Przy stałej częstotliwości zasilania napięcie w dużym uproszczeniu "ustala" poziom strumienia magnetycznego w silniku indukcyjnym. Gdy napięcie spada o kilka procent, strumień w szczelinie również maleje. To ma bezpośredni wpływ na zdolność wytwarzania momentu: zarówno moment krytyczny, jak i ogólna "rezerwa momentu" (przeciążalność) maleją (w typowych przybliżeniach zależność jest bliska U2).
W treści zadania kluczowe są dwa warunki:
- częstotliwość jest stała (nie kompensujemy spadku napięcia zmianą f),
- moment obciążenia jest stały i niezależny od prędkości, więc napęd musi wytworzyć praktycznie ten sam moment mimo spadku napięcia.
Skoro silnik ma wytworzyć ten sam moment przy mniejszym napięciu, jego punkt pracy przesuwa się na charakterystyce mechanicznej w stronę większego poślizgu (mniejszej prędkości). Większy poślizg oznacza większą składową prądu związaną z wytwarzaniem momentu, a więc w praktyce większy prąd pobierany z sieci i większe straty cieplne. To tłumaczy jednocześnie dwa efekty: silnik bardziej się grzeje (bo rośnie prąd) i ma mniejszą zdolność do krótkotrwałego "dociążenia" (bo spada dostępny moment maksymalny).
Dlatego odpowiedź "Zmniejszenie przeciążalności silnika i zwiększenie prądu pobieranego z sieci." jest poprawna.
Pozostałe odpowiedzi są błędne typowo z takich powodów:
- "…i prądu pobieranego z sieci" – intuicyjnie brzmi jak "mniejsze napięcie = mniejszy prąd", ale przy obciążeniu o stałym momencie silnik kompensuje spadek napięcia wzrostem poślizgu, co zwykle podnosi prąd.
- "Zwiększenie przeciążalności…" – jest sprzeczne z faktem, że spadek napięcia obniża zdolność do wytwarzania momentu maksymalnego, więc rezerwa momentu maleje, a nie rośnie.
- "Zwiększenie przeciążalności i zmniejszenie prądu…" – łączy dwie niezgodne z fizyką pracy silnika konsekwencje spadku napięcia przy stałej częstotliwości.
Wskazówka egzaminacyjna: gdy w zadaniu pojawia się stały moment obciążenia, pytaj siebie: "czy przy spadku napięcia silnik musi wytworzyć ten sam moment?". Jeśli tak, zwykle rośnie poślizg i prąd, a rezerwa momentu maleje.
