KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 12.
Jaki będzie skutek zwiększenia częstotliwości napięcia zasilania stojana podczas pracy trójfazowego silnika indukcyjnego?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Zwiększenie częstotliwości zasilania stojana zwiększa prędkość pola wirującego (prędkość synchroniczną), a więc dąży do zwiększenia prędkości wirnika. Kierunek obrotów zależy od kolejności faz, nie od częstotliwości, a "uszkodzenie" nie jest typowym bezpośrednim skutkiem samej zmiany f.

Pełne wyjaśnienie:

W trójfazowym silniku indukcyjnym w stojanie powstaje pole wirujące. Jego prędkość (tzw. prędkość synchroniczna) zależy przede wszystkim od częstotliwości zasilania oraz liczby par biegunów. Gdy częstotliwość rośnie, rośnie też prędkość pola wirującego. Wirnik "podąża" za tym polem, ale zawsze obraca się nieco wolniej (występuje poślizg), dlatego zwiększenie częstotliwości zwykle skutkuje wzrostem prędkości obrotowej wirnika.

Odpowiedź "Zwiększenie prędkości obrotowej wirnika silnika." jest poprawna, bo opisuje podstawowy, kierunkowy skutek zmiany częstotliwości: zmienia się prędkość pola w stojanie, a wraz z nią typowo prędkość mechaniczna wirnika.

Pozostałe propozycje są niepoprawne, ponieważ:

  • "Całkowite uszkodzenie wirnika silnika." – sama zmiana częstotliwości nie oznacza automatycznego uszkodzenia. Uszkodzenia mogą wynikać z przekroczeń termicznych, mechanicznych lub błędnych nastaw, ale nie są bezpośrednim, koniecznym skutkiem zwiększenia f.
  • "Nawrót wirnika silnika." – zmiana kierunku obrotów w silniku trójfazowym uzyskuje się przez zmianę kolejności dwóch faz, a nie przez zmianę częstotliwości. Zwiększenie f nie powoduje odwrócenia kierunku.
  • "Zmniejszenie prędkości obrotowej wirnika silnika." – to jest sprzeczne z podstawową zależnością prędkości pola od częstotliwości; przy wzroście f prędkość pola rośnie, więc sam trend dla prędkości wirnika jest odwrotny.

W praktyce eksploatacyjnej (np. przy falowniku) warto pamiętać, że na rzeczywistą prędkość pod obciążeniem wpływa też dostępny moment i sposób sterowania, ale co do zasady wzrost częstotliwości oznacza dążenie do wyższej prędkości.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Wzrost częstotliwości zasilania zwiększa prędkość pola wirującego stojana (prędkość synchroniczną). Wirnik w silniku indukcyjnym obraca się z prędkością nieco mniejszą od synchronicznej (poślizg), więc typowo wraz ze wzrostem częstotliwości rośnie prędkość wirnika.
To prędkość obrotowa pola magnetycznego wirującego w stojanie. Zależy od częstotliwości zasilania i liczby par biegunów. Wirnik nie osiąga jej dokładnie w pracy silnikowej, bo musi wystąpić poślizg, aby w wirniku indukowały się prądy i powstał moment.
Gdyby wirnik osiągnął prędkość synchroniczną, zniknęłaby różnica prędkości między polem a wirnikiem, a wtedy nie indukowałyby się prądy w wirniku i moment napędowy spadłby do zera. Dlatego potrzebny jest poślizg, aby silnik wytwarzał moment.
Nie. Kierunek obrotów silnika trójfazowego zależy od kolejności faz. Aby odwrócić kierunek, zamienia się miejscami dwie fazy zasilania. Zmiana częstotliwości (w górę lub w dół) wpływa głównie na wartość prędkości, a nie na jej zwrot.
Poślizg to względna różnica między prędkością pola wirującego a prędkością wirnika. Gdy częstotliwość rośnie, rośnie prędkość pola, a wirnik zwykle przyspiesza, ale nadal pozostaje nieco wolniejszy. Wartość poślizgu zależy m.in. od obciążenia i momentu.
W praktyce może spaść strumień magnetyczny i dostępny moment, co bywa istotne pod obciążeniem. Mimo to zależność prędkości pola od częstotliwości pozostaje taka sama: prędkość synchroniczna rośnie. W układach napędowych często stosuje się sterowanie U/f, by utrzymać właściwy strumień.
Najczęściej przy pracy z przemiennikiem częstotliwości (falownikiem), który reguluje prędkość silnika przez zmianę częstotliwości napięcia zasilającego. To typowe w napędach pomp, wentylatorów i przenośników, gdzie potrzebna jest płynna regulacja obrotów.
Najczęściej myli się prędkość synchroniczną z prędkością wirnika (pomija poślizg) albo błędnie łączy zmianę częstotliwości z odwróceniem kierunku obrotów. Innym błędem jest wybór skrajnych odpowiedzi o "uszkodzeniu" bez powiązania z rzeczywistym mechanizmem działania silnika.
Częstotliwość wpływa na wartość prędkości pola wirującego (a więc zwykle i prędkości wirnika). Kolejność faz wpływa na kierunek wirowania pola, czyli na to, czy silnik obraca się w prawo czy w lewo. To dwa różne "pokrętła" sterujące innymi właściwościami.
Opanuj pojęcia: stojan, wirnik, pole wirujące, prędkość synchroniczna i poślizg oraz ich zależności. Przećwicz typowe sytuacje eksploatacyjne z falownikiem: zmiana częstotliwości, wpływ obciążenia i kierunek obrotów. Pomaga też rozwiązywanie arkuszy i krótkich zadań koncepcyjnych.
info

Około 50% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Eksperci podkreślają: "Zwiększenie częstotliwości zasilania stojana zwiększa prędkość pola wirującego (prędkość synchroniczną), a więc dąży do zwiększenia prędkości wirnika."

Źródła:

  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_asynchroniczny - dostęp: 2026-02-27
  • https://pl.wikipedia.org/wiki/Pr%C4%99dko%C5%9B%C4%87_synchroniczna - dostęp: 2026-02-27
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor - dostęp: 2026-02-27

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z działu: maszyny elektryczne – silniki indukcyjne (technik elektryk)
  • Dokumentacja i instrukcje przemienników częstotliwości (falowników) – tryby sterowania U/f
  • Zadania i arkusze egzaminacyjne dotyczące prędkości synchronicznej i poślizgu

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego