KWALIFIKACJA ELE5 - CZERWIEC 2023

PYTANIE NR 35.
Która z wymienionych przyczyn odpowiada za zmniejszenie się prędkości obrotowej trójfazowego silnika pierścieniowego podczas jego pracy?
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Przerwa w zasilaniu jednej fazy powoduje silną asymetrię pola w stojanie, spadek momentu i wzrost poślizgu, co w praktyce objawia się spadkiem prędkości oraz "ciężką" pracą silnika. Spadek obciążenia zwykle zmniejsza poślizg (prędkość rośnie), a wzrost napięcia nie jest typową przyczyną spadku prędkości.

Pełne wyjaśnienie:

W trójfazowym silniku asynchronicznym (także pierścieniowym) prędkość obrotowa jest nieco mniejsza od prędkości synchronicznej i zależy od poślizgu. Poślizg rośnie, gdy silnik musi wytworzyć większy moment przy gorszych warunkach zasilania lub gdy spada zdolność wytwarzania momentu. Wtedy prędkość obrotowa maleje.

Odpowiedź "Przerwa w zasilaniu jednej fazy" jest właściwa, ponieważ zanik fazy (single phasing) powoduje silną niesymetrię prądów i pola magnetycznego stojana. Moment elektromagnetyczny silnika wyraźnie maleje, a aby pokryć zapotrzebowanie momentu obciążenia, silnik przechodzi na większy poślizg. Skutkiem jest spadek prędkości, wzrost prądów w pozostałych fazach i szybkie nagrzewanie, dlatego w praktyce stosuje się zabezpieczenia kontroli faz.

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • "Spadek obciążenia silnika" zwykle powoduje zmniejszenie wymaganego momentu. Silnik może pracować z mniejszym poślizgiem, więc jego prędkość zbliża się do synchronicznej (w praktyce rośnie, a nie spada).
  • "Zwarcie pierścieni ślizgowych" w silniku pierścieniowym oznacza w uproszczeniu zwarcie uzwojenia wirnika (stan zbliżony do typowego silnika klatkowego). Zmienia to głównie warunki rozruchu i nagrzewanie, ale nie jest jednoznaczną, "podstawową" przyczyną spadku prędkości w pracy ustalonej w takim sensie jak zanik fazy.
  • "Wzrost napięcia zasilania" (w dopuszczalnym zakresie) raczej zwiększa zdolność wytwarzania momentu przy danym poślizgu, więc nie jest typową przyczyną spadku prędkości. Problemy pojawiają się częściej przy spadku napięcia lub asymetrii.

Wskazówka egzaminacyjna: jeżeli w pytaniu pojawia się spadek prędkości podczas pracy i w odpowiedziach jest zanik fazy, traktuj to jako silną przesłankę – to klasyczna usterka powodująca wzrost poślizgu oraz pogorszenie momentu.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Silnik pierścieniowy to silnik asynchroniczny, w którym uzwojenie wirnika jest wyprowadzone na pierścienie ślizgowe. Pozwala to dołączać rezystancję zewnętrzną (zwłaszcza przy rozruchu). Silnik klatkowy ma wirnik zwarty "na stałe" (klatka), bez dostępu do obwodu wirnika.
Prędkość wirnika jest równa prędkości synchronicznej pomniejszonej o poślizg. Gdy poślizg rośnie (np. przy gorszych warunkach zasilania lub większym zapotrzebowaniu na moment), prędkość spada. Gdy poślizg maleje (mniejsze obciążenie), prędkość rośnie.
Zanik fazy powoduje niesymetrię prądów i pola magnetycznego w stojanie, co obniża dostępny moment elektromagnetyczny. Aby utrzymać napędzane obciążenie, silnik "przechodzi" na większy poślizg, a to bezpośrednio oznacza spadek prędkości i wzrost nagrzewania.
Zwykle nie. Dla silnika asynchronicznego spadek obciążenia oznacza mniejszy wymagany moment, więc poślizg maleje, a prędkość zbliża się do synchronicznej (czyli rośnie). Spadek prędkości przy mniejszym obciążeniu sugeruje raczej problem z zasilaniem, sterowaniem lub usterkę mechaniczną.
Najczęściej obserwuje się spadek prędkości, spadek momentu, głośniejszą pracę, drgania oraz szybki wzrost temperatury. Często rosną też prądy w pozostałych fazach. Dlatego w szafach sterowniczych stosuje się przekaźniki kontroli faz lub odpowiednie funkcje w zabezpieczeniach silnikowych.
Wzrost napięcia (w granicach dopuszczalnych) zwykle nie jest przyczyną spadku prędkości, bo silnik ma większą zdolność wytwarzania momentu przy danym poślizgu. Problemem mogą być natomiast większe straty i nagrzewanie przy przewoltowaniu. Spadek prędkości częściej wiąże się ze spadkiem napięcia lub asymetrią.
Na pracę wpływają m.in. złe styki szczotek, zabrudzone pierścienie, przerwy w uzwojeniu wirnika czy uszkodzenia układu rezystancji rozruchowej. Takie problemy mogą zwiększać straty, powodować iskrzenie i nagrzewanie oraz pogarszać rozruch. Nie zawsze jednak dają jednoznaczny objaw spadku prędkości jak zanik fazy.
W praktyce wykonuje się pomiar napięć międzyfazowych na zaciskach silnika oraz pomiar prądów w każdej fazie podczas pracy. Przy zaniku fazy jedna wartość będzie bliska zeru lub silnie zaniżona, a prądy w pozostałych fazach mogą być podwyższone i niesymetryczne. Należy też sprawdzić styczniki, bezpieczniki i zaciski.
Zabezpieczenia kontroli faz wykrywają zanik i asymetrię faz oraz mogą szybko wyłączyć napęd. Chroni to silnik przed pracą z dużym poślizgiem, nadmiernymi prądami i przegrzaniem, które mogą w krótkim czasie uszkodzić uzwojenia. W eksploatacji jest to typowa ochrona w układach napędowych.
Najpierw powiąż objaw z poślizgiem: spadek prędkości oznacza zwykle wzrost poślizgu. Następnie wybierz przyczynę, która zmniejsza dostępny moment lub pogarsza zasilanie (np. zanik fazy, spadek napięcia). Odpowiedzi mówiące o mniejszym obciążeniu zwykle prowadzą do wniosku odwrotnego.
info

Około 48% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Przerwa w zasilaniu jednej fazy powoduje silną asymetrię pola w stojanie, spadek momentu i wzrost poślizgu, co w praktyce objawia się spadkiem prędkości oraz "ciężką" pracą silnika."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Silnik asynchroniczny" – opis poślizgu i zależności prędkości od obciążenia, https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_asynchroniczny (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (EN): "Single-phasing" – skutki zaniku jednej fazy w silnikach trójfazowych, https://en.wikipedia.org/wiki/Single-phasing (dostęp: 2026-03-01)
  • Wikipedia (PL): "Poślizg (elektrotechnika)" – definicja poślizgu i związek z prędkością, https://pl.wikipedia.org/wiki/Po%C5%9Blizg_(elektrotechnika) (dostęp: 2026-03-01)

Materiały:

  • Podstawy teorii maszyn elektrycznych: rozdziały o silnikach asynchronicznych i poślizgu
  • Instrukcje eksploatacji/serwisowe napędów z zabezpieczeniem zaniku faz
  • Materiały dydaktyczne z diagnostyki silników indukcyjnych (objawy: zanik fazy, asymetria napięć)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego