KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2024

PYTANIE NR 7.
Która z wymienionych maszyn elektrycznych stosowana jest jako czujnik prędkości obrotowej?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Prądnica tachometryczna (tachoprądnica) jest stosowana jako czujnik prędkości, ponieważ wytwarza napięcie wyjściowe proporcjonalne do prędkości obrotowej wału. Silnik krokowy i silnik wykonawczy są elementami napędu (wykonawczymi), a amplidyna to głównie maszyna wzmacniająca, nie typowy czujnik prędkości.

Pełne wyjaśnienie:

Maszyna elektryczna pełniąca rolę czujnika prędkości obrotowej powinna w prosty sposób zamieniać prędkość wału na łatwy do wykorzystania sygnał elektryczny. Taką funkcję spełnia prądnica tachometryczna (tachoprądnica): podczas obracania jej wirnika powstaje na zaciskach napięcie, którego wartość (w typowym ujęciu) jest w przybliżeniu proporcjonalna do prędkości obrotowej. Dzięki temu może stanowić element sprzężenia zwrotnego w układach regulacji napędu.

Odpowiedź "Silnik krokowy" jest nieprawidłowa, ponieważ silnik krokowy jest przede wszystkim elementem wykonawczym – zamienia energię elektryczną na mechaniczną i realizuje ruch skokowy. Choć pośrednio można wnioskować o położeniu z liczby kroków, nie jest to prądnica/czujnik prędkości w rozumieniu maszyny generującej sygnał pomiarowy.

Odpowiedź "Silnik wykonawczy" także nie pasuje: określenie to odnosi się do maszyny realizującej ruch (aktuatora) w układzie sterowania. Czujnik prędkości należy do toru pomiarowego, a nie wykonawczego.

Odpowiedź "Amplidyna" jest błędna w tym kontekście, ponieważ amplidyna (historycznie stosowana) jest kojarzona z maszyną wzmacniającą/sterującą w układach napędowych. Nie jest ona typowym czujnikiem prędkości obrotowej – jej rola nie polega na pomiarze prędkości i generowaniu sygnału zwrotnego proporcjonalnego do obrotów.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli wśród odpowiedzi pojawia się tachoprądnica/tachogenerator, najczęściej jest to element pomiaru prędkości. Silniki (krokowe, wykonawcze) kojarz z realizacją ruchu, a nie z pomiarem.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Prądnica tachometryczna (tachoprądnica) to mała prądnica używana jako czujnik prędkości obrotowej. Podczas obracania wału wytwarza sygnał elektryczny (najczęściej napięcie) zależny od prędkości, co ułatwia realizację sprzężenia zwrotnego w układach regulacji napędu.
Zasada jest przetwornikowa: obrót wirnika powoduje indukowanie siły elektromotorycznej. W typowym zastosowaniu sygnał wyjściowy rośnie wraz z prędkością obrotową, więc sterownik może "widzieć" zmiany obrotów i korygować pracę napędu w pętli regulacji.
Silnik krokowy jest elementem wykonawczym – wytwarza moment i ruch. Informacja o prędkości nie jest w nim mierzona bezpośrednio; można co najwyżej ją szacować ze sterowania (częstotliwości kroków), co nie zastępuje czujnika generującego sygnał pomiarowy.
Oznacza to, że gdy prędkość wału rośnie, rośnie też wartość sygnału elektrycznego na wyjściu (np. napięcie). Dzięki temu układ sterowania może łatwo porównać prędkość zadaną z rzeczywistą i wykonać korekcję, np. przez zmianę napięcia zasilania silnika.
Sprzężenie zwrotne prędkości stosuje się, gdy trzeba utrzymać stabilne obroty mimo zmian obciążenia lub gdy wymagane jest precyzyjne sterowanie dynamiką napędu. Czujnik prędkości (np. tachoprądnica albo enkoder) dostarcza sygnał, na podstawie którego regulator koryguje pracę silnika.
W praktyce często spotyka się enkodery (impulsowe lub absolutne) oraz inne przetworniki położenia/prędkości. Tachoprądnice są rozwiązaniem klasycznym i nadal mogą występować, ale w wielu aplikacjach zastąpiono je czujnikami cyfrowymi ze względu na odporność i łatwą integrację ze sterownikami.
Nie jest to jej typowa rola. Amplidyna jest kojarzona głównie z maszyną wykorzystywaną do wzmacniania lub sterowania w starszych układach napędowych. Czujnik prędkości powinien przede wszystkim dostarczać sygnał pomiarowy zależny od obrotów, a do tego przeznaczona jest tachoprądnica.
Element wykonawczy realizuje ruch (np. silnik), a czujnik mierzy wielkość i daje sygnał dla sterowania. W odpowiedziach szukaj słów sugerujących pomiar/przetwarzanie (np. prądnica tachometryczna), a nie napędzanie (silnik krokowy, silnik wykonawczy).
Najczęstsze pomyłki to wybór "silnika", bo jest najbardziej znany, oraz mylenie toru pomiarowego z wykonawczym. Uczniowie czasem zakładają też, że skoro układ steruje krokami, to silnik "mierzy" prędkość. Warto pamiętać: tachoprądnica generuje sygnał pomiarowy.
Ucz się przez skojarzenia funkcji: tachoprądnica → prędkość (sprzężenie zwrotne), enkoder → położenie/prędkość, silnik → wykonanie ruchu. Pomaga też przegląd typowych schematów blokowych napędu: zadanie–regulator–silnik–czujnik–sprzężenie.
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 65% zdających egzamin. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Prądnica tachometryczna (tachoprądnica) jest stosowana jako czujnik prędkości, ponieważ wytwarza napięcie wyjściowe proporcjonalne do prędkości obrotowej wału."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Tachogenerator" – opis zastosowania jako przetwornika prędkości na sygnał elektryczny, https://pl.wikipedia.org/wiki/Tachogenerator (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Silnik krokowy" – charakterystyka jako silnika/elementu wykonawczego, https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_krokowy (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia (PL): "Amplidyna" – opis jako maszyny elektrycznej stosowanej do wzmacniania, https://pl.wikipedia.org/wiki/Amplidyna (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z przedmiotu "Maszyny elektryczne" (rozdziały o prądnicach DC i tachoprądnicach)
  • Skrypty/lekcje z "Automatyki i napędów elektrycznych" (sprzężenie zwrotne prędkości, serwonapędy)
  • Dokumentacje techniczne tachoprądnic i enkoderów (karty katalogowe – zasada działania, sygnały wyjściowe)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego