W generatorze synchronicznym częstotliwość napięcia na zaciskach jest bezpośrednio związana z prędkością obrotową wirnika oraz liczbą biegunów magnetycznych maszyny. Zależność ta wynika z tego, że podczas jednego pełnego obrotu wirnika pole magnetyczne "przechodzi" przez uzwojenia stojana, a liczba zmian pola (a więc okresów) zależy od liczby par biegunów.
Do obliczeń stosuje się wzór na prędkość synchroniczną:
n = 60 · f / p,
gdzie: n to prędkość w obr./min, f to częstotliwość w Hz, a p to liczba par biegunów. Równoważnie można spotkać zapis n = 120 · f / P, gdzie P jest liczbą biegunów (P = 2p).
W zadaniu podano 30 par biegunów, czyli p = 30. Dla sieci elektroenergetycznej w Polsce przyjmuje się częstotliwość znamionową 50 Hz. Podstawiamy:
n = 60 · 50 / 30 = 3000 / 30 = 100 obr./min.
Dlaczego pozostałe odpowiedzi są błędne?
- 50 obr./min odpowiadałoby zbyt małej prędkości (dla p=30 dawałoby częstotliwość około 25 Hz), czyli połowie wymaganej częstotliwości.
- 75 obr./min również nie daje 50 Hz; to typowy "wynik pośredni" wybierany po błędnym przekształceniu lub pomyleniu p z P.
- 30 obr./min jest zdecydowanie zbyt niskie; taka prędkość przy 30 parach biegunów dawałaby tylko około 15 Hz.
Wskazówka egzaminacyjna: zawsze sprawdź, czy w treści jest mowa o parach biegunów (p) czy o biegunach (P). To najczęstsze źródło pomyłek w tego typu zadaniach.
