку. з включеним в ланцюг якоря додатковим резистором. Інші характеристики займають проміжне положення. Збільшивши отримуємо нове сімейство характеристик з вершиною в точці.
Як видно, характеристики при даному способі регулювання виходять більш жорсткими, ніж при реостатному регулюванні. Але тривале використання цього способу небажано, так як мають місце великі втрати в ланцюзі якоря.