KWALIFIKACJA ELE2 - CZERWIEC 2011

PYTANIE NR 20.
Na rysunku przedstawiono schemat układu do regulacji prędkości obrotowej silnika asynchronicznego pierścieniowego. Które styczniki należy załączyć, aby uzyskać największą prędkość przy tym samym obciążeniu silnika?
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny układu do regulacji prędkości obrotowej silnika asynchronicznego pierścieniowego.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Największą prędkość silnika asynchronicznego pierścieniowego przy stałym obciążeniu uzyskuje się przy możliwie małym poślizgu, czyli gdy rezystancja w obwodzie wirnika jest najmniejsza.
W pokazanym układzie odpowiada temu załączenie styczników, które zwierają/omijają opornice wirnika i dają "pełne" połączenie – wskazano K6, K1.

Pełne wyjaśnienie:

Silnik asynchroniczny pierścieniowy umożliwia wpływanie na charakterystykę mechaniczną przez zmianę rezystancji w obwodzie wirnika (dołączanej przez pierścienie ślizgowe). Z punktu widzenia prędkości, kluczowa jest zależność: prędkość wirnika jest mniejsza od synchronicznej o poślizg. Dla danego momentu obciążenia poślizg zależy m.in. od parametrów obwodu wirnika, w tym od dołączonej rezystancji.

W praktyce: zwiększanie rezystancji wirnika pomaga uzyskać większy moment przy mniejszej prędkości (co jest korzystne np. w rozruchu), ale zwykle powoduje też większe straty i pracę przy większym poślizgu. Odwrotnie, zmniejszanie rezystancji wirnika (aż do zwarcia pierścieni) przesuwa punkt pracy w stronę mniejszego poślizgu, czyli większej prędkości dla tego samego obciążenia.

Dlatego poprawna jest odpowiedź "K6, K1", ponieważ (zgodnie ze schematem z rysunku) jest to konfiguracja, w której obwód wirnika ma najmniejszą rezystancję skuteczną: opornice są pominięte/zwierane i silnik pracuje jak z wirnikiem o minimalnym oporze. Taki stan daje największą prędkość osiągalną w tym układzie regulacji przy niezmienionym momencie obciążenia.

Pozostałe konfiguracje są błędne, bo obejmują załączenia odpowiadające pozostawieniu w obwodzie wirnika dodatkowej rezystancji (całej lub części), co zwiększa poślizg i obniża prędkość przy tym samym obciążeniu. Częsty błąd polega na myleniu celu rozruchu (duży moment dzięki rezystancji) z celem uzyskania maksymalnej prędkości (minimalna rezystancja, mały poślizg).

  • Wskazówka egzaminacyjna: najpierw ustal, które styczniki zwierają opornice wirnika (bypass), a dopiero potem wybieraj parę zapewniającą minimalną rezystancję.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To odmiana silnika indukcyjnego, w której uzwojenie wirnika jest wyprowadzone na pierścienie ślizgowe. Umożliwia to dołączanie zewnętrznej rezystancji do obwodu wirnika, co pomaga w rozruchu i w pewnym zakresie pozwala regulować prędkość oraz moment.
Większa rezystancja wirnika zwykle zwiększa poślizg dla danego obciążenia, więc prędkość spada (wirnik "bardziej odstaje" od prędkości synchronicznej). Mniejsza rezystancja zmniejsza poślizg i podnosi prędkość. Dlatego maksymalna prędkość jest przy minimalnej rezystancji.
Prędkość silnika asynchronicznego zależy od poślizgu. Dla stałego momentu obciążenia dołączenie rezystancji do wirnika powoduje większe straty i zwykle wymusza większy poślizg, czyli mniejszą prędkość. Gdy rezystancja jest najmniejsza (opornice ominięte), poślizg jest mniejszy.
Chodzi o porównanie prędkości pracy silnika dla tego samego momentu obciążenia, ale przy różnych stanach załączenia styczników w układzie regulacji. W praktyce wybierasz konfigurację, która daje najmniejszy poślizg (najmniejszą rezystancję w obwodzie wirnika) w pokazanym schemacie.
Na rysunku szukaj elementów w torze wirnika (po stronie pierścieni) oraz gałęzi obejściowych równoległych do opornic. Stycznik zwierający opornicę zwykle łączy zaciski po obu stronach rezystora lub tworzy mostek omijający rezystor. Taka funkcja oznacza "minimalną rezystancję".
W typowym układzie rezystorowym regulacji silnika pierścieniowego tak: zwarcie/ominięcie opornic oznacza najmniejszą rezystancję wirnika i pracę z najmniejszym poślizgiem osiągalnym w tym układzie. Nie oznacza to dokładnie prędkości synchronicznej, ale daje najwyższą prędkość z dostępnych stopni.
Najczęstsze są: (1) wybór pary styczników "na intuicję" bez prześledzenia toru prądowego, (2) pomylenie styczników rozruchowych z obejściowymi, (3) nieuwzględnienie, że większa rezystancja wirnika obniża prędkość przy obciążeniu, (4) czytanie schematu "od lewej do prawej" bez identyfikacji toru wirnika.
Zwiększoną rezystancję wirnika stosuje się głównie podczas rozruchu lub gdy potrzebny jest większy moment przy niższej prędkości (np. w napędach dźwignicowych). To kompromis: rośnie poślizg i straty cieplne, ale poprawiają się warunki rozruchu i możliwość "miększego" startu.
W typowym zadaniu z wyborem styczników nie trzeba liczyć poślizgu liczbowo. Wystarczy wiedzieć jakościowo, że większa rezystancja wirnika zwykle oznacza większy poślizg, a więc mniejszą prędkość. Kluczowe jest poprawne odczytanie, które styczniki minimalizują rezystancję (zwierają opornice).
Ćwicz analizę stanów układu: dla każdej kombinacji styczników narysuj (w myślach lub na kartce) zamkniętą drogę prądu w obwodzie wirnika i zaznacz, które rezystory są włączone, a które ominięte. Ucz się też słów-kluczy: "największa prędkość" → "najmniejsza rezystancja" → "zwarcie opornic".
info

Około 60% zdających odpowiada poprawnie na to pytanie. średnie

Materiały:

  • Materiały dydaktyczne z elektrotechniki: silniki asynchroniczne (klatkowe i pierścieniowe) oraz ich charakterystyki
  • Ćwiczenia z czytania schematów: tory mocy i tory wirnika z opornicami oraz stycznikami obejściowymi
  • Zadania praktyczne: analiza stanów pracy układu dla różnych załączeń styczników i wpływu na poślizg

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego