KWALIFIKACJA ELM3 - CZERWIEC 2022

PYTANIE NR 30.
Komutatorowa prądnica tachometryczna dołączona do wału silnika wykonawczego, pracującego w układzie mechatronicznym, jest przetwornikiem
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Tachoprądnica komutatorowa sprzężona z wałem silnika wytwarza na wyjściu napięcie stałe, którego wartość jest (w przybliżeniu) proporcjonalna do prędkości obrotowej.
Opcje z "impulsami" dotyczą czujników impulsowych (np. enkoderów), a warianty "kąta obrotu" odnoszą się do pomiaru położenia, nie prędkości.

Pełne wyjaśnienie:

Komutatorowa prądnica tachometryczna (tachoprądnica DC) jest klasycznym przetwornikiem stosowanym w napędach do pomiaru prędkości obrotowej. Jest mechanicznie dołączona do wału, a jej uzwojenia i komutator realizują prostowanie wewnętrzne, dzięki czemu na zaciskach otrzymuje się napięcie stałe.

Istota działania jest taka, że przy stałym strumieniu wzbudzenia wartość napięcia wyjściowego zmienia się w przybliżeniu proporcjonalnie do prędkości obrotowej. Dlatego poprawne jest stwierdzenie, że jest to przetwornik "prędkości obrotowej na napięcie stałe". Taki sygnał analogowy bywa wykorzystywany w pętli regulacji prędkości jako sprzężenie zwrotne.

Odpowiedzi zawierające "kąta obrotu" są niepoprawne, ponieważ kąt (położenie) to inna wielkość: aby mierzyć położenie, stosuje się zwykle elementy zliczające lub absolutne (np. enkodery inkrementalne/absolutne, resolwery), a nie tachoprądnice. Z kolei odpowiedzi z "impulsami elektrycznymi" opisują czujniki impulsowe, które generują ciągi impulsów (częstotliwość lub liczba impulsów związana z ruchem). Tachoprądnica komutatorowa typowo daje sygnał napięciowy o charakterze ciągłym (analogowym), a nie sygnał impulsowy.

W praktyce przemysłowej tachoprądnice DC są coraz częściej zastępowane czujnikami nowszego typu (np. enkoderami), jednak zasada przetwarzania w tachoprądnicy komutatorowej pozostaje taka sama i jest istotna w diagnostyce starszych układów napędowych.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prądnica tachometryczna (tachoprądnica) to przetwornik, który zamienia prędkość obrotową wału na sygnał elektryczny. W wersji komutatorowej najczęściej jest to napięcie stałe rosnące wraz z prędkością, używane jako sprzężenie zwrotne w regulacji napędu.
Tachoprądnica komutatorowa przetwarza prędkość obrotową na napięcie stałe. Kluczowe są tu dwa elementy: mechaniczne sprzężenie z wałem (wejście: prędkość) oraz komutator, który umożliwia uzyskanie sygnału o charakterze stałym na wyjściu.
Komutator działa jak mechaniczny układ prostujący: przełącza połączenia uzwojeń tak, aby na zaciskach zachować stałą biegunowość. Dzięki temu, mimo zjawisk zachodzących w wirującym uzwojeniu, wyjściowy sygnał ma postać napięcia stałego (w praktyce z pewnymi tętnieniami).
Tachoprądnica daje zwykle sygnał analogowy (napięcie zmienia się ciągle wraz z prędkością). Enkoder impulsowy daje sygnał impulsowy (liczbę/częstotliwość impulsów), który trzeba zliczać lub mierzyć czasowo. Oba mogą służyć do pomiaru prędkości, ale działają inaczej.
Nie wprost. Tachoprądnica jest przeznaczona do pomiaru prędkości, a nie położenia (kąta). Do pomiaru kąta stosuje się czujniki położenia, np. enkodery absolutne/inkrementalne albo resolwery. Mylenie kąta z prędkością to częsty błąd na testach.
Najczęściej spotyka się je jako element sprzężenia zwrotnego prędkości w układach regulacji napędu, szczególnie w starszych serwonapędach i maszynach. Mogą też pomagać w diagnostyce pracy silnika, bo zmiana napięcia wyjściowego odzwierciedla zmianę prędkości wału.
Najczęstsze pomyłki to: łączenie tachoprądnicy z "impulsami" (bo kojarzy się z enkoderem), wskazywanie "kąta obrotu" zamiast prędkości oraz pomijanie roli komutatora. Warto zapamiętać: komutatorowa tachoprądnica → napięcie stałe proporcjonalne do prędkości.
Najprościej: obserwacja oscyloskopem lub miernikiem. Sygnał analogowy (tachoprądnica) zmienia się płynnie i ma określoną polaryzację, a sygnał impulsowy (enkoder) ma postać prostokątnych impulsów. W dokumentacji szuka się też informacji o typie wyjścia: napięciowe/prądowe vs kanały impulsowe.
Błędy mogą wynikać m.in. ze zużycia szczotek i komutatora (niestabilny styk), zabrudzeń, uszkodzeń uzwojeń lub zmian warunków pracy (drgania, luzy sprzęgła z wałem). Wtedy napięcie wyjściowe może mieć zakłócenia lub nie odpowiadać rzeczywistej prędkości.
Ucz się "mapowania" wielkość → sygnał: prędkość → tachoprądnica (napięcie), położenie → enkoder/resolver (impulsy lub sygnały sinus/cosinus), siła/masa → tensometr (zmiana rezystancji). Na egzaminie najpierw rozpoznaj wielkość mechaniczną, dopiero potem typ sygnału elektrycznego.
info

Około 48% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Materiały:

  • Podstawy elektrotechniki: maszyny prądu stałego (generator, komutator)
  • Materiały dydaktyczne z automatyki/napędów: sprzężenie zwrotne prędkości
  • Dokumentacje katalogowe czujników prędkości (tachoprądnice, enkodery) omawiające typ sygnału wyjściowego

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego