KWALIFIKACJA ELE2 - WRZESIEŃ 2015

PYTANIE NR 28.
Jedną z przyczyn przegrzania uzwojeń silnika indukcyjnego klatkowego, obciążonego mocą znamionową i pobierającego prąd znamionowy, może być
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przy mocy i prądzie znamionowym straty w uzwojeniach są typowe, więc do przegrzania może dojść, gdy pogorszy się odprowadzanie ciepła.
Uszkodzony wentylator zmniejsza chłodzenie, przez co temperatura uzwojeń rośnie mimo "prawidłowego" prądu. Pozostałe usterki zwykle powodują wzrost prądu lub nierównomierną pracę.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku indukcyjnym klatkowym nagrzewanie uzwojeń wynika głównie ze strat cieplnych (m.in. strat miedziowych zależnych od prądu) oraz z warunków odprowadzania ciepła. W treści podano, że silnik jest obciążony mocą znamionową i pobiera prąd znamionowy. To istotny warunek: sugeruje, że od strony elektrycznej obciążenie prądowe nie jest ponadnormatywne.

Dlatego przegrzanie może wystąpić wtedy, gdy chłodzenie jest niewystarczające. Odpowiedź "uszkodzenie wentylatora." pasuje najlepiej, bo wentylator odpowiada za przepływ powietrza i odbiór ciepła z obudowy oraz wnętrza silnika. Jeśli wentylator jest uszkodzony (np. połamane łopatki, poluzowanie, brak skutecznego nawiewu), silnik może pracować z prądem znamionowym, a mimo to temperatura uzwojeń będzie rosła, ponieważ ciepło nie jest skutecznie odprowadzane.

Pozostałe odpowiedzi są typowymi przyczynami przegrzewania, ale są sprzeczne z warunkiem "prąd znamionowy":

  • "zatarcie łożysk na wale." – zwiększa opory mechaniczne. W praktyce zwykle prowadzi to do wzrostu momentu obciążenia, a więc także do wzrostu prądu i dodatkowych strat. To nie pasuje do założenia, że prąd pozostaje znamionowy.
  • "przeciążenie silnika." – przeciążenie z definicji oznacza obciążenie ponad dopuszczalne, co w normalnych warunkach powoduje pobór prądu większy od znamionowego. Skoro prąd jest znamionowy, ta odpowiedź nie spełnia warunków zadania.
  • "zanik jednej fazy zasilającej." – praca przy zaniku fazy powoduje asymetrię i zwykle wzrost prądów w pozostałych fazach oraz silne nagrzewanie. To znowu kłóci się z informacją o prądzie znamionowym.

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się "prąd znamionowy", rozważ przyczyny termiczne i chłodnicze (wentylacja, zabrudzenie, temperatura otoczenia), a dopiero potem typowe przyczyny nadprądowe.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Oznacza to, że prąd w uzwojeniach mieści się w wartości przewidzianej przez producenta dla pracy znamionowej. Nie wyklucza to przegrzania, jeśli pogorszy się chłodzenie (np. wentylator nie działa), bo temperatura zależy też od odprowadzania ciepła.
Wentylator odpowiada za wymuszony przepływ powietrza i odbiór ciepła z silnika. Gdy jest uszkodzony, straty cieplne pozostają podobne (prąd znamionowy), ale chłodzenie spada, więc rośnie temperatura uzwojeń, a izolacja starzeje się szybciej.
Typowe objawy to wysoka temperatura obudowy, zapach przegrzanej izolacji, częstsze zadziałanie zabezpieczenia termicznego oraz brak wyraźnego strumienia powietrza przy osłonie wentylatora. Często prąd pozostaje bliski znamionowego.
W praktyce zanik fazy zwykle wywołuje silną asymetrię i wzrost prądów w pozostałych fazach, co szybko prowadzi do przegrzania. Dlatego to zjawisko najczęściej nie jest zgodne z warunkiem "prąd znamionowy" podanym w zadaniu.
Przy przeciążeniu często rośnie prąd oraz spada prędkość pod obciążeniem. Przy problemach chłodzenia prąd może być poprawny, ale temperatura rośnie z powodu słabego odbioru ciepła. Pomaga pomiar prądu, kontrola wentylacji i ocena temperatury.
Zatarcie zwiększa tarcie i wymagany moment napędowy. Zwykle skutkuje to większym poborem energii i wzrostem prądu, a także dodatkowymi drganiami i hałasem. Może prowadzić do przegrzania, ale mechanizm jest inny niż przy samej awarii wentylatora.
Pomaga regularne czyszczenie kanałów chłodzących i żeber, kontrola osłony oraz mocowania wentylatora, sprawdzanie drożności wlotów/wylotów powietrza, a także kontrola łożysk. Ważne jest też utrzymanie właściwej temperatury otoczenia.
Gdy przegrzewanie wynika głównie z nieskutecznego chłodzenia, a prąd nie przekracza wartości znamionowej. Wtedy zabezpieczenie nadprądowe może nie zadziałać, dlatego stosuje się także zabezpieczenia termiczne oraz dba o stan wentylacji silnika.
Najczęściej pomijają warunek "prąd znamionowy" i automatycznie wskazują przeciążenie albo zanik fazy. Drugi błąd to utożsamianie przegrzania wyłącznie ze wzrostem prądu, bez uwzględnienia, że kluczowa jest też skuteczność odprowadzania ciepła.
Tak. Wyższa temperatura otoczenia pogarsza warunki oddawania ciepła, więc przy tym samym obciążeniu i prądzie uzwojenia mogą osiągać wyższą temperaturę. Dlatego ważne są warunki montażu, wentylacja pomieszczenia i brak zasłonięcia wlotów powietrza.
info

Około 53% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

W praktyce zawodowej kluczowe jest to, że pozostałe usterki zwykle powodują wzrost prądu lub nierównomierną pracę.

Źródła:

  • PN-EN IEC 60034-1: Maszyny elektryczne wirujące – Część 1: Dane znamionowe i właściwości eksploatacyjne (zakres: definicje wielkości znamionowych, warunki pracy, nagrzewanie)
  • PN-EN IEC 60034-6: Maszyny elektryczne wirujące – Część 6: Metody chłodzenia (kod IC) (zakres: rola i klasyfikacja układów chłodzenia, wentylacja)

Materiały:

  • Dokumentacja techniczno-ruchowa (DTR) konkretnego silnika: opis chłodzenia i warunków pracy
  • Materiały producentów silników o typowych przyczynach przegrzewania i metodach diagnostyki
  • Podstawy teorii maszyn elektrycznych (straty, sprawność, chłodzenie)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego