KWALIFIKACJA ELE2 - STYCZEŃ 2011

PYTANIE NR 11.
Na rysunku przedstawiono sposób zasilania silnika trójfazowego z sieci jednofazowej. Kondensator C podłączono do jednego z uzwojeń silnika w celu
Ilustracja przedstawia schemat elektryczny, który pokazuje sposób zasilania silnika trójfazowego z sieci jednofazowej.
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
Kondensator dołączony do jednego z uzwojeń przy zasilaniu jednofazowym służy do wytworzenia przesunięcia fazowego prądu (i odpowiadającego mu napięcia na gałęzi), aby uzyskać "sztuczną" drugą fazę. Dzięki temu powstaje pole wirujące umożliwiające rozruch silnika, choć zwykle z gorszymi parametrami niż przy zasilaniu 3~.

Pełne wyjaśnienie:

Przy zasilaniu silnika trójfazowego z sieci jednofazowej (1~) nie ma naturalnie trzech napięć przesuniętych w fazie o 120°, które w normalnych warunkach wytwarzają symetryczne pole wirujące w stojanie. Aby mimo to uzyskać warunki do rozruchu i pracy, stosuje się dodatkowy element w jednej z gałęzi uzwojeń.

Dlaczego poprawne jest "stworzenia napięcia przesuniętego w fazie"?
Dołączony kondensator powoduje, że prąd w gałęzi z kondensatorem jest przesunięty w fazie względem prądu w gałęzi zasilanej bezpośrednio. W praktyce daje to składową pola magnetycznego przesuniętą w czasie, czyli wytworzenie "sztucznej fazy". Dzięki temu silnik może wytworzyć moment rozruchowy i rozpocząć obrót.

  • "utrzymania mocy znamionowej" – przy zasilaniu 1~ z kondensatorem silnik zwykle nie osiąga parametrów znamionowych jak przy 3~; celem kondensatora nie jest utrzymanie mocy, tylko umożliwienie powstania odpowiedniego przesunięcia fazowego.
  • "zmniejszenia momentu rozruchowego" – kondensator jest stosowany właśnie po to, aby moment rozruchowy w ogóle się pojawił (bez przesunięcia fazowego silnik może nie ruszyć). Oczywiście w porównaniu z pełnym zasilaniem trójfazowym moment i sprawność mogą być gorsze, ale nie jest to "cel" kondensatora.
  • "zmniejszenia coscp" – w praktyce kondensatory często kojarzy się z poprawą współczynnika mocy (kompensacją mocy biernej), a nie z jego zmniejszaniem. W tym układzie podstawowa funkcja kondensatora to wytworzenie przesunięcia fazowego w jednej gałęzi uzwojeń, a nie celowe pogarszanie cosφ.

Wskazówka egzaminacyjna: jeśli w treści pojawia się zasilanie jednofazowe silnika trójfazowego i kondensator dołączony do jednego uzwojenia, najczęściej badana jest idea przesunięcia fazowego i wytworzenia warunków do pola wirującego.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
Kondensator włącza się do jednego z uzwojeń, aby uzyskać przesunięcie fazowe prądu w tej gałęzi względem pozostałej. Dzięki temu powstaje "sztuczna faza", co umożliwia wytworzenie pola wirującego i momentu rozruchowego potrzebnego do startu silnika.
Bez kondensatora uzwojenia są zasilane praktycznie w tej samej fazie, więc pole magnetyczne nie tworzy prawidłowego pola wirującego. Zamiast tego może powstać pole pulsujące, które nie daje wystarczającego momentu rozruchowego. Kondensator pomaga "rozsunąć w czasie" składowe pola.
Przesunięcie fazowe to różnica w czasie (kącie fazowym) między przebiegami prądu i napięcia lub między prądami w różnych gałęziach. W kondensatorze prąd wyprzedza napięcie, co wykorzystuje się do uzyskania potrzebnej różnicy faz w dodatkowym uzwojeniu silnika.
Zwykle nie. Zasilanie silnika trójfazowego z sieci jednofazowej przez kondensator jest rozwiązaniem kompromisowym: umożliwia pracę, ale często powoduje spadek dostępnej mocy i momentu oraz gorszą sprawność. Kondensator nie "gwarantuje" mocy znamionowej – ma wytworzyć przesunięcie fazowe.
Najczęściej pojawia się trudny rozruch, wyraźny spadek momentu, nierówna praca, nadmierne grzanie się silnika i wzrost prądu w jednej z gałęzi. Zbyt mała pojemność może nie wytworzyć potrzebnego przesunięcia fazowego, a zbyt duża może pogorszyć warunki pracy i obciążać uzwojenia.
Stosuje się je głównie wtedy, gdy w miejscu pracy dostępne jest tylko zasilanie jednofazowe, a trzeba uruchomić prosty napęd (np. w warsztacie). To rozwiązanie awaryjne lub pomocnicze. W praktyce lepszą opcją bywa falownik 1~/3~, ale to zależy od aplikacji.
W tym układzie kondensator jest dodawany po to, aby moment rozruchowy w ogóle się pojawił. Bez przesunięcia fazowego silnik może buczeć i nie ruszyć. Owszem, w porównaniu z pełnym zasilaniem trójfazowym moment może być mniejszy, ale nie jest to intencja zastosowania kondensatora.
W typowej kompensacji mocy biernej kondensator dobiera się do poprawy cosφ instalacji. Tutaj głównym celem jest wytworzenie przesunięcia fazowego w jednej gałęzi uzwojeń (czyli "sztucznej fazy"). Wpływ na cosφ może wystąpić, ale nie jest to kluczowa funkcja kondensatora w tym zadaniu.
Ogólnie kondensator rozruchowy jest używany krótko (na start) i bywa odłączany po rozpędzeniu, a kondensator pracy może być włączony na stałe podczas pracy silnika. W zadaniach egzaminacyjnych najważniejsze jest rozpoznanie funkcji: uzyskanie przesunięcia fazowego potrzebnego do rozruchu i pracy.
Najlepiej powtórzyć: pojęcie fazy i przesunięcia fazowego, zachowanie kondensatora w AC (prąd wyprzedza napięcie), ideę pola wirującego w silniku asynchronicznym oraz skutki pracy niesymetrycznej uzwojeń (spadek momentu, nagrzewanie, spadek mocy).
info

To pytanie poprawnie rozwiązuje 41% zdających egzamin. trudne

Według specjalistów z branży: "Kondensator dołączony do jednego z uzwojeń przy zasilaniu jednofazowym służy do wytworzenia przesunięcia fazowego prądu (i odpowiadającego mu napięcia na gałęzi), aby uzyskać "sztuczną" drugą fazę."

Źródła:

  • Wikipedia: "Steinmetz circuit" – opis zasilania silnika trójfazowego z jednofazowego z kondensatorem, https://en.wikipedia.org/wiki/Steinmetz_circuit (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Capacitor" – własności kondensatora w obwodach prądu przemiennego i przesunięcie fazowe, https://en.wikipedia.org/wiki/Capacitor (dostęp: 2026-02-27)
  • Wikipedia: "Induction motor" – zasada działania silnika asynchronicznego i znaczenie pola wirującego, https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor (dostęp: 2026-02-27)

Materiały:

  • Podręczniki do elektrotechniki: prąd przemienny, moc czynna/bierna, przesunięcie fazowe
  • Materiały dydaktyczne o silnikach asynchronicznych (budowa uzwojeń, pole wirujące)
  • Instrukcje i noty aplikacyjne dotyczące zasilania silników trójfazowych z sieci 1~ (układy z kondensatorem)

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego