KWALIFIKACJA ELE5 - STYCZEŃ 2018

PYTANIE NR 9.
Na rysunku zamieszczono charakterystyki mechaniczne silnika asynchronicznego pierścieniowego pracującego przy stałym obciążeniu mechanicznym z regulatorem R w obwodzie wirnika. Przejście z punktu pracy 1 do punktu pracy 2 w tym układzie może nastąpić wskutek
Ilustracja przedstawia charakterystyki mechaniczne silnika asynchronicznego pierścieniowego, który pracuje przy stałym
A.
B.
C.
D.
Wyjaśnienie poprawnej odpowiedzi:
W silniku asynchronicznym pierścieniowym dołączenie większej rezystancji w obwodzie wirnika zmienia charakterystykę mechaniczną: dla tego samego momentu obciążenia rośnie poślizg, a prędkość ustalona maleje. Dlatego przejście z punktu pracy 1 do 2 (na innej charakterystyce) może wynikać ze zwiększenia rezystancji regulatora R.

Pełne wyjaśnienie:

W silniku asynchronicznym pierścieniowym (z uzwojonym wirnikiem) można wpływać na warunki pracy przez dołączanie dodatkowej rezystancji w obwodzie wirnika. Robi się to za pomocą regulatora/opornika R włączonego do obwodu wirnika przez pierścienie ślizgowe.

Dlaczego poprawne jest "zwiększenia rezystancji regulatora"?
Zwiększenie rezystancji w obwodzie wirnika powoduje zmianę przebiegu charakterystyki mechanicznej (zależności momentu od prędkości). Dla zadanego, stałego momentu obciążenia punkt pracy wyznacza przecięcie charakterystyki obciążenia z charakterystyką silnika. Po zwiększeniu rezystancji wirnika, aby wytworzyć ten sam moment, silnik pracuje z większym poślizgiem, czyli z mniejszą prędkością ustaloną. Na wykresie odpowiada to przejściu punktu pracy z jednego przecięcia na inne (np. z punktu 1 do punktu 2).

Dlaczego odpowiedzi o napięciu są niepoprawne w tym układzie?

  • "zwiększenia napięcia zasilającego" – zmiana napięcia stojana wpływa na moment elektromagnetyczny, ale pytanie dotyczy układu regulacji z regulatorem R w obwodzie wirnika. Na rysunku są charakterystyki dla różnych nastaw R; przejście 1→2 wynika więc z przestawienia rezystancji, a nie z manipulacji napięciem zasilania.
  • "zmniejszenia napięcia zasilającego" – analogicznie: obniżenie napięcia zmienia dostępny moment, może pogarszać zdolność do przeniesienia obciążenia i powodować spadek prędkości, ale nie odpowiada typowej zmianie pomiędzy charakterystykami uzyskanymi przez zmianę rezystancji wirnika, o których mówi treść zadania.

Dlaczego "zmniejszenia rezystancji regulatora" jest błędne?
Zmniejszenie rezystancji w obwodzie wirnika działa przeciwnie: dla tego samego obciążenia poślizg maleje, a prędkość ustalona rośnie (punkt pracy przesuwa się w kierunku większej prędkości). To nie pasuje do przejścia wskazanego na charakterystykach jako 1→2 (zgodnie z założeniem zadania i oznaczeniami na rysunku).

Wskazówka egzaminacyjna: gdy w treści pojawia się "regulator R w obwodzie wirnika", najpierw rozważ wpływ rezystancji wirnika na poślizg i prędkość przy stałym momencie obciążenia, a dopiero potem rozpatruj zmianę napięcia jako ewentualny czynnik uboczny.

Dodatkowe pytania

Dodatkowe pytania (FAQ):
To silnik indukcyjny z uzwojonym wirnikiem, którego końce uzwojeń są wyprowadzone na pierścienie ślizgowe. Umożliwia to dołączanie elementów zewnętrznych (np. opornika) do obwodu wirnika, co ułatwia rozruch i pewne metody regulacji prędkości.
Zwiększenie rezystancji wirnika zmienia przebieg charakterystyki mechanicznej silnika. Przy stałym momencie obciążenia silnik musi wytworzyć ten sam moment, więc ustala się nowy stan równowagi z innym poślizgiem. Zwykle oznacza to większy poślizg i mniejszą prędkość.
Poślizg to miara różnicy między prędkością pola wirującego stojana a prędkością wirnika. Gdy rośnie poślizg, wirnik "bardziej odstaje" od pola, co jest związane z warunkami wytwarzania momentu. W zadaniach z regulacją rezystancją wirnika poślizg jest kluczowy dla prędkości ustalonej.
Jeśli na rysunku pokazano kilka charakterystyk mechanicznych tego samego silnika, a w treści jest regulator R w obwodzie wirnika, to różne krzywe zwykle odpowiadają różnym wartościom rezystancji. Punkt pracy przesuwa się na inną krzywą przy niezmienionym momencie obciążenia.
Zmiana napięcia wpływa na zdolność wytwarzania momentu, ale prędkość silnika indukcyjnego nie jest sterowana napięciem tak bezpośrednio jak w silniku DC. W zadaniach z silnikiem pierścieniowym kluczowe jest, czy zmiana dotyczy obwodu wirnika, bo to bezpośrednio modyfikuje charakterystykę i poślizg.
Stosuje się ją tam, gdzie potrzebny jest duży moment rozruchowy i kontrola rozruchu: dźwignice, suwnice, windy towarowe, przenośniki. Zmiana rezystancji pozwala ograniczać prąd i kształtować moment, choć jest to metoda o stratach energii na oporniku.
Zmniejszenie rezystancji w obwodzie wirnika powoduje, że do uzyskania danego momentu potrzebny jest mniejszy poślizg. Mniejszy poślizg oznacza, że prędkość wirnika jest bliższa prędkości synchronicznej, więc prędkość ustalona rośnie. To kierunek przeciwny do sytuacji, gdy rezystancję zwiększamy.
Najczęściej pomija się warunek "stałe obciążenie" i wybiera odpowiedź o napięciu, bo to intuicyjne skojarzenie. Drugi błąd to nieuwzględnienie, że zmiana rezystancji wirnika oznacza przejście na inną charakterystykę, a punkt pracy wynika z przecięcia krzywych.
Trzeba rozumieć, że punkt pracy to stan równowagi: moment silnika = moment obciążenia. Należy umieć wskazać, jak zmiana parametru (tu: rezystancji wirnika) przesuwa charakterystykę silnika i jak to wpływa na prędkość oraz poślizg przy niezmienionym obciążeniu.
Ćwicz rozpoznawanie, co jest regulowane (napięcie stojana, częstotliwość, rezystancja wirnika) i jak to wpływa na poślizg i prędkość. Rozwiązuj zadania z wykresami M(n) oraz ucz się interpretacji punktu pracy dla stałego obciążenia. Pomaga też przerobienie typowych schematów rozruchu silnika pierścieniowego.
info

Statystycznie 59% uczniów zna prawidłową odpowiedź. średnie

Specjaliści zwracają uwagę: "Dlatego przejście z punktu pracy 1 do 2 (na innej charakterystyce) może wynikać ze zwiększenia rezystancji regulatora r."

Źródła:

  • Wikipedia (PL): "Silnik indukcyjny" – opis poślizgu i ogólnych zależności moment–prędkość, https://pl.wikipedia.org/wiki/Silnik_indukcyjny (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (EN): "Slip ring motor" – zastosowanie rezystancji wirnika i wpływ na charakterystyki, https://en.wikipedia.org/wiki/Slip_ring_motor (dostęp: 2026-03-02)
  • Wikipedia (EN): "Induction motor" – sekcje o torque–speed characteristic i wpływie parametrów na poślizg, https://en.wikipedia.org/wiki/Induction_motor (dostęp: 2026-03-02)

Materiały:

  • Notatki/rozdziały o silnikach indukcyjnych uzwojonych (pierścieniowych) w materiałach do "Maszyn elektrycznych" dla technikum
  • Instrukcje dydaktyczne lub laboratoria: badanie charakterystyk mechanicznych silnika indukcyjnego oraz wpływu rezystancji wirnika
  • Karty katalogowe i opisy producentów dotyczące silników pierścieniowych i rozruszników/oporników wirnika

Aktualizacja pytania: 31.03.2026



Aktualizacja pytania: 31.03.2026
📡 Brak połączenia internetowego