KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2024

PYTANIE NR 32.
Jaka jest rola elementów oznaczonych symbolem X w silniku przedstawionym na ilustracji?
Ilustracja przedstawia schemat silnika elektrycznego, który jest częścią egzaminu zawodowego dla elektryków w ramach
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Elementy oznaczone X to zwoje zwarte (pierścienie zacieniające) na biegunach dzielonych silnika jednofazowego. Przenikający je strumień indukuje prąd, którego pole jest opóźnione w fazie względem pola głównego. Powstaje składowa pola wirującego podczas startu, co daje moment rozruchowy.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku indukcyjnym jednofazowym samo uzwojenie główne zasilane prądem przemiennym wytwarza pole pulsujące, które nie zapewnia samoczynnego startu pod obciążeniem. Aby uzyskać efekt pola wirującego w chwili rozruchu, stosuje się rozwiązania wytwarzające przesunięcie fazowe między składowymi strumienia.

W silniku z biegunami dzielonymi (zacienionymi) rolę tę spełniają zwoje zwarte (grube pierścienie miedziane) umieszczone na części nabiegunników stojana. Gdy strumień magnetyczny przenika przez taki pierścień, indukuje się w nim prąd. Ten prąd wytwarza własne pole magnetyczne, które jest opóźnione w fazie względem pola głównego. W efekcie na biegunie powstaje przesunięcie fazowe strumienia między częścią "zacienioną" i "niezacienioną", co tworzy w rozruchu składową pola wirującego i daje moment rozruchowy.

Dlatego poprawna jest odpowiedź: "Wytworzenie momentu rozruchowego."

  • Zwiększenie sprawności – sprawność zależy głównie od strat w miedzi, żelazie i mechanicznych; pierścienie zacieniające nie są elementem służącym do jej podnoszenia, a mogą wręcz wprowadzać dodatkowe straty w rozruchu.
  • Poprawa współczynnika mocy – cosφ w silnikach indukcyjnych wynika z charakteru obciążenia magnetyzującego; zwoje zwarte nie pełnią funkcji kompensacji mocy biernej (to realizuje się innymi metodami).
  • Zmniejszenie drgań – drgania są związane m.in. z niewyważeniem, luzami, łożyskami czy pulsacjami momentu; pierścienie zacieniające są elementem elektromagnetycznym układu rozruchu, nie rozwiązaniem wibroizolacyjnym.

Praktycznie silniki z biegunami dzielonymi spotyka się w urządzeniach małej mocy (np. wentylatory, małe dmuchawy), gdzie prostota i niezawodność są ważniejsze niż duży moment startowy.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Zwoje zwarte (pierścienie zacieniające) to miedziane pierścienie zakładane na część bieguna stojana. Strumień magnetyczny indukuje w nich prąd, a ten tworzy opóźnione w fazie pole magnetyczne. Dzięki temu podczas rozruchu powstaje składowa pola wirującego.
Uzwojenie jednofazowe wytwarza pole pulsujące, a nie wirujące. Takie pole nie daje jednoznacznego kierunku momentu na postoju, więc rozruch bez dodatkowego zabiegu jest utrudniony. Dopiero wytworzenie przesunięcia fazowego tworzy efekt pola wirującego w chwili startu.
Strumień przenikający pierścień indukuje w nim prąd. Pole od tego prądu jest opóźnione w fazie względem pola głównego, więc na biegunie powstają dwie składowe strumienia przesunięte w czasie. To daje w rozruchu składową pola wirującego i moment rozruchowy.
Najczęściej widać pierścienie miedziane obejmujące fragment nabiegunnika stojana oraz podział bieguna na część "zacienioną" i "niezacienioną". Często rysunek pokazuje też drogę strumienia magnetycznego. To odróżnia go od silnika z uzwojeniem pomocniczym i kondensatorem.
Nie. Zwoje zwarte służą głównie do uzyskania momentu rozruchowego przez przesunięcie fazowe strumienia na biegunie. Poprawa cosφ to inny problem (moc bierna obwodu magnetyzującego) i zwykle realizuje się ją innymi środkami, zależnie od układu zasilania i obciążenia.
Nie jest to ich cel. Pierścienie zacieniające powodują dodatkowe prądy i straty (szczególnie w rozruchu), bo są elementem zwartym. Ich zaletą jest prosty, tani rozruch bez kondensatora i wyłącznika odśrodkowego, ale nie podnoszenie sprawności całego napędu.
Stosuje się je w urządzeniach małej mocy, gdzie wymagany jest prosty i niezawodny napęd: wentylatory, małe dmuchawy, niektóre pompy obiegowe lub napędy pomocnicze. Mają niski moment rozruchowy, dlatego nie nadają się do ciężkich rozruchów pod dużym obciążeniem.
Najczęstsze pomyłki to mylenie pierścieni zacieniających z kondensatorem rozruchowym albo przypisywanie im funkcji "ogólnej poprawy parametrów" (sprawność, cosφ). Uczniowie też czasem ignorują, że chodzi o rozruch i skupiają się na pracy ustalonej silnika.
W silniku z kondensatorem przesunięcie fazowe uzyskuje się przez uzwojenie pomocnicze i kondensator w obwodzie. W silniku z biegunami dzielonymi przesunięcie fazowe powstaje lokalnie na biegunie dzięki zwojowi zwartemu. Oba rozwiązania służą rozruchowi, ale mają inną konstrukcję i możliwości momentu startowego.
Najpierw nazwij element wskazany na rysunku (np. pierścień miedziany, zwój zwarty), potem przypisz mu funkcję w układzie (tu: rozruch). Jeśli odpowiedzi zawierają "sprawność", "cosφ" lub "drgania", sprawdź, czy pytanie dotyczy rozruchu czy pracy ustalonej. To pomaga uniknąć odpowiedzi skojarzeniowych.
info

Około 45% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Elementy oznaczone X to zwoje zwarte (pierścienie zacieniające) na biegunach dzielonych silnika jednofazowego."

Źródła:

  • Wikipedia (pl): "Silnik z biegunami zacienionymi" – https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_z_biegunami_zacienionymi (dostęp: 2026-02-18)
  • Wikipedia (en): "Shaded-pole motor" – https://en.wikipedia.org/wiki/Shaded-pole_motor (accessed: 2026-02-18)
  • Electrical4U: "Shaded Pole Induction Motor" – https://www.electrical4u.com/shaded-pole-induction-motor/ (accessed: 2026-02-18)

Materiały:

  • Podręczniki i skrypty z maszyn elektrycznych (silniki indukcyjne jednofazowe, rozruch)
  • Instrukcje serwisowe/DTR małych urządzeń z silnikami jednofazowymi (wentylatory, dmuchawy)
  • Materiały dydaktyczne z elektromechaniki: schematy i przekroje silników z biegunami dzielonymi

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego