KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2015

PYTANIE NR 19.
Jaka jest najbardziej prawdopodobna przyczyna zmniejszenia prędkości obrotowej obciążonego silnika indukcyjnego?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przerwa w jednym przewodzie fazowym podczas pracy powoduje zasilanie silnika tylko dwiema fazami. Spada dostępny moment, rośnie poślizg i dlatego obciążony silnik wyraźnie zwalnia. Podwyższenie częstotliwości zwiększa prędkość synchroniczną, a nierówna szczelina i niewyważenie głównie wywołują wibracje, nie typowy spadek prędkości.

Pełne wyjaśnienie:

Prędkość silnika indukcyjnego w stanie ustalonym jest zbliżona do prędkości synchronicznej, ale zależy od poślizgu: im większe obciążenie, tym większy poślizg i tym mniejsza prędkość obrotowa. W normalnych warunkach silnik "dobiera" taki poślizg, aby wytworzyć moment równy momentowi obciążenia.

Odpowiedź "Przerwa w jednym z fazowych przewodów zasilających." opisuje typową awarię zwaną pracą na dwóch fazach (single-phasing). Gdy dojdzie do zaniku jednej fazy podczas pracy, silnik zwykle nie zatrzymuje się natychmiast, lecz ma znacząco mniejszą zdolność wytwarzania momentu. Aby utrzymać obciążenie, musiałby zwiększyć moment, a ponieważ jest on ograniczony, praktycznym skutkiem jest wzrost poślizgu i spadek prędkości. Dodatkowo rosną prądy w pozostałych fazach, co prowadzi do przegrzewania i działania zabezpieczeń.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi nie są najlepsze?

  • "Podwyższona częstotliwość napięcia zasilania." zwiększa prędkość synchroniczną (zależną od częstotliwości), więc sama z siebie nie tłumaczy zmniejszenia prędkości; typowo prowadziłaby do tendencji wzrostu prędkości, o ile układ napędowy na to pozwala.
  • "Nierównomierna szczelina powietrzna w silniku." powoduje niesymetrię pola magnetycznego i siły promieniowe, co najczęściej objawia się hałasem, wibracjami i pogorszeniem pracy, ale nie jest to najbardziej typowa przyczyna wyraźnego spadku prędkości obciążonego silnika.
  • "Złe wyważenie wirnika silnika." to usterka mechaniczna, która przede wszystkim generuje drgania i szybsze zużycie łożysk. Sama w sobie zwykle nie powoduje istotnego "zwolnienia" prędkości elektrycznej, dopóki moment napędowy jest dostępny.

W praktyce eksploatacyjnej spadek prędkości pod obciążeniem połączony z przegrzewaniem i wzrostem prądu jest silną przesłanką do sprawdzenia zaniku fazy (bezpieczniki, styki stycznika, przewody, zaciski) oraz poprawności działania zabezpieczeń.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Poślizg to różnica między prędkością synchroniczną pola wirującego a prędkością wirnika, wyrażana względnie. Gdy obciążenie rośnie, silnik potrzebuje większego momentu, więc poślizg zwykle rośnie, a prędkość wirnika nieznacznie maleje. Przy awarii (np. zanik fazy) poślizg może wzrosnąć dużo bardziej.
Po zaniku jednej fazy silnik jest zasilany niesymetrycznie i ma znacznie mniejszą zdolność wytwarzania momentu. Aby "dogonić" wymagany moment obciążenia, układ przechodzi na większy poślizg, co objawia się spadkiem prędkości. Dodatkowo rosną prądy w pozostałych fazach, co przyspiesza nagrzewanie.
Nie zawsze. Jeśli zanik fazy nastąpi w trakcie pracy, silnik może nadal się obracać, ale ma dużo mniejszy moment i pod obciążeniem zaczyna zwalniać. Zatrzymanie zależy od wielkości obciążenia i bezwładności układu. Zwykle powinny zadziałać zabezpieczenia przeciążeniowe/asymetrii.
Typowe objawy to wyraźny spadek prędkości pod obciążeniem, wzrost poboru prądu w pozostałych fazach, szybkie przegrzewanie, nienaturalny dźwięk pracy oraz czasem nierówna praca momentu. W diagnostyce warto zmierzyć prądy fazowe i sprawdzić bezpieczniki, stycznik oraz zaciski.
Prędkość synchroniczna zależy od częstotliwości: jej wzrost powoduje wzrost prędkości pola wirującego. Dlatego "podwyższona częstotliwość" sama w sobie nie tłumaczy spadku prędkości; przeciwnie, zwykle zmienia prędkość w kierunku wyższym (zależnie od napędu i sterowania). Spadek prędkości wynika częściej ze wzrostu poślizgu.
Nierównomierna szczelina powietrzna powoduje niesymetryczne siły elektromagnetyczne, co może prowadzić do drgań, hałasu i pogorszenia pracy łożysk. To częściej problem "mechaniczno-magnetyczny" niż przyczyna typowego spadku prędkości. Rozpoznanie opiera się na wibracjach, dźwięku i oględzinach mechanicznych (łożyska, osiowość).
Niewyważenie wirnika powoduje siły odśrodkowe rosnące z prędkością, co generuje drgania i hałas oraz obciąża łożyska. Sam moment elektromagnetyczny nadal może utrzymywać prędkość blisko nominalnej, o ile nie ma przeciążenia. Spadek prędkości jest bardziej charakterystyczny dla niedostatku momentu (np. zanik fazy, przeciążenie).
Niewielkie obniżenie prędkości przy wzroście obciążenia jest normalne (większy poślizg). Alarmujące jest gwałtowne zwolnienie, jednoczesny wzrost prądów, szybkie nagrzewanie i możliwe nierówne brzmienie pracy. Wtedy należy sprawdzić zasilanie trójfazowe, symetrię prądów i elementy toru mocy (bezpieczniki, stycznik, przewody).
Pomagają zabezpieczenia przeciążeniowe (termiczne/elektroniczne), zabezpieczenia asymetrii lub zaniku faz, a także odpowiednio dobrane wyłączniki silnikowe. Ich zadaniem jest możliwie szybkie odłączenie silnika, zanim nadmierny prąd w pozostałych fazach spowoduje przegrzanie uzwojeń. W praktyce ważne są też poprawne nastawy i regularne testy działania.
Ucz się schematu zależności: prędkość synchroniczna → poślizg → moment → objawy pod obciążeniem. Przećwicz typowe awarie: zanik fazy, przeciążenie, spadek napięcia, uszkodzenia łożysk. Warto rozwiązywać zadania "objaw → przyczyna" i łączyć je z pomiarami: prądy fazowe, temperatura, wibracje oraz kontrola toru zasilania.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 44% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Przerwa w jednym przewodzie fazowym podczas pracy powoduje zasilanie silnika tylko dwiema fazami."

Materiały:

  • Podręcznik z podstaw maszyn elektrycznych: silnik indukcyjny, prędkość synchroniczna, poślizg, charakterystyki momentu
  • Materiały dydaktyczne producentów zabezpieczeń silnikowych (zanik fazy, asymetria, przeciążenie)
  • Instrukcje eksploatacji i diagnostyki napędów w zakładach (objawy: spadek prędkości, wzrost prądu, przegrzewanie)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego