KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2021

PYTANIE NR 27.
Który rodzaj sterowania zapewnia układ silnika przedstawiony na schemacie?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który jest związany z egzaminem zawodowym dla elektryków, kwalifikacja EE5.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Na schemacie rezystory R1–R3 są włączone szeregowo w obwód twornika i mają styki zwierające, które stopniowo je eliminują. Zmiana rezystancji szeregowej zmienia spadek napięcia i tym samym napięcie na tworniku, co daje regulację prędkości obrotowej. Nie widać układu hamowania ani bocznika wzbudzenia.

Pełne wyjaśnienie:

Przedstawiony schemat to typowy układ silnika prądu stałego z rozruchem rezystorowym i regulacją realizowaną przez zmianę warunków w obwodzie twornika.

W obwodzie twornika znajdują się trzy rezystory R1, R2, R3 połączone szeregowo. Nad każdym rezystorem widać styk zwierający, który może "ominąć" (zwarć/bocznikować) dany rezystor. Taka realizacja ma dwa skutki praktyczne:

  • podczas rozruchu ogranicza prąd rozruchowy (duża rezystancja w szeregu → mniejszy prąd),
  • po kolejnym zwieraniu rezystorów maleje rezystancja szeregowa, więc maleje spadek napięcia na rezystorach, a rośnie napięcie dostępne na tworniku, co zwiększa prędkość obrotową.

Dlatego poprawna jest odpowiedź: regulacja obrotów przez zmianę napięcia twornika (w praktyce przez zmianę rezystancji szeregowej, która zmienia napięcie efektywne na tworniku).

Dlaczego pozostałe odpowiedzi są niepoprawne?

  • Hamowanie dynamiczne zwykle polega na odłączeniu zasilania i dołączeniu twornika do rezystora hamowania (energia kinetyczna zamienia się w ciepło). Na schemacie nie ma typowego przełączenia w tryb hamowania ani wyraźnie wydzielonego rezystora hamowania po odłączeniu źródła.
  • Hamowanie prądnicowe (regeneracyjne) wymaga pracy silnika jako prądnicy i warunków pozwalających oddawać energię do odbiornika/sieci. Sam układ stopniowanych rezystorów w szeregu z twornikiem nie stanowi takiego toru oddawania energii.
  • Regulacja przez bocznikowanie uzwojenia wzbudzenia wymaga gałęzi równoległej do cewki wzbudzenia (rezystor równoległy osłabiający pole). W opisywanym schemacie rezystory są w torze twornika, a nie równolegle do uzwojenia wzbudzenia, więc nie jest to regulacja strumieniem przez bocznik wzbudzenia.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli na schemacie widzisz kilka rezystorów w szeregu z twornikiem oraz styki, które je kolejno zwierają, najczęściej jest to układ rozruchu/sterowania wpływający na napięcie na tworniku, a nie układ hamowania.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Twornik to część silnika DC, w której indukuje się siła elektromotoryczna i płynie prąd wytwarzający moment. Zmiana napięcia na tworniku zmienia prąd i przeciwnapięcie, co w praktyce przekłada się na zmianę prędkości obrotowej. Dlatego regulacja "napięciem twornika" jest typową metodą sterowania.
Na starcie rezystory w szeregu zwiększają opór obwodu, co ogranicza prąd rozruchowy. Następnie styki zwierają kolejne rezystory, zmniejszając rezystancję szeregową. Dzięki temu spadek napięcia na rezystorach maleje, a napięcie na tworniku rośnie stopniowo, co daje płynniejszy rozruch.
Gdy rezystory są włączone szeregowo, część napięcia "gubi się" na nich jako spadek napięcia. Po ich zwarciu spadek napięcia na rezystorach maleje, więc większa część napięcia zasilania pojawia się na tworniku. Wyższe napięcie twornika zwykle oznacza wyższą prędkość obrotową.
W praktyce oznacza to takie sterowanie obwodem twornika, aby zmieniać napięcie "docierające" do twornika. Może to być realizowane np. przez zmianę rezystancji szeregowej (jak na schemacie) lub przez układ elektroniczny. Efektem jest zmiana prędkości bez ingerencji w obwód wzbudzenia.
Bocznikowanie wzbudzenia wymaga gałęzi równoległej do cewki wzbudzenia (rezystor "obok" cewki), aby osłabiać pole magnetyczne. Jeżeli rezystory są w torze prądowym twornika (szeregowo) i są zwierane stykami, to wpływają głównie na spadek napięcia w obwodzie twornika, a nie na strumień wzbudzenia.
Hamowanie dynamiczne polega na odłączeniu zasilania i dołączeniu twornika do rezystora hamowania, aby energia kinetyczna zamieniła się w ciepło. W takim układzie kluczowe jest przełączenie w tryb hamowania po odłączeniu źródła. Na omawianym schemacie widoczny jest tor rozruchowo-regulacyjny z rezystorami stopniowanymi, bez typowego przełączenia hamującego.
Hamowanie prądnicowe zachodzi, gdy silnik pracuje jako prądnica i oddaje energię do odbiornika (np. do sieci lub zasobnika). Stosuje się je tam, gdzie możliwy jest zwrot energii i istnieje odpowiedni układ zasilania/odbioru. Samo stopniowanie rezystorów w obwodzie twornika nie tworzy typowego układu regeneracji energii.
Najczęściej myli się: (1) regulację napięciem twornika z osłabianiem pola przez bocznik wzbudzenia oraz (2) układ rozruchowy z układem hamowania. Pomaga zasada: rezystory szeregowe + styki zwierające → rozruch/zmiana napięcia twornika; gałąź równoległa do wzbudzenia → regulacja strumieniem; odłączenie zasilania + rezystor hamowania → hamowanie dynamiczne.
Takie układy spotyka się w napędach wymagających ograniczenia prądu przy starcie i płynnego zwiększania prędkości, np. w wciągarkach, dźwigach czy klasycznych napędach trakcyjnych. Stopniowanie rezystorów może być realizowane ręcznie lub automatycznie przez styczniki i układ sterowania, zależnie od zastosowania.
Najpierw zidentyfikuj elementy: silnik (M), uzwojenie wzbudzenia, rezystory i styki. Potem sprawdź, gdzie są rezystory: jeśli w szeregu z twornikiem i są kolejno zwierane, to sterowanie zmienia spadek napięcia i napięcie na tworniku. Jeśli rezystor jest równolegle do wzbudzenia, to jest to osłabianie pola (regulacja strumieniem).
info

Statystycznie 50% uczniów zna prawidłową odpowiedź. trudne

Specjaliści zwracają uwagę: "Na schemacie rezystory R1–R3 są włączone szeregowo w obwód twornika i mają styki zwierające, które stopniowo je eliminują."

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z elektrotechniki: silniki prądu stałego (budowa, charakterystyki, rozruch)
  • Notatki/lekcje z automatyki i sterowania napędów elektrycznych (układy rozruchowe rezystorowe)
  • Zadania z interpretacji schematów elektrycznych: identyfikacja elementów (rezystor, cewka, styk, silnik)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego